CN112253125B - 一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及竖井掘进机技术领域，具体是一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，包括上撑靴组、下撑靴组、设置于上撑靴组和下撑靴组之间的第一动力单元，第一动力单元以沿轴向向上推动上撑靴组并沿轴向向上收回下撑靴组，以向上提升装置；或，沿轴向向下推动下撑靴组并沿轴向向下收回上撑靴组，以向下推进装置；上撑靴组包括第一钢结构本体和周向设置于第一钢结构本体的上撑靴单元；下撑靴组包括第二钢结构本体和周向设置于第二钢结构本体的下撑靴单元。本发明通过上、下撑靴组不同的伸出缩回状态，配合第一动力单元的伸出和缩回，实现对设备的支撑、推进和步进提升；从而实现支撑推进和步进提升功能为一体，提高作业效率，降低设备和施工成本。
Description
技术领域
本发明涉及竖井掘进机技术领域，具体是一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置。
背景技术
竖井盾构机破岩钻进时，需要对钻头施加一定的压力，也就是破岩钻压，同时以一定的扭矩驱动钻头旋转，两者共同作用将破岩能量传递到破岩滚刀上，以实现高效破岩，最终形成所需井壁。竖井盾构机动力头依靠支撑推进系统提供的推力，实现对钻头施加钻压和扭矩，同时，支撑结构提供反扭矩，保持竖井盾构机稳定运转；并在竖井盾构机完成掘进和支护成井后，步进提升装置将竖井盾构机提升到井口。
目前竖井掘进机支撑推进及步进提升装置存在如下几个缺点：
1、支撑装置撑靴动作不同步，导致设备运转不稳定；
2、支撑推进装置结构形式复杂，竖井掘进过程中偏移量大；
3、无法实现自提功能，设备掘进只能推进不能提升，需辅助提升装置。作业效率低，成本高。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其解决了竖井掘进机支撑推进动作不同步的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，包括：上撑靴组和下撑靴组；还包括第一动力单元，设置于上撑靴组和下撑靴组之间，以沿轴向向上推动上撑靴组并沿轴向向上收回下撑靴组，以向上提升装置；或，沿轴向向下推动下撑靴组并沿轴向向下收回上撑靴组，以向下推进装置；上撑靴组包括第一钢结构本体和周向设置于第一钢结构本体的上撑靴单元；下撑靴组包括第二钢结构本体和周向设置于第二钢结构本体的下撑靴单元；当第一动力单元推动或收回上撑靴组时，上撑靴单元处于沿第一钢结构本体的径向向内缩回的缩回状态，下撑靴单元处于沿第一钢结构本体的径向向外以支撑在管片内壁上的伸出状态；当第一动力单元推动或收回下撑靴组时，下撑靴单元处于沿第二钢结构本体的径向向内缩回的缩回状态，上撑靴单元处于沿第二钢结构本体的径向向外伸出以支撑在管片内壁上的伸出状态。上撑靴组还包括：设置在第一钢结构本体上的对应每个上撑靴单元的上连杆机构，以及用于驱动上连杆机构动作的第三动力单元；第三动力单元一端固定在第一钢结构本体上，第三动力单元另一端与上连杆机构连接；上连杆机构之间相互连接，以在第三动力单元驱动下，使上撑靴单元同步沿第一钢结构本体径向伸出或缩回。下撑靴组还包括：设置在第二钢结构本体上的对应每个下撑靴单元的下连杆机构，以及用于驱动下连杆机构动作的第三动力单元；第三动力单元一端固定在第二钢结构本体上，第三动力单元另一端与下连杆机构连接；下连杆机构之间相互连接，以在第三动力单元驱动下，使下撑靴单元同步沿第二钢结构本体径向伸出或缩回。上撑靴单元与下撑靴单元结构相同，上连杆机构与下连杆机构结构相同；每一上连杆机构包括：位于上撑靴单元上方的两根第一连杆和两根第二连杆，以及第一直杆和第二直杆，其中，第一连杆的一端和第二连杆的一端分别铰接上撑靴单元和第一钢结构本体，第一连杆的另一端和第二连杆的另一端与第一直杆的两端铰接，分别形成第一铰接端和第二铰接端，第二直杆的两端分别连接第一铰接端以及相邻上连杆机构的第二铰接端；第三动力单元的输出端与第一直杆连接，当第三动力单元的输出端向后缩回时，第一直杆向第三动力单元缩回方向移动，上撑靴单元同步缩回；当第三动力单元的输出端向前伸出时，第一直杆向第三动力单元伸出方向移动，上撑靴单元同步伸出。
