本發(fā)明涉及隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)用小型液壓裝置。

背景技術(shù)：

圍巖又稱主巖、容礦巖，礦體周?chē)暮蛶r體周?chē)膸r石均稱圍巖，不過(guò)，前者是礦體的圍巖，后者為巖體的圍巖，礦體與圍巖的關(guān)系大致有二種情況：礦體與圍巖在組構(gòu)上和有用組份的含量上有顯著的差別，接觸界線清楚，如脈狀充填礦體與圍巖的關(guān)系，礦體與圍巖的分界線是過(guò)渡的，如浸染狀交代礦體與圍巖的關(guān)系，在一般情況下，礦體和圍巖的邊界是通過(guò)系統(tǒng)的取樣分析，根據(jù)一定的工業(yè)指標(biāo)圈定的，這類(lèi)圍巖或因破碎強(qiáng)烈，地質(zhì)結(jié)構(gòu)面發(fā)育明顯，呈相互交織狀，致使方向性不明顯；或因結(jié)構(gòu)弱面相對(duì)塊體自身強(qiáng)度較低，其相對(duì)影響不甚顯著，而剪應(yīng)力和壓應(yīng)力一般由地質(zhì)結(jié)構(gòu)面?zhèn)鬟f，所以在不承受拉應(yīng)力時(shí)，可近似地認(rèn)為軟弱圍巖是各向同性的均勻連續(xù)體。

tbm為全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)，掘進(jìn)、支護(hù)、出渣等施工工序并行連續(xù)作業(yè)，是機(jī)、電、液、光、氣等系統(tǒng)集成的工廠化流水線隧道施工裝備，具有掘進(jìn)速度快、利于環(huán)保、綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)鉆爆法難以實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜地理地貌深埋長(zhǎng)隧洞的施工，在中國(guó)鐵道、水電、交通、礦山、市政等隧洞工程中應(yīng)用正在迅猛增長(zhǎng)，全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)分為兩種，在中國(guó)，將用于巖石地層的稱為tbm，用于軟土地層的稱為盾構(gòu)機(jī)，相對(duì)于盾構(gòu)機(jī)，tbm因其對(duì)設(shè)備的可靠性和長(zhǎng)壽命要求極高，被稱為工程機(jī)械的“航空母艦”和“掘進(jìn)機(jī)之王”。

近年來(lái)，為了有效地解決城市交通矛盾與環(huán)保問(wèn)題，充分發(fā)揮城市功能，諸如地鐵、隧道等地下工程建設(shè)廣泛采用了先進(jìn)的盾構(gòu)法施工技術(shù)，我國(guó)已經(jīng)建成或正在建設(shè)的眾多地鐵工程都大量引進(jìn)了盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)及特種切削刀具備件，軟弱圍巖是指巖質(zhì)軟弱、承載力低、節(jié)理間隙發(fā)育、結(jié)構(gòu)破碎的圍巖，這類(lèi)巖體不穩(wěn)定，尤其是潛埋地段tbm施工特別容易發(fā)生坍塌冒頂，主要表現(xiàn)是自穩(wěn)差，自穩(wěn)時(shí)間，容易坍塌，現(xiàn)有的盾構(gòu)機(jī)設(shè)備無(wú)法解決軟弱破碎圍巖地段tbm施工需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)用小型液壓裝置，解決了現(xiàn)有的盾構(gòu)機(jī)設(shè)備無(wú)法解決軟弱破碎圍巖地段tbm施工需求的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種基于隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)用小型液壓裝置，包括底板，所述底板的頂部和底部均固定連接有驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，并且驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)的輸出軸固定連接有第一變速齒輪，所述第一變速齒輪的右側(cè)嚙合有第二變速齒輪，并且第二變速齒輪的右側(cè)嚙合有第三變速齒輪，所述第三變速齒輪的一側(cè)固定連接有傳動(dòng)齒輪，并且傳動(dòng)齒輪的一側(cè)嚙合有齒條，齒條的背面固定連接有轉(zhuǎn)動(dòng)框，所述底板右側(cè)的頂部和底部固定連接有高頻振動(dòng)器，并且高頻振動(dòng)器的右端固定連接有震動(dòng)板，所述震動(dòng)板的右側(cè)固定連接有電機(jī)，所述電機(jī)的輸出軸貫穿轉(zhuǎn)動(dòng)框且延伸至轉(zhuǎn)動(dòng)框的右側(cè)。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動(dòng)框的右側(cè)固定連接有轉(zhuǎn)板，所述轉(zhuǎn)板的右側(cè)固定連接有刀架，并且刀架的右側(cè)固定連接有外刀盤(pán)。

