(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 108086381 A(43)申请公布日 2018.05.29
(21)申请号 201810071189.1(22)申请日 2018.01.25
(71)申请人 中铁工程机械研究设计院有限公司
地址 430077 湖北省武汉市洪山区徐东大
街55号(72)发明人 谢继伟 周江明 李畅哲 高大诚
刘炎 张征明 郑泽林 李遥 (74)专利代理机构 北京天奇智新知识产权代理
有限公司 11340
代理人 李振文(51)Int.Cl.
E02F 5/08(2006.01)E02F 3/18(2006.01)E02F 3/24(2006.01)E02D 5/18(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图5页
(54)发明名称
基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机及成槽方式
(57)摘要
一种基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机及成槽方式，双轮铣槽机至少包含支撑框架、旋转铣轮、驱动轮、铣轮轮毂、铣刀齿、链齿、链齿张紧装置和链齿滚轮，链齿张紧装置拉动驱动轮进行上下移动，所述链齿环绕连接驱动轮和旋转铣轮以进行驱动，所述链齿的周缘上焊接有多个铣刀齿，所述旋转铣轮的两侧分别设有铣轮轮毂，铣轮轮毂的圆周上间隔设置有多个铣刀齿，所述链齿滚轮位于链齿的内侧从而在安装时能将链齿向外顶出；由此，本发明解决现有技术所存在的上述的技术问题，能够完全铣削支撑框架下方岩层，并保证铣槽侧壁的平整度，以及泥浆和岩屑的快速排出，同时还能在铣槽两侧铣出品字形槽，大大提高成槽后浇筑的连续墙接缝处的抗剪强度及防渗效果。
CN 108086381 ACN 108086381 A
权 利 要 求 书
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1.一种基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机，至少包含支撑框架、旋转铣轮、驱动轮、铣轮轮毂、多个铣刀齿、链齿、链齿张紧装置和链齿滚轮，其特征在于：
所述旋转铣轮为两个并对称布置于支撑框架的左右两侧，所述驱动轮也为两个并对称布置于旋转铣轮的上方，所述链齿张紧装置为两个并对称布置于驱动轮的上方，每个链齿张紧装置分别连接于驱动轮以拉动驱动轮进行上下移动，所述链齿为两个并分别环绕连接于其中一个驱动轮和其中一个旋转铣轮以进行驱动，所述链齿的周缘上焊接有多个铣刀齿，所述旋转铣轮的两侧分别设有直径大于旋转铣轮的铣轮轮毂，各铣轮轮毂的圆周上间隔设置有多个铣刀齿，所述链齿滚轮为两个且可拆卸的固定于支撑框架，各链齿滚轮分别位于其中一旋转铣轮和驱动轮之间以及链齿的内侧从而在安装时能将链齿向外顶出。
2.如权利要求1所述的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机，其特征在于：所述链齿由多个链节连接成环，每个链节的外侧均焊接有一链板，各链板上均焊接有一铣刀齿。
3.如权利要求2所述的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机，其特征在于：所述链板为具有一定宽度的板形件，所述铣刀齿由齿座及铣齿组成，所述齿座的底端焊接于链板，其上端设有倾斜的阶梯孔，所述铣齿通过弹性挡圈卡住铣齿的尾部以固定在齿座的阶梯孔内。
4.如权利要求1所述的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机，其特征在于：所述链齿上的铣刀齿与所述铣轮轮毂上的铣刀齿的回转半径相等，且布置方式一致。
5.如权利要求1所述的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机，其特征在于：所述支撑框架上还设置有链齿挡块，所述链齿挡块位于链齿前后两侧以限制传动链条在载荷波动时横向摆动和保证链齿传动的稳定性。
