權利要求書： 1.一種掘進機用復合刀盤，包括刀盤，其特征在于，所述刀盤包括用于致裂巖石的高壓噴水裝置和之后用于促進巖石脆性裂紋的萌生和擴展的高頻沖擊振動裝置以及最后用于破碎所述巖石的滾刀，

所述滾刀布置在所述刀盤上，所述高壓噴水裝置在周向上先于所述滾刀與所述高頻沖擊振動裝置經(jīng)過巖石斷面上的同一位置，

所述高頻沖擊振動裝置在周向上先于所述滾刀經(jīng)過巖石斷面上的同一位置。

2.根據(jù)權利要求1所述的掘進機用復合刀盤，其特征在于，所述滾刀為多個，所述高壓噴水裝置為多個，所述高頻沖擊振動裝置為多個，任意一個或者多個所述滾刀配合有至少一個所述高頻沖擊振動裝置和至少一個所述高壓噴水裝置。

3.根據(jù)權利要求2所述的掘進機用復合刀盤，其特征在于，其中一部分所述滾刀沿所述刀盤的至少一條半徑，

或者，

至少一條直徑呈一條直線設置，該部分滾刀中每個所述滾刀配合有一個所述高頻沖擊振動裝置和一個所述高壓噴水裝置。

4.根據(jù)權利要求2所述的掘進機用復合刀盤，其特征在于，其中一部分所述滾刀在所述刀盤的邊緣上呈環(huán)形設置，

該部分滾刀不配合有所述高頻沖擊振動裝置和所述高壓噴水裝置。

5.根據(jù)權利要求1所述的掘進機用復合刀盤，其特征在于，所述高頻沖擊振動裝置包括沖擊桿、滾輪心軸、電磁激振器和沖擊滾輪，所述刀盤上開設有沖擊桿孔，所述沖擊桿可滑動的設置在所述沖擊桿孔中，所述沖擊滾輪通過所述滾輪心軸轉(zhuǎn)動的設置在所述沖擊桿的一端，所述沖擊桿的另一端穿過所述沖擊桿孔與所述電磁激振器的輸出端連接。

6.根據(jù)權利要求5所述的掘進機用復合刀盤，其特征在于，所述沖擊滾輪的頂部高度與和自身配合的所述滾刀的刀刃的包絡面的高度相等。

7.根據(jù)權利要求1所述的掘進機用復合刀盤，其特征在于，所述高壓噴水裝置包括噴嘴，所述噴嘴通過螺紋安裝在所述刀盤上的螺紋孔中，并與水管連通。

8.根據(jù)權利要求1所述的掘進機用復合刀盤，其特征在于，所述高壓噴水裝置的布置高度低于和自身配合的所述滾刀的高度，在所述刀盤的掘進過程中，所述滾刀壓入巖石斷面后，和自身配合的所述高壓噴水裝置不與所述巖石斷面接觸。

9.一種掘進機，包括刀盤，其特征在于，所述刀盤為如上述權利要求1?8任意一項所述的掘進機用復合刀盤。

10.根據(jù)權利要求9所述的掘進機，其特征在于，包括高壓水泵站，所述高壓噴水裝置與所述高壓水泵站連通。

說明書： 一種掘進機和掘進機用復合刀盤技術領域[0001] 本實用新型涉及破巖刀盤技術領域，尤其涉及一種掘進機和掘進機用復合刀盤。背景技術[0002] 近年來，在高速鐵路、礦山開采、城市地鐵等大型工程建設中，巖石掘進機憑借其安全環(huán)保、自動化程度低、效率高、地質(zhì)適應性強等諸多優(yōu)點而得到廣泛應用。而在掘進過

程中，刀盤是巖石掘進機最主要的部件之一，它肩負著掘進開挖、支撐掌子面的功能，是所

有破巖刀具的安裝載體。

[0003] 然而在極硬巖條件下，傳統(tǒng)巖石掘進機由于受本身能力的限制，往往不能順利破碎巖石，滾刀貫入度極低，從而導致滾刀磨損消耗嚴重、掘進效率低。

[0004] 因此，如何提供一種掘進機用復合刀盤，以避免掘進過程中滾刀磨損嚴重以及破碎極硬巖效率低，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

實用新型內(nèi)容

[0005] 有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種掘進機用復合刀盤，以避免掘進過程中滾刀磨損嚴重以及破碎極硬巖效率低。本實用新型的另一目的在于提供一種采用上述掘

