CN111472793B - 具有高同轴度的盾构机中心回转接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有高同轴度的盾构中心回转接头，包括：旋转分配轴；套设于旋转分配轴上的第一连接块，端部处设有环形装配槽；套设于旋转分配轴上的第一轴承，第一轴承置于环形装配槽内；套设于旋转分配轴上的连接组件，连接组件的端部与第一轴承相接；套设于旋转分配轴的第二轴承；套设于旋转分配轴的第三轴承；结连接第二轴承和第三轴承的对拉连接件，通过对拉连接件使得第二轴承和第三轴承夹紧第一连接块和连接组件。本发明利用第一轴承确保连接组件和连接块与旋转分配轴间的同轴度，设置第一轴承后，减小了旋转分配轴两端安装的第二轴承和第三轴承间的长跨距，为旋转分配轴承增加了一个旋转支点，有利于同轴度。

Description

具有高同轴度的盾构机中心回转接头

技术领域

本发明涉及盾构施工工程领域，特指一种具有高同轴度的盾构机中心回转接头。

背景技术

利用“盾构法”开挖隧道过程中，需借助中心回转接头向开挖土仓注入土体改良剂及向超挖刀油缸或刀具磨损检测装置输送液压油以分别实现改良土体、转弯和刀具的磨损检测。盾构机中心回转接头安装于刀盘中心后部并随着刀盘同步旋转，作为连接隧道开挖土仓与后配套设备流体系统的核心部件。

现有技术的中心回转接头安装时，需保证旋转分配轴与其上套设的连接块间的同轴度，现有的中心回转接头的结构是在旋转分配轴的两端设置轴承，利用两个轴承夹固旋转分配轴上套设的连接块，以固定住连接块，从而确保旋转分配轴与连接块间的同轴度。一方面现有的旋转分配轴的长度较小，通过两个轴承夹固连接块可满足中心回转接头的同轴度要求，但是对于需要增加刀盘磨损检测管路及泥水分配口的中心回转接头来说，旋转分配轴的长度需要增长，再用两个轴承夹固连接块难以满足长跨度中心回转接头的同轴度要求。另一方面旋转分配轴旋转过程中与连接块间发生摩擦，造成旋转分配轴的磨损严重，容易出现旋转分配轴与连接块咬死的故障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种具有高同轴度的盾构机中心回转接头，解决现有的中心回转接头利用两个轴承夹固的方式难以满足长跨度中心回转接头的同轴度要求以及旋转分配轴承因磨损而容易出现咬死故障的问题。

实现上述目的的技术方案是：

本发明提供了一种具有高同轴度的盾构中心回转接头，包括：

旋转分配轴，内部开设有多条管路，所述管路具有相对的第一管口和第二管口，所述第一管口位于所述旋转分配轴的外周面上，所述第二管口位于所述旋转分配轴的端面上；

套设于所述旋转分配轴上的第一连接块，所述第一连接块具有相对的第一端部和第二端部，所述第一连接块的第二端部处设有环形装配槽；

套设于所述旋转分配轴上的第一轴承，所述第一轴承置于所述环形装配槽内，且所述第一轴承的外周与所述第一连接块固定连接；

套设于所述旋转分配轴上的连接组件，所述连接组件的端部与所述第一轴承相接，所述连接组件的内侧面设有多个环形连通槽，所述环形连通槽与对应的管路的第一管口相连通；

套设于所述旋转分配轴靠近所述第一连接块的第一端部的端部的第二轴承，所述第二轴承与所述旋转分配轴固定连接；

套设于所述旋转分配轴靠近所述连接组件的端部的第三轴承，所述第三轴承与所述旋转分配轴固定连接；

紧固连接所述第二轴承和所述第三轴承的对拉连接件，通过所述对拉连接件使得所述第二轴承和所述第三轴承夹紧所述第一连接块和所述连接组件。

本发明提供的盾构中心回转接头具有高同轴度的特点，克服长跨度中心回转接头的同轴度难度大的难题。本发明的盾构中心回转接头在连接块和连接组件之间设置第一轴承，利用第一轴承确保连接组件和连接块与旋转分配轴间的同轴度，设置第一轴承后，减小了旋转分配轴两端安装的第二轴承和第三轴承间的长跨距，为旋转分配轴承增加了一个旋转支点，有利于同轴度。该第一轴承对旋转分配轴的旋转不施加约束，一旦发生摩擦，旋转分配轴与连接组件和连接块之间可通过第一轴承实现横向位移调节，大大降低了咬死故障发生的概率。