優(yōu)選的，所述電機(jī)的輸出軸位于轉(zhuǎn)動(dòng)框右側(cè)的一端固定連接有固定架，所述固定架的右側(cè)固定連接有內(nèi)刀盤(pán)。

優(yōu)選的，所述外刀盤(pán)的頂部固定連接有邊緣刀，并且外刀盤(pán)的表面分別固定連接有刮刀和外刀。

優(yōu)選的，所述內(nèi)刀盤(pán)的表面固定連接有內(nèi)刀。

優(yōu)選的，所述底板的左側(cè)固定連接有液壓破碎機(jī)。

(三)有益效果

本發(fā)明提供了一種基于隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)用小型液壓裝置。具備以下有益效果：

(1)、該基于隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)用小型液壓裝置，通過(guò)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)的輸出軸固定連接第一變速齒輪，第一變速齒輪的右側(cè)嚙合第二變速齒輪，并且第二變速齒輪的右側(cè)嚙合第三變速齒輪，第三變速齒輪的一側(cè)固定連接傳動(dòng)齒輪，并且傳動(dòng)齒輪的一側(cè)嚙合齒條，齒條的背面固定連接轉(zhuǎn)動(dòng)框，轉(zhuǎn)動(dòng)框的右側(cè)固定連接轉(zhuǎn)板，所述轉(zhuǎn)板的右側(cè)固定連接刀架，并且刀架的右側(cè)固定連接外刀盤(pán)，電機(jī)的輸出軸位于轉(zhuǎn)動(dòng)框右側(cè)的一端固定連接固定架，固定架的右側(cè)固定連接內(nèi)刀盤(pán)，達(dá)到了內(nèi)外刀盤(pán)相反轉(zhuǎn)動(dòng)的目的，結(jié)構(gòu)合理，實(shí)用性強(qiáng)，安全可靠，采用內(nèi)刀盤(pán)和外刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高效推進(jìn)的同時(shí)滿足破碎需求。

(2)、該基于隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)用小型液壓裝置，通過(guò)底板右側(cè)的頂部和底部固定連接高頻振動(dòng)器，并且高頻振動(dòng)器的右端固定連接震動(dòng)板，震動(dòng)板的右側(cè)固定連接電機(jī)，底板的左側(cè)固定連接液壓破碎機(jī)，達(dá)到了裝置穩(wěn)定推進(jìn)的目的，高頻振動(dòng)器通過(guò)高頻的擠壓和振動(dòng)在推進(jìn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)夯實(shí)的效果，提高自穩(wěn)性和自穩(wěn)時(shí)間，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的施工環(huán)境。