可选地，还包括第二动力单元以及位于第二动力单元下方的动力头；第二动力单元设置于下撑靴组下部；第二动力单元与动力头连接，用于驱动动力头向上或向下移动。
可选地，上撑靴组和下撑靴组之间设有导向结构，用于约束上撑靴组和下撑靴组沿轴向移动。
可选地，上撑靴单元包括撑靴，撑靴上方的两端分别与两根第一连杆铰接，通过撑靴两端的第一连杆动作共同带动撑靴沿第一钢结构本体径向移动。
可选地，每一上连杆机构还包括：位于上撑靴单元下方的两根第一连杆和两根第二连杆，第一连杆的一端和第二连杆的一端分别铰接上撑靴单元和第一钢结构本体，第一连杆的另一端和第二连杆的另一端与第一直杆的两端铰接。
可选地，上撑靴单元还包括设置在撑靴中部的撑靴导向杆，第一钢结构本体的外周设有与撑靴导向杆配合的撑靴导向筒，使撑靴导向杆在撑靴导向筒内滑动，以约束撑靴沿第一钢结构本体径向移动。
可选地，撑靴导向筒的两侧设有开孔，用于使第一直杆穿过；撑靴导向杆的自由端设有凹槽，凹槽的尺寸大于第一直杆的尺寸，以防止在第一直杆穿过撑靴导向筒时与撑靴导向杆的自由端相互影响。
(三)有益效果
本发明的有益效果为：本发明提供一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其中，上撑靴组、下撑靴组由第一动力单元连接，下撑靴组安装有第二动力单元，第二动力单元连接掘进机动力头。通过上撑靴组、下撑靴组不同的伸出缩回状态，配合第一动力单元的伸出和缩回，实现对设备的支撑、推进和步进提升；再配合第二动力单元的伸出和缩回实现设备的推进掘进。从而实现支撑推进和步进提升功能为一体，提高作业效率，降低设备和施工成本。
本发明能够保证设备稳定运转并有效的将设备提升到井口，减小竖井掘进过程中的偏移量；并且能够实现支撑推进动作同步，设备中期维修及成井后设备出井方便等效果。
附图说明
图1为本发明一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置的结构示意图。
图2为本发明一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置第二动力单元向下推进状态结构示意图。
图3为本发明一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置下撑靴组缩回状态结构示意图。
图4为本发明一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置第一动力单元向下推进状态结构示意图。
图5为本发明一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置第一动力单元向上步进提升状态结构示意图。
图6为本发明撑靴组的结构示意图。
图7为本发明撑靴缩回状态的结构示意图。
图8为本发明撑靴伸出状态的结构示意图。
【附图标记说明】
1：上撑靴组；2：下撑靴组；3：第一动力单元；4：第二动力单元；5：动力头；6：导向结构；7：管片；8：第一钢结构本体；9：第二钢结构本体；10：第一连杆；11：第二连杆；12：第一直杆；13：第二直杆；14：撑靴；15：撑靴导向杆；16：撑靴导向筒；17：第三动力单元。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”“左”、“右”等方位名词以图1的定向为参照。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明提供的一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其主要作用是施加和承载破岩钻压、旋转扭矩及产生的反作用力、反扭矩，并且有效地将力传递到管片中。
