一種盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種隧道掘進(jìn)工程機(jī)械，尤其是涉及一種盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)是盾構(gòu)施工中的重要施工機(jī)械。由于盾構(gòu)施工具有安全、可靠、環(huán)境影響小、勞動強(qiáng)度低、土方量少、效率高等優(yōu)點(diǎn)，在城市軌道、水利、市政工程、礦山、公路、鐵路隧道等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因為盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)經(jīng)常在復(fù)雜、長距離的工作環(huán)境下施工，所以其傳動系統(tǒng)要能夠經(jīng)受重載荷和大沖擊，并且具備洞內(nèi)換刀等功能。
[0003]盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)在施工過程中主要采用帶壓模式工作，在帶壓狀態(tài)下，刀盤隧道掌子面工作時要求以最快的速度，最小消耗體能的方式處理問題，避免人身安全置于危險境地。盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)在隧道施工中，刀盤刀具，尤其是刀盤外周刀具磨損嚴(yán)重，在帶壓情況下更換刀具頻繁。特別是在長距離、高強(qiáng)度地層中需要頻繁更換大量刀具。同時盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)刀盤由于空間布置以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，刀盤內(nèi)操作空間狹小。常規(guī)盾構(gòu)刀盤刀具更換時，需要人工方式鑿除刀盤附近巖土，以預(yù)留足夠的換刀。尤其是在巖石強(qiáng)度高地層時，在狹小空間內(nèi)，人工鑿除刀具更換空間，操作十分困難，操作環(huán)境十分惡劣。
[0004]盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)在長距離、高強(qiáng)度巖石隧道施工過程中，施工環(huán)境復(fù)雜，工況條件變幻莫測，地層沉降控制要求較高等極其復(fù)雜惡劣的條件下，由于巖石強(qiáng)度高，刀具磨損快，盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)隧道開挖直徑變化大，刀盤刀具磨損快，尤其是刀盤邊刀容易磨損，更換頻繁。在大埋深、高承壓和狹小空間條件下的隧道掌子面里進(jìn)行刀盤刀具帶壓換刀增大了換刀難度，增強(qiáng)了勞動強(qiáng)度，降低了換刀效率。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題為盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)的刀盤邊緣上的刀具不易更換。
[0006]針對上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，其包括:筒形的盾殼，設(shè)置在盾殼的前端的刀盤，與盾殼轉(zhuǎn)動連接的第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，以及連接于第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)的第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)，
[0007]其中，第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括一端連接于刀盤的轉(zhuǎn)軸，第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)擺動以帶動刀盤擺動。
[0008]在一個具體的實施例中，盾殼與第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)之間形成球鉸接，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)能驅(qū)動第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)擺動以帶動刀盤向任意方向擺動。
[0009]在一個具體的實施例中，盾殼包括位于前端的且設(shè)置有安裝孔的端壁，安裝孔的內(nèi)壁為球面，
[0010]第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括與轉(zhuǎn)軸同軸的且內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸固定連接的軸承，套裝在軸承的外圈上、與外圈同軸、設(shè)置在安裝孔內(nèi)且外周面為與內(nèi)壁相匹配的球面的外套筒，
[0011 ] 外套筒與端壁形成球窩連接，
[0012]第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動外套筒在安裝孔內(nèi)轉(zhuǎn)動以使得第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)擺動。
[0013]在一個具體的實施例中，盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)還包括固定在盾殼內(nèi)且位于第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)背離刀盤一側(cè)的支架，
[0014]第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括一端球鉸接于第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)且另一端球鉸接于支架的多個伸縮液壓缸，
[0015]至少有兩個伸縮液壓缸在第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)上的支點(diǎn)的連線不與外套筒的軸線相交。
[0016]在一個具體的實施例中，軸承能沿外套筒的軸向在外套筒內(nèi)滑動，
[0017]多個伸縮液壓缸與外圈相對球鉸接，伸縮液壓缸向背離刀盤的方向延伸。
[0018]在一個具體的實施例中，第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括套裝在外圈上的滑套，滑套將外套筒和外圈分隔開來。
[0019]在一個具體的實施例中，軸承為三排滾柱軸承。
[0020]在一個具體的實施例中，第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括與內(nèi)圈形成傳動連接的減速器以及傳動連接于減速器的動力裝置。
[0021]在一個具體的實施例中，內(nèi)圈上設(shè)置有多個齒以形成內(nèi)齒輪齒圈，減速器的輸出軸上設(shè)置有與內(nèi)圈嚙合的齒輪。
[0022]在一個具體的實施例中，第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在外圈背離刀盤一側(cè)且固定在外圈上的保持架，減速器安裝在保持架上。