(3)、該基于隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)用小型液壓裝置，通過(guò)外刀盤(pán)的頂部固定連接邊緣刀，并且外刀盤(pán)的表面分別固定連接刮刀和外刀，內(nèi)刀盤(pán)的表面固定連接內(nèi)刀，通過(guò)不同刀具的設(shè)置，使得裝置可以適應(yīng)多種的環(huán)境，可以對(duì)不同的地質(zhì)進(jìn)行施工。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1底板、2驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)、3第一變速齒輪、4第二變速齒輪、5第三變速齒輪、6齒條、7轉(zhuǎn)動(dòng)框、8高頻振動(dòng)器、9震動(dòng)板、10電機(jī)、11傳動(dòng)齒輪、12刀架、13內(nèi)刀盤(pán)、14固定架、15轉(zhuǎn)板、16外刀盤(pán)、17液壓破碎機(jī)、18邊緣刀、19刮刀、20外刀、21內(nèi)刀。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-2，本發(fā)明實(shí)施例提供一種技術(shù)方案：一種基于隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)用小型液壓裝置，包括底板1，底板1的左側(cè)固定連接有液壓破碎機(jī)17，液壓破碎機(jī)17簡(jiǎn)稱“破碎錘”或“破碎器”，液壓破碎機(jī)17的動(dòng)力來(lái)源是挖掘機(jī)、裝載機(jī)或泵站提供的壓力，它能在工程施工中能更有效的破碎石塊和巖石，提高工作效率，選用液壓破碎機(jī)17的原則是根據(jù)挖掘機(jī)型號(hào)、作業(yè)的環(huán)境來(lái)選擇最適合的液壓破碎機(jī)17，底板1的頂部和底部均固定連接有驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)2，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)2是液壓系統(tǒng)的一種執(zhí)行元件，它將液壓泵提供的液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槠漭敵鲚S的機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好、對(duì)油液的污染不敏感、耐沖擊和慣性小等優(yōu)點(diǎn)，并且驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)2的輸出軸固定連接有第一變速齒輪3，第一變速齒輪3的右側(cè)嚙合有第二變速齒輪4，并且第二變速齒輪4的右側(cè)嚙合有第三變速齒輪5，第一變速齒輪3、第二變速齒輪4和第三變速齒輪5實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速進(jìn)行變速，便于提供合適的轉(zhuǎn)速，第三變速齒輪4的一側(cè)固定連接有傳動(dòng)齒輪11，傳動(dòng)齒輪11與齒輪6嚙合傳動(dòng)，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)框7，并且傳動(dòng)齒輪11的一側(cè)嚙合有齒條6，齒條6的背面固定連接有轉(zhuǎn)動(dòng)框7，底板1右側(cè)的頂部和底部固定連接有高頻振動(dòng)器8，高頻振動(dòng)器8依靠調(diào)頻電源將電機(jī)頻率調(diào)制成高速旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)偏心輪做圓周運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生振動(dòng)，并通過(guò)滾道將振動(dòng)傳給端蓋乃至機(jī)殼，高頻振動(dòng)器8使用壽命長(zhǎng)，效率高，振幅大，激振力強(qiáng)，無(wú)失振現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，易損件少，便于維修，高頻振動(dòng)器8數(shù)量為八個(gè)，可廣泛用于混凝土的搗實(shí)施工和其它需要振源的場(chǎng)合，縱向和橫向高頻振動(dòng)器8的排布安裝，可以提供橫向和縱向的振動(dòng)力，從而使盾構(gòu)刀盤(pán)快速的推進(jìn)，同時(shí)將附件的土層擠壓振動(dòng)夯實(shí)，提高自穩(wěn)性和自穩(wěn)時(shí)間為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，并且高頻振動(dòng)器8的右端固定連接有震動(dòng)板9，震動(dòng)板9的右側(cè)固定連接有電機(jī)10，電機(jī)10的輸出軸貫穿轉(zhuǎn)動(dòng)框7且延伸至轉(zhuǎn)動(dòng)框7的右側(cè)，轉(zhuǎn)動(dòng)框7的右側(cè)固定連接有轉(zhuǎn)板15，轉(zhuǎn)板15的右側(cè)固定連接有刀架12，并且刀架12的右側(cè)固定連接有外刀盤(pán)16，電機(jī)10的輸出軸位于轉(zhuǎn)動(dòng)框7右側(cè)的一端固定連接有固定架14，固定架14的右側(cè)固定連接有內(nèi)刀盤(pán)13，外刀盤(pán)16的頂部固定連接有邊緣刀18，并且外刀盤(pán)16的表面分別固定連接有刮刀19和外刀20，內(nèi)刀盤(pán)13的表面固定連接有內(nèi)刀21，外刀盤(pán)16上安裝有按照?qǐng)A心整列排布的外刀20，在每個(gè)外刀20的最外端兩側(cè)安裝有二把刮刀19，內(nèi)刀盤(pán)13上安裝有按照?qǐng)A心整列排布的內(nèi)刀21，內(nèi)刀21為雙刃滾刀，數(shù)量為十六把，每把刀之間的間距為八十五厘米，外刀20為單刃滾刀，數(shù)量為十六把，每把刀之間的間距為一百九十厘米，內(nèi)刀21和外刀20的邊刀傾角為零到七十度。