实施例：参照图1和2，本发明提供的一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置为竖井施工的掘进机械的一部分，此装置包括：上撑靴组1和下撑靴组2；还包括第一动力单元3，设置于上撑靴组1和下撑靴组2之间，以沿轴向向上推动上撑靴组1并沿轴向向上收回下撑靴组2，以向上提升装置；或，沿轴向向下推动下撑靴组2并沿轴向向下收回上撑靴组1，以向下推进装置。
上撑靴组1包括第一钢结构本体8和周向设置于第一钢结构本体8的上撑靴单元；下撑靴组2包括第二钢结构本体9和周向设置于第二钢结构本体9的下撑靴单元。
当第一动力单元3推动或收回上撑靴组1时，上撑靴单元处于缩回至第一钢结构本体8的缩回状态，下撑靴单元处于从第一钢结构本体8伸出以支撑在管片7内壁上的伸出状态。
当第一动力单元3推动或收回下撑靴组2时，下撑靴单元处于缩回至第二钢结构本体9的缩回状态，上撑靴单元处于从第二钢结构本体8伸出以支撑在管片7内壁上的伸出状态。
还包括第二动力单元4以及位于第二动力单元4下方的动力头5；第二动力单元4设置于下撑靴组2下部；第二动力单元4与动力头5连接，用于驱动动力头5向上或向下移动。具体地，当设备向下掘进时，第二动力单元4伸出驱动动力头5向下移动，当设备向上提升时，第二动力单元4缩回带动动力头5向上移动，或者，当设备损坏维修时，需要将动力头5向上移动，可以将第二动力单元4缩回以带动动力头5向上移动。
本实施例中，第一动力单元3为步进油缸，第二动力单元4为推进油缸。第一钢结构本体8和第二钢结构本体9的结构相同，均为圆筒状结构。上撑靴单元和下撑靴单元结构相同，均为沿钢结构本体径向移动的撑靴结构。
上撑靴组1和下撑靴组2分别通过上撑靴单元和下撑靴单元支撑在管片7内壁上。当竖井掘进机向下掘进时，上撑靴组1的上撑靴单元和下撑靴组2的下撑靴单元均处于伸出状态，通过第二动力单元4驱动动力头5向下推进；当上撑靴组1的上撑靴单元处于伸出状态、下撑靴组2的下撑靴单元处于缩回状态时，第一动力单元3继续驱动动力头5向下二次推进，然后下撑靴组2的下撑靴单元回到伸出状态，支撑在管片7内壁上；最后，上撑靴组1的上撑靴单元缩回，第一动力单元3驱动上撑靴组1向下移动，进而带动整个设备向下掘进，重复上述步骤，直到完成掘进。当竖井掘进机向上提升时，上撑靴组1的上撑靴单元处于缩回状态、下撑靴组2的下撑靴单元处于伸出状态，第一动力单元3驱动上撑靴组1向上移动，然后上撑靴组1的上撑靴单元伸出支撑在管片7的内壁，下撑靴组2的下撑靴单元缩回，第一动力单元3驱动下撑靴组2向上移动，之后下撑靴组2的下撑靴单元伸出支撑在管片7的内壁，重复上述步骤，直到竖井掘进机被提升至井口。
具体地，参见图2，竖井掘进机掘进时：上撑靴组1、下撑靴组2同步支撑，撑紧支护管片7内壁，上撑靴组1、下撑靴组2为同步连杆结构，撑靴动作同步，受力均衡，保证设备稳定运转和减小掘进偏移量。
参见图3，竖井掘进机掘进过程中向下推进时：上撑靴组1、下撑靴组2同步支撑，撑紧支护管片7内壁，第二动力单元4伸出向下推进动力头5。
参见图4，上撑靴组1撑紧管片7内壁，下撑靴组2缩回，第一动力单元3伸出驱动下撑靴组2向下移动，以推动设备向下掘进。
参见图5，竖井掘进机向上步进提升时：上撑靴组1撑紧管片7内壁，下撑靴组2缩回，第一动力单元3缩回以提升设备，下撑靴组2撑紧管片7内壁，上撑靴组1缩回，第一动力单元3伸出以实现换步。
本发明提供一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其中，上撑靴组、下撑靴组由第一动力单元连接，下撑靴组安装有第二动力单元，第二动力单元连接掘进机动力头。通过上撑靴组、下撑靴组不同的伸出缩回状态，配合第一动力单元的伸出和缩回，实现对设备的支撑、推进和步进提升；再配合第二动力单元的伸出和缩回实现设备的推进掘进。从而实现支撑推进和步进提升功能为一体，提高作业效率，降低设备和施工成本。
本发明能够保证设备稳定运转并有效的将设备提升到井口，减小竖井掘进过程中的偏移量；并且能够实现支撑推进动作同步，设备中期维修及成井后设备出井方便等效果。
在上述实施例的基础上，本发明中的上撑靴组1和下撑靴组2之间设有导向结构6，用于约束上撑靴组1和下撑靴组2沿轴向移动。
具体地，导向结构6包括设置在下撑靴组2上的导向杆以及设置在上撑靴组1上的导向筒，导向筒对应位置的上撑靴组1上设有通孔，导向杆在导向筒及通孔内滑动，以约束上撑靴组1和下撑靴组2沿轴向移动。
