CN213953602U - 一种用于盾构的鱼鳍式稳定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于盾构的鱼鳍式稳定装置，包括设于盾体内的驱动组件和鱼鳍式稳定板，鱼鳍式稳定板与盾体铰接，驱动组件通过凸轮机构推动鱼鳍式稳定板转动伸出盾体。本实用新型通过鱼鳍式稳定板在驱动组件的驱动下伸出盾体切入地层中，抵抗盾构机在工作过程中对盾体产生的巨大的扭矩，防止盾体偏转，同时鱼鳍式稳定装置较常规圆柱形或矩形盾体稳定装置相比，能够减小盾体前进方向的阻力。该鱼鳍式稳定装置采用鱼鳍状稳定板能够很容易的切入破碎、松软的岩石地层或者软土地层中，防止盾体的偏转，解决了现有技术中的稳定装置在破碎、松软的岩石地层或者软土地层中稳定效果不好的问题，使得该鱼鳍式稳定装置的适用范围更广，稳定效果更好。

Description

一种用于盾构的鱼鳍式稳定装置

技术领域

本实用新型涉及盾构施工领域，尤其涉及一种用于盾构的鱼鳍式稳定装置。

背景技术

盾体以其良好的经济性、可靠性和高效性等特点，在地铁、隧道和地下管廊等项目施工中有着广泛的应用。盾体在掘进过程中，依靠刀盘的转动，实现对开挖面渣土的切削开挖，在此过程中，刀盘会受到岩土介质轴向向后的作用力以及与刀盘转动方向相反的扭矩，如果盾体自身无法提供足够的扭矩抵抗，该扭矩就会使盾体在掘进过程中产生旋转，严重时会影响盾体的正常工作，甚至产生安全隐患。

申请公布日为2019年3月8号公布号为CN109441465A的发明专利公开了一种盾体稳定装置及盾体，包括工作驱动件及设于所述工作驱动件工作端的矩形撑靴，所述矩形撑靴的长边沿盾体的转动方向布置，所述矩形撑靴的短边沿盾体的掘进方向布置。该装置掘进时通过工作驱动件将撑靴伸出，顶紧在洞壁上，依靠撑靴与洞壁的摩擦力来防止盾体姿态滚转，而且由于矩形撑靴的长边沿盾体的转动方向布置，其使得盾体在转动方向的受力面积大，所产生阻止盾体转动的阻力大，防止了盾体发生侧滚的现象。但是该种装置在岩石地层中，应用效果良好，但在软弱地层中，撑靴提供的摩擦力极其有限，不足以防止盾体姿态的滚转，因此有必要设计一种能适应多种地层、提供大抵抗力、能够有效防止盾体滚转的鱼鳍式盾体稳定装置。

实用新型内容

针对上述的技术问题，本实用新型提出一种用于盾构的鱼鳍式稳定装置施工方法，用以解决现有技术中盾体稳定装置应用于软弱地层效果不好的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种用于盾构的鱼鳍式稳定装置，包括设于盾体内的驱动组件和鱼鳍式稳定板，所述鱼鳍式稳定板与盾体铰接，所述驱动组件通过凸轮机构推动鱼鳍式稳定板转动伸出盾体。通过鱼鳍式稳定板在驱动组件的驱动下伸出盾体能够切入软弱地层中，通过嵌入地层中防止盾体偏转，解决了现有技术中的盾体稳定装置仅依靠摩擦力进行撑紧导致无法在软弱地层中使用的弊端。

进一步地，为了便于安装、检修驱动组件和鱼鳍式稳定板，避免核心部件在动过过程中受地层压力、渣土影响，包括设于盾体内的稳定器箱体，所述驱动组件和鱼鳍式稳定板设于稳定器箱体外侧，所述稳定器箱体外侧设有供鱼鳍式稳定板伸出盾体外的开口。

