CN107035379A - 一种单根油缸撑靴防旋转装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单根油缸撑靴防旋转装置，包括连接设置在中盾和尾盾之间的油缸，油缸的活塞杆前端连接设置有撑靴，撑靴上于撑靴的左右对称中心线的两侧对称设置有防旋机构，防旋机构包括伸出撑靴的上表面且与尾盾的内表面接触配合的支撑件，以及设置在撑靴上驱动支撑件与尾盾的内表面弹性的保持紧密接触的保持组件，本发明左右两侧的支撑件，实现在撑靴的左右对称的两点支撑，左右两侧的两个支撑件能够保持与尾盾的内表面紧密接触，两个支撑件均与尾盾的内表面产生滚动摩擦，滚动摩擦力较大，有效的阻止了撑靴旋转，保证撑靴不会刮蹭到盾尾内表面，撑靴也不会与管片密封接触，减少了推坏管片密封的几率，保证拼装管片效率和质量。
Description
技术领域
本发明属于隧道掘进机设备领域，特别是涉及一种单根油缸撑靴防旋转装置。
背景技术
目前，隧道施工过程中所使用的盾构机按其铰接形式可以分为两种：主动铰接式盾构机和被动铰接式盾构机。主动铰接式盾构机相比被动铰接式盾构机具备的优点较多，因此应用比较广泛。主动铰接式盾构机中的单根油缸在推进或收缩过程当中，单根油缸因自身内部结构问题和受到偏载导致撑靴会发生旋转，使撑靴会刮蹭到盾尾内侧壳体，长时间的磨损会导致尾盾内壁被磨损出很深的凹槽，同时撑靴靴板会轧到管片密封条上，导致管片密封容易被损坏，由此造成不必要的经济损失和施工效率降低。
目前，各厂家为防止单根油缸偏转采取的方案为：在撑靴上焊接防转块，这样虽然能防止单根油缸的旋转，但是防转块长时间的顶推尾盾的内壳体，会将尾盾的内壳体磨损出很深的凹坑。在单根油缸推动过程中，防转块与尾盾内壳体之间的摩擦，也会将尾盾的内壳体磨损出很深的凹槽，造成尾盾的损坏，严重时会造成尾盾的报废。因此，为单根油缸撑靴提供一种防旋转装置，减少撑靴推坏管片密封的几率，同时还要避免对尾盾的磨损，已然是一个急需解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种既能防止单根油缸撑靴旋转，又不会对尾盾的内壳体造成磨损的单根油缸撑靴防旋转装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种单根油缸撑靴防旋转装置，包括连接设置在中盾和尾盾之间的油缸，所述油缸的活塞杆前端连接设置有撑靴，所述撑靴上于所述撑靴的左右对称中心线的两侧对称设置有防旋机构，所述防旋机构包括伸出所述撑靴的上表面且与所述尾盾的内表面接触配合的支撑件，以及设置在所述撑靴上驱动所述支撑件与所述尾盾的内表面弹性的保持紧密接触的保持组件。
进一步优选地，所述保持组件包括连接设置在所述支撑件与所述撑靴之间的具有一定预紧力的弹簧，所述撑靴上设置有弹簧容纳腔，所述弹簧位于所述弹簧容纳腔内。
进一步优选地，所述防旋机构还包括对所述支撑件上、下移动进行导向的导向组件。
进一步优选地，所述导向组件包括设置在所述撑靴上的上端开口的导向套，以及与所述导向套插接导向配合的导向杆，所述导向杆可沿所述导向套上下移动，所述支撑件装配在所述导向杆的上端，所述弹簧容纳腔由所述导向套的内腔构成，所述弹簧套设在所述导向杆上。
进一步优选地，所述弹簧套设在所述导向杆的下半部，所述导向杆的下半部外周面设置有与所述弹簧的上端挡止配合的凸环，所述凸环的外壁与所述导向套的内壁接触导向配合，进而实现所述导向杆与所述导向套之间插接导向配合。
进一步优选地，所述导向套的下端设置有调整所述弹簧的预紧力的弹簧预紧件。
