CN108869451A - 一种主推油缸连接结构及具有该结构的双护盾tbm - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种主推油缸连接结构，包括：用于与撑紧盾或前盾固定的底板，底板一侧设有用于容纳主推油缸球头的顶部的凹槽；环形的、用于将主推油缸球头固定于底板的压板，压板套接在主推油缸球头连接主推油缸的根部，压板与底板可拆卸连接；压板包括弧形的上压板和下压板，上压板和下压板的扣合连接位置均设有相配合插接的锯齿结构。本申请所提供的压板为插接件，替代了现有技术中的圆环式的压板，上下压板之间采用嵌套连接，上压板与下压板连接面为锯齿形，上压板上方锯齿位于下压板内侧，下压板下方位于上压板内侧，互相贴紧嵌入，有效阻挡受力时压板脱落。本发明还公开了一种包括上述主推油缸连接结构的双护盾TBM。

Description

一种主推油缸连接结构及具有该结构的双护盾TBM

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，更具体地说，涉及一种主推油缸连接结构。此外，本发明还涉及一种包括上述主推油缸连接结构的双护盾TBM。

背景技术

目前，双护盾TBM正广泛应用于隧道施工当中，其能够提供两种掘进模式，围岩不稳时铺设管片后依靠辅推油缸支撑管片的同时，刀盘向前掘进；围岩较好时依靠撑靴撑紧洞壁主推油缸推动刀盘向前掘进，同时铺设管片以提升掘进效率，拼完一环管片后撑靴收回，依靠辅推油缸的推力及主推油缸的反拉使伸缩盾复位。

由于管片成本较高，一种新型的无管片掘进模式渐渐兴起于双护盾TBM施工当中，围岩稳定时撑靴撑紧洞壁后依靠主推油缸推动刀盘掘进，不拼管片同时依靠主推油缸拉力向前掘进。因此主推油缸的受力大小直接影响到了双护盾TBM的掘进效率及未来发展前景。

目前主推油缸结构形式如图1所示，油缸两端均为球头结构，具有安装距短、转动角度大的优点，固定时采用两块压板与底板连接方式，将球头伸入底板后上下两块压板分别通过螺栓与底板连接，从而固定油缸。然而，这种设置可承受拉力较小，一旦所受拉力过大将会造成油缸压板密封损坏漏油，甚至造成油缸压板脱落油缸球头甩出，严重时导致主推油缸损坏。一旦主推油缸损坏，TBM将无法掘进只能停机等待处理，直接影响施工效率，对项目造成经济损失。

综上所述，如何提供一种可承受拉伸重载的主推油缸连接结构，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种主推油缸连接结构，该结构可承受拉伸重载，有效阻挡主推油缸受力时压板的脱落，且安装方便，结构紧凑。

本发明的另一目的是提供一种包括上述主推油缸连接结构的双护盾TBM。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种主推油缸连接结构，包括：

用于与撑紧盾或前盾固定的底板，所述底板一侧设有用于容纳主推油缸球头的顶部的凹槽；

环形的、用于将所述主推油缸球头固定于所述底板的压板，所述压板套接在所述主推油缸球头连接主推油缸的根部，所述压板与所述底板可拆卸连接；所述压板包括弧形的上压板和下压板，所述上压板和所述下压板的扣合连接位置均设有相配合插接的锯齿结构。

优选的，所述锯齿结构中的斜边与所述上压板、所述下压板的端面夹角为A，所述上压板与所述下压板之间的摩擦系数为φ，其中，tanA＝φ。

优选的，所述上压板和所述下压板关于所述压板的中心为中心对称。

优选的，所述底板包括与撑紧盾或前盾固定连接的内底板以及套接在所述内底板周向外侧的外底板，所述上压板与所述内底板、所述外底板固定连接，所述下压板与所述内底板、所述外底板固定连接。

优选的，所述上压板与所述内底板、所述外底板通过螺栓固定连接，所述下压板与所述内底板、所述外底板通过螺栓固定连接。

优选的，所述内底板与所述外底板的厚度不同，所述上压板和所述下压板均有用于与所述内底板与所述外底板的轴向端面配合的轴向阶梯。

优选的，所述内底板的厚度大于所述外底板的厚度。

一种双护盾TBM，包括用于将主推油缸连接至撑紧盾或前盾的主推油缸连接结构，所述主推油缸连接结构为上述任意一项所述的主推油缸连接结构。

本申请所提供的压板为插接件，由两个弧形结构拼接而成，替代了现有技术中的圆环式的压板，上下压板之间采用嵌套连接，上压板与下压板连接面为锯齿形，上压板上方锯齿位于下压板内侧，下压板下方位于上压板内侧，互相贴紧嵌入。

本申请提供的主推油缸连接结构中的压板通过上下压板插接得到，上下压板连接为锯齿形贴合嵌入，从而能够呈现自锁状态，有效阻挡受力时压板脱落，且安装方便，结构紧凑。

本发明还提供了一种包括上述主推油缸连接结构的双护盾TBM。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的设计方案示意图；

