开敞式掘进机(Open-Type TBM)是一种适用于稳定岩层隧道施工的重型装备,它的结构设计以适应硬岩掘进为核心,强调“开放作业空间”和“高效破岩-出碴-支护协同”,其核心组成部分及功能如下(综合等资料):
一、核心功能系统
1. 截割/破岩系统
① 刀盘组件:安装滚刀(硬岩截齿),通过旋转挤压破碎岩石,刀盘结构含刮板、铲斗出渣槽。
② 驱动装置:电机或液压马达驱动刀盘,部分机型配备变频调速或双速电机以适应复杂岩层。
③ 伸缩机构:截割头可轴向伸缩(如EBZ系列),减少设备移动频次。
2. 支撑与推进系统
① 水平撑靴:双侧撑靴顶紧洞壁提供反力,承受掘进推力和扭矩。
② 推进油缸:连接撑靴与主机架,驱动刀盘向前掘进。
③ 后支撑腿:换步时稳定机身,防止横向滑动。
3. 装运与出渣系统
① 铲板部:星轮/刮板机构(液压马达驱动)收集岩渣,铲板倾角设计利于清底。
② 输送机构:
一运:刮板输送机(中双链结构)将渣石从刀盘转运至后部。
二运:皮带机连接一运与矿车,实现连续出渣。
4. 支护与安全系统
① 超前支护装置:活动前檐+支撑网格结构,防止掌子面塌方(专利设计)。
② 辅助支护设备:拱架安装器、锚杆钻机,即时加固围岩。
③ 除尘系统:内/外喷雾装置(内喷雾水压≥3MPa),配合泡沫降尘。
二、主体结构与辅助系统
1. 主机框架
① 本体架:箱形焊接结构,承载各系统重量,通过高强度螺栓连接行走部。
② 回转台:铰接截割臂,由回转油缸控制横向摆动。
2. 行走机构
履带式底盘(液压马达驱动),含驱动轮、支重轮、张紧油缸及防滑制动装置。
3. 液压系统
① 恒功率变量泵、负载敏感阀组,控制油缸升降/推进及马达运转。
② 压力切断保护功能,避免过载损坏。
4. 电气与控制系统
① 防爆电控箱、本安操作台,集成甲烷断电保护、截割电机热敏监测。
② 激光导向系统,实时纠偏掘进轨迹。
开敞式掘进机的组成以“高效破岩、灵活支撑、快速出碴”为核心逻辑,各系统协同配合,在硬岩地层中实现安全、高效的隧道开挖。