CN105888689B - 用于掘进机的隧道管片整形装置及掘进机 - Google Patents
用于掘进机的隧道管片整形装置及掘进机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于掘进机的隧道管片整形装置及掘进机，所述隧道由多个管片依次连接而成，所述用于掘进机的隧道管片整形装置包括撑紧组件与撑架组件，所述撑紧组件与所述撑架组件安装成一体，所述撑架组件包括具有预设形状的支架，所述撑紧组件与所述支架铰接并用于推动所述支架与所述多个管片中的对应管片止抵以对所述隧道的形状进行整形。在本发明实施方式中的用于掘进机的隧道管片整形装置中，撑架组件与撑紧组件安装成一体，并通过撑架组件使得支架止抵对应管片，以完成对隧道的形状的整形，如此，整体式组装结构消除了用于掘进机的隧道管片整形装置的安全隐患，并简化了操作。所述掘进机包括上述的用于掘进机的隧道管片整形装置。
Description
技术领域
本发明涉及重工机械领域，尤其是涉及一种用于掘进机的隧道管片整形装置及一种掘进机。
背景技术
在隧道的实际施工过程中，由于注浆不均或地质原因，隧道成型后形状有所改变，目前隧道管片整形或整圆采用仿型方法进行调整或整形。另外，隧道变形直接影响隧道掘进机管片拼装效率，从而影响施工效率。
目前掘进机施工过程中使用的管片整形装置主要以分体式为主，存在的缺点主要有控制复杂、移动管片撑紧架时操作烦琐、故障率高、存在安全隐患。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种用于掘进机的隧道管片整形装置及掘进机。
本发明实施方式提供一种用于掘进机的隧道管片整形装置，所述隧道由多个管片依次连接而成，所述隧道管片整形装置包括撑紧组件与撑架组件，所述撑紧组件与所述撑架组件安装成一体，所述撑架组件包括具有预设形状的支架，所述撑紧组件与所述支架铰接并用于推动所述支架与所述多个管片中的对应管片止抵以对所述隧道的形状进行整形。
在本发明实施方式中的用于掘进机的隧道管片整形装置中，撑架组件与撑紧组件安装成一体，并通过撑架组件使得支架止抵对应管片，以完成对隧道的形状的整形，如此，整体式组装结构消除了隧道管片整形装置的安全隐患，并简化了操作，并提高了用于掘进机的隧道管片整形装置的稳定性。
在一个实施方式中，所述撑架组件包括垫板，所述垫板设在远离所述支架中心的所述支架的一侧，所述垫板在所述支架的周向上间隔分布。
在一个实施方式中，所述垫板为弹性垫板。
在一个实施方式中，所述支架包括相对设置的上支架及下支架，所述撑紧组件包括第一撑紧单元及第二撑紧单元，所述第一撑紧单元与所述上支架的一端及所述下支架的一端铰接，所述第二撑紧单元与所述上支架的另一端及所述下支架的另一端铰接。
在一个实施方式中，所述上支架与所述下支架围成的形状与隧道管片内环的形状相比形成有相背的两个缺口部。
在一个实施方式中，所述上支架为一体成型结构；所述下支架为一体成型结构。
在一个实施方式中，所述第一撑紧单元为油缸、气缸或电动推杆，所述第二撑紧单元为油缸、气缸或电动推杆。
在一个实施方式中，所述用于掘进机的隧道管片整形装置包括平移组件，所述撑紧组件包括行走架，所述平移组件固定在所述行走架上，所述平移组件用于带动所述用于掘进机的隧道管片整形装置沿所述隧道的长度方向移动。
在一个实施方式中，所述撑紧组件包括可旋转的旋转支座，所述旋转支座通过端盖安装在所述行走架上，所述平移组件包括平移装置及平移装置支座，所述平移装置固定在所述平移装置支座上，所述平移装置支座与所述旋转支座固定连接，所述平移装置用于推动所述用于掘进机的隧道管片整形装置沿所述隧道的长度方向移动。
在一个实施方式中，所述平移装置为油缸、气缸或电动推杆。
在一个实施方式中，所述用于掘进机的隧道管片整形装置包括滚轮组件，所述滚轮组件固定在所述行走架上，所述滚轮组件包括滚轮及轴承，所述滚轮固定在所述轴承上。
本发明实施方式的掘进机包括上述任一实施方式所述的用于掘进机的隧道管片整形装置。
在本发明实施方式中的掘进机中，撑架组件与撑紧组件安装成一体，并通过撑架组件使得支架止抵对应管片，以完成对隧道的形状的整形，如此，整体式组装结构消除了隧道管片整形装置的安全隐患，并简化了操作，并提高了隧道管片整形装置的稳定性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施方式的掘进机拼装管片时的状态示意图。