图2为本发明所提供具体实施例的正剖图；

图3为图2中主推油缸连接结构的局部示意图；

图4为图2中上压板与下压板的剖视图；

图5为图3的B向视图；

图6为图3的C向视图。

图1-6中：

1-前盾、2-主推油缸、3-外底板、4-垫圈、5-内底板、6-撑紧盾、7-上压板、8-下压板。

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。

本发明的核心是提供一种主推油缸连接结构，该结构可承受拉伸重载，有效阻挡主推油缸受力时压板的脱落，且安装方便，结构紧凑。

本发明的另一核心是提供一种包括上述主推油缸连接结构的双护盾TBM。

请参考图1至图6，图1为现有技术中的设计方案示意图；图2为本发明所提供具体实施例的正剖图；图3为图2中主推油缸连接结构的局部示意图；图4为图2中上压板与下压板的剖视图；图5为图3的B-B向剖视图；图6为图3的C-C向剖视图。

本申请提供了一种主推油缸连接结构，简称连接结构，主要用于将主推油缸连接至撑紧盾或前盾上，主推油缸上通常设置有主推油缸球头，以下简称球头，上述连接结构用于将球头与撑紧盾或前盾连接固定。

上述连接结构包括底板和压板，底板用于与撑紧盾6或前盾1固定连接，底板的一侧设有用于容纳主推油缸球头的顶部的凹槽，具体地，该凹槽可以为半球形凹槽或小于半球的弧面凹槽。

压板环形的、用于将主推油缸球头固定于底板的，压板套接在主推油缸球头连接主推油缸2的根部，以便压板和底板能够夹持上述球头。压板与底板为可拆卸地连接，具体可以采用螺栓连接等方式。压板包括弧形的上压板7和下压板8，上压板7和下压板8的扣合连接位置均设有相配合插接的锯齿结构。由于压板为环形结构，因此配合插接的上下压板分别为截面为弧形的柱体结构，也可以看作是C形结构，即两个C形结构的端部均为锯齿结构，以便于两个C形结构插接形成完整的环形柱体。

需要说明的是，上述主推油缸球头的顶部指的是主推油缸球头上远离主推油缸的一侧，也就是用于连接撑紧盾6或前盾1的一侧。由于本申请采用将底板和压板将球头夹持固定，并将底板固定于撑紧盾6，所以底板和压板应分别在球头直径面的两侧。

本申请所提供的压板为插接件，由两个弧形结构拼接而成，替代了现有技术中的圆环式的压板，上下压板之间采用嵌套连接，上压板7与下压板8连接面为锯齿形，上压板7上方锯齿位于下压板8内侧，下压板8下方位于上压板内侧，互相贴紧嵌入。

本申请提供的主推油缸连接结构中的压板通过上下压板插接得到，上下压板连接为锯齿形贴合嵌入，从而能够呈现自锁状态，有效阻挡受力时压板脱落，且安装方便，结构紧凑。

需要说明的是，上述上压板7与下压板8安装时，应当分别位于球头的上侧和下侧。

在一个具体的实施例中，锯齿结构的锯齿的两个面分别为平行于上压板7和下压板8的端面的直面以及与端面具有夹角的斜面。

以主推油缸2上半部分为例，主推油缸2受到拉力时，下压板8的锯齿的斜边嵌入上压板7之中，则拉力可分解为垂直于斜边的拉力F1及平行于斜边拉力F2，拉力F1使下压板8贴紧上压板7，拉力F2使下压板8与上压板7发生相对滑动，而由于上压板7和下压板8之间的自锁现象，此时相对滑动无法出现，下压板8无法脱落，而上压板7此时锯齿形连接面直面与下压板8贴合，下压板8阻挡上压板7脱落。主推油缸2下半部分与上半部分相反，上压板7锯齿形连接面斜面嵌入下压板8之中，下压板8直面与上压板7直面贴合，受力状态与上半部分相同，上下压板互相阻挡对方脱落。

在上述实施例的基础之上，锯齿结构中的斜边与上压板7、下压板8的端面夹角为A，上压板7与下压板8之间的摩擦系数为φ，其中，tanA＝φ。若上下压板锯齿形斜面与水平方向成一夹角A，上下压板之间摩擦系数为φ，则令tanA＝φ，该状态为自锁状态的最佳状态，确保上下压板之间在收到拉压重载时能够处于自锁状态。

在上述实施例的基础之上，上压板7和下压板8关于压板的中心为中心对称。

进一步地，上下压板的连接端关于上述中心对称，请参考图4，其中，上述连接端在上压板7的端面上的两个边线平行，但不共线。

在上述实施例的基础之上，底板包括与撑紧盾6或前盾1固定连接的内底板5以及套接在内底板周向外侧的外底板3，上压板7与内底板5、外底板3固定连接，下压板8与内底板5、外底板3固定连接。