進機用復合刀盤的掘進機。

[0006] 為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：[0007] 一種掘進機用復合刀盤，包括刀盤，所述刀盤包括用于致裂巖石的高壓噴水裝置和之后用于促進所述巖石脆性裂紋的萌生和擴展的高頻沖擊振動裝置以及最后用于破碎

所述巖石的滾刀，

[0008] 所述滾刀布置在所述刀盤上，[0009] 所述高壓噴水裝置在周向上先于所述滾刀與所述高頻沖擊振動裝置經(jīng)過巖石斷面上的同一位置，

[0010] 所述高頻沖擊振動裝置在周向上先于所述滾刀經(jīng)過巖石斷面上的同一位置。[0011] 優(yōu)選的，上述滾刀為多個，所述高壓噴水裝置為多個，所述高頻沖擊振動裝置為多個，

[0012] 任意一個或者多個所述滾刀配合有至少一個所述高頻沖擊振動裝置和至少一個所述高壓噴水裝置。

[0013] 優(yōu)選的，其中一部分所述滾刀沿所述刀盤的至少一條半徑，[0014] 或者，[0015] 至少一條直徑呈一條直線設置，[0016] 該部分滾刀中每個所述滾刀配合有一個所述高頻沖擊振動裝置和一個所述高壓噴水裝置。

[0017] 優(yōu)選的，其中一部分所述滾刀在所述刀盤的邊緣上呈環(huán)形設置，[0018] 該部分滾刀不配合有所述高頻沖擊振動裝置和所述高壓噴水裝置。[0019] 優(yōu)選的，上述高頻沖擊振動裝置包括沖擊桿、滾輪心軸、電磁激振器和沖擊滾輪，[0020] 所述刀盤上開設有沖擊桿孔，所述沖擊桿可滑動的設置在所述沖擊桿孔中，[0021] 所述沖擊滾輪通過所述滾輪心軸轉(zhuǎn)動的設置在所述沖擊桿的一端，[0022] 所述沖擊桿的另一端穿過所述沖擊桿孔與所述電磁激振器的輸出端連接。[0023] 優(yōu)選的，上述沖擊滾輪的頂部高度與和自身配合的所述滾刀的刀刃的包絡面的高度相等。

[0024] 優(yōu)選的，上述高壓噴水裝置包括噴嘴，所述噴嘴通過螺紋安裝在所述刀盤上的螺紋孔中，并與水管連通。

[0025] 優(yōu)選的，上述高壓噴水裝置的布置高度低于和自身配合的所述滾刀的高度，[0026] 在所述刀盤的掘進過程中，所述滾刀壓入巖石面后，和自身配合的所述高壓噴水裝置不與所述巖石面接觸。

[0027] 本實用新型還提供一種掘進機，包括刀盤，所述刀盤為如上述任意一項所述的掘進機用復合刀盤。

[0028] 優(yōu)選的，上述的掘進機包括高壓水泵站，所述高壓噴水裝置與所述高壓水泵站連通。

[0029] 本實用新型提供的掘進機用復合刀盤，包括刀盤，所述刀盤包括用于致裂巖石的高壓噴水裝置和之后用于促進所述巖石脆性裂紋的萌生和擴展的高頻沖擊振動裝置以及

最后用于破碎所述巖石的滾刀，

[0030] 所述滾刀布置在所述刀盤上，[0031] 所述高壓噴水裝置在周向上先于所述滾刀與所述高頻沖擊振動裝置經(jīng)過巖石斷面上的同一位置，

[0032] 所述高頻沖擊振動裝置在周向上先于所述滾刀經(jīng)過巖石斷面上的同一位置。[0033] 本實用新型提供的掘進機用復合刀盤，為高壓噴水裝置進行高壓水射流、高頻沖擊振動裝置進行振動沖擊、滾刀破巖相結合的巖石掘進機刀盤結構，利用高壓水致裂巖石，