图2是本发明实施方式的隧道管片组件示意图。
图3是本发明实施方式的掘进机的管片拼装机组件的结构示意图。
图4是本发明实施方式的用于掘进机的隧道管片整形装置的结构示意图。
图5是本发明实施方式的用于掘进机的隧道管片整形装置的撑紧组件的结构示意图。
图6是本发明实施方式的用于掘进机的隧道管片整形装置的撑架组件的结构示意图。
图7是本发明实施方式的用于掘进机的隧道管片整形装置的平移组件的结构示意图。
图8是本发明实施方式的用于掘进机的隧道管片整形装置的滚轮组件的结构示意图。
图9是本发明实施方式的用于掘进机的隧道管片整形装置的撑紧油缸撑紧状态示意图。
图10是本发明实施方式的用于掘进机的隧道管片整形装置的撑紧油缸缩回状态示意图。
图11是本发明实施方式的掘进机的平移位置示意图。
符号说明：
100.掘进机、1.盾尾、2.隧道管片组件、3.管片拼装机组件、4.隧道管片整形装置、201.管片拼装环、202.第一环管片、203.第二环管片、204.第三环管片、301.托梁、302.管片抓取机构、303.回转架、304.移动架、401.撑紧组件、401a.第一撑紧单元、401b.第二撑紧单元、402.撑架组件、403.平移组件、404.滚轮组件、405.第一铰接销、40101.伸缩内筒、40102.行走架、40103.导向块、40104.油杯、40105.撑紧油缸、40106.旋转支座、40107.端盖、40108.第二铰接销、40201.支架、40201a.上支架、40201b.下支架、40201c.缺口部、40202.垫板、40301.第三铰接销、40302.平移装置、40303.平移装置支座、40401.滚轮、40402.轴承、40403.轴用挡圈、40404.滚轮支座、40405.孔用挡圈。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请一并参阅图1～图11，本发明实施方式提供一种用于掘进机的隧道管片整形装置4。隧道由多个管片2依次连接而成。
用于掘进机的隧道管片整形装置4包括撑紧组件401与撑架组件402。撑紧组件401与撑架组件402安装成一体。撑架组件402包括具有预设形状的支架40201。撑紧组件401与支架40201铰接并用于推动支架40201与多个管片2中的对应管片止抵以对隧道的形状进行整形。
在本发明实施方式中的用于掘进机的隧道管片整形装置4中，撑架组件401与撑紧组件402安装成一体，并通过撑架组件402使得支架40201止抵对应管片，以完成对隧道的形状的整形，如此，整体式组装结构消除了隧道管片整形装置的安全隐患，并简化了操作，并提高了用于掘进机的隧道管片整形装置4的稳定性。
在一个实施方式中，撑架组件402包括垫板40202(见图6)。垫板40202设在远离支架40201中心的支架40201的一侧，垫板40202在支架40201的周向上间隔分布。
如此，支架40201通过垫板40202与隧道的内壁止抵，从而能够更加均匀地对隧道的内周形状进行调整。
在一个实施方式中，垫板40202为弹性垫板。
如此，弹性垫板具有缓冲受力的作用，能够防止用于掘进机的隧道管片整形装置4撑紧时碰坏止抵的管片2。
在一个实施方式中，支架40201包括相对设置的上支架40201a及下支架40201b(见图4)。撑紧组件401包括第一撑紧单元401a及第二撑紧单元401b，第一撑紧单元401a与上支架40201a的一端及下支架40201b的一端铰接，第二撑紧单元401b与上支架40201a的另一端及下支架40201b的另一端铰接。
如此，通过铰接的方式连接使得结构较为紧凑，且易于控制。
在图4所示的示例中，第一撑紧单元401a通过第一铰链销405与上支架40201a及下支架40201b铰接在一起，第二撑紧单元401b通过第一铰链销405与上支架40201a及下支架40201b铰接在一起。
在一个实施方式中，上支架40201a与下支架40201b围成的形状与隧道管片内环的形状相比形成有相背的两个缺口部40201c(见图9)。如此，在保证对隧道的形状的整形成形质量的同时，缺口部的设置提高了用于掘进机的隧道管片整形装置4的可设置空间。
在一个实施方式中，上支架40201a为一体成型结构，下支架40201b为一体成型结构。
如此，结构紧凑且稳定可靠，制造成本低。
