1.本实用新型涉及盾构机设备技术领域，特别是涉及一种盾构机刀盘结构。
背景技术：
2.盾构法除竖井施工外，施工作业均在地下进行，施工过程中既不影响地面交通，又可减少对周边居民噪声和振动影响，且施工不受风雨等气候的影响，具有安全、高效、机械性能高及扰动小的优点，成为城市地下隧道修建的首选工法之一。
3.现有海瑞克s650盾构机为软土刀盘，盾构刀盘能承受的破岩强度为80-120mpa，当遭遇硬岩地层时，容易产生因地层岩土体刚度差异大发生的磕刀现象，严重时将导致刀圈崩裂、刀轴受损。另外现有海瑞克s650开挖直径为6410mm，难以满足小半径300m硬岩地层的转弯要求，因刀盘开挖直径不足势必导致盾构机过小半径硬岩地层时频繁更换边滚刀或直接卡死，将给施工单位造成极大的社会工期影响和信誉经济损失。
技术实现要素：
4.本实用新型旨在提供一种盾构机刀盘结构，以解决上述现有盾构机无法破除硬岩地层和无法小半径掘进施工的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种盾构机刀盘结构，包括盾构刀盘，
6.所述盾构刀盘上固定有成角度交替设置的主刀梁和副刀梁；
7.所述主刀梁的中心部位并排等间距安装有中心滚刀，所述主刀梁的中心远离所述中心滚刀侧安装有正面滚刀，所述主刀梁边缘两侧均匀对称设置有正面刮刀且外侧端部设置有边缘刮刀；
8.所述副刀梁外侧端部安装有周边滚刀，所述周边滚刀的数量为12把，3把所述周边滚刀等角度的分布在每根所述副刀梁的外侧端部；
9.所述主刀梁和副刀梁靠近所述中心滚刀处安装有中心刮刀。
10.进一步地，所述主刀梁为十字分布，所述副刀梁为y形分布，相邻两个所述主刀梁与副刀梁之间的夹角为45度。
11.进一步地，所述副刀梁表面固接有耐磨复合钢板。
12.进一步地，所述主刀梁和副刀梁上均安装有泡沫喷头。
13.进一步地，所述主刀梁和副刀梁上均安装有磨损检测刀，所述磨损检测刀用于实时监测刀具磨损程度。
14.进一步地，所述副刀梁布设有若干个撕裂刀。
15.进一步地，所述盾构刀盘的外周镶嵌有耐磨钢板。
16.进一步地，所述盾构刀盘的直径为6480mm。
17.本实用新型公开了以下技术效果：
18.(1)采用12个周边滚刀，一方面使得周边滚刀轨迹数量增加，盾构刀盘的破岩能力
得到提升；另一方面盾构刀盘直径变大，增加开挖直径，有利于在300m的小半径硬岩地层中实现平面转弯。
19.(2)本实用新型中刀盘开口率达到31％，能够有效保证刀盘前方掌子面被切削下来的岩土体进入土仓，进而由螺旋输送机排出，降低了刀盘糊泥的风险。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型一种盾构机刀盘结构示意图；
22.附图标记：1、主刀梁；2、副刀梁；3、中心滚刀；4、正面滚刀；5、周边滚刀；6、中心刮刀；7、正面刮刀；8、边缘刮刀；9、泡沫喷头；10、磨损检测刀；11、撕裂刀。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
25.参照图1，本实用新型提供了一种盾构机刀盘结构，包括盾构刀盘，盾构刀盘上固定有成角度交替设置的主刀梁1和副刀梁2，主刀梁1为十字分布，副刀梁2为y形分布，相邻两个主刀梁1与副刀梁2之间的夹角为45度，主刀梁1和副刀梁2构成盾构刀盘的承力结构；
26.主刀梁1的中心部位并排等间距安装有8把中心滚刀3，中心滚刀3为17寸，高度为175mm，用于破碎掌子面中心硬岩地层，8把中心滚刀3能够在硬岩地层有效降低大扭矩，减小盾构机能耗、提高掘进效率；在主刀梁1上安装有21把正面滚刀4，正面滚刀4为17寸，高度为175mm，其中右侧主刀梁1上等间距安装有6把，其余三根主刀梁1上等间距安装5把，正面滚刀4主要用于破碎掌子面中心外侧边缘内部的硬岩地层；在正面滚刀4滚压迹线前后分别布置正面刮刀7，正面刮刀7共44把且分布安装在主刀梁1两侧，水平方向的每根主刀梁1两侧各安装12把，竖直方向的每根主刀梁1两侧各安装10把，主刀梁1侧端部设置有边缘刮刀8，边缘刮刀8用于辅助正面滚刀4和周边滚刀5破碎掌子面岩土体；
27.副刀梁2外侧端部安装有周边滚刀5，周边滚刀5为17寸，高度为175mm，周边滚刀5的数量为12把，每根副刀梁2的外侧端部等角度的分布有3把周边滚刀5，周边滚刀5用于破碎边缘硬岩地层，形成有效超挖间隙；
28.主刀梁1和副刀梁2靠近中心滚刀3处安装有中心刮刀6。
29.盾构机向前推进的同时，中心刮刀6、正面刮刀7和边缘刮刀8随刀盘旋转对开挖面土体产生轴向(沿隧道前进方向)剪切力和径向(刀盘旋转切线方向)切削力，不断将开挖面前方土体切削下来。
