CN112196549B - 一种盾构机单油缸撑靴自动回正装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构机单油缸撑靴自动回正装置，包括伸缩套筒，撑靴与单油缸转动连接，所述伸缩套筒套设至单油缸上，所述伸缩套筒的两端分别固定至单油缸的固定架上以及撑靴上，所述伸缩套筒包括若干节依次嵌套的套筒，所述套筒的内壁上设置有导向槽，所述导向槽设置有倾斜布置的导向面，所述套筒的外壁上设置有导向块，所述导向块始终滑动连接至所述导向槽中。当单油缸在缩回时，撑靴挤压伸缩套筒，套筒的导向块沿导向槽的滑动面滑动缩回，由于导向面为倾斜布置，套筒能够沿导向面旋转，从而带动撑靴旋转。本装置跟随撑靴的伸出缩回而动作，不会影响管片的拼装，而且带动撑靴旋转的过程中不会对单油缸的活塞杆施加垂直方向的力。
Description
技术领域
本发明涉及盾构机领域，更具体地，涉及一种盾构机单油缸撑靴自动回正装置。
背景技术
盾构机是隧道施工的利器，具有对周围环境影响小、自动化程度高、施工速度快、安全环保等优点。在隧道施工过程中，为了适应隧道较小的转弯半径，盾构机通常采用铰接式盾体，盾构机的单油缸撑靴由于与缸头为转动连接，而转弯过程中，由于盾体与管片产生相对的扭动，撑靴会以缸头为圆心转动，导致撑靴与吨位产生摩擦或撑靴挤压管片密封条，进而造成盾尾加剧磨损或直接损坏管片密封条。
现有的解决方式多为摩擦扶正方式，如申请号为201611243797.3的发明专利中所示，通过在盾尾套设环状的回正机构，在单油缸回缩过程中，撑靴与回正机构摩擦并在回正机构的导向作用下自动回正。
但是由于回正机构需要一定长度的导向距离，对管片的安装会造成一定的影响，撑靴若转动角度过大则有可能卡至回正机构端部造成盾构机故障；而且撑靴与回正机构的挤压导向会对单油缸产生一定的垂直方向的推力，会对油缸造成不可逆的损伤，更换油缸不仅大大提高了维修维护成本，而且会大大影响隧道施工进度，降低施工效率。
因此，需要一种新型的盾构机单油缸撑靴自动回正装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种盾构机单油缸程序自动回正的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种盾构机单油缸撑靴自动回正装置，包括伸缩套筒，撑靴与单油缸转动连接，所述伸缩套筒套设至单油缸上，所述伸缩套筒的两端分别固定至单油缸的固定架上以及撑靴上，所述伸缩套筒包括若干节依次嵌套的套筒，所述套筒的内壁上设置有导向槽，所述导向槽设置有倾斜布置的导向面，所述套筒的外壁上设置有导向块，所述导向块始终滑动连接至所述导向槽中。
通过本方案，单油缸在伸出时，伸缩套筒在撑靴的拉拽下伸长，并能够跟随撑靴的旋转而使套筒之间产生一定角度的转动；当单油缸在缩回时，撑靴挤压伸缩套筒，套筒的导向块沿导向槽的滑动面滑动缩回，由于导向面为倾斜布置，套筒能够沿导向面旋转，从而带动撑靴旋转。本装置直接套设至单油缸上，并跟随撑靴的伸出缩回而动作，不会影响管片的拼装，而且带动撑靴旋转的过程中不会对单油缸的活塞杆施加垂直方向的力，对单油缸起到保护的作用。
优选地，所述伸缩套筒的较小直径的一端固定至所述单油缸的固定架上；所述伸缩套筒的较大直径的一端固定至所述撑靴上。
通过本方案，保证套筒能够正常的缩回，避免较小的套筒抵至单油缸的端部造成缩回不畅。
优选地，所述导向槽包括导向部与固定部，所述导向部为喇叭口状且较窄的一端连接至所述固定部，所述导向部的两侧面为导向面，所述固定部为一字型条状，所述固定部设置于所述套筒的靠近所述撑靴的一侧。