需要说明的是，本发明的导向结构6并不限于上述结构，也可以为：导向结构6包括设置在上撑靴组1上的导向杆以及设置在下撑靴组2上的导向筒，导向筒对应位置的下撑靴组2上设有通孔，导向杆在导向筒及通孔内滑动，以约束上撑靴组1和下撑靴组2沿轴向移动。
在上述实施例的基础上，参见图6，本发明中上撑靴组1和下撑靴组2的结构相同，均为同步连杆结构。其中，上撑靴组1包括：第一钢结构本体8、第三动力单元17、上撑靴单元和上连杆机构等。
在第一钢结构本体8的外周设置若干个上撑靴单元，相邻的两个上撑靴单元通过上连杆机构连接，以实现上撑靴单元的同步运动。在第一钢结构本体8上设置与每个上撑靴单元对应的第三动力单元17，每个第三动力单元17的动力输出端与一个上连杆机构连接，用于驱动上连杆机构动作，上连杆机构之间相互连接，以在第三动力单元17驱动下，使上撑靴单元同步沿第一钢结构本体8的径向伸出或缩回，以实现支撑竖井掘进机的目的。
具体地，每一个上连杆机构包括：位于上撑靴单元上方的两根第一连杆10和两根第二连杆11，以及第一直杆12和第二直杆13。
其中，第一连杆10的一端和第二连杆11的一端分别铰接上撑靴单元和第一钢结构本体8，第一连杆10的另一端和第二连杆11的另一端与第一直杆12的两端铰接，分别形成第一铰接端和第二铰接端，第二直杆13的两端分别连接第一铰接端以及相邻上连杆机构的第二铰接端，形成铰接闭环，从而实现上连杆机构的同步动作，进而带动上撑靴单元的同步运动。使支撑装置的整体同步性更好。
本实施例中，上撑靴单元一端的第一连杆10的一端、第二连杆11的一端和第一直杆12的一端通过销轴连接，形成第一铰接端。上撑靴单元另一端的第一连杆10的一端、第二连杆11的一端和第一直杆12的另一端通过销轴连接，形成第二铰接端。第二直杆13的两端分别连接第一铰接端以及相邻连杆机构的第二铰接端，形成铰接闭环，以实现第三动力单元17驱动第一直杆12动作，第一直杆12带动第一连杆10、第二连杆11、第二直杆13动作，当第一连杆10和第二连杆11处于死点位置时，上撑靴单元的支撑力大，能够放大第三动力单元17的推力。
第三动力单元17的输出端与第一直杆12连接，当第三动力单元17的输出端向后缩回时，第一直杆12向第三动力单元17缩回方向移动，上撑靴单元同步缩回；当第三动力单元17的输出端向前伸出时，第一直杆12向第三动力单元17伸出方向移动，上撑靴单元同步伸出。
第三动力单元17的固定端与第一钢结构本体8连接，第三动力单元17的动力输出端与第一直杆12连接，用于驱动第一直杆12动作。
上撑靴单元包括撑靴14，撑靴14的两端分别与第一连杆10铰接，通过撑靴14两端的第一连杆10动作共同带动撑靴14运动。
本实施例中的第三动力单元17可以为油缸，也可以为气缸，但不限于上述结构。
本发明提供一种竖井掘进机连杆同步支撑装置，通过第三动力单元17带动上连杆机构动作，两个上撑靴单元之间通过与上连杆机构铰接，实现上撑靴单元的同步运动。通过第三动力单元17伸出和缩回，来实现支撑装置中每个撑靴14伸出和缩回动作的同步运行。
本发明通过连杆机构实现同步支撑，使撑靴14动作同步，竖井掘进机运转稳定；结构受力均衡，当连杆机构处于死点位置时，撑靴14的支撑力大，能够放大第三动力单元17的推力。
本发明的各个撑靴单元在伸出和缩回动作的同步，来满足支撑装置受力均衡，以保证竖井掘进机的稳定运转。
本发明能够保证竖井掘进机稳定运转、受力情况理想，减小竖井掘进机在掘进过程中的偏移量，提高竖井掘进机的作业效率。
在上述实施例的基础上，本发明中，第三动力单元17上还安装位移传感器(图中未示出)以控制撑靴14伸出和缩回的行程。
具体地，位移传感器与控制装置连接，通过控制装置控制第三动力单元17伸出和缩回的行程，进而控制撑靴14伸出和缩回的行程。
在上述实施例的基础上，本发明中，每一个上连杆机构还包括：位于上撑靴单元下方的两根第一连杆10和两根第二连杆11，第一连杆10的一端和第二连杆11的一端分别铰接上撑靴单元和第一钢结构本体8，第一连杆10的另一端和第二连杆11的另一端与第一直杆12的两端铰接。
