[发明专利]一种双刀盘矩形掘进机

说明书

一种双刀盘矩形掘进机，包括壳体、电动机、固定齿轮、大回转支承、小回转支承、前刀盘驱动轴、前刀盘和后刀盘；其中，大回转支承架设于壳体内且能够在其中旋转，内壁上设有后齿轮与固定齿轮相啮合，电动机通过驱动轴与固定齿轮相接且驱动大回转支承旋转，壳体内设置有前齿轮，小回转支承架设于大回转支承的前部且存在有偏心距并能够在其中旋转，小回转支承的外壁上设置有小齿轮且与前齿轮啮合，形成行星齿轮组，前刀盘通过前刀盘驱动轴与大回转支承连接，并且在该前刀盘驱动轴的驱动下做偏心自转，进行圆形断面切削，后刀盘连接于小回转支承的前部并在行星齿轮组的带动下同时进行公转和自转，完成矩形全断面切削。本发明具有结构紧凑、性能高效的优点，能够胜任矩形截面隧道的施工。

技术领域

本发明涉及隧道工程的施工装置，具体涉及一种双刀盘矩形掘进机，属于建筑工程机械技术领域。

背景技术

现有的地下施工设备，包括大部分TBM、盾构机、顶管机等设备的截割形状均为圆形，而异形盾构一直以来都是地下施工领域的一个难点问题。为了解决这个难点，业内技术人员一直在进行不懈的努力，也取得的很多成果，例如中煤科工集团上海科研室的一件名为《矿用全断面矩形掘进机》的中国专利(专利号：201420024545.1)和另外一件名为《多刀盘矩形顶管机》的中国专利(专利号：200920067574.5)。但是上述专利技术存在着结构不够紧凑、不能用于工程施工或者是不能够进行全断面切削的缺点，从而造成土体扰动大、挤压明显等不良效果。简而言之，目前尚无一款结构紧凑而又可用于矩形全断面施工的掘进设备。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的空白，提供一种双刀盘矩形掘进机，其能够用于矩形断面隧道的全断面掘进施工，具有结构紧凑的优点。

本发明是通过以下技术方案来解决其技术问题的：

一种双刀盘矩形掘进机，其包括壳体、电动机、固定齿轮、大回转支承、小回转支承、前刀盘驱动轴、前刀盘和后刀盘；所述大回转支承通过轴承结构架设于所述壳体的内腔的后部且能够在其中旋转，该大回转支承的内壁上设置有后齿轮，所述固定齿轮设置于所述壳体上且与该后齿轮相啮合，所述电动机通过设置于所述壳体上的驱动轴与所述固定齿轮相连接且通过该固定齿轮驱动所述大回转支承旋转，所述壳体的内壁上设置有固定的前齿轮，所述小回转支承通过轴承结构架设于所述大回转支承的前部且能够在其中旋转，该小回转支承的中心轴与所述大回转支承的中心轴存在有偏心距，所述小回转支承的外壁上设置有小齿轮，该小齿轮与所述前齿轮啮合，形成行星齿轮组，所述后刀盘连接于所述小回转支承的前部并在该行星齿轮组的带动下同时进行公转和自转，所述前刀盘通过所述前刀盘驱动轴与所述大回转支承连接，并且在该前刀盘驱动轴的驱动下绕所述双刀盘矩形掘进机整体的中轴线做转动；

所述前刀盘作偏心自转，进行圆形断面切削，同时所述电动机通过所述行星齿轮组驱动所述后刀盘同时进行公转与自转，完成矩形全断面切削。

进一步地，所述的双刀盘矩形掘进机还包括有半月板和密封装置，所述半月板设置于所述小齿轮与前齿轮之间的空隙中且固定连接于所述密封装置与大回转支承之间，所述密封装置设置于所述壳体的前部，该密封装置上设置有用于密封所述小回转支承与壳体之间间隙的第一橡胶圈和第二橡胶圈。

进一步地，所述的半月板的运动与所述小齿轮的公转运动保持同步。

进一步地，所述的前刀盘为圆形刀盘，包括连接于所述前刀盘驱动轴上的刀盘轴和连接于该刀盘轴上的刀盘，所述刀盘轴偏心地安装在所述前刀盘驱动轴上。

进一步地，所述的后刀盘为三角形刀盘，包括有均匀分布在圆周上的三个刀片柄，每两个相邻的刀片柄之间的夹角为120度。

进一步地，所述固定齿轮与后齿轮的传动比为4/3。

进一步地，通过调节所述后刀盘的半径与所述偏心距的比以及该后刀盘的公自转速度比值，可得到不同的矩形切削断面。