进一步优选地，所述弹簧预紧件包括螺纹旋设在所述导向套下端开设的下端口的螺塞，所述弹簧的下端连接在所述螺塞的上端面上，所述螺塞沿其中心线设置有供所述导向杆的下端穿入并移动的容纳孔，所述螺塞的外周面旋设有锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述导向套的下端面挡止配合。
进一步优选地，所述导向杆的上半部设置成方形结构，所述导向套的上端口设置有盖板，所述盖板上设置有U形卡接口，所述U形卡接口与所述导向杆的方形部分垂直卡接，且所述U形卡接口的内壁与所述导向杆的方形部分的外壁止旋配合。
进一步优选地，所述支撑件为滚轮，所述滚轮可沿尾盾的轴线方向滚动。
进一步优选地，所述导向套的侧壁上开设有油杯。
本发明的有益效果是：本发明在撑靴的左右两侧分别设置有支撑件，实现在撑靴的左右对称的两点支撑，左右两侧的两个支撑件能够保持与尾盾的内表面紧密接触，两个支撑件均与尾盾的内表面产生滚动摩擦，滚动摩擦力较大，有效的阻止了撑靴旋转，保证撑靴不会刮蹭到盾尾内表面，撑靴也不会与管片密封接触，减少了推坏管片密封的几率，保证拼装管片效率和质量。并且当撑靴有旋转的趋势时，比如撑靴有向左旋转的趋势，此时尾盾内表面对右侧的支撑件的反作用力通过保持组件传递到撑靴的右侧，形成阻止撑靴向左旋转的反作用力。同时，左侧的支撑件在保持组件的作用力下要与尾盾的内表面保持弹性贴紧，因此保持组件驱动支撑件向上移动，支撑件在向上移动的过程中对撑靴有提拉的作用力，进一步增大了阻止撑靴向左转动的反作用力，进一步保证了撑靴不会发生旋转。保持组件驱动支撑件与尾盾的内表面之间弹性贴紧，保持组件能够吸收一部分支撑件对尾盾内表面的顶推力，减少在撑靴预旋转时支撑件对尾盾内表面进一步增加的顶推力，避免长时间由于支撑件对尾盾内表面产生较大的顶推力而造成对尾盾的内表面磨损。
进一步优选地，保持组件设置成弹簧，弹簧的强度和韧性较好，能够保证支撑件与尾盾的内表面之间紧密贴紧，并且弹簧结构简单、维护成本低。
进一步优选地，设置的导向组件，在支撑件上、下移动过程中起到导向的作用，使支撑件与尾盾的内表面的贴紧的位置保持一致，保证支撑件与尾盾的内表面之间的摩擦力和阻止撑靴向左旋转的反作用力最大。
进一步优选地，导向组件由导向套及导向杆组成，能将弹簧套设在导向杆上，导向杆对弹簧还能起到支撑的作用，避免弹簧在被压缩的过程中产生弯曲变形。
进一步优选地，设置的弹簧预紧件，能够调整支撑件与尾盾的内表面之间的贴紧力，避免由于支撑件与尾盾的内表面之间的贴紧力过大，造成支撑件对尾盾的内表面的磨损。或是支撑件与尾盾的内表面之间的贴紧力过小，造成支撑件与尾盾不能紧密贴合。
进一步优选地，导向杆的上半部设置成方形结构，避免导向杆在移动的过程中发生旋转。
进一步优选地，支撑件由滚轮组成，滚轮在单根油缸推动撑靴移动过程中与尾盾的内表面产生滚动摩擦，能有效的减少单根油缸在推进和收回过程中支撑件对尾盾的内表面造成磨损。
进一步优选地，开设的油杯，起到导向杆与导向套之间的润滑作用。
附图说明
图1是本发明单根油缸撑靴防旋转装置的实施例的结构示意图；
图2是图1中的I处局部放大图；
图3是图2中的A-A向视图；
图4是图3的右视图；
图5是图4中的C-C向视图。
具体实施方式
在本发明的具体实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