采用内外底板连接方式，安装方便，还能够一定程度的增大螺栓分布空间，成倍增加螺栓数量，使得上下压板可承受拉力大幅增强，最终使得主推油缸受拉能力增强。

在上述实施例的基础之上，上压板7与内底板5、外底板3通过螺栓固定连接，下压板8与内底板5、外底板3通过螺栓固定连接。

在上述任意实施例所提供的方案进行的安装过程具体为以下步骤，让上压板7与主推油缸2球头接触并将垫圈4或垫片放置于上压板7与内底板5之间，同时用螺栓固定上压板7与内底板5，之后再将下压板8嵌入上压板7中，用螺栓将下压板8与内底板5连接，同时还可以用螺栓连接上压板7与下压板8镶嵌区域，此时内底板5均可配焊在撑紧盾6或前盾1上固定，再将外底板3插入与上压板7、下压板8连接，最后外底板3配焊在撑紧盾6或前盾1上。

可选的，上述安装方式并不唯一，可以进行顺序的改变，或者可以选用其他的安装方式。

在上述实施例的基础之上，内底板5与外底板3的厚度不同，上压板7和下压板8均有用于与内底板5与外底板3的轴向端面配合的轴向阶梯。

可选的，内底板5的厚度大于外底板3的厚度。

需要说明的是，上述实施例中内外底板形成的底板为具有阶梯的轴结构，上下压板形成的压板为具有阶梯孔的结构，截面类似为凹字结构，因此，二者相配合夹紧球头时，阶梯结构能够增强受拉强度。

在上述任意一个实施例中，压板与底板之间可以采用垫圈或垫片结构，以便保证连接的紧密性。

本申请所提供的主推油缸连接结构中上压板7和下压板8组成的压板为“凹”字形结构，扩大连接螺栓分布空间，主推油缸2受拉能力成倍增强，且主推油缸2安装距短、转动角度大的优势未受影响；上下压板连接为锯齿形贴合嵌入，且呈现自锁状态，有效阻挡受力时压板脱落；压板凹槽与底板1之间安装垫圈保证连接紧凑，安装方便，结构紧凑。

除了上述任意一个实施例中所提供的主推油缸连接结构的主要连接关系，本发明还提供一种包括上述实施例公开的主推油缸连接结构的双护盾TBM。双护盾TBM包括用于将主推油缸2连接至撑紧盾6或前盾1的主推油缸连接结构，主推油缸连接结构为权利要求1至7任意一项的主推油缸连接结构。该双护盾TBM的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的主推油缸连接结构及具有该结构的双护盾TBM进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种主推油缸连接结构，其特征在于，包括：

用于与撑紧盾(6)或前盾(1)固定的底板，所述底板一侧设有用于容纳主推油缸球头的顶部的凹槽；

环形的、用于将所述主推油缸球头固定于所述底板的压板，所述压板套接在所述主推油缸球头连接主推油缸(2)的根部，所述压板与所述底板可拆卸连接；所述压板包括弧形的上压板(7)和下压板(8)，所述上压板(7)和所述下压板(8)的扣合连接位置均设有相配合插接的锯齿结构。

2.根据权利要求1所述的主推油缸连接结构，其特征在于，所述锯齿结构的锯齿的两个面分别为平行于所述上压板(7)和下压板(8)的端面的直面以及与所述端面具有夹角的斜面。

3.根据权利要求2所述的主推油缸连接结构，其特征在于，所述锯齿结构中的斜面与所述上压板(7)、所述下压板(8)的端面夹角为A，所述上压板(7)与所述下压板(8)之间的摩擦系数为φ，其中，tanA＝φ。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的主推油缸连接结构，其特征在于，所述上压板(7)和所述下压板(8)关于所述压板的中心为中心对称。

5.根据权利要求4所述的主推油缸连接结构，其特征在于，所述底板包括与撑紧盾(6)或前盾(1)固定连接的内底板(5)以及套接在所述内底板周向外侧的外底板(3)，所述上压板(7)与所述内底板(5)、所述外底板(3)固定连接，所述下压板(8)与所述内底板(5)、所述外底板(3)固定连接。

6.根据权利要求5所述的主推油缸连接结构，其特征在于，所述上压板(7)与所述内底板(5)、所述外底板(3)通过螺栓固定连接，所述下压板(8)与所述内底板(5)、所述外底板(3)通过螺栓固定连接。

7.根据权利要求5所述的主推油缸连接结构，其特征在于，所述内底板(5)与所述外底板(3)的厚度不同，所述上压板(7)和所述下压板(8)均有用于与所述内底板(5)与所述外底板(3)的轴向端面配合的轴向阶梯。

8.根据权利要求7所述的主推油缸连接结构，其特征在于，所述内底板(5)的厚度大于所述外底板(3)的厚度。

9.一种双护盾TBM，包括用于将主推油缸(2)连接至撑紧盾(6)或前盾(1)的主推油缸连接结构，其特征在于，所述主推油缸连接结构为权利要求1至8任意一项所述的主推油缸连接结构。