CN107152287B - 一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，包括底板，底板的顶部和底部均固定连接有驱动液压马达，驱动液压马达的输出轴固定连接有第一变速齿轮，第一变速齿轮的右侧啮合有第二变速齿轮，第二变速齿轮的右侧啮合有第三变速齿轮，第三变速齿轮的一侧固定连接有传动齿轮，涉及隧道掌子面前方岩石预测技术领域。该基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，达到了内外刀盘相反转动的目的，结构合理，实用性强，安全可靠，采用内刀盘和外刀盘的结构设计实现了高效推进的同时满足破碎需求，高频振动器通过高频的挤压和振动在推进的同时实现夯实的效果，提高自稳性和自稳时间，为后续施工创造良好的施工环境。

Description

一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置

技术领域

本发明涉及隧道掌子面前方岩石预测技术领域，具体为一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置。

背景技术

围岩又称主岩、容矿岩，矿体周围的和岩体周围的岩石均称围岩，不过，前者是矿体的围岩，后者为岩体的围岩，矿体与围岩的关系大致有二种情况：矿体与围岩在组构上和有用组份的含量上有显著的差别，接触界线清楚，如脉状充填矿体与围岩的关系，矿体与围岩的分界线是过渡的，如浸染状交代矿体与围岩的关系，在一般情况下，矿体和围岩的边界是通过系统的取样分析，根据一定的工业指标圈定的，这类围岩或因破碎强烈，地质结构面发育明显，呈相互交织状，致使方向性不明显；或因结构弱面相对块体自身强度较低，其相对影响不甚显著，而剪应力和压应力一般由地质结构面传递，所以在不承受拉应力时，可近似地认为软弱围岩是各向同性的均匀连续体。

TBM为全断面隧道掘进机，掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工，在中国铁道、水电、交通、矿山、市政等隧洞工程中应用正在迅猛增长，全断面隧道掘进机分为两种，在中国，将用于岩石地层的称为TBM，用于软土地层的称为盾构机，相对于盾构机，TBM因其对设备的可靠性和长寿命要求极高，被称为工程机械的“航空母舰”和“掘进机之王”。

近年来，为了有效地解决城市交通矛盾与环保问题，充分发挥城市功能，诸如地铁、隧道等地下工程建设广泛采用了先进的盾构法施工技术，我国已经建成或正在建设的众多地铁工程都大量引进了盾构掘进机及特种切削刀具备件，软弱围岩是指岩质软弱、承载力低、节理间隙发育、结构破碎的围岩，这类岩体不稳定，尤其是潜埋地段TBM施工特别容易发生坍塌冒顶，主要表现是自稳差，自稳时间，容易坍塌，现有的盾构机设备无法解决软弱破碎围岩地段TBM施工需求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，解决了现有的盾构机设备无法解决软弱破碎围岩地段TBM施工需求的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，包括底板，所述底板的顶部和底部均固定连接有驱动液压马达，并且驱动液压马达的输出轴固定连接有第一变速齿轮，所述第一变速齿轮的右侧啮合有第二变速齿轮，并且第二变速齿轮的右侧啮合有第三变速齿轮，所述第三变速齿轮的一侧固定连接有传动齿轮，并且传动齿轮的一侧啮合有齿条，齿条的背面固定连接有转动框，所述底板右侧的顶部和底部固定连接有高频振动器，并且高频振动器的右端固定连接有震动板，所述震动板的右侧固定连接有电机，所述电机的输出轴贯穿转动框且延伸至转动框的右侧。

优选的，所述转动框的右侧固定连接有转板，所述转板的右侧固定连接有刀架，并且刀架的右侧固定连接有外刀盘。

优选的，所述电机的输出轴位于转动框右侧的一端固定连接有固定架，所述固定架的右侧固定连接有内刀盘。

优选的，所述外刀盘的顶部固定连接有边缘刀，并且外刀盘的表面分别固定连接有刮刀和外刀。

优选的，所述内刀盘的表面固定连接有内刀。

优选的，所述底板的左侧固定连接有液压破碎机。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置。具备以下有益效果：

