本發(fā)明涉及一種全斷面巖石隧道掘進機管片運輸傳動方法。

背景技術：

全斷面巖石隧道掘進機（Tunnel Boring Machine，以下簡稱TBM）在我國的水利水電、鐵路、交通、城市地下工程、油氣管道、國防等隧道建設中發(fā)展迅速，應用日益廣泛。在隧道建設中采用TBM施工技術與設備，具有高效、優(yōu)質、安全、經(jīng)濟、對巖石擾動小，有利于環(huán)境保護和降低勞動強度等優(yōu)點。

TBM是集破巖掘進、渣土運輸、管片支護于一體的集成化設備。其中管片襯砌是指將預制的鋼筋混凝土管片運送到隧道內(nèi)壁，對新掘進的隧道進行支撐加固。預制管片在制造完成后通過運輸車運送到TBM后配套內(nèi)。

在TBM隧道施工過程中，預制管片可通過管片運輸車運輸?shù)胶笈涮着_車內(nèi)部，距離進行管片拼裝的TBM尾盾內(nèi)還有三十多米的距離。這段距離由于受空間的限制，無法使用運輸車進行運輸，只能使用管片運輸機將其逐個送入管片拼裝機處。

傳統(tǒng)的管片運輸機沿隧道方向運動，主要是通過位于管片運輸機上的漸開線小齒輪和位于軌道大梁上的齒條的相互嚙合來實現(xiàn)，將管片用吊機吊起后，通過齒輪齒條的嚙合傳動，實現(xiàn)管片沿隧道方向的運輸。

齒輪齒條運輸過程中，由于運輸軌道比較長（30米左右），在一次運輸過程中，齒條上齒只嚙合一次，而小齒輪卻需要轉動六十圈左右，即小齒輪上輪齒要嚙合六十多次，齒輪齒條的磨損速率相差較大，在加上施工現(xiàn)場裸露的工作環(huán)境導致潤滑不足，齒輪多數(shù)情況下處于干磨的狀體，對小齒輪磨損比較嚴重。

當施工過程中隧道需要拐彎時，由于齒條軌道隨著設備進行折彎，管片運輸機在運輸管片的過程中會受到受離心力的作用，從而會發(fā)生傾斜，導致嚙合齒輪左右兩側磨損不均勻，發(fā)生偏磨，使齒輪齒條失效加快。磨損嚴重時需要停機進行維修或更換，影響工程進度。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種全斷面巖石隧道掘進機管片運輸傳動方法，以解決現(xiàn)有技術存在的小齒輪磨損嚴重和齒條偏磨的問題。

本發(fā)明的技術方案是：一種全斷面巖石隧道掘進機管片運輸裝置，包括管片吊機和主梁，管片吊機滑動安裝在主梁上，在管片吊機與主梁之間設有傳動機構，該管片吊機由驅動電機通過該傳動機構驅動沿著主梁往復移動，其特征在于，所述的傳動機構包括圓柱滾子齒輪和與其嚙合的具有圓弧形齒形的齒條，該齒條固定連接在該主梁的下面，該圓柱滾子齒輪轉動連接在管片吊機的兩端，該圓柱滾子齒輪的軸通過傳動裝置與該驅動電機的輸出軸傳動連接。

本發(fā)明的優(yōu)點是：采用圓柱滾子齒輪和圓弧線齒條，滾子鏈輪將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，提高了齒輪的耐磨性，延長了齒輪的使用壽命，減少的停機維修的頻率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的總體結構示意圖；

圖2是圖1中的圓柱滾子齒輪的立體結構示意圖；

圖3是圖2中的圓柱滾子齒輪的圓周側的視圖；

圖4是圖3的A-A剖視圖。

附圖標記說明：1、齒條，2圓柱滾子齒輪，3、管片吊機，4、管片，5、驅動電機，6、輪齒側板，7、滾子，8、擋圈，9、套筒，10、主梁，11、吊耳，12、鉸接端頭，13、防護角鋼,14、軸管，15、傳動裝置。

具體實施方式

參見圖1～圖4，本發(fā)明一種全斷面巖石隧道掘進機管片運輸裝置，包括管片吊機3和主梁10，管片吊機3通過滾輪或直線軸承滑動安裝在主梁10上，在管片吊機3與主梁10之間設有傳動機構，該管片吊機3由驅動電機5通過該傳動機構驅動沿著主梁10往復移動，以上結構為常規(guī)技術。其特征在于，所述的傳動機構包括圓柱滾子齒輪2和與其嚙合的具有圓弧形齒形的齒條1，該齒條1固定連接在該主梁10的下面，該圓柱滾子齒輪2轉動連接在管片吊機3的兩端，該圓柱滾子齒輪2的軸通過傳動裝置15與該驅動電機5的輸出軸傳動連接。

所述的圓柱滾子齒輪2包括輪齒側板6、滾子7、擋圈8、套筒9和軸管14，軸管14的兩端與兩個圓形的輪齒側板6的中心孔連接，在輪齒側板6靠近外周的圓周之間均布多個滾子孔，滾子7的兩端穿出相對的滾子孔外，并用擋圈8固定，在滾子7外安裝套筒9。

在所述的主梁10的上面兩端設有鉸接端頭12，在每一鉸接端頭12的旁邊各設有一吊耳11，在兩個吊耳11之間設有多個與主梁10垂直的防護角鋼13。

本發(fā)明的的工作原理參考圖1所示，隧道管片4通過管片運輸機3上吊裝結構沿豎直方向吊起。然后通過圓柱滾子齒輪2和齒條1的嚙合，實現(xiàn)管片4沿隧道軸線（主梁10的長方向）方向的運輸。類似于齒輪齒條的工作原理。

圓柱滾子齒輪2的結構如圖2所示，齒輪采用異形齒結構，用圓柱滾子7作為輪齒，滾子7外加套筒9，將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，減少了輪齒磨損，當齒輪磨損嚴重時也可以通過更換套筒9來進行設備維護，降低設備維護的成本。

齒條1的齒形設計成圓弧線，用來于圓柱滾子齒輪相嚙合實現(xiàn)管片運輸機沿隧道方向運動；用H型鋼來作為主梁10，來支撐管片運輸機和管片的重量。吊耳11用來于TBM的后配套設備進行連接，鉸接端頭12用來于其他齒條對接。