[0023]在一個具體的實施例中，盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)還包括滑動支撐機(jī)構(gòu)，滑動支撐機(jī)構(gòu)包括與盾殼相對固定的且相互平行兩塊的翼板，設(shè)置在兩塊翼板之間的支撐液壓缸，與軸承的外圈相對固定的缸體安裝架，
[0024]支撐液壓缸為雙桿式活塞缸，支撐液壓缸的活塞桿兩端分別設(shè)置有滑塊，兩塊滑塊分別抵接于兩塊翼板，支撐液壓缸的缸體轉(zhuǎn)動連接于缸體安裝架。
[0025]在一個具體的實施例中，伸縮液壓缸為單桿式活塞缸。
[0026]第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動連接于盾殼，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)能驅(qū)動第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)擺動進(jìn)而帶動刀盤擺動。刀盤在擺動的過程中，刀盤的軸線與盾殼的軸線呈夾角，將刀盤外緣將刀盤前端的且與盾殼的軸線垂直的隧道掌子面的外緣進(jìn)行進(jìn)一步的削切。然后，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)將刀盤扶正使得刀盤與盾殼同軸，刀盤邊緣與隧道掌子面之間形成空腔。從而刀盤外緣的刀具與隧道掌子面分離，這些刀具與隧道掌子面之間泄壓，技術(shù)人員在更換這些刀具時更方便，降低了勞動強(qiáng)度，增大了更換這些刀具的效率。另外，當(dāng)?shù)侗P的邊緣被硬物(例如巖石)卡住時，擺動刀盤可以使得刀盤脫困，進(jìn)一步增強(qiáng)了盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)的脫困能力。
【附圖說明】
[0027]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本實用新型進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中:
[0028]圖1示意性顯示了本實用新型的一種實施方式的盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)的主視全剖視圖；
[0029]圖2示意性顯示了圖1中的盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)的右示全剖視圖；
[0030]圖3示意性顯示了圖2中的盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)的局部立體示意圖；
[0031]圖4示意性顯示了圖1中的盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)的局部放大示意圖。
[0032]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實際的比例繪制。
【具體實施方式】
[0033]下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0034]圖1顯示了本實用新型的一個實施例中的盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]在本實施例中，盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)1包括盾殼2、刀盤(未不出)、第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)12、第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)5。刀盤設(shè)置在盾殼2外。刀盤和第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)12均設(shè)置在盾殼2的前端。第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)12延伸出轉(zhuǎn)軸7，轉(zhuǎn)軸7連接于刀盤。第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)12用于驅(qū)動刀盤轉(zhuǎn)動。第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)12與盾殼2形成轉(zhuǎn)動連接。優(yōu)選地，第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)12與盾殼2形成球鉸接。第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)5設(shè)置在盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)1內(nèi)，第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)5用于驅(qū)動第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)12轉(zhuǎn)動，以帶動刀盤擺動。
[0036]盾殼2是盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)1承受外力的主體，盾殼2起臨時支護(hù)作用，例如需要承載盾殼2外部的地下水壓力和地層壓力。盾殼2為筒形結(jié)構(gòu)。盾殼2通常優(yōu)選為圓筒結(jié)構(gòu)。盾殼2的壁可以是鋼板。盾殼2的一端為前端。盾殼2的前端的端壁上設(shè)置有安裝孔6。安裝孔6用于安裝第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)12。安裝孔6設(shè)置為通孔，安裝孔6的內(nèi)壁為球面。安裝孔6的中部的孔徑最大。安裝孔6的延伸方向與盾殼2的延伸相同。第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)12安裝在安裝孔6內(nèi)。
[0037]進(jìn)一步地，盾殼2的端壁包括端壁本體3和球窩座10。球窩座10為環(huán)形結(jié)構(gòu)。球窩座10的內(nèi)壁為球面。端壁本體3為平板結(jié)構(gòu)。端壁本體3的中心設(shè)置有球窩座10安裝孔6。球窩座10固定設(shè)置在球窩座10安裝孔6內(nèi)。在球窩座10內(nèi)加工安裝孔6比直接在盾殼2上加工安裝孔6能更容易。
[0038]進(jìn)一步地，球窩座10包括前座32和后座33。前座32和后座33均為環(huán)形。前座32和后座33均設(shè)置在球窩座10安裝孔6內(nèi)。前座32的一端與后座33的一端相抵接。前座32和后座33的內(nèi)壁為球面。前座32的內(nèi)孔向背離后座33方向延伸其孔徑漸縮。后座33的內(nèi)孔向背離前座32方向延伸其孔徑漸縮。后座33的內(nèi)孔和前座32的內(nèi)孔相連，兩者的內(nèi)壁形成平滑的球面。將球窩座10分為前座32和后座33，這樣更方便加工出安裝孔6，同時，也更方便在其內(nèi)安裝第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)12。
[0039]刀盤呈大致的圓盤結(jié)構(gòu)。刀盤的直徑與盾殼2的直徑相同。刀盤包括從中心向邊緣延伸的多根輻條。輻條用于加強(qiáng)刀盤的結(jié)構(gòu)。相鄰