如图1～图5所示，本发明的单根油缸撑靴防旋转装置的实施例，包括连接设置在中盾2和尾盾3之间的油缸1，油缸1的活塞杆前端通过销轴4连接设置有撑靴6，撑靴6与油缸1的活塞杆处连接设置有链条5，撑靴6上于撑靴6的左右对称中心线的两侧对称设置有防旋机构7，防旋机构7包括支撑件，该支撑件为滚轮8，滚轮8伸出撑靴6的上表面且与尾盾3的内表面接触配合。防旋机构7还包括设置在撑靴6上驱动滚轮8与尾盾3的内表面弹性的保持紧密接触的保持组件。该保持组件包括连接设置在滚轮8与撑靴6之间的具有一定预紧力的弹簧13，撑靴6上设置有弹簧容纳腔16，弹簧13位于弹簧容纳腔16内。本实施例中的保持组件之所以采用弹簧13，由于弹簧的结构简单，且弹簧的强度和韧性较好，能够很好的保证滚轮8与尾盾3的内表面之间紧密贴紧，并且维护成本低。在本实施例中，将弹簧13置于撑靴6上设置的弹簧容纳腔16内，能够防止弹簧13在受压过程中弯曲变形。
本实施例中，进一步优选的，防旋机构7还包括对滚轮8在与尾盾3之间保持紧密贴紧的过程中进行上、下移动导向的导向组件。该导向组件优选的由设置在撑靴6上的上端开口的导向套12，以及与导向套12插接导向配合的导向杆9组成，其中，导向杆9可沿导向套12上下移动，滚轮8通过螺栓装配在导向杆9的上端，弹簧13套设在导向杆9的下半部，上述的弹簧容纳腔16由导向套12的内腔构成。导向杆9的下半部外周面设置有与弹簧13的上端挡止配合的凸环17，凸环17的外壁与导向套12的内壁接触导向配合，进而实现导向杆9与导向套12之间插接导向配合。
本实施例中，进一步优选的，在导向套12的下端设置有调整弹簧13的预紧力的弹簧预紧件。该弹簧预紧件包括螺纹旋设在导向套12下端开设的下端口的螺塞15，弹簧13的下端抵触在螺塞15的上端面上，螺塞15沿其中心线设置有供导向杆9的下端穿入并移动的容纳孔18，螺塞15的外周面旋设有锁紧螺母14，锁紧螺母14与导向套12的下端面挡止配合，螺塞15的下端面设置有方便安装工具夹持的方形的工具夹持部19。
本实施例中，如图5所示，进一步优选的，导向杆9的上半部设置成方形，导向套12的上端口设置有盖板10，盖板10上设置有U形卡接口20，U形卡接口20与导向杆9的方形部分垂直卡接，且U形卡接口20的内壁与导向杆9的方形部分的外壁止旋配合，盖板10的下表面与凸环17的上表面挡止配合。导向杆9的上半部设置成方形结构，避免导向杆9旋转。
本实施例中，进一步优选的，在导向套12的侧壁上开设有油杯11，在导向杆9在导向套12内移动过程中起到润滑作用。
本实施例在使用之前，先通过旋动螺塞15对弹簧13的预紧力进行调整，使滚轮8能够在弹簧的作用力下与尾盾3保持紧密接触，然后通过锁紧螺母14将螺塞15锁紧。当油缸1推动撑靴6移动时，撑靴6会发生转动的趋势时，但是由于左右两侧的两个滚轮8均保持与尾盾3的内表面紧密接触，两个滚轮8均与尾盾3的内表面产生滚动摩擦，由于滚轮8与尾盾3保持紧密接触，滚动摩擦力较大，有效的阻止了撑靴6旋转，保证撑靴6不会刮蹭到盾尾3内表面，撑靴6也不会与管片密封接触，减少了推坏管片密封的几率，保证拼装管片效率和质量。
同时，当撑靴6有旋转的趋势时，比如撑靴6有向左旋转的趋势，此时尾盾3内表面对右侧的滚轮8的反作用力依次通过弹簧13-螺塞15-导向套12传递到撑靴6的右侧，形成阻止撑靴6向左旋转的反作用力。同时，左侧的滚轮8在弹簧13的预紧力的作用力下要与尾盾3的内表面保持连续的紧密接触，弹簧13驱动滚轮8向上移动，滚轮8在向上移动的过程中对撑靴6有提拉的作用力，进一步增大了阻止撑靴6向左旋转的反作用力。本实施例中，存在阻止撑靴6向左旋转的反作用力进一步保证了撑靴6不会发生旋转。撑靴有向右旋转的趋势时，产生的向右旋转的反作用力的原理和产生向左旋转的反作用力的原理相同，在此不再赘述。
