CN112660741B - 一种土压平衡盾构隧道防跑偏皮带传送机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土压平衡盾构隧道防跑偏皮带传送机，包括多段式支架及设置在支架上的托辊、设置在托辊上的皮带和设置于支架上的皮带限位机构；所述皮带包含有限位段；所述限位机构与皮带限位段形成卡扣式限位配合，并且滚动接触。本发明有益效果如下：1.通过施加防跑偏装置有效避免土压平衡盾构机皮带传送机出现跑偏现象，适用于所有土压平衡盾构机，结构简单，操作方便，安全有效；2.采用滚动连接作为侧向限位装置，将皮带与防跑偏装置间的滑动摩擦力变化为滚动摩擦，有效减少了由于防跑偏装置安装而带来的皮带磨损、装置损坏等诸多问题；3.减少了皮带复位与渣土清理的人力需求，降低隧道掘进人工及机械成本需求，提高掘进的机械化水平。

Description

一种土压平衡盾构隧道防跑偏皮带传送机

技术领域

本发明涉及运输技术领域，具体设计一种土压平衡盾构隧道防跑偏皮带传送机。

背景技术

盾构法施工以其具有机械化程度高、掘进安全高效、能适应绝大部分地质地形等特点而成为如今隧道修建的主流方法。皮带传送机作为土压平衡盾构机出土传送设备，其出土效率将直接影响盾构机掘进效率。然而，盾构机掘进过程中，由于螺旋传送机出土口渣土掉落位置随机，常常会导致皮带传送机横向受力不均，进而出现皮带跑偏甚至撕裂现象，而在小半径隧道掘进施工过程中，由于皮带两侧张紧程度不同，皮带跑偏现象出现更为频繁。在现有土压平衡盾构机上，皮带传送机托辊往往采用焊接固定的方式，皮带倾斜角度无法调节，因而皮带传送机经常出现托辊磨损、皮带损坏等情况，需要频繁更换皮带及托辊，增加施工成本、延长施工工期，给实际施工带来巨大困扰。因此，设计一种实用性较高的土压平衡盾构防跑偏皮带传送机成为了各土压平衡盾构施工现场普遍关注的问题。

文献调研结果表明，目前对于土压平衡盾构机防跑偏皮带传送机的研发相对较少，已有装置均存在着较为明显的缺陷，如在皮带传送机皮带两端设置多个如止偏轮等摩擦限位机构、在皮带两侧及底端设置弹簧纠偏复位系统等。然而上述装置在工作过程中存在摩擦较大、磨损皮带、装置易疲劳、运输效果变差等问题，止偏效果有限，难以运用到实际工程中去。

鉴于现存的盾构隧道内支撑体系及方法存在上述缺陷，难以在皮带传送机的正常出土工作的同时达到皮带传送机防跑偏效果。因此，开发出具有普适性并且对于施工现场可行性较高的土压平衡盾构隧道防跑偏皮带传送机。

发明内容

针对以上技术问题，本发明的目的在于提供实用性高、适用范围广、防跑偏性能好的土压平衡盾构隧道皮带传送机，减少实际施工中皮带纠偏过程，延长皮带寿命，减少皮带人力需求量。

本发明提供的技术方案如下：

一种土压平衡盾构隧道防跑偏皮带传送机，

包括多段式支架及设置在支架上的托辊、设置在托辊上的皮带和设置于支架上的皮带限位机构；

所述皮带包含有限位段；

所述限位机构与皮带限位段形成卡扣式限位配合，并且滚动接触。优选的，所述托辊设置有棱台型收缩面，与限位机构联合使用，最大程度降低了托辊对于皮带前进的影响。优选的，所述支架通过工字梁结构横梁进行固定。