通过本方案，喇叭口的导向部能够允许套筒之间在伸出时产生一定的角度转动，并在缩回时沿两侧的导向面缩小该角度；固定部能够保证撑靴能够提前回正缩回，避免撑靴与盾尾外壁发生碰撞。
优选地，所述导向槽的两端封闭，所述导向部的长度大于所述固定部的长度，所述导向块的长度小于所述固定部的长度。
通过本方案，导向部的长度大于固定部的长度，保证撑靴在接触管片后即能够产生旋转。
优选地，所述导向块的朝向所述撑靴的一端的两侧为滑动面，所述滑动面与所述导向面倾斜角度一致并能够相互配合滑动。
通过本方案，提高导向块的导向效果，提高导向块与导向面之间的接触面积，从而减小压强与磨损。
优选地，所述套筒的远离撑靴的一端固定有防尘圈，所述防尘圈一端可拆卸式连接至所述套筒上，所述防尘圈的另一端朝向远离所述撑靴的一侧延伸并挤压至前一与之配合的套筒上。
通过本方案，防尘圈的设置能够避免隧道中的落石等进入伸缩套筒中影响套筒的正常移动，提高本装置的可靠性。
优选地，所述伸缩套筒外设置有拉杆，所述拉杆的一端连接至所述套筒上，所述拉杆的另一端贯穿单油缸的固定架并与所述固定架滑动连接。
通过本方案，拉杆的设置能够对单油缸的伸缩起到进一步的支撑和加强作用，减小撑靴的重量对活塞杆的影响，进一步保护单油缸，提高油缸的使用寿命。
优选地，固定至撑靴上的所述套筒的外周设置有连接块，所述连接块上设置有滑槽，所述拉杆的端部滑动连接至所述滑槽中。
通过本方案，拉杆与连接块的滑动连接，能够避免拉杆影响撑靴的旋转。
优选地，所述滑槽为弧形，所述滑槽沿所述套筒的周向布置，所述拉杆滑动连接至所述滑槽中。
优选地，围绕所述套筒的周向布置有至少三个所述连接块，每个所述连接块上均连接有一根所述拉杆。
通过本方案，进一步提高对单油缸的支撑和加强效果。
根据本公开的一个实施例，本装置结构简单巧妙，使用可靠，能够对撑靴的旋转起到良好的回正作用的同时，避免了对管片拼装的影响，并且避免了撑靴回正过程中对单油缸活塞杆的垂直挤压作用，有助于提高单油缸的使用寿命。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例一的盾构机单油缸撑靴自动回正装置的安装位置示意图。
图2是图1的盾构机单油缸撑靴自动回正装置的结构示意图。
图3是图2中A-A向的截面结构示意图。
图4是图3中导向槽与导向块的位置结构示意图。
图5是图2中B处的结构示意图。
图6是本发明实施例二的盾构机单油缸撑靴自动回正装置的结构示意图。
图7是图6中C-C向的截面结构示意图。
图8是图7中连接块的D-D向的截面结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
实施例一
如图1至图5所示，本实施例中的盾构机单油缸撑靴自动回正装置，包括伸缩套筒1000，撑靴3000与单油缸2000转动连接，所述伸缩套筒1000套设至单油缸2000上，所述伸缩套筒1000的两端分别固定至单油缸2000的固定架2200上以及撑靴3000上，所述伸缩套筒1000包括若干节依次嵌套的套筒1100，所述套筒1100的内壁上设置有导向槽1110，所述导向槽1100设置有倾斜布置的导向面1113，所述套筒1100的外壁上设置有导向块1120，所述导向块1120始终滑动连接至所述导向槽1110中。
通过本实施例该方案，单油缸2000带动撑靴3000伸出并推动管片4000时，伸缩套筒1000在撑靴3000的拉拽下伸长，由于套筒1100的导向槽设置有倾斜的导向面1113，使套筒之间并能够跟随撑靴3000的旋转而使套筒1100之间产生一定角度的转动，以适应隧道的弯曲；
当单油缸2000在缩回时，撑靴3000挤压伸缩套筒1000，套筒1100的导向块1120沿导向槽1110的导向面1113滑动缩回，由于导向面1113为倾斜布置，套筒1100能够沿导向面1113旋转，从而带动撑靴3000旋转，直至回正。
