CN107130972A - 适应转弯的tbm步进装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及全断面岩石隧道掘进机（TBM）技术领域，具体涉及一种适应转弯的TBM步进装置，用于调整TBM主机水平位置的左右偏转姿态以调整主机方向，其包括滑板座和设在该滑板座上的滑板以及布置于滑板座前部两侧与TBM护盾连接的举升机构、用于支承TBM后部重量的后支架和连接滑板座与后支架的拉杆，所述的后支架包括鞍架滑动支架和设置在鞍架滑动支架底部的滑座，滑座上设置有驱动鞍架滑动支架横向移动的动力机构，所述拉杆的一端通过万向耳座与滑座连接。本发明的步进装置能够灵活调整TBM主机水平位置的左右偏转姿态以调整主机方向，满足步进过程中TBM转弯要求，且步进装置结构简单、操作方便实用。

Description

适应转弯的TBM步进装置
技术领域
本发明涉及全断面岩石隧道掘进机（TBM）技术领域，具体涉及一种适应转弯的TBM步进装置。
背景技术
TBM 组装完毕后都需要向前步进到始发掌子面才能开始掘进，另外前一段隧洞掘进贯通后也需步进转移到下一隧洞段掘进，这都需要步进装置来实现。目前TBM采用的平面滑板式步进装置只能使TBM主机及其后配套设备沿直线步进，如专利号为201410426467.2的中国专利公开了一种开敞式TBM 平面滑行步进装置及步进方法，包括座板、与TBM 护盾连接的举升机构和用于支承TBM 后部重量的后支架，后支架通过拉杆连接于座板后部，拉杆两端分别与座板和后支架铰接，座板上面设有用于支撑TBM 前部的滑板，滑板后边设有推进液压缸，该专利能够实现TBM的直线步进，但在实际使用过程中，步进洞室存在需要TBM转弯的情况，由于目前的步进机构不能调整主机姿态，转弯会使步进机构受到很大的侧向力，使TBM步进不稳定甚至导致TBM主机或步进机构发生变形或损坏。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供了一种适应转弯的TBM步进装置，其不仅能够灵活调整TBM主机水平位置的左右偏转姿态以调整主机方向，方便步进过程中TBM转弯要求，且步进装置结构简单、操作方便实用。
本发明所采取的技术方案是：一种适应转弯的TBM步进装置，用于调整TBM主机水平位置的左右偏转姿态以调整主机方向，其包括滑板座和设在该滑板座上的滑板以及布置于滑板座前部两侧与TBM护盾连接的举升机构、用于支承TBM 后部重量的后支架和连接滑板座与后支架的拉杆，所述的后支架包括鞍架滑动支架和设置在鞍架滑动支架底部的滑座，滑座上设置有驱动鞍架滑动支架横向移动的动力机构，所述拉杆的一端通过万向耳座与滑座连接。
所述动力机构包括伸出端铰接在鞍架滑动支架的底部、另外一端铰接在滑座上的滑动油缸，所述滑座上设置有沿左右方向延伸的滑轨，所述滑轨内设置有滑槽，所述鞍架滑动支架的底部设置有用于滑动连接在滑槽内的底板，所述滑动油缸的伸缩驱动所述鞍架滑动支架和滑座相对滑动以适应TBM的转弯。
所述滑板座的上面设置有用于支撑TBM 前部的滑板、推拉油缸，所述滑板座上设置有耳板，所述推拉油缸的伸出端连接在滑板后面，所述推拉油缸的另一端连接在耳板上。
举升机构包括上托架、下托架以及设于上、下托架之间的举升油缸和提升油缸。
所述的适应转弯的TBM步进装置的下部匹配设置有混凝土轨道，所述滑板座的底部设置有导向轮，所述混凝土轨道上设置有与导向轮滑动配合的导槽。
本发明的有益效果是：本发明采取滑动式鞍架支撑结构，能灵活调整TBM主机水平位置的左右偏转姿态，方便步进过程中TBM转弯，适应步进过程中的转弯要求；步进装置结构简单，操作方便、实用。
附图说明
图1为本发明适应转弯的TBM步进装置的结构示意图；
图2为本发明举升机构的结构示意图；
图3为滑板的结构示意图；
图4为鞍架滑动支架的结构示意图；
图5为滑座的结构示意图一；
图6为滑座的结构示意图二；
图7为图6的局部示意图；
图8为本发明适应转弯的TBM步进装置的偏转示意图。
图中标记：1、滑板座，2、滑板，3、举升机构，4、推拉油缸，5、拉杆，6、万向耳座，7、鞍架滑动支架，8、滑座，9、耳板，10、偏转的中心线，31、上托架，32、下托架，33、提升油缸，34、举升油缸，71、底板，72、滑动油缸，81、滑轨，82、滑槽。
具体实施方式
