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1、10申请公布号CN102678128A43申请公布日20120919CN102678128ACN102678128A21申请号201210157262X22申请日20120518E21D9/0820060171申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号72发明人刘蒙蒙刘建琴郭伟蒋聪健赵多74专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人程毓英54发明名称土压平衡盾构机双环辐板式刀盘57摘要本发明属于掘进机械技术领域，涉及一种土压平衡盾构机双环辐板式刀盘，包括内刀盘和外刀盘，内刀盘的中心开设有中心圆形开口，用于布置中心圆锥挖刀和中心切刀，所述的内刀盘为三对称结构，包括呈。
2、对称分布的三根主辐条和三条宽梁，在两个主辐条之间设置有一个宽梁，每条宽梁的中部开口，主辐条与宽梁之间的内侧通过连接箱体相连，外侧通过连接筋相连；宽梁的中部开口之间通过内连接筋（7）相连。本发明能够防止结泥饼，并满足结构强度要求，同时防止土体流失，既有辐条的大开口，又有面板的强支撑。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页1/1页21一种土压平衡盾构机双环辐板式刀盘，包括内刀盘和外刀盘，内刀盘的中心开设有中心圆形开口，用于布置中心圆锥挖刀和中心切刀，其特征在于，所述的内刀盘为三对称结构，包括呈对称分布的三根主辐。
3、条（18）和三条宽梁（20），在两个主辐条之间设置有一个宽梁，每条宽梁的中部开口，主辐条与宽梁之间的内侧通过连接箱体（8）相连，外侧通过连接筋（13）相连；宽梁的中部开口之间通过内连接筋（7）相连。2根据权利要求1所述的土压平衡盾构机双环辐板式刀盘，其特征在于，在内刀盘内侧靠近中心圆形开口中用于布置每个中心圆锥挖刀的位置处，各开设有一个矩形开口（22）。3根据权利要求1所述的土压平衡盾构机双环辐板式刀盘，其特征在于，中心圆形开口为1200MM，主辐条为外圆弧直径为7000MM，内圆弧直径为2000MM，夹角为20度的类扇形；宽梁为外圆弧直径为7000MM，内圆弧直径为1000MM，夹角为30度。
4、的类扇形，宽梁的中部开口形状及大小为外圆弧直径6500MM，内圆弧直径2900MM，夹角为20度的类扇形。权利要求书CN102678128A1/3页3土压平衡盾构机双环辐板式刀盘技术领域0001本发明属于掘进机械技术领域，涉及一种盾构刀盘。背景技术0002盾构掘进机是一种隧道掘进的专用工程机械。目前地下工程采用盾构机进行隧道施工越来越广泛，作为盾构机关键设备之一的刀盘装置其结构将直接影响盾构机的性能和效率。而刀盘刀具的设计，极大地影响了盾构机的工作效率，针对不同的地层结构，需采用不同的刀具布置。而传统的同心双环刀盘因为外围环形刀盘的设计，对作业面的机械支撑强度不够，为此，常常采用六辐条刀盘，但。
5、是造成了刀盘开口率的降低了，限制了掘进速度，同时，也限制了该刀盘的使用范围，在简单的软土地掘进时容易在中心形成泥饼，影响了掘进效率。0003因此，设计出能承受较大的机械支撑强度，且具有较大开口率的高强度，高效率刀盘，具有很大的意义。本发明刀盘盘面结构具有多种优点，能满足大开口和高强度要求。发明内容0004为解决现有的同心双环刀盘开口率小，易造成中心结泥饼，支撑强度低等问题，本发明提供一种双环辐板式盾构刀盘，该刀盘不仅具有大的开口率，而且支撑强度高，从而提高掘进效率，缩短工期。本发明的目的是这样实现的0005一种土压平衡盾构机双环辐板式刀盘，包括内刀盘和外刀盘，内刀盘的中心开设有中心圆形开口，用。
6、于布置中心圆锥挖刀和中心切刀，所述的内刀盘为三对称结构，包括呈对称分布的三根主辐条（18）和三条宽梁（20），在两个主辐条之间设置有一个宽梁，每条宽梁的中部开口，主辐条与宽梁之间的内侧通过连接箱体（8）相连，外侧通过连接筋（13）相连；宽梁的中部开口之间通过内连接筋（7）相连。0006作为优选实施方式，在内刀盘内侧靠近中心圆形开口中用于布置每个中心圆锥挖刀的位置处，各开设有一个矩形开口（22）；中心圆形开口为1200MM，主辐条为外圆弧直径为7000MM，内圆弧直径为2000MM，夹角为20度的类扇形；宽梁为外圆弧直径为7000MM，内圆弧直径为1000MM，夹角为30度的类扇形，宽梁的中部开。