本装置由于直接套设至单油缸2000上，跟随撑靴3000的伸出缩回而动作，因此没有凸出撑靴3000的部位，不会影响管片4000的正常拼装，撑靴3000的缩回也不会因角度问题与本装置发生碰撞；而且单油缸2000带动撑靴3000旋转的过程中不会对单油缸2000的活塞杆2100施加垂直与移动方向的力，因此不会加剧活塞杆2100的磨损，有助于提高单油缸的使用寿命。
本装置套设至活塞杆2100上能够对活塞杆2100起到保护作用，避免隧道中的碎石掉落砸伤活塞杆2100。
在本实施例或其他实施例中，所述伸缩套筒1000的较小直径的一端固定至所述单油缸2000的固定架2200上；所述伸缩套筒1000的较大直径的一端固定至所述撑靴3000上。由于单油缸2000的活塞杆2100与油缸端部存在台阶，由直径较大的套筒1100依次向外套设回缩，保证套筒1100能够正常的缩回，避免反向套设时较小的套筒1100抵至单油缸的端部造成卡顿且缩回不畅。
在本实施例或其他实施例中，所述导向槽1110包括导向部1111与固定部1112，所述导向部1111为喇叭口状且较窄的一端连接至所述固定部1112，所述导向部1111的两侧面为导向面1113，所述固定部1112为一字型条状，所述固定部1112设置于所述套筒1100的靠近所述撑靴3000的一侧。
喇叭口状的导向部1111能够允许套筒1100之间在伸出时产生一定的角度转动，并在缩回时沿两侧的导向面1113缩小该角度，直至滑入固定部1112中；固定部1112能够保证撑靴3000能够在单油缸2000完全缩回前回正，预留一定的距离余量，避免撑靴3000与盾尾外壁发生碰撞摩擦。
在本实施例或其他实施例中，所述导向槽1110的两端封闭，使导向槽1110同时起到限位的作用，避免套筒1100之间滑出脱离；所述导向部1111的长度大于所述固定部1112的长度，所述导向块1120的长度小于所述固定部1112的长度。
该实施例中固定部1112的长度不大于撑靴3000与管片4000的初始距离，即管片4000安装完毕后，撑靴3000与管片4000之间的距离，保证撑靴3000在接触管片4000后即能够旋转。
在本实施例或其他实施例中，所述导向块1120的朝向所述撑靴3000的一端的两侧为滑动面1121，所述滑动面1121与所述导向面1113倾斜角度一致并能够相互配合滑动，提高导向块1120的导向效果，增大导向块1120与导向面1113之间的接触面积，从而减小压强与磨损。
在本实施例或其他实施例中，所述套筒1100的远离撑靴3000的一端固定有防尘圈1130，所述防尘圈1130一端可拆卸式连接至所述套筒1100上，所述防尘圈1130的另一端朝向远离所述撑靴3000的一侧延伸并挤压至前一与之配合的套筒1100上，防尘圈1130的设置能够避免隧道中的落石等进入伸缩套筒1000中影响套筒1100的正常移动，提高本装置的可靠性。
根据实施例，本装置结构简单巧妙，使用可靠，能够对撑靴的旋转起到良好的回正作用的同时，避免了对管片拼装的影响，并且避免了撑靴回正过程中对单油缸活塞杆的垂直挤压作用，有助于提高单油缸的使用寿命。
实施例二
如图6至图8所示，本实施例中的盾构机单油缸撑靴自动回正装置，相较于上述实施例中技术方案的基础上，所述伸缩套筒1000外设置有拉杆1210，所述拉杆1210的一端连接至所述套筒1100上，所述拉杆1210的另一端贯穿单油缸的固定架2200并与所述固定架2200滑动连接。
通过本实施例方案，拉杆1210与固定架2200的滑动能够保证伸缩套筒1000能够正常伸出与缩回，拉杆1210的设置能够对单油缸2000的伸缩起到进一步的支撑和加强作用，减小撑靴3000的重量对活塞杆2100的影响，进一步保护单油缸2000，提高油缸的使用寿命。
