本發(fā)明涉及隧道掌子面前方巖石預測技術領域，具體為一種基于隧道掌子面前方巖石預測用小型液壓裝置。

背景技術：

圍巖又稱主巖、容礦巖，礦體周圍的和巖體周圍的巖石均稱圍巖，不過，前者是礦體的圍巖，后者為巖體的圍巖，礦體與圍巖的關系大致有二種情況：礦體與圍巖在組構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系，礦體與圍巖的分界線是過渡的，如浸染狀交代礦體與圍巖的關系，在一般情況下，礦體和圍巖的邊界是通過系統(tǒng)的取樣分析，根據(jù)一定的工業(yè)指標圈定的，這類圍巖或因破碎強烈，地質結構面發(fā)育明顯，呈相互交織狀，致使方向性不明顯；或因結構弱面相對塊體自身強度較低，其相對影響不甚顯著，而剪應力和壓應力一般由地質結構面?zhèn)鬟f，所以在不承受拉應力時，可近似地認為軟弱圍巖是各向同性的均勻連續(xù)體。

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

近年來，為了有效地解決城市交通矛盾與環(huán)保問題，充分發(fā)揮城市功能，諸如地鐵、隧道等地下工程建設廣泛采用了先進的盾構法施工技術，我國已經(jīng)建成或正在建設的眾多地鐵工程都大量引進了盾構掘進機及特種切削刀具備件，軟弱圍巖是指巖質軟弱、承載力低、節(jié)理間隙發(fā)育、結構破碎的圍巖，這類巖體不穩(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)時間，容易坍塌，現(xiàn)有的盾構機設備無法解決軟弱破碎圍巖地段tbm施工需求。

技術實現(xiàn)要素：

(一)解決的技術問題

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于隧道掌子面前方巖石預測用小型液壓裝置，解決了現(xiàn)有的盾構機設備無法解決軟弱破碎圍巖地段tbm施工需求的問題。

(二)技術方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種基于隧道掌子面前方巖石預測用小型液壓裝置，包括底板，所述底板的頂部和底部均固定連接有驅動液壓馬達，并且驅動液壓馬達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嚙合有第二變速齒輪，并且第二變速齒輪的右側嚙合有第三變速齒輪，所述第三變速齒輪的一側固定連接有傳動齒輪，并且傳動齒輪的一側嚙合有齒條，齒條的背面固定連接有轉動框，所述底板右側的頂部和底部固定連接有高頻振動器，并且高頻振動器的右端固定連接有震動板，所述震動板的右側固定連接有電機，所述電機的輸出軸貫穿轉動框且延伸至轉動框的右側。

優(yōu)選的，所述轉動框的右側固定連接有轉板，所述轉板的右側固定連接有刀架，并且刀架的右側固定連接有外刀盤。

優(yōu)選的，所述電機的輸出軸位于轉動框右側的一端固定連接有固定架，所述固定架的右側固定連接有內刀盤。

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

優(yōu)選的，所述內刀盤的表面固定連接有內刀。

優(yōu)選的，所述底板的左側固定連接有液壓破碎機。

(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測用小型液壓裝置。具備以下有益效果：

(1)、該基于隧道掌子面前方巖石預測用小型液壓裝置，通過驅動液壓馬達的輸出軸固定連接第一變速齒輪，第一變速齒輪的右側嚙合第二變速齒輪，并且第二變速齒輪的右側嚙合第三變速齒輪，第三變速齒輪的一側固定連接傳動齒輪，并且傳動齒輪的一側嚙合齒條，齒條的背面固定連接轉動框，轉動框的右側固定連接轉板，所述轉板的右側固定連接刀架，并且刀架的右側固定連接外刀盤，電機的輸出軸位于轉動框右側的一端固定連接固定架，固定架的右側固定連接內刀盤，達到了內外刀盤相反轉動的目的，結構合理，實用性強，安全可靠，采用內刀盤和外刀盤的結構設計實現(xiàn)了高效推進的同時滿足破碎需求。

(2)、該基于隧道掌子面前方巖石預測用小型液壓裝置，通過底板右側的頂部和底部固定連接高頻振動器，并且高頻振動器的右端固定連接震動板，震動板的右側固定連接電機，底板的左側固定連接液壓破碎機，達到了裝置穩(wěn)定推進的目的，高頻振動器通過高頻的擠壓和振動在推進的同時實現(xiàn)夯實的效果，提高自穩(wěn)性和自穩(wěn)時間，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測用小型液壓裝置，通過外刀盤的頂部固定連接邊緣刀，并且外刀盤的表面分別固定連接刮刀和外刀，內刀盤的表面固定連接內刀，通過不同刀具的設置，使得裝置可以適應多種的環(huán)境，可以對不同的地質進行施工。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結構示意圖；