本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的进一步改进在于，所述连接组件的内侧面与所述旋转分配轴相接触的部分设有弧形凹槽，所述弧形凹槽沿所述连接组件的内侧面呈环向设置。

本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的进一步改进在于，所述连接组件包括拼接连接的多个第二连接块和第三连接块，所述第二连接块与所述第三连接块对接连接，所述第二连接块和所述第三连接块均套设于所述旋转分配轴上；

所述第二连接块的内侧面设有所述弧形凹槽；

所述第三连接块的内侧面设有所述环形连通槽。

本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的进一步改进在于，所述第三连接块和所述旋转分配轴之间夹设有密封环，所述密封环设于所述环形连通槽的槽口的两侧，且所述密封环与对应的所述第二连接块相贴合。

本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的进一步改进在于，所述第二连接块的材料硬度低于所述旋转分配轴的材料硬度。

本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的进一步改进在于，所述旋转分配轴上的各管路的第一管口分布于所述旋转分配轴的不同圆周方向上。

本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的进一步改进在于，还包括套设于所述旋转分配轴上供安装所述第二轴承的第一轴承座和套设于所述旋转分配轴上供安装所述第三轴承的第二轴承座；

所述第一轴承座与所述第一连接块对应的端部相接；

所述第二轴承座与所述连接组件对应的端部相接；

所述对拉连接件贯穿所述第一轴承座和所述第二轴承座并对拉连接所述第一轴承座和所述第二轴承座以实现紧固连接所述第二轴承和所述第三轴承。

本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的进一步改进在于，所述第一轴承座上连接有第一轴承端盖；

所述第二轴承座上连接有第二轴承端盖。

本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的进一步改进在于，所述对拉连接件的端部螺合连接有紧固螺母，通过紧固螺母紧固连接所述第一轴承座和所述第二轴承座以夹紧所述第一连接块和所述连接组件。

本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的进一步改进在于，所述第一轴承的内侧面与所述旋转分配轴间设有调节间隙。

附图说明

图1为本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头与刀盘连接块间的连接结构示意图。

图2为本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的结构示意图。

图3为图2中的A-A剖视图。

图4为图3中管路的第一管口处的局部放大示意图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参阅图1，本发明提供了一种具有高同轴度的盾构中心回转接头，用于确保旋转分配轴与其上套设的多个连接块间的同轴度，为确保长跨距的盾构中心回转接头的同轴度，在旋转分配轴的中部处增加一个轴承，利用该轴承减小旋转分配轴两端部的两个轴承间的长跨距，在两个轴承间多提供一个旋转支点，以利于同轴度。另外在中部增加轴承与旋转分配轴间不连接固定，其不约束旋转分配轴，在发生摩擦时，中心回转接头咬死的概率会大大降低，甚至消除。进一步地，在第二连接块的内侧面设置弧形凹槽，减小其与旋转分配轴外周面的接触面积，实现减小摩擦，避免发生咬死故障的问题。下面结合附图对本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头进行说明。

参阅图2，显示了本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头的结构示意图。参阅图3，显示了本图2中的A-A剖视图。下面结合图2和图3，对本发明具有高同轴度的盾构中心回转接头进行说明。