本发明适应转弯的TBM步进装置的实施例一，如图1~8所示，适应转弯的TBM步进装置，用于调整TBM主机水平位置的左右偏转姿态以调整主机方向，所述TBM具有TBM主机，所述TBM主机的下方设置有护盾；适应转弯的TBM步进装置包括滑板座1和设在该滑板座1上的滑板2以及布置于滑板座1前部两侧与TBM护盾连接的举升机构3、用于支承TBM 后部重量的后支架和连接滑板座1与后支架的拉杆5，所述的后支架包括鞍架滑动支架7和设置在鞍架滑动支架7底部的滑座8，滑座8上设置有驱动鞍架滑动支架7横向移动的动力机构，所述拉杆5的一端通过万向耳座6与滑座8连接。
所述动力机构包括伸出端铰接在鞍架滑动支架7的底部、另外一端铰接在滑座8上的滑动油缸72，所述滑座8上设置有沿左右方向延伸的滑轨81，所述滑轨81内设置有滑槽82，所述鞍架滑动支架7的底部设置有用于滑动连接在滑槽82内的底板71，所述滑动油缸72的伸缩驱动所述鞍架滑动支架7和滑座8相对滑动以适应TBM的转弯。
滑板2用于支撑TBM 的前部，滑板座1上连接有推拉油缸4，所述滑板座1上设置有耳板9，所述推拉油缸4的伸出端连接在滑板2后面，所述推拉油缸4的另一端连接在耳板9上。
所述举升机构3包括上托架31、下托架32以及设于上、下托架之间的举升油缸34和提升油缸33。
适应转弯的TBM步进装置的下部匹配设置有混凝土轨道，所述滑板座1的底部设置有导向轮，所述混凝土轨道上设置有与导向轮滑动配合的导槽。
举升机构焊接在滑板座的刀盘侧护盾上，左右各一个。
本发明的步进装置的步进过程为：TBM 的后支腿抬起，后支架支撑于地面以支承TBM 后部；举升油缸34 泄压，TBM前部重量压在滑板2 和滑板座1上；提升油缸33 把下托架32 提起与地面脱离有一定间隙；液压动力站为推拉油缸4加压使TBM 和滑板2一起向前移动，然后当推拉油缸4到达一个行程之后提升油缸33泄压并使下托架32落地，这时举升油缸34和TBM后支腿的液压缸接通高压油，将TBM以及滑板2举起，同时后支架也被抬离地面，然后推拉油缸4收缩，带动滑板座1向前移动，同时通过拉杆5带动后支架前移，使后支架和TBM一起向前滑行，完成换步。
在这个步进过程中，当需要转弯时，如图8中所示为偏转的中心线10，滑动油缸72接通高压油伸出一段距离，鞍架滑动支架7沿着滑座8的滑槽产生滑动，使鞍架滑动支架7的中心线产生偏转，并带动安装在鞍架滑动支架7上的TBM主机的尾部的中心线产生偏转，由于TBM主机前部的底护盾安装在滑板2上，底护盾与滑板2之间设置有间隙，间隙的存在允许TBM主机前部左右摆动；提升油缸33 把下托架32 提起与地面脱离有一定间隙；液压动力站为推拉油缸4加压使TBM 和滑板2一起向前移动，然后当推拉油缸4到达一个行程之后提升油缸33泄压并使下托架32落地，这时举升油缸34和TBM后支腿的液压缸接通高压油，将TBM以及滑板2举起，同时后支架也即鞍架滑动支架7和滑座8也被抬离地面，然后推拉油缸4收缩，带动滑板座1向前移动，拉杆5带动鞍架滑动支架7和滑座8前移，同时由于TBM后部的中心线的偏移，使后支架和TBM一起向前滑行，在完成换步的同时实现TBM的转弯，在此过程中能够保证TBM主机轴线和滑板座1的轴线在同一个竖直平面内，减小步进过程中步进装置受到的侧向力，降低步进过程中的不稳定性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1. 一种适应转弯的TBM步进装置，用于调整TBM主机水平位置的左右偏转姿态以调整主机方向，其包括滑板座、设在该滑板座上的滑板、布置于滑板座前部两侧与TBM护盾连接的举升机构、用于支承TBM 后部重量的后支架和连接滑板座与后支架的拉杆，其特征在于：所述的后支架包括鞍架滑动支架和设置在鞍架滑动支架底部的滑座，滑座上设置有驱动鞍架滑动支架横向移动的动力机构，所述拉杆的一端通过万向耳座与滑座连接。
2.根据权利要求1所述的适应转弯的TBM步进装置，其特征在于：所述动力机构包括伸出端铰接在鞍架滑动支架的底部、另外一端铰接在滑座上的滑动油缸，所述滑座上设置有沿左右方向延伸的滑轨，所述滑轨内设置有滑槽，所述鞍架滑动支架的底部设置有用于滑动连接在滑槽内的底板，所述滑动油缸的伸缩驱动所述鞍架滑动支架和滑座相对滑动以适应TBM的转弯。
3.根据权利要求1所述的适应转弯的TBM步进装置，其特征在于：所述滑板座的上面设置有用于支撑TBM 前部的滑板、推拉油缸，所述滑板座上设置有耳板，所述推拉油缸的伸出端连接在滑板后面，所述推拉油缸的另一端连接在耳板上。
4.根据权利要求1所述的适应转弯的TBM步进装置，其特征在于：举升机构包括上托架、下托架以及设于上、下托架之间的举升油缸和提升油缸。
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