30.本实用新型盾构机刀盘结构通过中心滚刀3、正面滚刀4和周边滚刀5挤压硬岩地层，配合使用中心刮刀6、正面刮刀7和周边刮刀切削作用，能够保证盾构机在硬质地层中的高效掘进。原海瑞克s650号盾构机刀盘能承受的破岩强度为80-120mpa，经过改造后，本实用新型盾构机刀盘结构的破岩强度能达193mpa，另外由于开挖半径变大，可以满足小半径300m硬岩地层的转弯要求。
31.优选的，副刀梁2的刀盘面板固接有6mm+6mm厚的耐磨复合钢板，起到保护盾构刀盘的作用。
32.优选的，在主刀梁1和副刀梁2上设置有7个泡沫喷头9。泡沫喷头9能够根据出渣情况、渣土性质实时添加泡沫剂，通过渣土改良保证出渣效果、提高盾构掘进效率。
33.优选的，主刀梁1和副刀梁2上均安装有磨损检测刀10，磨损检测刀10用于实时监测刀具磨损程度，本方案中磨损检测刀10采用压力传感式，当磨损检测刀10检测到刀具磨损严重已无法继续挖掘时，磨损检测刀10通过电信号传递给plc设备，plc设备接收到此电信号后发出新的信号使得盾构机停止前进。
34.优选的，副刀梁2布设有若干个撕裂刀11，撕裂刀11主要作用为切削软土，起到辅助切削岩土体的作用。
35.在盾构刀盘的外周镶嵌有500hb耐磨钢板，防止盾构刀盘过度磨损，延长设备的使用寿命，降低维护费用。
36.优选的，盾构刀盘的开挖直径为6480mm，此时盾构机刀盘结构可以满足小半径300m硬岩地层地质的转弯要求，当小半径300m转弯时，可以避免盾构机过小半径硬岩地层时频繁更换边滚刀或直接卡死的现象。
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。技术特征：
1.一种盾构机刀盘结构，包括盾构刀盘，其特征在于，所述盾构刀盘上固定有成角度交替设置的主刀梁(1)和副刀梁(2)；所述主刀梁(1)的中心部位并排等间距安装有中心滚刀(3)，所述主刀梁(1)的中心远离所述中心滚刀(3)侧安装有正面滚刀(4)，所述主刀梁(1)边缘两侧均匀对称设置有正面刮刀(7)且外侧端部设置有边缘刮刀(8)；所述副刀梁(2)外侧端部安装有周边滚刀(5)，所述周边滚刀(5)的数量为12把，3把所述周边滚刀(5)等角度的分布在每根所述副刀梁(2)的外侧端部；所述主刀梁(1)和副刀梁(2)靠近所述中心滚刀(3)处安装有中心刮刀(6)。2.根据权利要求1所述的一种盾构机刀盘结构，其特征在于，所述主刀梁(1)为十字分布，所述副刀梁(2)为y形分布，相邻两个所述主刀梁(1)与副刀梁(2)之间的夹角为45度。3.根据权利要求1所述的一种盾构机刀盘结构，其特征在于，所述副刀梁(2)表面固接有耐磨复合钢板。4.根据权利要求1所述的一种盾构机刀盘结构，其特征在于，所述主刀梁(1)和副刀梁(2)上均安装有泡沫喷头(9)。5.根据权利要求1所述的一种盾构机刀盘结构，其特征在于，所述主刀梁(1)和副刀梁(2)上均安装有磨损检测刀(10)，所述磨损检测刀(10)用于实时监测刀具磨损程度。6.根据权利要求1所述的一种盾构机刀盘结构，其特征在于，所述副刀梁(2)布设有若干个撕裂刀(11)。7.根据权利要求1所述的一种盾构机刀盘结构，其特征在于，所述盾构刀盘的外周镶嵌有耐磨钢板。8.根据权利要求1至7任一项所述的一种盾构机刀盘结构，其特征在于，所述盾构刀盘的直径为6480mm。
技术总结
本实用新型涉及盾构机设备技术领域，公开了一种盾构机刀盘结构，包括盾构刀盘，盾构刀盘上固定有成角度交替设置的主刀梁和副刀梁；主刀梁的中心部位并排等间距安装有中心滚刀，主刀梁的中心远离中心滚刀侧安装有正面滚刀，主刀梁边缘两侧均匀对称设置有正面刮刀且外侧端部设置有边缘刮刀；副刀梁外侧端部安装有周边滚刀，周边滚刀的数量为12把，3把周边滚刀等角度的分布在每根副刀梁的外侧端部；主刀梁和副刀梁靠近中心滚刀处安装有中心刮刀。本实用新型增加了周边滚刀的数量，使得周边滚刀轨迹数量增加，盾构刀盘的破岩能力得到提升，盾构刀盘直径变大，能够实现在小半径硬岩地层转弯。弯。弯。
技术研发人员：唐震东 黄鑫 关维军 康洪信 李小康
受保护的技术使用者：中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司
技术研发日：2021.11.11
技术公布日：2022/3/22
声明：
“盾构机刀盘结构的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：中铁建大桥工程局集团第二工程有限公司
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2024年07月26日 ~ 28日 