如图2和图3所示，本发明的具有高同轴度的盾构中心回转接头20包括旋转分配轴21、第一连接块22、第一轴承23、连接组件24、第二轴承25、第三轴承26以及对拉连接件27；其中的旋转分配轴21的内部开设有多条管路211，该管路211具有相对的第一管口2111和第二管口2112，第一管口2111位于旋转分配轴21的外周面212上，第二管口2112位于旋转分配轴21的端面213上，利用设置在旋转分配轴21上的管路为刀盘处提供液压油、水或者其他添加剂，该旋转分配轴21与刀盘连接并随着刀盘一起旋转，故而在该旋转分配轴21内部开设管路211，该管路211会随同旋转分配轴21一起旋转，还不会影响液体介质（如液压油、水或者其他添加剂）的输送。第一连接块22套设于旋转分配轴21上，该第一连接块22具有相对的第一端部221和第二端部222，该第一连接块22的第二端部处设有环形装配槽223；第一轴承23套设于旋转分配轴21上，该第一轴承23置于环形装配槽223内，且该第一轴承23的外周与第一连接块22固定连接；连接组件24套设于旋转分配轴21上，该连接组件24的端部与第一轴承23相接，连接组件24与第一连接块22一起夹住第一轴承23，结合图4所示，连接组件24的内侧面设有多个环形连通槽2421，该环形连通槽2421与对应的管路211的第一管口2111相连通，从而液体介质可通过环形连通槽2421流入到第一管口2111及管路211内。环形连通槽2421于连接组件24的内侧面呈一圈布设，该连接组件24套设在旋转分配轴21上且不同旋转分配轴一起旋转，这样该连接组件24可与液体介质的输送管连接，连接组件24不转动能够确保液体介质输送的稳定性。第二轴承25套设于旋转分配轴21靠近第一连接块22的第一端部221的端部，该第二轴承25与旋转分配轴21固定连接；第三轴承26套设于旋转分配轴21靠近连接组件24的端部，该第三轴承26与旋转分配轴21固定连接，第三轴承26和第二轴承25位于旋转分配轴21的相对两个端部处，利用第二轴承25和第三轴承26夹紧第一连接块22和连接组件24；对拉连接件27紧固连接第二轴承25和第三轴承26，通过对拉连接件27使得第二轴承25和第三轴承26夹紧第一连接块22和连接组件24。

第二轴承25和第三轴承26为旋转分配轴21提供自由旋转的功能，使得该旋转分配轴21可同刀盘一起旋转，在旋转分配轴21上的第一连接块22和连接组件24均通过第二轴承25和第三轴承26夹紧固定，该第一连接块22和连接组件24固定不动，不同旋转分配轴21一起旋转。通过不旋转的连接块22和连接组件24为液体介质输送管提供连接基础，连接块22和连接组件24能够将液体介质送入到旋转分配轴21内部的管路211内，进而送至刀盘处。

在刀盘处的液压磨损检测位置增多时，需要在旋转分配轴21上增加对应的管路，这样使得旋转分配轴21的长度变长，长跨距的旋转分配轴21与其上的连接块及连接组件的同轴度较难保证，且旋转分配轴21越长，越容易发生旋转分配轴21与其上套设在连接块及连接组件相咬死的故障。本发明的盾构中心回转接头20在旋转分配轴21的中部，第一连接块22的第二端部222处设置第一轴承23，利用第一轴承23减小旋转分配轴的长跨距，也即第一轴承23与第二轴承25、第一轴承23与第三轴承26间的间距减小，进而能够确保第一连接块及连接组件与旋转分配轴间的同轴度。另外第一轴承23与旋转分配轴21间不连接固定，这样第一轴承对旋转分配轴的旋转不施加约束，一旦发生摩擦，旋转分配轴与连接组件和连接块之间可通过第一轴承实现横向位移调节，大大降低了咬死故障发生的概率。

在本发明的一种具体实施方式中，如图3和图4所示，连接组件24的内侧面与旋转分配轴21相接触的部分设有弧形凹槽2411，该弧形凹槽2411沿连接组件24的内侧面呈环向设置，也即该弧形凹槽2411为环形状。通过设置的弧形凹槽减小连接组件与旋转分配轴间的接触面积，进而进小摩擦，避免旋转分配轴因与连接组件间的窜动（或者发生不同轴的现象）而产生咬死故障。

较佳地，连接组件24包括拼接连接的多个第二连接块241和第三连接块243，第二连接块241和第三连接块242对接连接，第二连接块241和第三连接块242均套设于旋转分配轴21上。第二连接块241和第三连接块243均为环形块结构，内部设有供套设在旋转分配轴的圆孔。第二连接块241的内侧面设有弧形凹槽2411，第三连接块242的内侧面设有环形连通槽2421，第二连接块241的内侧面与旋转分配轴21的外周面212相接触，第三连接块242的内侧面与旋转分配轴21的外周面212不接触，第三连接块242上的环形连接槽2421对应套设在旋转分配轴21上，且该环形连接槽2421与对应的管路211的第一管口2111相连通。

进一步地，第三连接块242和旋转分配轴21之间夹设有密封环243，密封环243设于环形连通槽2421的槽口的两侧，且密封环243与对应的第二连接块22相贴合。两个密封环243之间的间距等于环形连通槽2421的宽度，利用在环形连通槽2421两侧设置的密封环243起到密封的作用，避免输送的液体介质发生渗漏。