在撑靴14一端的上下两侧分别铰接两根第一连杆10，可以有效地增加装置的稳定性。
其中，撑靴14一端的上下两侧的两根第一连杆10之间通过钢板连接，以增加装置的稳定性。撑靴14一端的上下两侧的两根第二连杆11之间通过钢板连接，以增加装置的稳定性。
本实施例中，撑靴14一端的上下两侧的两根第一连杆10的一端内侧分别设置两根第二连杆11，两根第二连杆11的内侧设置一根第一直杆12，两根第一连杆10的一端、两根第二连杆11的一端和一根第一直杆12的一端通过销轴连接，形成第一铰接端。撑靴14另一端的上下两侧的两根第一连杆10的一端、两根第二连杆11的一端和一根第一直杆12的另一端通过销轴连接，形成第二铰接端。第二直杆13的两端分别连接第一铰接端以及相邻上连杆机构的第二铰接端，形成铰接闭环，以实现第三动力单元17驱动第一直杆12动作，第一直杆12带动第一连杆10、第二连杆11、第二直杆13动作，当第一连杆10和第二连杆11处于死点位置时，撑靴14的支撑力大，能够放大第三动力单元17的推力。
当然，本发明不限于上述连杆机构的结构，还可以是如下结构：两根第一连杆10的外侧分别设置两根第二连杆11，两根第一连杆10的内侧设置一根第一直杆12，两根第一连杆10、两根第二连杆11和一根第一直杆12通过销轴连接，同样可以起到上述的效果。
具体地，第二连杆11为L形结构，L形结构的一个端点与第一钢结构本体8铰接，L形结构的另一个端点与第二直杆13的一端铰接，L形结构的中间顶点与第一连杆10和第一直杆12铰接。L形结构的中间顶点到L形结构的一个端点之间的部分为第一铰接端或第二铰接端，通过第二直杆13的两端分别连接两个相邻的上连杆机构的第一铰接端和第二铰接端，实现撑靴14沿第一钢结构本体8径向上的同步伸缩。
在上述实施例的基础上，本发明的第一钢结构本体8的外周设有与撑靴14数量相同的撑靴导向筒16，撑靴14的中部设有与撑靴导向筒16配合的撑靴导向杆15，撑靴导向杆15在撑靴导向筒16内滑动，以起到导向撑靴14的作用，避免撑靴14在伸出或缩回时的不稳定性。
本实施例的撑靴14数量为6个，6个撑靴14通过撑靴导向杆15均布安装在撑靴导向筒16内。6个第三动力单元17串联，由一个位移传感器控制第三动力单元17的伸出和缩回行程。
具体地，撑靴导向筒16的两侧设有开孔，用于使第一直杆12穿过。
撑靴导向杆15的自由端设有凹槽，凹槽的尺寸大于第一直杆12的尺寸，以防止在第一直杆12穿过撑靴导向筒16时与撑靴导向杆15的自由端相互影响。
参照图7，撑靴14处于缩回状态时，第三动力单元17缩回，驱动第一直杆12向第三动力单元17缩回方向动作，进而驱动第一连杆10、第二连杆11、第二直杆13同时向第三动力单元17缩回方向动作，使所有撑靴14沿第一钢结构本体8的径向向内缩回，实现撑靴14缩回动作同步。
参照图8，撑靴14处于撑紧井帮状态时，第三动力单元17伸出，驱动第一直杆12向第三动力单元17伸出方向动作，进而驱动第一连杆10、第二连杆11、第二直杆13同时向第三动力单元17伸出方向动作，使所有撑靴14沿第一钢结构本体8的径向向外伸出，实现撑靴14撑紧动作同步。撑靴14处于完全伸出状态时，第三动力单元17伸出达到最大行程，撑靴14两端第一连杆10、第二连杆11完全伸直，此时，第一连杆10、第二连杆11在一条直线上。图8为撑靴14撑紧井帮的状态，继续伸出第三动力单元17可增大撑靴14和井帮径向和轴向摩擦力，以抵抗竖井掘进机重力和竖井掘进机运转时的扭力，保证竖井掘进机稳定运转。
根据受力三角形可知，此受力结构由很小的第三动力单元推力即可以获得很大的撑靴正压力。此连杆同步支撑装置受力均衡，放大了第三动力单元17的推力，三角形受力结构使撑靴组结构更稳固，死点支撑力大。
本发明的工作流程为：
首先，在竖井掘进机刚开始钻进的时候，上撑靴组1和下撑靴组2的撑靴14均处于伸出状态，即上撑靴组1和下撑靴组2支撑在管片7内壁上，通过第二动力单元4驱动动力头5向下推进。参见图8，此时的上撑靴组1和下撑靴组2的运动路径为：第三动力单元17伸出，带动第一直杆12、第一连杆10、第二连杆11运动，带动撑靴14伸出，带动第二直杆13运动，进而带动所有撑靴14同步伸出。