6.如权利要求1所述的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机，其特征在于：所述链齿张紧装置为液压缸或气压缸，所述液压缸或气压缸的缸体安装于支撑框架，活塞杆连接于驱动轮从而通过液压缸或气压缸的伸缩实现驱动轮的上下移动。
7.如权利要求1所述的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机，其特征在于：所述链齿滚轮包含滚轮和滚轮安装部，所述滚轮安装部的底部可拆卸的固定于支撑框架，所述滚轮通过销轴可旋转的固定于滚轮安装部的顶部以对链齿的内缘进行抵靠顶推。
8.一种基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机的成槽方式，其特征在于包含如下步骤：步骤一：先不安装链齿滚轮的状态下，铣削出两个间隔一定距离的矩形槽，所述矩形槽的槽宽为两侧铣轮轮毂宽度，且具有一定槽厚；
步骤二：在两个矩形槽中浇筑钢筋混凝土；步骤三：然后安装链齿滚轮，在两矩形槽的中间位置铣削出品字形槽，品字形槽的最大槽宽为链条滚轮将链齿向外顶出时铣槽机两侧链齿宽度，同样具有一定槽厚；
步骤四：在品字形槽中浇筑钢筋混凝土；步骤五：重复上述步骤一至四，直至连续墙的整体完成施工。
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CN 108086381 A
说 明 书
基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机及成槽方式
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技术领域
[0001]本发明涉及工程机械的技术领域，尤其涉及一种基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机及成槽方式。
背景技术
[0002]在目前地下连续墙施工作业中，双轮铣槽机是最为先进，并且广泛应用的施工设备。其传统结构和工作原理为：在一个铣轮支撑框架左右两侧分别布置两个旋转铣轮，两个铣轮在驱动机构的驱动下均从底部向内旋转，依靠旋转铣轮上的切削齿铣削泥土和岩层，并将泥浆和岩屑不断从槽底卷出。由于铣轮支撑框架具有一定厚度，支撑框架前后两侧的铣轮轮毂间存在较大间隔，铣轮无法铣削到支撑框架下方的泥土和岩层，存在铣削盲区，支撑框架下方未铣削的泥土和岩墙会阻挡铣槽机下降，导致铣槽机无法继续向下铣削作业，严重影响施工效率。
[0003]针对上诉问题，现有技术的解决方法有：1)在铣轮上设置铰接式摆动齿，依靠切削齿的摆动来铣削支撑框架下方岩层；2)在铣轮轮毂与支撑框架间设置可摆动铣轮，依靠可摆动铣轮的摆动来铣削支撑框架下方岩层；3)在支撑框架下方设置往复摆动切削装置来切削其下方岩层。
[0004]虽然上述的几种形式在解决铣削盲区的问题上有一定的效果，却依然存在如下问题：1)摆动齿或者可摆动铣轮在摆动到支撑框架下方时，其回转半径减小，铣削时会在铣槽侧壁留下凸起状的岩层，这最终将影响浇筑的连续墙接缝处的强度及防渗效果；2)摆动齿或者可摆动铣轮在摆动过程中其铣刀齿的角度会发生变化，影响其强度及切削效果，尤其在铣削坚硬岩层时极易损坏铣刀齿，降低施工效率；3)往复摆动切削装置其连接中介必须为柔性，也因此其在工作状态下动作不稳，不受控制，易干扰周边设备正常工作；4)上述方式均无法有效的将支撑架下方的泥浆和岩屑从槽底卷出，影响施工效率。[0005]为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机及成槽方式，以克服上述缺陷。
发明内容
[0006]本发明的目的在于提供一种基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机及成槽方式，解决现有技术所存在的上述的技术问题，能够完全铣削支撑框架下方岩层，并保证铣槽侧壁的平整度，以及泥浆和岩屑的快速排出，同时还能在铣槽两侧铣出品字形槽，大大提高成槽后浇筑的连续墙接缝处的抗剪强度及防渗效果。[0007]为解决上述问题，本发明公开了一种基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机，至少包含支撑框架、旋转铣轮、驱动轮、铣轮轮毂、多个铣刀齿、链齿、链齿张紧装置和链齿滚轮，其特征在于：