进一步地，为了保障稳定装置的结构的可靠性，设计结构简单，所述鱼鳍式稳定板铰接在稳定器箱体内。提高可靠性，减少维修风险。

进一步地，为了提高驱动效率，所述驱动组件包括驱动油缸，所述驱动油缸的固定端与稳定器箱体铰接，驱动油缸的工作端通过凸轮机构与鱼鳍式稳定板连接。

进一步地，为了能够带动鱼鳍式稳定板转动，所述凸轮机构为凸轮机构，所述凸轮机构一端与驱动油缸的工作端铰接、另一端通过驱动销轴与鱼鳍式稳定板固定连接。

进一步地，为了便于鱼鳍式稳定板的转动，所述鱼鳍式稳定板通过驱动销轴与稳定器箱体铰接。

进一步地，为了提高盾体周向旋转时的阻力，所述鱼鳍式稳定装置的宽大稳定板结构与地层具有较大的支撑面积。

进一步地，为了提高鱼鳍式稳定板在地层中的耐磨性，所述鱼鳍式稳定板表面设置有耐磨层或采用耐磨板材制成。

进一步地，为了方便检修鱼鳍式稳定板，所述稳定器箱体上设有检修口，检修口上连接有检修板。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过鱼鳍式稳定板在驱动组件的驱动下伸出盾体切入地层中，通过嵌入地层的扇形结构，在周向产生较大的接触面积，抵抗盾构机在工作过程中对盾体产生的巨大的扭矩，防止盾体姿态的偏转，同时鱼鳍式稳定装置在前进方向相对圆柱形、矩形稳定器，仅为稳定板的厚度，且有坡口，能够减小盾体前进方向的阻力。该鱼鳍式稳定装置采用鱼鳍状稳定板能够较为缓慢的切入破碎、松软的岩石地层或者软土地层中，通过扇形嵌入周向抵抗盾体滚转，解决了现有技术中的稳定装置在破碎、松软的岩石地层或者软土地层中稳定效果不好的问题，使得该鱼鳍式稳定装置扩展了稳定器的应用范围；通过凸轮机构能够将液压油缸的作用力传递给鱼鳍式稳定板，在有效的空间内达到驱动力的传递及增扭作用，对抵抗盾构机在工作过程中对盾体产生的巨大的扭矩起到了增效的作用。

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为本实用新型在盾体内的结构示意图；

图2为本实用新型的主视图；

图3为本实用新型伸出状态下的主视图；

图4为图1中Ⅰ的局部放大图。

图中：1-盾体，2-稳定板，3-驱动销轴，4-凸轮机构，5-驱动油缸，6-稳定器箱体，7-检修板，8-驱动销轴密封。

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~图4所示，本实用新型的实施例1所述的一种用于盾构的鱼鳍式稳定装置，该鱼鳍式稳定装置设置在盾体1的左右两侧下方，盾体1即盾构机的壳体，鱼鳍式稳定装置的大小、尺寸及重量等可结合盾体1本身的结构及需求合理设计，使其能够更加紧固的卡紧在开挖出的隧洞壁上；鱼鳍式稳定装置包括设于盾体1内的驱动组件，驱动组件的工作端设有鱼鳍式稳定板，所述鱼鳍式稳定板与盾体1铰接，所述驱动组件通过凸轮机构推动鱼鳍式稳定板转动伸出盾体1。鱼鳍式稳定板在驱动组件的驱动下伸出盾体1后，鱼鳍式稳定板与地层接触的部位形成刃口形状，能够切入地层中，通过卡住地层可有效提高盾体1周向旋转时与土体之间的阻力，抵抗盾构机在工作过程中对盾体产生的巨大的扭矩，防止盾体1姿态的偏转，同时鱼鳍式稳定板的刃口能够减小盾体前进方向的阻力。并且，该鱼鳍式稳定板上宽大的腹板采用鱼鳍状结构，能够很容易的切入破碎、松软的岩石地层或者软土地层中，防止盾体1的偏转，解决了现有技术中的稳定装置仅依靠摩擦力进行撑紧在隧洞壁上，导致在破碎、松软的岩石地层或者软土地层中稳定效果不好的问题，使得该鱼鳍式稳定装置的适用范围更广，稳定效果更好。此外，该稳定装置连接有上位机监控系统，可根据盾构机盾体内安装的倾角传感器的数据反馈，自动控制鱼鳍式稳定板的伸出状态，确保盾体保持良好的姿态。

进一步地，如图2和图3所示，还包括设于盾体1内的稳定器箱体6，所述驱动组件和鱼鳍式稳定板设于稳定器箱体6上，通过稳定器箱体6便于安装驱动组件和鱼鳍式稳定板。具体地，鱼鳍式稳定板安装于稳定器箱体6外侧，稳定器箱体6对鱼鳍式稳定板起到较好的支撑，并且稳定器箱体6上设有供鱼鳍式稳定板伸出盾体1外的开口，使得鱼鳍式稳定板能在驱动组件的驱动下从稳定器箱体6内从开口伸出稳定器箱体6和盾体1外切入土层中；驱动组件安装于稳定器箱体6外侧，避免盾体外的高压力泥浆进入稳定器箱体1后会损坏驱动组件，仅仅将鱼鳍式稳定板结构置于高压力泥浆中，增加了系统结构的可靠性和检修驱动组件的便利性。