在一个实施方式中，第一撑紧单元401a为油缸，第二撑紧单元401b为油缸。
可以理解，在其他实施方式中，第一撑紧单元401a可以为气缸或电动推杆，第二撑紧单元401b可以为气缸或电动推杆。
在一个实施方式中，用于掘进机的隧道管片整形装置4包括平移组件403。撑紧组件401包括行走架40102。平移组件403固定在行走架40102上。平移组件403用于带动用于掘进机的隧道管片整形装置4沿隧道的长度方向移动。
如此，可通过平移组件403使得用于掘进机的隧道管片整形装置4沿隧道的长度方向移动以逐步完成对隧道的形状的整形。
在一个实施方式中，撑紧组件401包括可旋转的旋转支座40106，旋转支座40106通过端盖40107安装在行走架40102上，平移组件403包括平移装置40302及平移装置支座40303。平移装置40302固定在平移装置支座40303上。平移装置支座40303与旋转支座40106固定连接。平移装置40302用于推动用于掘进机的隧道管片整形装置4沿隧道的长度方向移动。
如此，通过采用旋转支座40106消除了隧道转弯或上下坡时对平移装置40302产生的径向力，提高平移装置40302的使用寿命。
在一个实施方式中，平移装置40302为油缸。
可以理解，在其他实施方式中，平移装置40302可以为气缸或电动推杆。因此，需要说明的是，平移装置40302的选择并不仅仅限于本实施方式中的油缸。
在图5所示的例中，每个撑紧单元包括伸缩内筒40101、行走架40102、4个导向块40103、4个油杯40104、撑紧油缸40105、旋转支座40106、端盖40107、第二铰接销40108。伸缩内筒40101通过第二铰接销40108与撑紧油缸40105铰接在一起。
导向块40103安装在行走架40102中，通调节螺钉调节导向块40103和伸缩内筒40101之间的间隙，为伸缩内筒40101的伸缩起导向作用。旋转支座40106通过端盖40107安装在行走架40102中，旋转支座40106可绕自带铰接销旋转，实现平移装置40302左右摆动，防止掘进机100转弯时平移装置40302受径向力。撑紧组件401为隧道管片整形装置提供撑紧动力。平移组件403通过螺栓固定在撑紧组件401中的行走架40102上。
在一个实施方式中，用于掘进机的隧道管片整形装置4包括滚轮组件404。滚轮组件404固定在行走架40102上，滚轮组件404包括滚轮40401及轴承40402。滚轮40401固定在轴承40402上。
如此，滚轮组件404可减小摩擦力的作用。
在图8所示的例中，滚轮组件404还包括轴用挡圈40403、滚轮支座40404及孔用挡圈40405。通过轴用挡圈40403把轴承40402固定在滚轮支座40404上；通过孔用挡圈40405把滚轮40401固定在轴承40402上。滚轮组件404通过螺栓固定在撑紧组件401中的行走架40102上。滚轮组件404整体起减小摩擦力的作用。
在本发明实施方式中，在每个撑紧单元中，2个滚轮组件404通过螺栓固定在对应的行走架40102上。
本发明实施方式的掘进机100包括上述任一实施方式所述的用于掘进机的隧道管片整形装置4。
在本发明实施方式中的掘进机100中，撑架组件401与撑紧组件402安装成一体，并通过撑架组件402使得支架40201止抵对应管片，以完成对隧道的形状的整形，如此，整体式组装结构消除了隧道管片整形装置的安全隐患，并简化了操作，并提高了隧道管片整形装置4的稳定性。
在图1所示的示例中，掘进机100还包括盾尾1及管片拼装机组件3，此时掘进机1掘进完成正进行管片拼装。
在图3所示的示例中，管片拼装机组件3包括托梁301、管片抓取机构302、回转架303、移动架304。托梁301为隧道管片整形装置4提供平移轨道，移动架304为隧道管片整形装置4提供平移反力。
进一步，请参阅图7，平移组件403包括第三铰接销40301、平移装置40302、2个平移装置支座40303。通过第三铰接销40301把平移组件403与管片拼装机组件3中的移动架304铰接在一起，通过螺钉把2个平移装置支座40303固定在撑紧组件401中的旋转支座40106上。平移组件403为隧道管片整形装置平行移动提供动力。
请参阅图9，本发明实施方式中，隧道管片整形装置4及掘进机100具体实施过程如下：