[0008]所述旋转铣轮为两个并对称布置于支撑框架的左右两侧，所述驱动轮也为两个并
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说 明 书
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对称布置于旋转铣轮的上方，所述链齿张紧装置为两个并对称布置于驱动轮的上方，每个链齿张紧装置分别连接于驱动轮以拉动驱动轮进行上下移动，所述链齿为两个并分别环绕连接于其中一个驱动轮和其中一个旋转铣轮以进行驱动，所述链齿的周缘上焊接有多个铣刀齿，所述旋转铣轮的两侧分别设有直径大于旋转铣轮的铣轮轮毂，各铣轮轮毂的圆周上间隔设置有多个铣刀齿，所述链齿滚轮为两个且可拆卸的固定于支撑框架，各链齿滚轮分别位于其中一旋转铣轮和驱动轮之间以及链齿的内侧从而在安装时能将链齿向外顶出。[0009]其中：所述链齿由多个链节连接成环，每个链节的外侧均焊接有一链板，各链板上均焊接有一铣刀齿。[0010]其中：所述链板为具有一定宽度的板形件，所述铣刀齿由齿座及铣齿组成，所述齿座的底端焊接于链板，其上端设有倾斜的阶梯孔，所述铣齿通过弹性挡圈卡住铣齿的尾部以固定在齿座的阶梯孔内。[0011]其中：所述链齿上的铣刀齿与所述铣轮轮毂上的铣刀齿的回转半径相等，且布置方式一致。
[0012]其中：所述支撑框架上还设置有链齿挡块，所述链齿挡块位于链齿前后两侧以限制传动链条在载荷波动时横向摆动和保证链齿传动的稳定性。[0013]其中：所述链齿张紧装置为液压缸或气压缸，所述液压缸或气压缸的缸体安装于支撑框架，活塞杆连接于驱动轮从而通过液压缸或气压缸的伸缩实现驱动轮的上下移动。[0014]其中：所述链齿滚轮包含滚轮和滚轮安装部，所述滚轮安装部的底部可拆卸的固定于支撑框架，所述滚轮通过销轴可旋转的固定于滚轮安装部的顶部以对链齿的内缘进行抵靠顶推。
[0015]还公开了一种基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机的成槽方式，其特征在于包含如下步骤：
[0016]步骤一：先不安装链齿滚轮的状态下，铣削出两个间隔一定距离的矩形槽，所述矩形槽的槽宽为两侧铣轮轮毂宽度，且具有一定槽厚；[0017]步骤二：在两个矩形槽中浇筑钢筋混凝土；[0018]步骤三：然后安装链齿滚轮，在两矩形槽的中间位置铣削出品字形槽，品字形槽的最大槽宽为链条滚轮将链齿向外顶出时铣槽机两侧链齿宽度，同样具有一定槽厚；[0019]步骤四：在品字形槽中浇筑钢筋混凝土；[0020]步骤五：重复上述步骤一至四，直至连续墙的整体完成施工。[0021]通过上述结构可知，本发明的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机及成槽方式具有如下效果：
[0022]1)可以在铣槽的两侧壁铣削出品字形槽，在成槽后浇筑连续墙时作为连续墙接缝处防水层使用，有效减少施工工序，并很大程度上提升浇筑的连续墙接缝处的抗剪强度和防渗效果。
[0023]2)避免连续铣槽时，铣槽机一侧为岩层一侧为空槽而产生的受力不均，既影响成槽垂直精度，又易损坏铣槽机的问题；[0024]3)两槽间隔L3小于槽宽L1，保证接缝处无原始岩层残留，保证连续墙连接强度；[0025]4)交替铣出矩形槽和品字形槽，在提高施工效率的同时，保证每个连续墙接缝处都是品字形槽，保证连续墙接缝处的抗剪强度和防渗效果。
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说 明 书
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本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。
附图说明