再进一步地，第二连接块241的材料硬度低于旋转分配轴21的材料硬度。这样在旋转分配轴21旋转与第二连接块241发生摩擦时，第二连接块241较容易发生磨损，进而避免旋转分配轴21因干摩擦而损坏，提高旋转分配轴21的使用寿命。较佳地，第二连接块241的材料选用铁，而旋转分配轴21的材料选用镀铬或镀镍。

在本发明一种具体实施方式中，如图3所示，旋转分配轴21上的各管路211的第一管口2111分布于旋转分配轴21的不同圆周方向上。也即各第一管口2111沿旋转分配轴21的长度方向间隔布设。在旋转分配轴21上增加管路211时，相应的第一管口2111的数量也增加，这样就实现旋转分配轴的长度变长。由于在本实施例中，刀盘处增加了液压磨损检测位置，故而需要增加通入液压油的管路，对应管路211及第一管口2111的数量，增加第二连接块241和第三连接块243的数量，结合图2所示，在连接组件24的第三连接块243上设有与其环形连接槽2421连通的检测口2422，该检测口2422设于第三连接块243的外侧面，该检测口2422用于连接液压油输送管，检测口2422将液压油输送到环形连接槽2421内，再由第一管口2111送入到管路211内，经由管路211送入到刀盘处对应的检测位置处。

结合图2和图3所示，在连接块22的内侧面设有导流槽224，在连接块22的外侧面设有与导流槽224连通的导流口225，该导流口225用于与液体介质输送管连接。在旋转分配轴21内部开设有输送通道214，该输送通道214的第一开口位于旋转分配轴21的外周面212并与对应的导流槽224相连通，第二开口位于旋转分配轴21的端面213上，用于向盾构机的前方输送。该输送通道214可用于输送水、泡沫或者其他添加剂，若盾构机前方需要增加输送通道的数量时，可相应地增加第一连接块22的长度来进行匹配。

在本发明一种具体实施方式中，盾构中心回转接头20还包括套设于旋转分配轴21上的供安装第二轴承25的第一轴承座251和套设于旋转分配轴21上供安装第三轴承26的第二轴承座261；该第一轴承座251与第一连接块22对应的端部相接；第二轴承座261与连接组件24对应的端部相接；对拉连接件27贯穿第一轴承座251和第二轴承座261并对拉连接第一轴承座251和第二轴承座261以实现紧固连接第二轴承25和第三轴承26。

第二轴承25和第三轴承26均采用圆锥滚子轴承，其内圈和外圈可相对转动。将第二轴承25的外圈与第一轴承座251连接，第二轴承25的内圈与旋转分配轴21连接，这样旋转分配轴21可相对于第一轴承座251旋转。同样地，将第三轴承26的外圈与第二轴承座261连接，第三轴承26的内圈与旋转分配轴21连接。第一轴承座251和第二轴承座261上开设有贯通孔，对拉连接件27穿置于贯通孔，并螺合连接紧固螺母271，通过紧固螺母271紧固连接第一轴承座251和第二轴承座261以夹紧第一连接块22和连接组件24。

较佳地，在中心回转接头21使用一段时间后，紧固对拉连接件27两端的紧固螺母271，以夹紧第一连接块22和连接组件24，避免连接组件整体窜动，确保连接组件24及第一连接块22与旋转分配轴21具有良好的同轴度。

进一步地，如图3所示，第一轴承座251上连接有第一轴承端盖252；

第二轴承座261上连接有第二轴承端盖262。 第一轴承端盖252通过紧固螺钉连接于第一轴承座251上用于限位第二轴承25。第二轴承端盖262通过紧固螺钉连接于第二轴承座261上用于限位第三轴承26。

在本发明一种具体实施方式中，第一轴承23的内侧面与旋转分配轴21间设有调节间隙，该调节间隙为环向间隙，也即第一轴承23与旋转分配轴21间采用间隙配合。第一轴承23较佳采用深沟球轴承。利用调节间隙避免第一轴承对旋转分配轴施加约束，避免发生摩擦而引起咬死故障。第一轴承通过调节间隙还可进行横向位移调节，虽然是微小调节功能，但可大大降低旋转分配轴发生咬死故障的概率。