隧道管片整形装置4对脱出盾尾1的管片2进行整形，以使隧道的内周形成为预设形状。此时两撑紧油缸40105伸出推动撑架组件402对管片进行整形，并通过二次灌浆对管片外周进行加固，保持隧道内周的形状。此时平移装置40302处于浮动状态，不影响隧道掘进机的掘进或管片拼装机组件3拼装管片2。
如图10-11所示，是本发明实施方式中的隧道管片整形装4及掘进机100平行移动的过程。管片拼装机组件3拼装完管片拼装环201，隧道管片整形装置4的两撑紧油缸40105缩回带动2个撑架组件402与第二环管片203脱离，从而完成第二环管片203及第三环管片204的整形。此时平移装置40302处于固定状态，隧道管片整形装置4在平移装置40302拉动作用下平行移动到第一环管片202位置处。然后两撑紧油缸40105伸出推动撑架组件402与第一环管片202抵止对第一环管片202进行整形，此时平移装置40302处于浮动状态，隧道掘进恢复掘进。在整个移动与整形的过程中撑架组件402从未脱离过行走架40102，消除了安全隐患。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (12)
1.一种用于掘进机的隧道管片整形装置，所述隧道由多个管片依次连接而成，其特征在于，所述隧道管片整形装置包括撑紧组件、两个平移组件、两个滚轮组件与撑架组件，所述撑紧组件与所述撑架组件安装成一体，所述撑架组件包括具有预设形状的支架，所述撑紧组件与所述支架铰接并用于推动所述支架与所述多个管片中的对应管片止抵以对所述隧道的形状进行整形；所述撑紧组件第一撑紧单元、第二撑紧单元、第一横架和第二横架，第一撑紧单元和第二撑紧单元均与所述撑架组件连接并间隔相对，所述第一横架自所述第一撑紧单元朝所述第二撑紧单元延伸，所述第二横架自所述第二撑紧单元朝所述第一撑紧单元延伸；两个所述滚动组件分别安装在所述第一横架的远离所述第一撑紧单元的一端和所述第二横架的远离所述第二撑紧单元的一端，两个所述滚动组件均设置在所述掘进机的管片拼装机组件的托梁上；其中一个所述平移组件固定在所述第一横架上并位于所述滚轮组件与所述第一撑紧单元之间，另一个所述平移组件固定在所述第二横架上并位于所述滚轮组件与所述第二撑紧单元之间，所述平移组件用于带动所述用于掘进机的隧道管片整形装置沿所述隧道的长度方向移动。
2.根据权利要求1所述的用于掘进机的隧道管片整形装置，其特征在于，所述撑架组件包括垫板，所述垫板设在远离所述支架中心的所述支架的一侧，所述垫板在所述支架的周向上间隔分布。
3.根据权利要求2所述的用于掘进机的隧道管片整形装置，其特征在于，所述垫板为弹性垫板。
4.根据权利要求1所述的用于掘进机的隧道管片整形装置，其特征在于，所述支架包括相对设置的上支架及下支架；
所述第一撑紧单元与所述上支架的一端及所述下支架的一端铰接；
所述第二撑紧单元与所述上支架的另一端及所述下支架的另一端铰接。
5.根据权利要求4所述的用于掘进机的隧道管片整形装置，其特征在于，所述上支架与所述下支架围成的形状与隧道管片内环的形状相比形成有相背的两个缺口部。
6.根据权利要求4所述的用于掘进机的隧道管片整形装置，其特征在于，所述上支架为一体成型结构；所述下支架为一体成型结构。
7.根据权利要求4所述的用于掘进机的隧道管片整形装置，其特征在于，所述第一撑紧单元为油缸、气缸或电动推杆；
所述第二撑紧单元为油缸、气缸或电动推杆。
8.根据权利要求1所述的用于掘进机的隧道管片整形装置，其特征在于，所述撑紧组件包括行走架，所述平移组件固定在所述行走架上。
9.根据权利要求8所述的用于掘进机的隧道管片整形装置，其特征在于，所述撑紧组件包括可旋转的旋转支座，所述旋转支座通过端盖安装在所述行走架上，所述平移组件包括平移装置及平移装置支座，所述平移装置固定在所述平移装置支座上，所述平移装置支座与所述旋转支座固定连接，所述平移装置用于推动所述用于掘进机的隧道管片整形装置沿所述隧道的长度方向移动。
10.根据权利要求9所述的用于掘进机的隧道管片整形装置，其特征在于，所述平移装置为油缸、气缸或电动推杆。
11.根据权利要求8所述的用于掘进机的隧道管片整形装置，其特征在于，所述滚轮组件固定在所述行走架上，所述滚轮组件包括滚轮及轴承，所述滚轮固定在所述轴承上。
12.一种掘进机，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的用于掘进机的隧道管片整形装置。
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