进一步地，如图2所示，所述鱼鳍式稳定板2通过铰接在稳定器箱体6内进行转动，能够转出稳定器箱体6和盾体1外切入土层。

进一步地，如图2所示，所述驱动组件包括驱动油缸5，驱动油缸5的工作端即伸缩端通过凸轮机构4与鱼鳍式稳定板2连接用于推动鱼鳍式稳定板2转动，凸轮机构4能够将液压油缸的作用力传递给鱼鳍式稳定板，在有效的空间内达到驱动力的传递及增扭作用，对抵抗盾构机在工作过程中对盾体产生的巨大的扭矩起到了增效的作用，所述驱动油缸5的固定端通过铰接座铰接在稳定器箱体6外侧，避免驱动油缸5在推动鱼鳍式稳定板2转动过程中卡死。此外，驱动油缸5上安装有压力传感器和行程传感器，实时监测鱼鳍式稳定板在相应地层中的受力情况，反馈给上位机监控系统，结合盾构机内行程传感器的数据反馈，能够按需调整鱼鳍式稳定板的伸出长度。当掘进地层对鱼鳍式稳定板压力过大时，可通过驱动油缸上的压力传感器和行程传感器，及时自动调整鱼鳍式稳定板的伸出长度，防止异常情况损坏鱼鳍式稳定装置所带来的不利影响。

进一步地，如图2所示，所述凸轮机构4一端与驱动油缸5的工作端即伸缩端铰接，使得驱动油缸5工作时，凸轮机构4与驱动油缸5的伸缩端能够产生相对转动，凸轮机构4的另一端通过驱动销轴3与鱼鳍式稳定板2固定连接，使得凸轮机构4该端部通过驱动销轴3带动鱼鳍式稳定板2同步转动，起到推动鱼鳍式稳定板2转动的作用。

进一步地，如图2所示，所述鱼鳍式稳定板2通过驱动销轴3与稳定器箱体6铰接，具体地，驱动销轴3穿设在稳定器箱体6上，驱动销轴3中部与鱼鳍式稳定板2固定连接，驱动销轴3两端通过轴承与稳定器箱体6转动连接，并且，驱动销3上设有驱动销轴密封8与稳定器箱体6密封连接，具体地，驱动销轴密封8每侧由有两道唇形密封组成，可注入油脂进行润滑，同时可防止鱼鳍式稳定板2工作腔内的高压力泥浆渗透进入盾体内，起到有效的阻隔作用；驱动销轴3位于稳定器箱体6外侧的一端与凸轮机构4远离驱动油缸5的一端固定连接。

进一步地，所述鱼鳍式稳定板2表面设有耐磨层，用于增加鱼鳍式稳定板2表面的耐磨性，增大其切入土层中的阻力。

进一步地，如图2所示，所述稳定器箱体6上设有检修口，检修口上连接有检修板7。当鱼鳍式稳定板2损坏时，可将稳定器箱体6的检修口打开，通过专用工装将鱼鳍式稳定板2拉出，达到便于检修的目的。

实施例2，其与实施例1的区别在于，所述鱼鳍式稳定板2采用耐磨板材制成。

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)

1.一种用于盾构的鱼鳍式稳定装置，其特征在于，包括设于盾体（1）内的驱动组件和鱼鳍式稳定板（2），所述鱼鳍式稳定板（2）与盾体（1）铰接，所述驱动组件通过凸轮机构推动鱼鳍式稳定板（2）转动伸出盾体（1）。

2.根据权利要求1所述的用于盾构的鱼鳍式稳定装置，其特征在于，还包括设于盾体（1）内的稳定器箱体（6），所述驱动组件和鱼鳍式稳定板设于稳定器箱体（6）外侧，所述稳定器箱体（6）外侧设有供鱼鳍式稳定板伸出盾体（1）外的开口。

3.根据权利要求2所述的用于盾构的鱼鳍式稳定装置，其特征在于，所述鱼鳍式稳定板（2）铰接在稳定器箱体（6）内。

4.根据权利要求3所述的用于盾构的鱼鳍式稳定装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动油缸（5），所述驱动油缸（5）的固定端与稳定器箱体（6）铰接，驱动油缸（5）的工作端通过凸轮机构（4）与鱼鳍式稳定板（2）连接。

5.根据权利要求4所述的用于盾构的鱼鳍式稳定装置，其特征在于，所述凸轮机构（4）一端与驱动油缸（5）的工作端铰接、另一端通过驱动销轴（3）与鱼鳍式稳定板（2）固定连接。

6.根据权利要求5所述的用于盾构的鱼鳍式稳定装置，其特征在于，所述鱼鳍式稳定板（2）通过驱动销轴（3）与稳定器箱体（6）铰接。

7.根据权利要求3~6任一项所述的用于盾构的鱼鳍式稳定装置，其特征在于，所述鱼鳍式稳定板（2）表面设有耐磨层。

8.根据权利要求3~6任一项所述的用于盾构的鱼鳍式稳定装置，其特征在于，所述鱼鳍式稳定板（2）采用耐磨板材制成。

9.根据权利要求7所述的用于盾构的鱼鳍式稳定装置，其特征在于，所述稳定器箱体（6）上设有检修口，检修口上连接有检修板（7）。

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