CN210858732U - 一种用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，包括刀盘，刀盘与主驱动相连接，主驱动与前中盾相连接，所述前中盾和主驱动均与第一支撑机构相连接，前中盾和第一支撑机构均与第二支撑机构活动连接。本实用新型通过主动铰接结构将盾构机主机分为可以相对运动的两大部分，从而实现了超大直径主动铰接盾构机小转弯问题，利用双米字梁结构设计，相互独立的米字梁之间满足了盾构机整体姿态调整的需要，并且通过双米字梁结构实现主驱动独立伸缩、独立摆动功能，能够提升超大直径盾构机的掘进姿态灵活性。

Description

一种用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机

技术领域

本实用新型涉及隧道施工装备的技术领域，尤其涉及一种用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机。

背景技术

盾构机作为当今地下隧道施工先进的装备，在国内外地下隧道建设中应用广泛。随着城市的发展，地下隧道工程的需求也趋向于“大直径、小曲线、智能化”。

目前，超大直径盾构机的主机结构设计多为直筒式，主机整体长度较长，很难满足小曲线转弯需求；现有的常规盾构机中，主动铰接结构形式的盾构机能够实现小曲线转弯，在申请号为“201820919887.8”、专利名称为“一种具有多节球面铰接结构的盾构机”中公开了一种适用于盾构机转弯的结构，但是主动铰接的盾构机铰接系统是两个盾之间的连接，与主驱动（带刀盘）为一个整体，无法实现刀盘独立伸缩和摆动超挖动作提供小曲线转弯的前提条件，整个主机的掘进姿态调整控制不够灵活。

实用新型内容

针对主动铰接的盾构机铰接系统是两个盾之间的连接，与带刀盘的主驱动为一个整体，无法实现刀盘独立伸缩和摆动超挖动作提供小曲线转弯的前提条件，整个主机的掘进姿态调整控制不够灵活的技术问题，本实用新型提出一种用于小曲线转弯的大直径双米字主动铰接盾构机。

为了解决上述问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，包括刀盘，刀盘与主驱动相连接，主驱动与前中盾相连接，所述前中盾和主驱动均与第一支撑机构相连接，前中盾和第一支撑机构均与第二支撑机构活动连接。

优选地，所述第一支撑机构包括前米字梁，前米字梁与前中盾固定连接，前米字梁分别与主驱动和第二支撑机构活动连接。

优选地，所述前米字梁包括外圈大环梁，外圈大环梁通过连接支撑架与内圈小环梁固定连接；所述外圈大环梁与前中盾固定连接，前中盾和外圈大环梁均与第二支撑机构活动连接，内圈小环梁与主驱动活动连接。

优选地，所述前米字梁与前中盾为一体化机构。

优选地，所述外圈大环梁焊接在前中盾的内侧，前中盾通过活动组件与第二支撑机构活动连接，外圈大环梁通过动力机构与第二支撑机构活动连接，内圈小环梁通过主驱动铰接油缸与主驱动活动连接且主驱动铰接油缸周向布置在内圈小环梁和主驱动之间。

优选地，所述活动组件包括铰接环，铰接环分别与外圈大环梁和第二支撑机构相连接。

优选地，所述动力机构包括盾体主动铰接系统，盾体主动铰接系统分别与外圈大环梁和第二支撑机构相连接且盾体主动铰接系统周向布置在外圈大环梁和第二支撑机构之间。

优选地，所述铰接环包括铰接内环和铰接外环且铰接内环与铰接外环相互嵌套成铰接结构，铰接内环与前中盾固定连接，铰接外环与第二支撑机构相连接。

优选地，所述第二支撑机构包括后米字梁，后米字梁与中尾盾固定连接，后米子梁与活动组件中的铰接外环固定连接，后米子梁通过动力机构中的盾体主动铰接系统与前米字梁中的外圈大环梁活动连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过主动铰接油缸和主动铰接系统结构将盾构机主机分为可以相对运动的两大部分，两套独立铰接系统可以实现独立动作和协同动作，从而实现了超大直径主动铰接盾构机小转弯问题，并且利用前米字梁和后米字梁的双米字梁结构设计，相互独立的米字梁之间满足了主动铰接盾构机整体姿态调整的需要，并且通过双米字梁结构实现主驱动独立伸缩、独立摆动功能，能够提升超大直径盾构机的掘进姿态灵活性，解决了超大直径主动铰接盾构机小曲线转弯困难的问题，实现了主驱动带刀盘独立伸缩摆动功能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的盾构机主机结构示意图。