7、口形状及大小为外圆弧直径6500MM，内圆弧直径2900MM，夹角为20度的类扇形。0007本发明的有益效果是刀盘开口分布均匀，盘体辐条分布均匀，刀具布置分散。同时，三根主辐条，六根副辐条两侧均匀分布所需刀具，使应力均匀分布在整个盘面，使单根辐条上受力大大减小。刀盘对开挖面具有稳定的支撑，开口率大，重量轻，强度高，开口均匀，位置偏中心，防止中心结泥饼。同时边缘处开口小，有效的在整体大开口的前提下，减小了土体流失。总之，所设计的新型双圆辐板式刀盘具有以下优点（1）中心开口大，防止结泥饼；（2）外侧开口小，满足结构强度要求，同时防止土体流失；（3）辐条分布均匀，布刀均匀，使载荷均匀分布在梁和面板上。
8、，避免应力集中分布在同一根辐条上；（4）强度高，既有辐条的大开口，又有面板的强支撑。说明书CN102678128A2/3页4附图说明0008图1为本发明土压平衡盾构机刀盘结构简图。0009图2为内刀盘结构简图。0010图3是外刀盘结构简图。0011其中图1中1外刀盘外连接箱体，2外刀盘外连接筋，3外刀盘内连接筋，4外刀盘主辐条，5外刀盘内连接箱体，6外刀盘面板，7内刀盘内连接筋，8内刀盘内连接箱体，9中心环，10中心切刀刀座，11中心圆锥挖刀，12外刀盘外连接箱体，13内刀盘外连接筋，14中心切刀，15周边切刀，16切刀，17先行刀，18内刀盘主辐条，22矩形面。（我添了个标识）0012图2中。
9、19内刀盘外连接箱体，20内刀盘副辐条。0013图3中21外刀盘中连接筋。具体实施方式0014以下通过具体实施例对本发明刀盘原理做进一步说明，该发明刀盘包括内外两个刀盘面，参见图1。0015本设计刀盘采用三对称结构支架，刀盘由内外两个刀盘面组成。内刀盘盘面为箱体式，采用对称结构，由两个成对称三辐条组合而成。直径7000MM,在中心直径为1200MM处开口，超大的中心开口防止中心结泥饼，确保了掘进效率，同时在中心圆形开口的三个对称位置挖掉三个矩形面，能保证强度的同时，加大中心开口率，在直径24米的区域内，达到局部开口率为85以上。该设计改善了中心处受力，也避免了中心结泥饼问题。0016图2所示三。
10、根较窄的辐条18为主辐条，宽梁20为副辐条，中心做成开口，可看做两根对称梁。主副辐条间隔均匀分布，外形尺寸强度相近，为均匀布刀提供了基础，避免应力集中在三根主辐条上。主辐条18为外圆弧直径为7000MM，内圆弧直径为2000MM，夹角为20度的类似扇形结构。副辐条20为外圆弧直径为7000MM，内圆弧直径为1000MM，夹角为30度的类似扇形结构，中心开口形状及大小为外圆弧直径6500MM，内圆弧直径2900MM，夹角为20度的类扇形。主辐条18,副辐条20之间内侧采用连接箱体8，外侧采用连接筋13进行焊接连接，同时，副辐条20内部采用内连接筋7连接。0017图3外刀盘内径7100MM,外径1。
11、4200MM,外刀盘由8块面板6和8根主辐条4组成，采用开口仓布置刀具，整体偏向于面板式盾构机。盘体内外连接处应力集中，故刀盘外侧由箱体1连接，内侧由箱体5连接，面板与辐条之间采用筋21连接，矩形开口处用内连接筋3进行加固连接，刀盘两相邻外连接箱体1之间由外连接筋2进行连接。因为直径大，外刀盘开口率约为55。0018本刀盘盘面设计，在中心处采用弧形箱体连接，在辐条间也采用这种箱体连接，最外侧也采用箱体连接，在减轻重量的同时，提高刀盘力学性能。0019本设计刀盘有中心切刀14、周边切刀15、切刀16、先行刀17和中心合金锥型挖刀11组成，用三把中心刀座10。其中内刀盘上布置中心切刀14、切刀16和锥形挖刀11，其中中心切刀14和锥形挖刀11采用螺栓连接，固定在中心刀架上，切刀16焊接在辐条上。外刀盘上布置切刀16、周边切刀15和先行刀17，刀具采用空间立体布局分散焊接布置在各辐说明书CN102678128A3/3页5条上。说明书CN102678128A1/2页6图1说明书附图CN102678128A2/2页7图2图3说明书附图CN102678128A。