CN216553921U - 一种用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置及盾构机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，包括与推进油缸可拆卸连接的单缸撑靴，单缸撑靴上可拆卸设有左套筒和右套筒，左套筒和右套筒内均设有竖向限位的弹性调节组件，弹性调节组件的上部可拆卸设有万向轮。本实用新型采用大压缩量和可调节的轮式单缸防旋转结构，解决撑靴与尾盾壳体之间变化量大的问题；并通过竖向限位结构，使万向轮只能以滚动的方式与盾体接触，使得撑靴任意摆动均不影响该装置的正常工作，可以有效解决撑靴旋转造成的管片破损问题。

Description

一种用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置及盾构机

技术领域

本实用新型涉及盾构施工技术领域，特别是指一种用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置及盾构机。

背景技术

盾构机油缸在推进或收缩过程当中，单根油缸因自身内部结构原因：1）油缸内部液压油在流动过程中的涡流作用造成的施力不均；2）油缸活塞杆密封和缸内壁摩擦力不均匀，和受到偏载导致撑靴会发生旋转，使单油缸撑靴会刮蹭到盾尾内侧壳体，长时间的磨损会导致尾盾内壁被磨损出很深的沟槽，同时因撑靴旋转导致靴板与管片的接触面积变小，在相同推力的作用下使得局部压强过大，由此造成管片损毁。目前，被动铰接盾构因为在转弯状态下，推进油缸全部伸出时撑靴与尾盾壳体之间的间距变化量大，一直以来没有相适应的单缸防旋转装置。

现有技术中，如公告号为CN 206801565 U的一种单根油缸撑靴防旋转装置，将其应用于被动铰接盾构具有以下不足之处：1、主动铰接盾构撑靴相对于尾盾不会发生相对移动，滚动轴承可以沿着掘进方向滚动；而被动铰接盾构撑靴相对于尾盾会发生相对摆动，具有一个方向滚动的滚动轴承不适用于被动铰接，当侧向力过大存在卡死的风险；2、因被动铰接盾构撑靴相对于尾盾会发生相对摆动，上述装置的导杆周向无限位结构，在侧向扭矩的作用下，滚动轮整体发生旋转，滚动变成滑动，容易损坏轴承。3、现有防旋转装置是焊接在撑靴上，可调整范围小，不具有大幅度的可调整性。

实用新型内容

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提出一种用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置及盾构机，用以解决上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，包括与推进油缸可拆卸连接的单缸撑靴，单缸撑靴上可拆卸设有左套筒和右套筒，左套筒和右套筒内均设有竖向限位的弹性调节组件，弹性调节组件的上部可拆卸设有万向轮。

进一步，所述单缸撑靴上设有长腰型孔，左套筒和右套筒通过与长腰型孔相配合的固定螺栓与单缸撑靴相连接。

进一步，所述单缸撑靴的前部可拆卸设有靴板，单缸撑靴的前端面上设有定位槽，定位槽内设有垫板，垫板位于靴板与单缸撑靴之间，靴板、垫板均通过固定螺栓与单缸撑靴相连接。

进一步，所述弹性调节组件包括活塞杆和套设在活塞杆上的压簧，左套筒和右套筒上设有用于限位活塞杆的C型卡块，C型卡块与活塞杆之间设有竖向限位结构，活塞杆与盾体相应的一端可拆卸设有轮架，万向轮设置在轮架上，活塞杆的另一端可拆卸设有调节件。

进一步，所述竖向限位结构包括与活塞杆一体成型设置的限位块和设置在C型卡块内壁上的竖向限位槽，限位块位于竖向限位槽内且与竖向限位槽滑动配合。所述C型卡块通过第一螺栓与左套筒或右套筒可拆卸连接。

进一步，所述调节件包括与活塞杆相配合的调节螺母，调节螺母通过锁紧螺母与左套筒或右套筒相连接。所述左套筒或/和右套筒的外壁上设有加油杯。

一种盾构机，包括所述的用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置。

其中，所述推进油缸沿盾体周向设置；所述盾体包括前盾、中盾和尾盾，所述中盾和尾盾通过铰接油缸铰接，所述推进油缸位于通过限位环与中盾相连接，可拆式单缸防旋转装置位于推进油缸的伸缩端且与尾盾相对应。

本实用新型采用大压缩量和可调节的轮式单缸防旋转结构，解决撑靴与尾盾壳体之间变化量大的问题；并通过竖向限位结构，使万向轮只能以滚动的方式与盾体接触，使得撑靴任意摆动均不影响该装置的正常工作，可以有效解决撑靴旋转造成的管片破损问题。本实用新型可以根据不同的转弯半径调整不同点位的初始安装位置，可以让圆周方向布置的单缸防旋转装置在每一个点位都可以达到最佳的工作状态，提高单缸防旋转效果，降低了推进过程管片的破损率，提高了工作效率和施工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例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为可拆式单缸防旋转装置安装位置结构布置图。

图2为可拆式单缸防旋转装置在转弯状态下的工作示意图。

图3为可拆式单缸防旋转装置在盾体内圆周方向布置的示意图。

图4为可拆式单缸防旋转装置结构示意图。

图5为图4中B-B剖视图。

图6为图5中A-A剖视图。

图7为竖向限位结构示意图。

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4、5所示，实施例1，一种用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，包括与推进油缸3可拆卸连接的单缸撑靴5，单缸撑靴5上可拆卸设有左套筒9和右套筒10，单缸撑靴作为连接件，将左套筒9和右套筒10连接在推进油缸的端部。左套筒9和右套筒10内均设有竖向限位的弹性调节组件，弹性调节组件的上部可拆卸设有万向轮18。在竖向限位的弹性调节组件作用下，万向轮只能以滚动的方式与盾体接触，使得撑靴任意摆动均不影响该装置的正常工作。本实用新型的关键零部件之间采用可拆卸的方式连接，拆除更换方便。