圖2為本發(fā)明刀盤的結構示意圖。

圖中，1底板、2驅動液壓馬達、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轉動框、8高頻振動器、9震動板、10電機、11傳動齒輪、12刀架、13內刀盤、14固定架、15轉板、16外刀盤、17液壓破碎機、18邊緣刀、19刮刀、20外刀、21內刀。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，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，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-2，本發(fā)明實施例提供一種技術方案：一種基于隧道掌子面前方巖石預測用小型液壓裝置，包括底板1，底板1的左側固定連接有液壓破碎機17，液壓破碎機17簡稱“破碎錘”或“破碎器”，液壓破碎機17的動力來源是挖掘機、裝載機或泵站提供的壓力，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17的原則是根據(jù)挖掘機型號、作業(yè)的環(huán)境來選擇最適合的液壓破碎機17，底板1的頂部和底部均固定連接有驅動液壓馬達2，驅動液壓馬達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變?yōu)槠漭敵鲚S的機械能，驅動液壓馬達具有體積小、重量輕、結構簡單、工藝性好、對油液的污染不敏感、耐沖擊和慣性小等優(yōu)點，并且驅動液壓馬達2的輸出軸固定連接有第一變速齒輪3，第一變速齒輪3的右側嚙合有第二變速齒輪4，并且第二變速齒輪4的右側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實現(xiàn)對驅動液壓馬達2的轉速進行變速，便于提供合適的轉速，第三變速齒輪4的一側固定連接有傳動齒輪11，傳動齒輪11與齒輪6嚙合傳動，從而帶動轉動框7，并且傳動齒輪11的一側嚙合有齒條6，齒條6的背面固定連接有轉動框7，底板1右側的頂部和底部固定連接有高頻振動器8，高頻振動器8依靠調頻電源將電機頻率調制成高速旋轉并帶動偏心輪做圓周運動，從而產(chǎn)生振動，并通過滾道將振動傳給端蓋乃至機殼，高頻振動器8使用壽命長，效率高，振幅大，激振力強，無失振現(xiàn)象，結構緊湊，使用方便，易損件少，便于維修，高頻振動器8數(shù)量為八個，可廣泛用于混凝土的搗實施工和其它需要振源的場合，縱向和橫向高頻振動器8的排布安裝，可以提供橫向和縱向的振動力，從而使盾構刀盤快速的推進，同時將附件的土層擠壓振動夯實，提高自穩(wěn)性和自穩(wěn)時間為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，并且高頻振動器8的右端固定連接有震動板9，震動板9的右側固定連接有電機10，電機10的輸出軸貫穿轉動框7且延伸至轉動框7的右側，轉動框7的右側固定連接有轉板15，轉板15的右側固定連接有刀架12，并且刀架12的右側固定連接有外刀盤16，電機10的輸出軸位于轉動框7右側的一端固定連接有固定架14，固定架14的右側固定連接有內刀盤13，外刀盤16的頂部固定連接有邊緣刀18，并且外刀盤16的表面分別固定連接有刮刀19和外刀20，內刀盤13的表面固定連接有內刀21，外刀盤16上安裝有按照圓心整列排布的外刀20，在每個外刀20的最外端兩側安裝有二把刮刀19，內刀盤13上安裝有按照圓心整列排布的內刀21，內刀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，內刀21和外刀20的邊刀傾角為零到七十度。

工作時，底板1頂部和底部的兩個驅動液壓電機2同時轉動，并且通過第一變速齒輪3、第二變速齒輪4和第三變速齒輪5的變速，帶動傳動齒輪11的轉動，傳動齒輪11的轉動帶動齒條6轉動，齒條6轉動帶動轉動框7轉動，帶動轉板15轉動，從而帶動刀架12轉動，帶動外刀盤16轉動，位于底板1右側的高頻振動器8帶動振動板9振動，帶動電機10的震動，電機10帶動內刀盤13的轉動，實現(xiàn)內刀盤13轉動的同時振動，達到了內外刀盤相反轉動的目的，結構合理，實用性強，安全可靠，采用內刀盤13和外刀盤16的結構設計實現(xiàn)了高效推進的同時滿足破碎需求，達到了裝置穩(wěn)定推進的目的，高頻振動器通過高頻的擠壓和振動在推進的同時實現(xiàn)夯實的效果，提高自穩(wěn)性和自穩(wěn)時間，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，通過外刀盤16的頂部固定連接邊緣刀18，并且外刀盤16的表面分別固定連接刮刀19和外刀20，內刀盤13的表面固定連接內刀21，通過不同刀具的設置，使得裝置可以適應多種的環(huán)境，可以對不同的地質進行施工。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“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程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下。由語句“包括一個......限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設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)明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，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這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。

技術特征：

技術總結

本發(fā)明公開了一種基于隧道掌子面前方巖石預測用小型液壓裝置，包括底板，底板的頂部和底部均固定連接有驅動液壓馬達，驅動液壓馬達的輸出軸固定連接有第一變速齒輪，第一變速齒輪的右側嚙合有第二變速齒輪，第二變速齒輪的右側嚙合有第三變速齒輪，第三變速齒輪的一側固定連接有傳動齒輪，涉及隧道掌子面前方巖石預測技術領域。該基于隧道掌子面前方巖石預測用小型液壓裝置，達到了內外刀盤相反轉動的目的，結構合理，實用性強，安全可靠，采用內刀盤和外刀盤的結構設計實現(xiàn)了高效推進的同時滿足破碎需求，高頻振動器通過高頻的擠壓和振動在推進的同時實現(xiàn)夯實的效果，提高自穩(wěn)性和自穩(wěn)時間，為后續(xù)施工創(chuàng)造良好的施工環(huán)境。

技術研發(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;王玥;廖林

受保護的技術使用者：中鐵隧道集團有限公司

技術研發(fā)日：2017.07.04

技術公布日：2017.09.12