进一步，所述多段式支架为凹形结构。

进一步，所述限位机构和皮带限位段中，一个为槽口结构，另一个为T型结构。更进一步，所述槽口结构开口处设置有限位挡板。

进一步，所述限位机构对称设置于中间段支架或者两端支架上。

进一步，所述滚动接触的装置为万向轮或者滚动轴承。

结合上述技术方案，在第一种可能的实施例中，所述支架为三段式结构，包括中央支架和两侧向支架，各段支架上设置有托辊，托辊上设置有皮带；

所述皮带在中间托辊的两端垂下有限位段，所述限位段相对中间开有槽口结构，所述槽口开口处设置有限位挡板；

所述限位机构连接到中央支架，为T型结构，侧面板可卡入皮带限位段，侧面板两端与皮带槽口接触处设置有万向轮。

结合上述技术方案，在第二种可能的实施例中，所述支架为三段式结构，包括中央支架和两侧向支架，各段支架上设置有托辊，托辊上设置有皮带；

所述皮带在中间托辊的两端垂下有限位段，所述限位段下端水平向中间延伸，形成相对的T型结构；

所述限位机构连接到中央支架形成槽口结构，槽口开口处设置有限位挡板；槽口上端延伸形成平板结构；

所述皮带与限位结构接触处设置有滚动轴承。

结合上述技术方案，在第三种可能的实施例中，所述支架为三段式结构，包括中央支架和两侧向支架，各段支架上设置有托辊，托辊上设置有皮带；

所述皮带两端对称设置有限位段，所述限位段水平延伸，形成相对的T型结构；

所述限位机构设置有侧向支架上端形成槽口结构，槽口开口处设置有限位挡板；

所述皮带限位段与限位结构接触处设置有滚动轴承。

结合上述技术方案，在第四种可能的实施例中，所述支架为三段式结构，包括中央支架和两侧向支架，各段支架上设置有托辊，托辊上设置有皮带；

所述皮带中间设置有限位段，所述限位段垂下延伸，形成相对的T型结构；

所述限位机构设置在中央支架上端形成槽口结构，槽口开口处设置有限位挡板；

所述皮带限位段与限位结构接触处设置有滚动轴承。

本发明的有益效果如下：

1.通过施加侧向限位防跑偏装置可以有效避免土压平衡盾构机皮带传送机出现跑偏现象，可以适用所有使用土压平衡盾构机掘进的隧道工程，结构简单，操作方便，安全有效。

2.本发明采用滚动连接作为侧向限位装置，将皮带与防跑偏装置间的滑动摩擦力变化为滚动摩擦，有效减少了由于防跑偏装置安装而带来的皮带磨损、装置损坏等诸多难题，实用性强。

3.减少了实际施工过程中皮带复位与渣土清理的人力需求，降低隧道掘进人工及机械成本需求，提高掘进过程中机械化水平。

附图说明

图1(a)是本发明实施例1中涉及的防跑偏皮带传送机示意图；

图1(b)是本发明实施例1中涉及的皮带转送机皮带结构示意图；

图1(c)是本发明实施例1中涉及的中央托辊支架结构示意图；

图1(d)是本发明实施例1中涉及的侧向托辊支架结构示意图；

图1(e)是本发明实施例1中涉及的边缘托辊支架结构示意图；

图2(a)是本发明实施例2中涉及的防跑偏皮带传送机示意图；

图2(b)是本发明实施例2中涉及的皮带转送机皮带结构示意图；

图2(c)是本发明实施例2中涉及的中央托辊支架结构示意图；

图2(d)是本发明实施例2中涉及的侧向限位轴承正视图；

图2(e)是本发明实施例2中涉及的侧向限位轴承侧视图；

图2(f)是本发明实施例2中涉及的侧向限位轴承俯视图；

图3(a)是本发明实施例3中涉及的防跑偏皮带传送机示意图；

图3(b)是本发明实施例3中涉及的皮带转送机皮带结构示意图；

图3(c)是本发明实施例3中涉及的中央托辊支架结构示意图；

图3(d)是本发明实施例3中涉及的边缘托辊支架结构示意图；

图3(e)是图3(a)的局部放大图；

图4(a)是本发明实施例4中涉及的防跑偏皮带传送机示意图；

图4(b)是本发明实施例4中涉及的皮带转送机皮带结构示意图；

图4(c)是本发明实施例4中涉及的中央托辊支架结构示意图；

附图标记：

1-传送皮带、2-托辊组、3-托辊支架、4-万向轮、5-侧向限位轴承、6-皮带限位端、7-T型限位端、21-水平托辊、22-侧向托辊、31-中央支架、32-侧向支架、33-边缘支架。

具体实施方式

以下参照附图对本发明所涉及的防跑偏皮带传送机作详细阐述，本发明的内容完全不限于此。

实施例1

如图1所示，一种适用于土压平衡盾构隧道的皮带传送机，包括多段式支架及设置在支架上的托辊、设置在托辊上的皮带和设置于支架上的皮带限位机构。

所述三段式直接包括中央支架31和两个侧向支架32，各段支架均安装有棱台型托辊组2，支架底部横梁(图中未画出)为工字梁结构，安装于台车上，支架整体形成凹形结构。

所述托辊组2上设置有传送皮带1。所述传送皮带1中间近中央托辊两端垂下有限位段，该限位段中间开有槽口结构，所述槽口开口处设置有限位挡板。结构如图1(b)所示。

所述限位机构连接到中央支架31，为T型结构，侧面板可卡入皮带限位段，侧面板两端与皮带槽口接触处设置有万向轮4。

具体工作方式为：如图1所示，在盾构机掘进作业之前，首先将支架通过底部横梁安装固定于台车上，而后按照顺序依次将万向轮4、托辊组2、传动皮带1安装于托辊支架体系上，最后注意将万向轴承4顶于传送皮带侧向限位槽角部，确保其有效连接，以保障其防跑偏效果。

盾构掘进时，皮带1在驱动轮的作用下携带渣土向盾构前进反方向运动，此时皮带限位段自然垂落，万向轮4与皮带限位端6间不发生挤压。当传送皮带1由于渣土掉落位置集中于皮带一侧或支架高低出现变化而受到横向力将要发生跑偏时，万向轮4将对皮带侧向限位端6产生侧向挤压力，挤压力将与皮带所受横向力为作用力与反作用力相互抵消，从而使得皮带沿横截面方向受力平衡，因而皮带将保持其原有状态继续前进，不会发生皮带跑偏现象。