弹簧13驱动滚轮8与尾盾3的内表面之间弹性贴紧，减少撑靴6预旋转时滚轮8对尾盾3内表面的顶推力，避免长时间产生的较大的顶推力而造成对尾盾3的内表面磨损。
并且，油缸1推动撑靴6移动过程中，滚轮8在尾盾3的内表面滚动，滚轮8与尾盾3在移动方向上仅产生较小的滚动摩擦，能有效的减少油缸1在推进和收回过程中滚轮8对尾盾3的内表面造成磨损。
在其它的实施例中，上述的导向组件还可以为以下结构：包括在撑靴6上设置有燕尾型导向槽，所述滚轮8上连接固设有与燕尾型导向槽滑动配合的滑块。这样在滚轮8与尾盾3的内表面贴紧配合时，燕尾型导向槽和滑块的滑动配合，同样能够对滚轮8起到导向作用。
在其它的实施例中，上述的保持组件还可以采用伸缩缸，滚轮固定连接在伸缩缸的伸缩杆前端，设定伸缩缸内的气体或液体的压力，保证滚轮8与尾盾3的内表面紧密接触配合。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种单根油缸撑靴防旋转装置，包括连接设置在中盾和尾盾之间的油缸，所述油缸的活塞杆前端连接设置有撑靴，其特征在于，所述撑靴上于所述撑靴的左右对称中心线的两侧对称设置有防旋机构，所述防旋机构包括伸出所述撑靴的上表面且与所述尾盾的内表面接触配合的支撑件，以及设置在所述撑靴上驱动所述支撑件与所述尾盾的内表面弹性的保持紧密接触的保持组件。
2.根据权利要求1所述单根油缸撑靴防旋转装置，其特征在于，所述保持组件包括连接设置在所述支撑件与所述撑靴之间的具有一定预紧力的弹簧，所述撑靴上设置有弹簧容纳腔，所述弹簧位于所述弹簧容纳腔内。
3.根据权利要求2所述单根油缸撑靴防旋转装置，其特征在于，所述防旋机构还包括对所述支撑件上、下移动进行导向的导向组件。
4.根据权利要求3所述单根油缸撑靴防旋转装置，其特征在于，所述导向组件包括设置在所述撑靴上的上端开口的导向套，以及与所述导向套插接导向配合的导向杆，所述导向杆可沿所述导向套上下移动，所述支撑件装配在所述导向杆的上端，所述弹簧容纳腔由所述导向套的内腔构成，所述弹簧套设在所述导向杆上。
5.根据权利要求4所述单根油缸撑靴防旋转装置，其特征在于，所述弹簧套设在所述导向杆的下半部，所述导向杆的下半部外周面设置有与所述弹簧的上端挡止配合的凸环，所述凸环的外壁与所述导向套的内壁接触导向配合，进而实现所述导向杆与所述导向套之间插接导向配合。
6.根据权利要求5所述单根油缸撑靴防旋转装置，其特征在于，所述导向套的下端设置有调整所述弹簧的预紧力的弹簧预紧件。
7.根据权利要求6所述单根油缸撑靴防旋转装置，其特征在于，所述弹簧预紧件包括螺纹旋设在所述导向套下端开设的下端口的螺塞，所述弹簧的下端连接在所述螺塞的上端面上，所述螺塞沿其中心线设置有供所述导向杆的下端穿入并移动的容纳孔，所述螺塞的外周面旋设有锁紧螺母，所述锁紧螺母与所述导向套的下端面挡止配合。
8.根据权利要求7所述单根油缸撑靴防旋转装置，其特征在于，所述导向杆的上半部设置成方形结构，所述导向套的上端口设置有盖板，所述盖板上设置有U形卡接口，所述U形卡接口与所述导向杆的方形部分垂直卡接，且所述U形卡接口的内壁与所述导向杆的方形部分的外壁止旋配合。
9.根据权利要求8所述单根油缸撑靴防旋转装置，其特征在于，所述支撑件为滚轮，所述滚轮可沿尾盾的轴线方向滚动。
10.根据权利要求9所述单根油缸撑靴防旋转装置，其特征在于，所述导向套的侧壁上开设有油杯。
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