图2为本实用新型的盾构机主机结构右视图。

图3为图1中前米字梁的结构示意图。

图4为本实用新型中双米字梁铰接系统独立动作状态示意图。

图5为本实用新型中主驱动铰接系统独立动作状态示意图。

图6为本实用新型中主机双铰接系统协同动作状态示意图。

图中，1为刀盘，2为主驱动，3为前中盾，4为主驱动铰接油缸，5为前米字梁，6为盾体主动铰接系统，7为铰接环，8为后米字梁，9为中尾盾，10为外圈大环梁，11为连接支撑梁，12为内圈小环梁。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，包括刀盘1，刀盘1与主驱动2相连接，刀盘1和主驱动2为整体结构，其中刀盘1连接在主驱动2前端，连接形式为法兰螺栓固定，主驱动2上布置有若干个驱动电机提供刀盘扭矩，主驱动2与前中盾3相连接，所述前中盾3和主驱动2均与第一支撑机构相连接，前中盾、主驱动与第一支撑机构整体共同组成盾构机主机的前体结构，前中盾3和第一支撑机构均与第二支撑机构活动连接。

所述第一支撑机构包括前米字梁5，前米字梁的结构形式采用后凸结构用于减短前中盾长度，前米字梁5与前中盾3固定连接，前米字梁5与前中盾3为一体化机构，前米字梁5分别与主驱动2和第二支撑机构活动连接。

如图3所示，所述前米字梁5包括外圈大环梁10，外圈大环梁10通过连接支撑架11与内圈小环梁12固定连接；所述外圈大环梁10与前中盾3固定连接，前中盾3和外圈大环梁10均与第二支撑机构活动连接，内圈小环梁12与主驱动2活动连接。

所述外圈大环梁10焊接在前中盾3的内侧，前中盾3通过活动组件与第二支撑机构活动连接，外圈大环梁10通过动力机构与第二支撑机构活动连接，内圈小环梁12通过主驱动铰接油缸4与主驱动2活动连接，主驱动2后部焊有油缸耳座，连接主驱动铰接油缸4前端，内圈小环梁12沿掘进方向前部周向焊接若干油缸耳座，安装固定主驱动铰接油缸4，主驱动铰接油缸4周向布置在内圈小环梁12和主驱动2之间且各主驱动铰接油缸4为上下左右分组独立控制，主动驱动铰接油缸与油缸耳座连接形式为销轴耳座连接，实现主驱动带刀盘伸缩、摆动动作，如图5所示，主驱动铰接油缸4独立控制，前米字梁5提供油缸伸缩摆动的作用反力，实现刀盘的伸缩和摆动超挖动作，模拟转完后摆动夹角为α。

所述活动组件包括铰接环7，铰接环为球关节结构并设计有铰接密封，通过控制盾体主动铰接系统6实现盾构主机盾体姿态调整，铰接环7分别与外圈大环梁10和第二支撑机构相连接，铰接环7包括铰接内环和铰接外环且铰接内环与铰接外环相互嵌套成铰接结构，铰接内环与前中盾3壳体后部固定连接，铰接外环与第二支撑机构中的中尾盾的前端焊接，形成主动铰接环，满足盾构机的姿态调整，如图4所示，主体前体和后体之间的盾体主动铰接系统6独立控制主机转弯，模拟转弯后转动夹角为θ。

所述动力机构包括盾体主动铰接系统6，盾体主动铰接系统6分别与外圈大环梁10和第二支撑机构相连接且盾体主动铰接系统6周向布置在外圈大环梁10和第二支撑机构之间，且各盾体主动铰接系统为上下左右分组独立控制，通过控制盾体主动铰接系统6的油缸伸缩来实现前中盾3和前米字梁5为整体结构伸缩和主机转弯动作。