然后，在竖井掘进机钻进的过程中，上撑靴组1的撑靴14处于伸出状态、下撑靴组2的撑靴14处于缩回状态时，第一动力单元3继续驱动动力头5向下进行二次推进，然后下撑靴组2的撑靴14回到伸出状态，支撑在管片7内壁上；然后，上撑靴组1的撑靴14缩回，第一动力单元3驱动上撑靴组1向下移动，进而带动整个设备向下掘进，重复上述步骤，直到完成掘进。参见图7，撑靴14处于缩回状态时，第三动力单元17的一端固定在第一钢结构本体8上，第三动力单元17的另一端与第一直杆12连接，第一直杆12的一端分别与第一连杆10、第二连杆11铰接，第一连杆10的一端与撑靴14铰接，第二连杆11与第一钢结构本体8和第二直杆13铰接。两个相邻的上撑靴单元通过与上连杆机构铰接，从而形成铰接闭环，实现撑靴14的同步运动。此时的运动路径为：第三动力单元17缩回，驱动第一直杆12、第一连杆10、第二连杆11运动，带动撑靴14缩回，带动第二直杆13运动，进而带动所有撑靴14同步缩回。
最后，在竖井掘进机钻进作业完成后，将上撑靴组1和下撑靴组2的撑靴14均同步缩回，再将竖井掘进机向上提升。提升时：上撑靴组1的撑靴14处于缩回状态、下撑靴组2的撑靴14处于伸出状态，第一动力单元3驱动上撑靴组1向上移动，然后上撑靴组1的撑靴14伸出支撑在管片7的内壁，下撑靴组2的撑靴14缩回，第一动力单元3驱动下撑靴组2向上移动，之后下撑靴组2的撑靴14伸出支撑在管片7的内壁，重复上面的步骤，直到竖井掘进机被提升至井口。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其特征在于，包括：
上撑靴组(1)和下撑靴组(2)；
第一动力单元(3)，设置于所述上撑靴组(1)和所述下撑靴组(2)之间，以沿轴向向上推动所述上撑靴组(1)并沿轴向向上收回所述下撑靴组(2)，以向上提升所述装置；或，沿轴向向下推动所述下撑靴组(2)并沿轴向向下收回所述上撑靴组(1)，以向下推进所述装置；
所述上撑靴组(1)包括第一钢结构本体(8)和周向设置于所述第一钢结构本体(8)的上撑靴单元；
所述下撑靴组(2)包括第二钢结构本体(9)和周向设置于所述第二钢结构本体(9)的下撑靴单元；
当所述第一动力单元(3)推动或收回所述上撑靴组(1)时，所述上撑靴单元处于沿所述第一钢结构本体(8)的径向向内缩回的缩回状态，所述下撑靴单元处于沿所述第二钢结构本体(9)的径向向外伸出以支撑在管片(7)内壁上的伸出状态；
当所述第一动力单元(3)推动或收回所述下撑靴组(2)时，所述下撑靴单元处于沿所述第二钢结构本体(9)的径向向内缩回的缩回状态，所述上撑靴单元处于沿所述第一钢结构本体(8)的径向向外伸出以支撑在所述管片(7)内壁上的伸出状态；
所述上撑靴组(1)还包括：
设置在所述第一钢结构本体(8)上的对应每个所述上撑靴单元的上连杆机构，以及用于驱动所述上连杆机构动作的第三动力单元(17)；
所述第三动力单元(17)一端固定在所述第一钢结构本体(8)上，所述第三动力单元(17)另一端与所述上连杆机构连接；
所述上连杆机构之间相互连接，以在所述第三动力单元(17)驱动下，使所述上撑靴单元同步沿所述第一钢结构本体(8)径向伸出或缩回；
所述下撑靴组(2)还包括：设置在所述第二钢结构本体(9)上的对应每个所述下撑靴单元的下连杆机构，以及用于驱动所述下连杆机构动作的所述第三动力单元(17)；
所述第三动力单元(17)一端固定在第二钢结构本体(9)上，所述第三动力单元(17)另一端与所述下连杆机构连接；
所述下连杆机构之间相互连接，以在所述第三动力单元(17)驱动下，使所述下撑靴单元同步沿所述第二钢结构本体(9)径向伸出或缩回；
所述上撑靴单元与所述下撑靴单元结构相同，所述上连杆机构与所述下连杆机构结构相同；
每一所述上连杆机构包括：位于上撑靴单元上方的两根第一连杆(10)和两根第二连杆(11)，以及第一直杆(12)和第二直杆(13)，其中，所述第一连杆(10)的一端和所述第二连杆(11)的一端分别铰接所述上撑靴单元和所述第一钢结构本体(8)，所述第一连杆(10)的另一端和所述第二连杆(11)的另一端与所述第一直杆(12)的两端铰接，分别形成第一铰接端和第二铰接端，所述第二直杆(13)的两端分别连接所述第一铰接端以及相邻所述上连杆机构的第二铰接端；