较佳地，连接组件24的第三连接块242与第一连接块22的端部对接，该第三连接块242也与第一轴承23固定连接。

如图1所示，盾构中心回转接头20的前端部通过连接法兰11与过度轴12连接，该过度轴12的前端与刀盘连接块13连接，通过刀盘连接块13与刀盘连接。连接法兰11与驱动模块相连接，进而驱动刀盘与盾构中心回转接头20一起旋转。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有高同轴度的盾构中心回转接头，其特征在于，包括：

旋转分配轴，内部开设有多条管路，所述管路具有相对的第一管口和第二管口，所述第一管口位于所述旋转分配轴的外周面上，所述第二管口位于所述旋转分配轴的端面上；

套设于所述旋转分配轴上的第一连接块，所述第一连接块具有相对的第一端部和第二端部，所述第一连接块的第二端部处设有环形装配槽；

套设于所述旋转分配轴上的第一轴承，所述第一轴承置于所述环形装配槽内，且所述第一轴承的外周与所述第一连接块固定连接，所述第一轴承与所述旋转分配轴间不连接固定；

套设于所述旋转分配轴上的连接组件，所述连接组件的端部与所述第一轴承相接，所述连接组件的内侧面设有多个环形连通槽，所述环形连通槽与对应的管路的第一管口相连通；

套设于所述旋转分配轴靠近所述第一连接块的第一端部的端部上的第二轴承，所述第二轴承与所述旋转分配轴固定连接；

套设于所述旋转分配轴靠近所述连接组件的端部的第三轴承，所述第三轴承与所述旋转分配轴固定连接；

紧固连接所述第二轴承和所述第三轴承的对拉连接件，通过所述对拉连接件使得所述第二轴承和所述第三轴承夹紧所述第一连接块和所述连接组件。

2.如权利要求1所述的具有高同轴度的盾构中心回转接头，其特征在于，所述连接组件的内侧面与所述旋转分配轴相接触的部分设有弧形凹槽，所述弧形凹槽沿所述连接组件的内侧面呈环向设置。

3.如权利要求2所述的具有高同轴度的盾构中心回转接头，其特征在于，所述连接组件包括拼接连接的多个第二连接块和第三连接块，所述第二连接块与所述第三连接块对接连接，所述第二连接块和所述第三连接块均套设于所述旋转分配轴上；

所述第二连接块的内侧面设有所述弧形凹槽；

所述第三连接块的内侧面设有所述环形连通槽。

4.如权利要求3所述的具有高同轴度的盾构中心回转接头，其特征在于，所述第三连接块和所述旋转分配轴之间夹设有密封环，所述密封环设于所述环形连通槽的槽口的两侧，且所述密封环与对应的所述第二连接块相贴合。

5.如权利要求3所述的具有高同轴度的盾构中心回转接头，其特征在于，所述第二连接块的材料硬度低于所述旋转分配轴的材料硬度。

6.如权利要求1所述的具有高同轴度的盾构中心回转接头，其特征在于，所述旋转分配轴上的各管路的第一管口分布于所述旋转分配轴的不同圆周方向上。

7.如权利要求1所述的具有高同轴度的盾构中心回转接头，其特征在于，还包括套设于所述旋转分配轴上供安装所述第二轴承的第一轴承座和套设于所述旋转分配轴上供安装所述第三轴承的第二轴承座；

所述第一轴承座与所述第一连接块对应的端部相接；

所述第二轴承座与所述连接组件对应的端部相接；

所述对拉连接件贯穿所述第一轴承座和所述第二轴承座并对拉连接所述第一轴承座和所述第二轴承座以实现紧固连接所述第二轴承和所述第三轴承。

8.如权利要求7所述的具有高同轴度的盾构中心回转接头，其特征在于，所述第一轴承座上连接有第一轴承端盖；

所述第二轴承座上连接有第二轴承端盖。

9.如权利要求7所述的具有高同轴度的盾构中心回转接头，其特征在于，所述对拉连接件的端部螺合连接有紧固螺母，通过紧固螺母紧固连接所述第一轴承座和所述第二轴承座以夹紧所述第一连接块和所述连接组件。

10.如权利要求1所述的具有高同轴度的盾构中心回转接头，其特征在于，所述第一轴承的内侧面与所述旋转分配轴间设有调节间隙。

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