实施例2

如图2(a)所示，本实施例提供一种土压平衡隧道防跑偏皮带传送机，装置绝大部分结构与实施例1相同，不同点主要在于以下几个方面：①将万向轮4以滚动轴承(侧向限位轴承5，图2(d-f))取代，以起到限制皮带侧向位移，防止跑偏的作用。②为了避免皮带传送机堆载过大，而水平托辊两侧的传送皮带由于刚度不足而发生过大位移影响掘进效果，因而增加了T型限位端7，并利用中央托辊支架31形成限位凹槽，此T型限位端7与侧向限位端提供侧向限位方向夹角为180度，联合使用即可起到防止跑偏的效果，此实施例对堆载的要求更小，适用范围更加广泛。

实施例3

如图3(a)所示，本实施例提供一种土压平衡隧道防跑偏皮带传送机，装置大部分结构与实施例2相同，不同点在于以下几个方面：将皮带T型限位端7由水平托辊21下方转移至托辊上方皮带两端，同时将实施例2中央托辊支架31与皮带侧向限位轴承5省略，保留了最原始的皮带传送机托辊支架体系。为了配合T型限位端7使用，将皮带传送机边缘托辊支架33进行延长，并增加了与皮带T型限位端7相对应的支架凹槽，在凹槽上预留有螺栓孔，侧向限位轴承可以安装在支架上，另一端与皮带接触，在皮带跑偏时通过施加横向力防止皮带跑偏。此实施例最大程度地保留了原有皮带传送机支架及托辊体系，可以在现有装置上进行简单加工后投入使用，节约成本，简单有效，实用性较高。

实施例4

如图4(a)所示，本实施例提供一种土压平衡隧道防跑偏皮带传送机，装置大部分结构与实施例2相同，不同点在于以下几个方面：将皮带1水平段进行延长，同时将T型皮带限位端7放置于皮带水平段下方中央处，同时中央托辊支架31中间位置为带限位挡板的凹槽结构，以适用于皮带T型限位端7，同时在端头将主驱动轮进行分解，选用两个长度较小的主驱动轮进行替代。此实施例将侧向限位轴承的数量降到最小，结构最为简单，同时将皮带水平段进行延长，增加了皮带单次运送量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护的范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种土压平衡盾构隧道防跑偏皮带传送机，其特征在于：

包括多段式支架及设置在支架上的托辊、设置在托辊上的皮带和设置于支架上的皮带限位机构；

所述皮带包含有限位段；

所述限位机构与皮带限位段形成卡扣式限位配合，并且滚动接触；

具体为下述四种结构：

结构（1）：

所述支架为三段式结构，包括中央支架和两侧向支架，各段支架上设置有托辊，托辊上设置有皮带；

所述皮带在中间托辊的两端垂下有限位段，所述限位段相对中间开有槽口结构，所述槽口开口处设置有限位挡板；

所述限位机构连接到中央支架，为T型结构，侧面板可卡入皮带限位段，侧面板两端与皮带槽口接触处设置有万向轮；

结构（2）：

所述支架为三段式结构，包括中央支架和两侧向支架，各段支架上设置有托辊，托辊上设置有皮带；

所述皮带在中间托辊的两端垂下有限位段，所述限位段下端水平向中间延伸，形成相对的T型结构；

所述限位机构连接到中央支架形成槽口结构，槽口开口处设置有限位挡板；槽口上端延伸形成平板结构；

所述皮带与限位结构接触处设置有滚动轴承；

结构（3）：

所述支架为三段式结构，包括中央支架和两侧向支架，各段支架上设置有托辊，托辊上设置有皮带；

所述皮带中间设置有限位段，所述限位段垂下延伸，形成相对的T型结构；

所述限位机构设置在中央支架上端形成槽口结构，槽口开口处设置有限位挡板；

所述皮带限位段与限位结构接触处设置有滚动轴承；

结构（4）：

所述支架为三段式结构，包括中央支架和两侧向支架，各段支架上设置有托辊，托辊上设置有皮带；

所述皮带中间设置有限位段，所述限位段垂下延伸，形成相对的T型结构；

所述限位机构设置在中央支架上端形成槽口结构，槽口开口处设置有限位挡板；

所述皮带限位段与限位结构接触处设置有滚动轴承。

2.根据权利要求1所述的皮带传送机，其特征在于：所述多段式支架为凹形结构。

3.根据权利要求1所述的皮带传送机，其特征在于：所述限位机构和皮带限位段中，一个为槽口结构，另一个为T型结构。

4.根据权利要求2所述的皮带传送机，其特征在于：所述槽口结构开口处设置有限位挡板。

5.根据权利要求1所述的皮带传送机，其特征在于：所述限位机构对称设置于中间段支架或者两端支架上。

6.根据权利要求1所述的皮带传送机，其特征在于：所述滚动接触的装置为万向轮或者滚动轴承。

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