[0027]图1显示了本发明的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机的主视图。[0028]图2显示了本发明的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机的左视图。[0029]图3显示了本发明的单节链齿图。
[0030]图4显示了本发明的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机未安装链齿滚轮的剖视图。
[0031]图5显示了本发明的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机安装链齿滚轮的剖视图。[0032]图6显示了本发明的两种槽型截面图。[0033]图7显示了本发明的成槽方式示意图。
具体实施方式
[0034]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。[0035]参见图1和2，显示了本发明的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机。[0036]所述基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机至少包含支撑框架1、旋转铣轮2、驱动轮3、铣轮轮毂4、多个铣刀齿5、链齿6、链齿张紧装置7和链齿滚轮8，所述旋转铣轮2为两个并对称布置于支撑框架1的左右两侧，所述驱动轮3也为两个并对称布置于旋转铣轮2的上方，所述链齿张紧装置7为两个并对称布置于驱动轮3的上方，每个链齿张紧装置7分别连接于驱动轮3以拉动驱动轮3进行上下移动，所述链齿6为两个并分别环绕连接于其中一个驱动轮3和其中一个旋转铣轮2，以将驱动力从驱动轮3传递至旋转铣轮，所述链齿6的周缘上焊接有多个铣刀齿5，所述旋转铣轮2的两侧(即附图2的左右两侧)分别设有直径大于旋转铣轮2的铣轮轮毂4，由此具有四个铣轮轮毂4，各所述铣轮轮毂4的圆周上间隔设置有多个铣刀齿5，所述链齿滚轮8为两个且可拆卸的固定于支撑框架1，各所述链齿滚轮8分别位于其中一旋转铣轮2和驱动轮3之间以及链齿6的内侧且在安装链齿滚轮8时可将链齿6向外顶出。
[0037]由此，可通过链齿6进行动力传递，且利用链齿张紧装置7对驱动轮3的位置进行调节并张紧链齿6，实现驱动轮3和旋转铣轮2的稳定运动，而在张紧后，链轮6上的铣刀齿和铣轮轮毂4上的铣刀齿共同进行双轮铣槽。[0038]其中，参见图2和图3，所述链齿6由多个链节10连接成环，每个链节10的外侧均焊接有一链板11，各链板11上均焊接有一铣刀齿5。[0039]优选的是，所述链板11为具有一定宽度的板形件，所述铣刀齿5由齿座12及铣齿13组成，所述齿座12的底端焊接于链板11，其上端设有倾斜的阶梯孔，所述铣齿13通过弹性挡圈14卡住铣齿13的尾部以固定在齿座12的阶梯孔内，从而方便铣齿13磨损后的拆装更换。[0040]优选的是，所述链齿6上的铣刀齿5与所述铣轮轮毂4上的铣刀齿5的回转半径相等，且布置方式一致。[0041]优选的是，所述支撑框架1上还设置有链齿挡块9，所述链齿挡块9位于链齿6前后两侧，限制传动链条6在载荷波动时横向摆动，从而保证链齿传动的稳定性，避免其对周边设备的正常工作产生干扰。
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说 明 书
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优选的是，所述链齿张紧装置7可为液压缸或气压缸，所述液压缸或气压缸的缸体
安装于支撑框架，活塞杆连接于驱动轮3，从而通过液压缸或气压缸的伸缩实现驱动轮3的上下移动。