所述第三动力单元(17)的输出端与所述第一直杆(12)连接，当所述第三动力单元(17)的输出端向后缩回时，所述第一直杆(12)向第三动力单元(17)缩回方向移动，所述上撑靴单元同步缩回；当所述第三动力单元(17)的输出端向前伸出时，所述第一直杆(12)向所述第三动力单元(17)伸出方向移动，所述上撑靴单元同步伸出。
2.如权利要求1所述的竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其特征在于，
还包括第二动力单元(4)以及位于所述第二动力单元(4)下方的动力头(5)；
所述第二动力单元(4)设置于所述下撑靴组(2)下部；所述第二动力单元(4)与所述动力头(5)连接，用于驱动所述动力头(5)向上或向下移动。
3.如权利要求1所述的竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其特征在于，
所述上撑靴组(1)和所述下撑靴组(2)之间设有导向结构(6)，用于约束所述上撑靴组(1)和所述下撑靴组(2)沿轴向移动。
4.如权利要求1所述的竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其特征在于，
所述上撑靴单元包括撑靴(14)，所述撑靴(14)上方的两端分别与两根第一连杆(10)铰接，通过所述撑靴(14)两端的所述第一连杆(10)动作共同带动所述撑靴(14)沿所述第一钢结构本体(8)径向移动。
5.如权利要求4所述的竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其特征在于，
每一所述上连杆机构还包括：位于所述上撑靴单元下方的两根第一连杆(10)和两根第二连杆(11)，所述第一连杆(10)的一端和所述第二连杆(11)的一端分别铰接所述上撑靴单元和所述第一钢结构本体(8)，所述第一连杆(10)的另一端和所述第二连杆(11)的另一端与所述第一直杆(12)的两端铰接。
6.如权利要求5所述的竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其特征在于，
所述上撑靴单元还包括设置在所述撑靴(14)中部的撑靴导向杆(15)，
所述第一钢结构本体(8)的外周设有与所述撑靴导向杆(15)配合的撑靴导向筒(16)，使所述撑靴导向杆(15)在所述撑靴导向筒(16)内滑动，以约束所述撑靴(14)沿所述第一钢结构本体(8)径向移动。
7.如权利要求6所述的竖井掘进机支撑推进及步进提升装置，其特征在于，
所述撑靴导向筒(16)的两侧设有开孔，用于使第一直杆(12)穿过；
所述撑靴导向杆(15)的自由端设有凹槽，所述凹槽的尺寸大于所述第一直杆(12)的尺寸，以防止在所述第一直杆(12)穿过所述撑靴导向筒(16)时与所述撑靴导向杆(15)的自由端相互影响。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005120651A (ja) * | 2003-10-15 | 2005-05-12 | Okumura Corp | トンネル掘削機 |
| CN206267851U (zh) * | 2016-12-07 | 2017-06-20 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种新型竖井掘进机 |
| CN109958439A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种竖井掘进的环形撑靴推进系统 |
| AU2018398889A1 (en) * | 2017-12-25 | 2020-07-23 | China Railway Engineering Equipment Group Co., Ltd. | New split-type shaft boring machine |
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