(1)、该基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，通过驱动液压马达的输出轴固定连接第一变速齿轮，第一变速齿轮的右侧啮合第二变速齿轮，并且第二变速齿轮的右侧啮合第三变速齿轮，第三变速齿轮的一侧固定连接传动齿轮，并且传动齿轮的一侧啮合齿条，齿条的背面固定连接转动框，转动框的右侧固定连接转板，所述转板的右侧固定连接刀架，并且刀架的右侧固定连接外刀盘，电机的输出轴位于转动框右侧的一端固定连接固定架，固定架的右侧固定连接内刀盘，达到了内外刀盘相反转动的目的，结构合理，实用性强，安全可靠，采用内刀盘和外刀盘的结构设计实现了高效推进的同时满足破碎需求。

(2)、该基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，通过底板右侧的顶部和底部固定连接高频振动器，并且高频振动器的右端固定连接震动板，震动板的右侧固定连接电机，底板的左侧固定连接液压破碎机，达到了装置稳定推进的目的，高频振动器通过高频的挤压和振动在推进的同时实现夯实的效果，提高自稳性和自稳时间，为后续施工创造良好的施工环境。

(3)、该基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，通过外刀盘的顶部固定连接边缘刀，并且外刀盘的表面分别固定连接刮刀和外刀，内刀盘的表面固定连接内刀，通过不同刀具的设置，使得装置可以适应多种的环境，可以对不同的地质进行施工。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明刀盘的结构示意图。

图中，1底板、2驱动液压马达、3第一变速齿轮、4第二变速齿轮、5第三变速齿轮、6齿条、7转动框、8高频振动器、9震动板、10电机、11传动齿轮、12刀架、13内刀盘、14固定架、15转板、16外刀盘、17液压破碎机、18边缘刀、19刮刀、20外刀、21内刀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，包括底板1，底板1的左侧固定连接有液压破碎机17，液压破碎机17简称“破碎锤”或“破碎器”，液压破碎机17的动力来源是挖掘机、装载机或泵站提供的压力，它能在工程施工中能更有效的破碎石块和岩石，提高工作效率，选用液压破碎机17的原则是根据挖掘机型号、作业的环境来选择最适合的液压破碎机17，底板1的顶部和底部均固定连接有驱动液压马达2，驱动液压马达2是液压系统的一种执行元件，它将液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能，驱动液压马达具有体积小、重量轻、结构简单、工艺性好、对油液的污染不敏感、耐冲击和惯性小等优点，并且驱动液压马达2的输出轴固定连接有第一变速齿轮3，第一变速齿轮3的右侧啮合有第二变速齿轮4，并且第二变速齿轮4的右侧啮合有第三变速齿轮5，第一变速齿轮3、第二变速齿轮4和第三变速齿轮5实现对驱动液压马达2的转速进行变速，便于提供合适的转速，第三变速齿轮5的一侧固定连接有传动齿轮11，传动齿轮11与齿轮6啮合传动，从而带动转动框7，并且传动齿轮11的一侧啮合有齿条6，齿条6的背面固定连接有转动框7，底板1右侧的顶部和底部固定连接有高频振动器8，高频振动器8依靠调频电源将电机频率调制成高速旋转并带动偏心轮做圆周运动，从而产生振动，并通过滚道将振动传给端盖乃至机壳，高频振动器8使用寿命长，效率高，振幅大，激振力强，无失振现象，结构紧凑，使用方便，易损件少，便于维修，高频振动器8数量为八个，可广泛用于混凝土的捣实施工和其它需要振源的场合，纵向和横向高频振动器8的排布安装，可以提供横向和纵向的振动力，从而使盾构刀盘快速的推进，同时将附件的土层挤压振动夯实，提高自稳性和自稳时间为后续施工创造良好的施工环境，并且高频振动器8的右端固定连接有震动板9，震动板9的右侧固定连接有电机10，电机10的输出轴贯穿转动框7且延伸至转动框7的右侧，转动框7的右侧固定连接有转板15，转板15的右侧固定连接有刀架12，并且刀架12的右侧固定连接有外刀盘16，电机10的输出轴位于转动框7右侧的一端固定连接有固定架14，固定架14的右侧固定连接有内刀盘13，外刀盘16的顶部固定连接有边缘刀18，并且外刀盘16的表面分别固定连接有刮刀19和外刀20，内刀盘13的表面固定连接有内刀21，外刀盘16上安装有按照圆心整列排布的外刀20，在每个外刀20的最外端两侧安装有二把刮刀19，内刀盘13上安装有按照圆心整列排布的内刀21，内刀21为双刃滚刀，数量为十六把，每把刀之间的间距为八十五厘米，外刀20为单刃滚刀，数量为十六把，每把刀之间的间距为一百九十厘米，内刀21和外刀20的边刀倾角为零到七十度。

