CN100491694C - 机内可拆换式盾构刀盘驱动装置及其拆换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机内可拆换式盾构刀盘驱动装置，其包括至少一个刀盘驱动油压马达，一个减速装置，由减速装置带动的主受力环，数个固定于所述主受力环之上的牛腿，固定于牛腿之上的刀盘，以及固定在刀盘之上的复数个各种挖掘刀。减速装置内设置有一个大轴承和至少一个主受力环螺栓。大轴承包括有一个轴承内圈和一个具有外齿的轴承外圈。主受力环螺栓从所述刀盘驱动油压马达的方向将所述主受力环与所述轴承外圈固定连接。在对本发明的大轴承进行维修或替换时，可以在盾构机内部刀盘驱动油压马达的方向进行，所以，本发明的盾构机，在驱动出现重大故障，必须拆卸大轴承进行修理时，将不必在盾构的前方挖竖直井，或是将盾构机退出隧道后再进行修理。这种方法既节省了人力物力，也不会出现整个盾构甚至是整条隧道报废的情况。

Description

机内可拆换式盾构刀盘驱动装置及其拆换方法

技术领域

本发明涉及一种机内可拆换式盾构刀盘驱动装置及其拆换方法，尤其涉及一种在盾构机内部即可进行拆换的盾构驱动装置。

背景技术

盾构法是在盾构保护下修筑软土隧道的一类施工方法，60年代以来在日本得到迅速发展，在很多城市的地铁施工中都得到广泛应用，其历史虽然不长，却已在盾构施工技术领域占有重要地位。1989年我国正式采用盾构法修建区间隧道，目前已在上海、广州、深圳等城市的地下铁道建设中得到广泛的使用。盾构法施工具有的特点是，地层掘进、出土运输、衬砌拼装、接缝防水和盾尾间隙注浆充填等主要作业都在盾构保护下进行，并须随时排除地下水和控制地面沉降。它施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响比较小等特点。

目前所使用的盾构如图1和图2所示。首先参考图1，盾构刀盘驱动装置9包括一个刀盘驱动油压马达91、减速装置92、由减速装置92带动的数个牛腿93、固定于牛腿93之上的刀盘94、以及固定在刀盘94之上的复数个各种挖掘刀941。刀盘驱动油压马达91和减速装置92被包覆在盾壳(图中未示)内。

参考图2。减速装置92内设置有一个大轴承97，大轴承97包括有一个固定于减速装置92之上的轴承外圈971和一个具有内齿的轴承内圈972。主受力环95通过主受力环螺栓96与轴承内圈972固定连接。在工作时，刀盘驱动油压马达91通过与轴承内圈972内齿啮合的齿轮带动大轴承97中的轴承内圈972，再带动主受力环95和刀盘94，通过刀盘94上的挖掘刀941对盾构驱动装置9前方的土壤进行隧道挖掘。

地下隧道施工属于高风险行业，如何将风险降到最底，本技术领域内的技术人员一直在求索。过去，在盾构机中唯一出现损坏而不能更换、检修的部件就是刀盘驱动，如果驱动装置可在机内拆换，则就盾构机本身来说，风险已接近降到零，其可能创造的经济效益是不可估量的。

机内可拆换刀盘驱动装置技术，在世界盾构领域属于先进技术。

盾构刀盘驱动装置，在盾构掘进机中，是最核心的部件，该装置中的大轴承价格昂贵，而且一般是不可以在盾构机内拆换的。目前，国外只有一家美国公司有“机内可拆换刀盘驱动装置”的技术，在国内这项技术是空白。

在实际的地下施工过程中，如果刀盘驱动装置中的大轴承损坏，由于刀盘驱动装置在地下隧道中的盾构机内是不可拆换的。所以，一般情况下，盾构机报废，甚至必须放弃整条隧道，其所造成的损失是难以估量的。

另外，在实际的盾构隧道施工中，由于工况要求，有时会没有接收井(如电厂的排水隧道)，而地层又是比较复杂的复合地层，要求盾构必须有大刀盘，在隧道施工完成后，刀盘驱动因不可拆卸，而废弃在隧道中，使隧道造价过高。过高的价格，也是很多电厂隧道放弃采用盾构法施工的重要原因之一。

目前绝大多数的盾构机都有这样的隐患，即盾构刀盘驱动装置在地下工作中一旦出现重大故障无法进行维修。如果盾构驱动装置9中大轴承97出现故障，如图2中所示，目前盾构中拆卸大轴承97必须从盾构驱动装置9的前方开始，将刀盘94、牛腿93、主受力环95、主受力环螺栓96等逐一拆下，才能接触到大轴承97并将其拆下维修或者替换。这种结构的盾构驱动装置9一旦在地下出现故障，唯一的维修方法就是在盾构的前方挖一条竖直井，露出盾构的前面，然后从前面逐一拆下最常损坏的大轴承97前面的所有零部件，再对大轴承97进行维修或替换。这种方法的缺陷首先就是需要人力物力挖掘竖直井，其次就是如果盾构的上方是不适宜挖掘的地况，如房屋、山峦、湖泊等，那么盾构故障损坏的结果就是整个盾构甚至是整条隧道的报废。