[0043]优选的是，所述链齿滚轮8包含滚轮和滚轮安装部，所述滚轮安装部的底部可拆卸的固定于支撑框架1，所述滚轮通过销轴可旋转的固定于滚轮安装部的顶部以对链齿6的内缘进行抵靠顶推。[0044]工作时，本发明的基于链齿传动和铣削的双轮铣槽机可实现矩形槽和品字形槽的不同施工，在需要进行矩形槽施工时，链齿张紧装置7拉动驱动轮3向上移动直至张紧链齿6，驱动轮3通过链齿6驱动旋转铣轮2按附图1箭头所示方向旋转，铣轮轮毂4上的铣刀齿5铣削轮毂4下方(如图2所示厚度h1)的泥土和岩层并将泥浆和岩屑向上卷动排出，与此同时，链齿6上的铣刀齿5铣削支撑框架1下方(前后铣轮轮毂之间，如图2所示厚度h2)的泥土和岩层并将泥浆和岩屑向上卷动排出，链齿6与铣轮轮毂4上的铣刀齿5回转半径相等，因此能够完全铣削支撑框架1下方的泥土和岩层，且不会在铣槽侧壁留下不平整的凸起(如图6所示)。链齿6与铣轮轮毂4上的铣刀齿5的布置方式一致，工作时承受相同的切削反力，避免了现有技术中铣刀齿角度变化而导致强度和切削效果降低的问题，降低铣刀齿的损坏和更换频率。
[0045]当需要铣削出品字形槽时，先将链齿张紧装置7下放，驱动轮3向下降，链齿6呈松弛状态，将链齿滚轮8安装至支撑框架1上，并将传动链条6向外顶出，链齿张紧装置7拉动驱动轮3向上移动直至张紧链齿6，此时再进行铣槽作业，由于链条滚轮8将链齿6向外顶出，铣槽机两侧链齿宽度L2(如图5所示)大于两侧铣轮轮毂宽度L1(如图4所示)，且链齿6上布置有铣刀齿5，因此可以在铣槽的两侧壁铣削出品字形槽(如图6所示)，在成槽后浇筑连续墙时作为连续墙接缝处防水层使用，有效减少施工工序，并很大程度上提升浇筑的连续墙接缝处的抗剪强度和防渗效果。[0046]基于上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下优势：[0047](1)采用链齿传动，在链齿上均匀布置铣刀齿，并使链齿与铣轮轮毂上的铣刀齿回转半径相等，因此能够完全铣削支撑框架下方的岩层，且不会在铣槽侧壁留下不平整的凸起，同时随着链齿的转动还能将支撑框架下方的泥浆和岩屑持续不断卷出槽底，相比于现有技术，结构更为简单，施工效果更优。[0048](2)链齿上的铣刀齿与铣轮轮毂上的铣刀齿的布置方式及回转半径一致，能承受相同的切削反力，避免了现有技术中铣刀齿角度变化而导致强度和切削效果降低的问题，降低铣刀齿损坏和更换频率，提高铣槽效率，降低施工成本。[0049](3)链齿挡块的设置保证链齿传动稳定，且不对周边设备的正常工作产生干扰。[0050](4)当不安装链齿滚轮时，双轮铣槽机铣出的槽型截面为矩形，安装上链齿滚轮后，链齿滚轮将链齿向外顶出，铣槽机两侧链齿宽度L2大于两侧铣轮轮毂宽度L1，链齿上布置有铣刀齿，因此可以在铣槽的两侧壁铣削出品字形槽，此品字形槽在双轮铣槽机下沉的过程中作为导向槽使用，支撑框架两侧的导向块会顺着凹槽滑行，提高了成槽垂直精度；而在成槽后浇筑连续墙时作为连续墙接缝处防水层使用，有效减少施工工序，并很大程度上提升浇筑的连续墙接缝处的抗剪强度和防渗效果。[0051]参见图7，显示了本发明中双轮铣槽机的成槽方式，其包含如下步骤：
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步骤一：先不安装链齿滚轮8的状态下，铣削出两个间隔一定距离L3的矩形槽(其
中的一定距离L3需小于两侧铣轮轮毂宽度L1，且优选小200mm最为适宜)，所述矩形槽的槽宽为两侧铣轮轮毂宽度L1，且具有一定槽厚H；[0053]步骤二：在两个矩形槽中浇筑钢筋混凝土；[0054]步骤三：然后安装链齿滚轮8，在两矩形槽的中间位置铣削出品字形槽，品字形槽的最大槽宽为链条滚轮8将链齿6向外顶出时铣槽机两侧链齿宽度L2，同样具有一定槽厚H，且两矩形槽中已浇筑的钢筋混凝土被铣削掉一部分；[0055]步骤四：在品字形槽中浇筑钢筋混凝土；[0056]步骤五：重复上述步骤一至四，直至连续墙的整体完成施工。[0057]由此，该成槽方式的优点在于：[0058]1)避免连续铣槽时，铣槽机一侧为岩层一侧为空槽而产生的受力不均，既影响成槽垂直精度，又易损坏铣槽机的问题；[0059]2)两槽间隔L3小于槽宽L1，保证接缝处无原始岩层残留，保证连续墙连接强度；[0060]3)交替铣出矩形槽和品字形槽，在提高施工效率的同时，保证每个连续墙接缝处都是品字形槽，保证连续墙接缝处的抗剪强度和防渗效果。[0061]显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。
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