所述第二支撑机构包括后米字梁8，后米字梁8与中尾盾9固定连接，后米字梁焊接在中尾盾9壳体前部且位于铰接环7的后部，后米字梁8与活动组件中的铰接外环固定连接，后米字梁8通过动力机构中的盾体主动铰接系统6与前米字梁5中的外圈大环梁10活动连接，利用前米字梁和后米字梁的双米字梁结构设计，相互独立的米字梁之间满足了主动铰接盾构机整体姿态调整的需要，并且通过双米字梁结构实现主驱动独立伸缩、独立摆动功能，能够提升超大直径盾构机的掘进姿态灵活性，后米字梁8前部焊有油缸耳座，连接盾体主动铰接系统6后端，外圈大环梁10沿掘进方向后部周向焊接若干油缸耳座，安装固定盾体主动铰接系统6，如图6所示，主驱动铰接油缸4系统和盾体主动铰接系统6协同作用，实现刀盘伸缩摆动超挖和前体后体主动铰接转弯姿态动作，通过主动铰接结构将盾构机主机分为可以相对运动的两大部分，从而实现了超大直径主动铰接盾构机小转弯问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，包括刀盘（1），刀盘（1）与主驱动（2）相连接，主驱动（2）与前中盾（3）相连接，其特征在于，所述前中盾（3）和主驱动（2）均与第一支撑机构相连接，前中盾（3）和第一支撑机构均与第二支撑机构活动连接。

2.根据权利要求1所述的用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，其特征在于，所述第一支撑机构包括前米字梁（5），前米字梁（5）与前中盾（3）固定连接，前米字梁（5）分别与主驱动（2）和第二支撑机构活动连接。

3.根据权利要求2所述的用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，其特征在于，所述前米字梁（5）包括外圈大环梁（10），外圈大环梁（10）通过连接支撑架（11）与内圈小环梁（12）固定连接；所述外圈大环梁（10）与前中盾（3）固定连接，前中盾（3）和外圈大环梁（10）均与第二支撑机构活动连接，内圈小环梁（12）与主驱动（2）活动连接。

4.根据权利要求2或3所述的用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，其特征在于，所述前米字梁（5）与前中盾（3）为一体化机构。

5.根据权利要求3所述的用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，其特征在于，所述外圈大环梁（10）焊接在前中盾（3）的内侧，前中盾（3）通过活动组件与第二支撑机构活动连接，外圈大环梁（10）通过动力机构与第二支撑机构活动连接，内圈小环梁（12）通过主驱动铰接油缸（4）与主驱动（2）活动连接且主驱动铰接油缸（4）周向布置在内圈小环梁（12）和主驱动（2）之间。

6.根据权利要求5所述的用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，其特征在于，所述活动组件包括铰接环（7），铰接环（7）分别与外圈大环梁（10）和第二支撑机构相连接。

7.根据权利要求5所述的用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，其特征在于，所述动力机构包括盾体主动铰接系统（6），盾体主动铰接系统（6）分别与外圈大环梁（10）和第二支撑机构相连接且盾体主动铰接系统（6）周向布置在外圈大环梁（10）和第二支撑机构之间。

8.根据权利要求6所述的用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，其特征在于，所述铰接环（7）包括铰接内环和铰接外环且铰接内环与铰接外环相互嵌套成铰接结构，铰接内环与前中盾（3）固定连接，铰接外环与第二支撑机构相连接。

9.根据权利要求2或3或5或6或7或8所述的用于小曲线转弯的大直径双米字梁主动铰接盾构机，其特征在于，所述第二支撑机构包括后米字梁（8），后米字梁（8）与中尾盾（9）固定连接，后米字梁（8）与活动组件中的铰接外环固定连接，后米字梁（8）通过动力机构中的盾体主动铰接系统（6）与前米字梁（5）中的外圈大环梁（10）活动连接。

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