发明内容

本发明的目的在于提供机内可拆换式盾构刀盘驱动装置，其可以在盾构机内拆换刀盘驱动装置，当已出洞的盾构机驱动装置出现重大质量问题时，可以在盾构机内调换、检修，从而最大限度的减少盾构挖掘中刀盘驱动出现故障的损失。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种机内可拆换式盾构刀盘驱动装置，其包括至少一个刀盘驱动油压马达，一个减速装置，由所述减速装置带动的主受力环，数个固定于所述主受力环之上的牛腿，固定于所述牛腿之上的刀盘，以及固定在所述刀盘之上的复数个各种挖掘刀，其技术上的改进在于所述减速装置内设置有一个大轴承，该大轴承包括有一个固定于所述减速装置之上的具有外齿的轴承外圈和一个轴承内圈；以及，至少一个主受力环螺栓，该主受力环螺栓从所述刀盘驱动油压马达的方向将所述主受力环与所述轴承外圈固定连接。

本发明的有益效果是在对损坏的大轴承或减速装置内的其它零部件进行维修或更换的时候，不需要浪费人力物力挖掘竖直井，其次如果盾构的上方是不适宜挖掘的地况，如房屋、山峦、湖泊等，盾构刀盘驱动故障的结果不至于再使整条隧道和整个盾构报废。

附图说明

图1为现有技术中一种盾构刀盘驱动装置的透视示意图。

图2为图1所示盾构刀盘驱动装置的部分剖视图。

图3为本发明一种盾构刀盘驱动装置一种较佳实施例的透视示意图。

图4为图3所示本发明较佳实施例的部分剖视图。

具体实施方式

参考附图中的图3和图4，其显示有本发明较佳实施例的透视示意图和部分剖视图。一个盾构刀盘驱动装置1包括至少一个刀盘驱动油压马达11、减速装置12、由减速装置12带动的数个牛腿13、固定于牛腿13之上的刀盘14、以及固定在刀盘14之上的复数个各种挖掘刀141。刀盘驱动油压马达11和减速装置12被包覆在一个盾构机体盾壳(图中未示)之内。

参考图4。减速装置12内设置有一个大轴承17，大轴承17包括有一个固定于减速装置12之上的具有外齿的轴承外圈171和一个轴承内圈172。主受力环15通过主受力环螺栓16与轴承外圈171固定连接。在工作时，刀盘驱动油压马达11通过与轴承外圈171外齿啮合的齿轮带动大轴承17中的轴承外圈171，再带动主受力环15和刀盘14，通过刀盘14上的挖掘刀141对盾构驱动装置1前方的土壤进行挖掘。

如图4所示，本发明的盾构驱动装置1中的主受力环螺栓16是从刀盘驱动油压马达11的方向将轴承外圈171固定到主受力环15之上的。这样，拆换大轴承17不必从盾构驱动装置1的前方开始，而是可以在盾构驱动装置1的机体盾壳内将刀盘驱动油压马达11和减速装置12拆卸掉，露出大轴承17，再对大轴承17进行维修或者替换。

本发明的盾构驱动装置1一旦在地下刀盘驱动出现故障，将不必在盾构驱动装置1的前方挖竖直井。这种方法首先节省了人力物力，其次如果盾构驱动装置1的上方是不适宜挖掘的地况，如房屋、山峦、湖泊等，那么在盾构驱动装置1后方拆开盾构驱动装置1进行维修也不会使整条隧道和整个盾构驱动装置1报废。

Claims (2)

1.一种机内可拆换式盾构刀盘驱动装置，其包括至少一个刀盘驱动油压马达(11)，一个减速装置(12)，由所述减速装置(12)带动的主受力环(15)，数个固定于所述主受力环(15)之上的牛腿(13)，固定于所述牛腿(13)之上的刀盘(14)，以及固定在所述刀盘(14)之上的复数个各种挖掘刀(141)，其特征在于：

所述减速装置(12)内设置有一个大轴承(17)，该大轴承(17)包括一个轴承内圈(172)和一个具有外齿的轴承外圈(171)；以及，

至少一个主受力环螺栓(16)，该主受力环螺栓(16)从所述刀盘驱动油压马达(11)的方向将所述主受力环(15)与所述轴承外圈(171)固定连接，从而使得所述大轴承(17)可以在盾构机壳体内从所述刀盘驱动油压马达(11)的方向拆卸。

2.一种可以在盾构机壳体内拆换大轴承的方法，其特征在于：

该盾构刀盘包括至少一个刀盘驱动油压马达(11)，一个减速装置(12)，由所述减速装置(12)带动的主受力环(15)，数个固定于所述主受力环(15)之上的牛腿(13)，固定于所述牛腿(13)之上的刀盘(14)，以及固定在所述刀盘(14)之上的复数个各种挖掘刀(141)；所述减速装置(12)内设置有一个大轴承(17)，该大轴承(17)包括一个轴承内圈(172)和一个具有外齿的轴承外圈(171)；以及至少一个主受力环螺栓(16)，该主受力环螺栓(16)从所述刀盘驱动油压马达(11)的方向将所述主受力环(15)与所述轴承外圈(171)固定连接，从而使得所述大轴承(17)可以在盾构机壳体内从刀盘驱动油压马达(11)的方向拆卸。

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