工作時(shí)，底板1頂部和底部的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)液壓電機(jī)2同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且通過(guò)第一變速齒輪3、第二變速齒輪4和第三變速齒輪5的變速，帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪11的轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒輪11的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒條6轉(zhuǎn)動(dòng)，齒條6轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)框7轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)板15轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)刀架12轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)外刀盤(pán)16轉(zhuǎn)動(dòng)，位于底板1右側(cè)的高頻振動(dòng)器8帶動(dòng)振動(dòng)板9振動(dòng)，帶動(dòng)電機(jī)10的震動(dòng)，電機(jī)10帶動(dòng)內(nèi)刀盤(pán)13的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)刀盤(pán)13轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)振動(dòng)，達(dá)到了內(nèi)外刀盤(pán)相反轉(zhuǎn)動(dòng)的目的，結(jié)構(gòu)合理，實(shí)用性強(qiáng)，安全可靠，采用內(nèi)刀盤(pán)13和外刀盤(pán)16的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高效推進(jìn)的同時(shí)滿足破碎需求，達(dá)到了裝置穩(wěn)定推進(jìn)的目的，高頻振動(dòng)器通過(guò)高頻的擠壓和振動(dòng)在推進(jìn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)夯實(shí)的效果，提高自穩(wěn)性和自穩(wěn)時(shí)間，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，通過(guò)外刀盤(pán)16的頂部固定連接邊緣刀18，并且外刀盤(pán)16的表面分別固定連接刮刀19和外刀20，內(nèi)刀盤(pán)13的表面固定連接內(nèi)刀21，通過(guò)不同刀具的設(shè)置，使得裝置可以適應(yīng)多種的環(huán)境，可以對(duì)不同的地質(zhì)進(jìn)行施工。

需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下。由語(yǔ)句“包括一個(gè)......限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素”。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)用小型液壓裝置，包括底板，底板的頂部和底部均固定連接有驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)的輸出軸固定連接有第一變速齒輪，第一變速齒輪的右側(cè)嚙合有第二變速齒輪，第二變速齒輪的右側(cè)嚙合有第三變速齒輪，第三變速齒輪的一側(cè)固定連接有傳動(dòng)齒輪，涉及隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。該基于隧道掌子面前方巖石預(yù)測(cè)用小型液壓裝置，達(dá)到了內(nèi)外刀盤(pán)相反轉(zhuǎn)動(dòng)的目的，結(jié)構(gòu)合理，實(shí)用性強(qiáng)，安全可靠，采用內(nèi)刀盤(pán)和外刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高效推進(jìn)的同時(shí)滿足破碎需求，高頻振動(dòng)器通過(guò)高頻的擠壓和振動(dòng)在推進(jìn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)夯實(shí)的效果，提高自穩(wěn)性和自穩(wěn)時(shí)間，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的施工環(huán)境。

技術(shù)研發(fā)人員：馮歡歡;郭衛(wèi)社;王明勝;高攀;楊露偉;李大偉;焦雷;閆謀權(quán);王玥;廖林

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵隧道集團(tuán)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2017.07.04

技術(shù)公布日：2017.09.12