再利用高頻沖擊載荷促進巖石脆性裂紋的萌生和擴展，易于破碎，最后滾刀破巖，從而降低

了滾刀的磨損和施工成本，提高了滾刀破巖效率，避免了掘進過程中滾刀磨損嚴重以及破

碎極硬巖效率低。再者，高壓水沖擊巖石后形成的水流將覆蓋整個開挖面，能夠?qū)L刀進行

降溫。

附圖說明[0034] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本

實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還

可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

[0035] 圖1為本實用新型實施例提供的掘進機用復合刀盤的結構示意圖；[0036] 圖2為本實用新型實施例提供的高頻沖擊振動裝置的結構示意圖；[0037] 圖3為本實用新型實施例提供的掘進機用復合刀盤的側視結構示意圖。[0038] 上圖1?3中：[0039] 刀盤1、滾刀2、高壓噴水裝置3、沖擊滾輪4、水管5、滾輪心軸6、沖擊桿7、沖擊桿孔8、電磁激振器9、高頻沖擊振動裝置10、高壓水噴嘴11。

具體實施方式[0040] 為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描

述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤?br />
例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于

本實用新型保護的范圍。

[0041] 請參考圖1至圖3，圖1為本實用新型實施例提供的掘進機用復合刀盤的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例提供的高頻沖擊振動裝置的結構示意圖；圖3為本實用新型實

施例提供的掘進機用復合刀盤的側視結構示意圖。

[0042] 本實用新型實施例提供的掘進機用復合刀盤，包括刀盤1，刀盤1包括用于致裂巖石的高壓噴水裝置3和之后用于促進巖石脆性裂紋的萌生和擴展的高頻沖擊振動裝置10以

及最后用于破碎巖石的滾刀2，

[0043] 滾刀2布置在刀盤1上，[0044] 高壓噴水裝置3在周向上先于滾刀2與高頻沖擊振動裝置10經(jīng)過巖石斷面上的同一位置，

[0045] 高頻沖擊振動裝置10在周向上先于滾刀2經(jīng)過巖石斷面上的同一位置。[0046] 本實用新型實施例提供的掘進機用復合刀盤，為高壓噴水裝置3進行高壓水射流、高頻沖擊振動裝置10進行振動沖擊、滾刀2破巖相結合的巖石掘進機刀盤結構，利用高壓水

致裂巖石，再利用高頻沖擊載荷促進巖石脆性裂紋的萌生和擴展，易于破碎，最后滾刀2破

巖，從而降低了滾刀2的磨損和施工成本，提高了滾刀2破巖效率，避免了掘進過程中滾刀2

磨損嚴重以及破碎極硬巖效率低。再者，高壓水沖擊巖石后形成的水流將覆蓋整個開挖面，

能夠?qū)L刀2進行降溫。

[0047] 為了進一步優(yōu)化上述方案，滾刀2為多個，高壓噴水裝置3為多個，高頻沖擊振動裝置10為多個，

[0048] 任意一個或者多個滾刀2配合有至少一個高頻沖擊振動裝置10和至少一個高壓噴水裝置3。

[0049] 具體的，其中一部分滾刀2沿刀盤1的至少一條半徑，[0050] 或者，[0051] 至少一條直徑呈一條直線設置，[0052] 該部分滾刀中每個滾刀2配合有一個高頻沖擊振動裝置10和一個高壓噴水裝置3，如圖1所示。

[0053] 具體的，其中一部分滾刀2在刀盤1的邊緣上呈環(huán)形設置，[0054] 該部分滾刀不配合有高頻沖擊振動裝置10和高壓噴水裝置3，如圖1所示。[0055] 為了進一步優(yōu)化上述方案，高頻沖擊振動裝置10包括沖擊桿7、滾輪心軸6、電磁激振器9和沖擊滾輪4，如圖2所示，

[0056] 刀盤1上開設有沖擊桿孔8，沖擊桿7可滑動的設置在沖擊桿孔8中，[0057] 沖擊滾輪4通過滾輪心軸6轉(zhuǎn)動的設置在沖擊桿7的一端，[0058] 沖擊桿7的另一端穿過沖擊桿孔8與電磁激振器9的輸出端連接。[0059] 其中，沖擊滾輪4因摩擦力而發(fā)生自轉(zhuǎn)，既可以使沖擊滾輪4總是對掌子面產(chǎn)生沖擊，滾動摩擦形式又可以減小滾輪的磨損。

[0060] 具體的，沖擊滾輪4的頂部高度與和自身配合的滾刀2的刀刃的包絡面的高度相等，配合使用效果更佳。

[0061] 具體的，高壓噴水裝置3包括噴嘴，即高壓水噴嘴11，噴嘴通過螺紋安裝在刀盤1上的螺紋孔中，并與水管5連通。其中，高壓噴水裝置3的布置高度低于和自身配合的滾刀2的