工作时，底板1顶部和底部的两个驱动液压电机2同时转动，并且通过第一变速齿轮3、第二变速齿轮4和第三变速齿轮5的变速，带动传动齿轮11的转动，传动齿轮11的转动带动齿条6转动，齿条6转动带动转动框7转动，带动转板15转动，从而带动刀架12转动，带动外刀盘16转动，位于底板1右侧的高频振动器8带动振动板9振动，带动电机10的震动，电机10带动内刀盘13的转动，实现内刀盘13转动的同时振动，达到了内外刀盘相反转动的目的，结构合理，实用性强，安全可靠，采用内刀盘13和外刀盘16的结构设计实现了高效推进的同时满足破碎需求，达到了装置稳定推进的目的，高频振动器通过高频的挤压和振动在推进的同时实现夯实的效果，提高自稳性和自稳时间，为后续施工创造良好的施工环境，通过外刀盘16的顶部固定连接边缘刀18，并且外刀盘16的表面分别固定连接刮刀19和外刀20，内刀盘13的表面固定连接内刀21，通过不同刀具的设置，使得装置可以适应多种的环境，可以对不同的地质进行施工。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的顶部和底部均固定连接有驱动液压马达(2)，并且驱动液压马达(2)的输出轴固定连接有第一变速齿轮(3)，所述第一变速齿轮(3)的右侧啮合有第二变速齿轮(4)，并且第二变速齿轮(4)的右侧啮合有第三变速齿轮(5)，所述第三变速齿轮(5)的一侧固定连接有传动齿轮(11)，并且传动齿轮(11)的一侧啮合有齿条(6)，齿条(6)的背面固定连接有转动框(7)，所述底板(1)右侧的顶部和底部固定连接有高频振动器(8)，并且高频振动器(8)的右端固定连接有震动板(9)，所述震动板(9)的右侧固定连接有电机(10)，所述电机(10)的输出轴贯穿转动框(7)且延伸至转动框(7)的右侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，其特征在于：所述转动框(7)的右侧固定连接有转板(15)，所述转板(15)的右侧固定连接有刀架(12)，并且刀架(12)的右侧固定连接有外刀盘(16)。

3.根据权利要求1所述的一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，其特征在于：所述电机(10)的输出轴位于转动框(7)右侧的一端固定连接有固定架(14)，所述固定架(14)的右侧固定连接有内刀盘(13)。

4.根据权利要求2所述的一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，其特征在于：所述外刀盘(16)的顶部固定连接有边缘刀(18)，并且外刀盘(16)的表面分别固定连接有刮刀(19)和外刀(20)。

5.根据权利要求3所述的一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，其特征在于：所述内刀盘(13)的表面固定连接有内刀(21)。

6.根据权利要求1所述的一种基于隧道掌子面前方岩石预测用小型液压装置，其特征在于：所述底板(1)的左侧固定连接有液压破碎机(17)。