在本实施例或其他实施例中，固定至撑靴3000上的所述套筒1100的外周设置有连接块1220，所述连接块1220上设置有滑槽1221，所述拉杆1210的端部滑动连接至所述滑槽1221中。所述滑槽1221为弧形，所述滑槽1221沿所述套筒1100的周向布置。
拉杆1210能够沿滑槽1221围绕套筒1100滑动，能够避免拉杆1210影响撑靴3000的旋转；撑靴3000在旋转过程中，连接块1220随之旋转，拉杆1210的端部沿滑槽1221滑动，保证套筒1100之间能够进行旋转。
在本实施例或其他实施例中，围绕所述套筒1100的周向布置有至少三个所述连接块1220，每个所述连接块1220上均连接有一根所述拉杆1210，进一步提高对单油缸的支撑和加强效果。
本实施例中，连接块1220的数量与排列位置与导向槽1110一致，能够对导向槽1110处较为薄弱的位置起到一定的加强作用。
在该实施例中，连接至固定架2200上的套筒1100端部向外延伸形成安装部1230，套筒1100通过安装部安装至固定架2200上，拉杆1210贯穿安装部1230并与安装部1230滑动连接，有助于提高本装置整体的稳定性和牢固性，
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (8)
1.一种盾构机单油缸撑靴自动回正装置，包括伸缩套筒，其特征在于，撑靴与单油缸转动连接，所述伸缩套筒套设至单油缸上，所述伸缩套筒的两端分别固定至单油缸的固定架上以及撑靴上，所述伸缩套筒包括若干节依次嵌套的套筒，所述套筒的内壁上设置有导向槽，所述导向槽设置有倾斜布置的导向面，所述套筒的外壁上设置有导向块，所述导向块始终滑动连接至所述导向槽中；所述伸缩套筒的较小直径的一端固定至所述单油缸的固定架上；所述伸缩套筒的较大直径的一端固定至所述撑靴上；所述导向槽包括导向部与固定部，所述导向部为喇叭口状且较窄的一端连接至所述固定部，所述导向部的两侧面为导向面，所述固定部为一字型条状，所述固定部设置于所述套筒的靠近所述撑靴的一侧。
2.根据权利要求1所述的盾构机单油缸撑靴自动回正装置，其特征在于，所述导向槽的两端封闭，所述导向部的长度大于所述固定部的长度，所述导向块的长度小于所述固定部的长度。
3.根据权利要求2所述的盾构机单油缸撑靴自动回正装置，其特征在于，所述导向块的朝向所述撑靴的一端的两侧为滑动面，所述滑动面与所述导向面倾斜角度一致并能够相互配合滑动。
4.根据权利要求1所述的盾构机单油缸撑靴自动回正装置，其特征在于，所述套筒的远离撑靴的一端固定有防尘圈，所述防尘圈一端可拆卸式连接至所述套筒上，所述防尘圈的另一端朝向远离所述撑靴的一侧延伸并挤压至前一与之配合的套筒上。
5.根据权利要求1所述的盾构机单油缸撑靴自动回正装置，其特征在于，所述伸缩套筒外设置有拉杆，所述拉杆的一端连接至所述套筒上，所述拉杆的另一端贯穿单油缸的固定架并与所述固定架滑动连接。
6.根据权利要求5所述的盾构机单油缸撑靴自动回正装置，其特征在于，固定至撑靴上的所述套筒的外周设置有连接块，所述连接块上设置有滑槽，所述拉杆的端部滑动连接至所述滑槽中。
7.根据权利要求6所述的盾构机单油缸撑靴自动回正装置，其特征在于，所述滑槽为弧形，所述滑槽沿所述套筒的周向布置，所述拉杆滑动连接至所述滑槽中。
8.根据权利要求6所述的盾构机单油缸撑靴自动回正装置，其特征在于，围绕所述套筒的周向布置有至少三个所述连接块，每个所述连接块上均连接有一根所述拉杆。
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