高度，在刀盤1的掘進過程中，滾刀2壓入巖石面后，和自身配合的高壓噴水裝置3不與巖石

面接觸，具體為高壓水噴嘴11不與巖石面接觸。

[0062] 本實用新型實施例還提供一種掘進機，包括刀盤，刀盤為如上述任意一項實施例所述的掘進機用復合刀盤。

[0063] 具體的，上述的掘進機包括高壓水泵站，高壓噴水裝置3與高壓水泵站連通。[0064] 本實用新型實施例提供的掘進機用復合刀盤，是一種針對極硬巖工況用的水刀、振動沖擊和滾刀復合刀盤。不改變現(xiàn)有刀盤的主體結構和滾刀在刀盤上的布局及安裝方

式，在刀盤的空白區(qū)域上設有若干個能對巖石施加高頻沖擊載荷的高頻沖擊振動裝置10以

及若干個高壓水噴嘴11。

[0065] 其中，高頻沖擊振動裝置10包括沖擊桿7、滾輪心軸6、電磁激振器9和沖擊滾輪4，刀盤1上開設有沖擊桿孔8，沖擊桿7的一端通過滾輪心軸6與沖擊滾輪4連接，另一端穿出沖

擊桿孔8與電磁激振器9的輸出端連接，沖擊滾輪4能繞滾輪心軸6轉(zhuǎn)動，電磁激振器9緊貼在

刀盤1后側設置，由電磁激振器9對沖擊桿7產(chǎn)生振動沖擊，再傳遞至沖擊滾輪4。高壓水噴嘴

11通過螺紋連接安裝在刀盤1的螺紋孔中，并與相應水管5連接。

[0066] 本實用新型實施例提供的掘進機用復合刀盤，采用高壓水射流以及高頻沖擊振動裝置10與滾刀2相結合的巖石掘進機刀盤結構，利用高壓水致裂巖石，再利用高頻沖擊載荷

促進巖石脆性裂紋的萌生和擴展，易于破碎，降低了滾刀2的磨損和施工成本，提高了滾刀2

破巖效率。

[0067] 其中，可以是，以刀盤1回轉(zhuǎn)中心為圓心，以各個滾刀2到刀盤1回轉(zhuǎn)中心的距離為半徑布置高頻沖擊振動裝置10和高壓水噴嘴11，如圖1所示，三者旋轉(zhuǎn)運動處于同軌跡線

上。高壓水噴嘴11在周向上先于滾刀2與沖擊滾輪4經(jīng)過巖石斷面同一位置，沖擊滾輪4又先

于滾刀2經(jīng)過巖石斷面同一位置。依次實現(xiàn)高壓水致裂巖石，再利用高頻沖擊載荷促進巖石

脆性裂紋的萌生和擴展，易于破碎，最后滾刀2破巖。

[0068] 巖石掘進機中設有高壓水泵站，該高壓水泵站為高壓水的生成提供動力。水被過濾并被高壓水增壓裝置增壓后，壓力可達400MPa或更高。高壓水流經(jīng)與各高壓水噴嘴11相

連接的水管5，從高壓水噴嘴11中噴射而出。

[0069] 巖石掘進機驅(qū)動系統(tǒng)使刀盤1向巖石方向推進，伴隨刀盤1的旋轉(zhuǎn)推進，巖石在高壓水射流的作用下破裂。與高壓水噴嘴11在同一軌跡線上的沖擊滾輪4在沖擊桿7的作用

下，不斷沖擊掌子面，促進巖石脆性裂紋的萌生和擴展。另外，沖擊滾輪4因摩擦力而發(fā)生自

轉(zhuǎn)，既可以使沖擊滾輪4總是對掌子面產(chǎn)生沖擊，滾動摩擦形式又可以減小滾輪的磨損。最

后，與高壓水噴嘴11以及沖擊滾輪4同一軌跡線上的滾刀2滾壓巖石，使巖石裂紋進一步擴

展。隨著刀盤1不斷推進以及旋轉(zhuǎn)，每個滾刀2下的巖石均破碎斷裂，脫離開挖面。

[0070] 對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定

義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因

此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理

和新穎特點相一致的最寬的范圍。