进一步，如图6所示，所述单缸撑靴5上设有长腰型孔，左套筒9和右套筒10通过与长腰型孔相配合的固定螺栓8与单缸撑靴5相连接；即通过固定螺栓与长腰型孔的连接，可用于小范围内调节左套筒9和右套筒10的相对单缸撑靴5的位置，使装置适用于不同的转弯半径。单缸撑靴5的前部可拆卸设有靴板7，单缸撑靴5的前端面上设有定位槽，定位槽内设有垫板6，垫板6位于靴板7与单缸撑靴5之间，靴板7、垫板6均通过固定螺栓8与单缸撑靴5相连接。垫板6、靴板7与单缸撑靴5的连接也为固定螺栓8与长腰型孔的配合，可以沿着撑靴上下移动调整撑靴与尾盾壳体之间的间隙。当推进油缸伸出时，单缸撑靴相对尾盾的距离逐渐减小。为了适应不同点位的间隙调整范围，即不能使得压力过大对尾盾造成影响，更不能使得压力过小起不到单缸撑靴防旋转的作用，采用上下可移动调整的左套筒9、右套筒10以及可拆式螺栓连接的万向轮支架17设计。

实施例2，一种用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，在实施例1的基础上，所述弹性调节组件包括活塞杆14和套设在活塞杆14下部的压簧13，压簧位于左套筒9和右套筒10内部。可拆卸式万向轮支架设计，使活塞杆14可以在左套筒9和右套筒10底部抽出更换，提高更换效率。左套筒9和右套筒10上设有用于限位活塞杆14的C型卡块15， C型卡块15通过第一螺栓16与左套筒9或右套筒10可拆卸连接，便于拆装。C型卡块15与活塞杆14之间设有竖向限位结构，使活塞杆只能进行竖向上下运动，确保万向轮与盾体的接触始终为滚动摩擦。活塞杆14与盾体相应的一端可拆卸设有轮架17，万向轮18设置在轮架17上且通过螺栓固定；螺栓上套设有垫片20且通过螺母19固定。活塞杆14的另一端可拆卸设有调节件；通过调节件调节压簧的预紧力及活塞杆在左套筒9或右套筒10内的位置，进而调节万向轮相对盾体的距离。万向轮18可以沿着尾盾2壳体内侧任意方向滚动，在压簧13的作用下活塞杆14可以上下移动，从而带动万向轮支架17、万向轮18上下移动，解决撑靴与尾盾壳体之间变化量大的问题。

进一步，如图7所示，所述竖向限位结构包括与活塞杆14一体成型设置的限位块4-1和设置在C型卡块15内壁上的竖向限位槽4-2，限位块4-1位于竖向限位槽4-2内且与竖向限位槽4-2滑动配合。通过上述竖向限位结构可以有效解决撑靴旋转造成的管片破损问题。

进一步，所述调节件包括与活塞杆14相配合的调节螺母11，调节螺母11通过锁紧螺母12与左套筒9或右套筒10相连接。所述左套筒9或/和右套筒10的外壁上设有加油杯21，加油杯用于向左套筒9或右套筒10注入润滑油或油脂，确保活塞杆的顺利伸缩动作。调节螺母11的中部设有与活塞杆相配合的定位槽，确保活塞杆同轴线运动，防止发生倾斜。通过调节螺母调节压簧的预紧力，使万向轮始终与盾体内表面保持良好滚动接触。

实施例3：如图1、2所示，一种盾构机，包括实施例2所述的用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置100。所述推进油缸3沿盾体周向设置；所述盾体包括前盾、中盾和尾盾，所述中盾和尾盾通过铰接油缸铰接，所述推进油缸3位于通过限位环4与中盾相连接，可拆式单缸防旋转装置位于推进油缸3的伸缩端且与尾盾相对应。被动铰接盾构铰接环在尾盾结构上，推进油缸安装在中盾，当盾构机转弯时，尾盾会随着主机转弯姿态自适应调整自身的姿态，继而整个推进液压缸安装在不同点位与尾盾的相对位置均不相同。可拆式单缸防旋转装置沿盾体周向设置，可以根据不同的转弯半径调整不同点位的初始安装位置。采用大压缩量和可调节的轮式单缸防旋转结构，解决撑靴与尾盾壳体之间变化量大的问题，

中盾1和尾盾2通过铰接油缸连接，铰接油缸系统有：保持、释放、拉回三个模式。在正常掘进时，铰接油缸处于保持模式，推进油缸撑靴和尾盾壳体受地层摩擦力处于相对摆动状态，尤其是在转弯状态下，如图3所示，在圆周方向布置的示意图，在水平转弯或者上下爬坡转弯过程中，不同点位的撑靴与尾盾壳体之间的间隙各不相同。为了实现不同转弯半径和不同点位条件下，撑靴与尾盾壳体之间的间隙可调整，调整不同点位的撑靴与尾盾壳体之间的间隙可以通过以下三种途径：

1、根据不同点位的需求，更换较长或较短的万向轮支架17；2、根据不同点位的需求，调整左套筒9和右套筒10的初始安装位置；3、根据不同点位的需求，调整调节螺母11，使得压簧13带动活塞杆14上下移动。通过上述三种方法相互调整，可以让圆周方向布置的单缸防旋转装置在每一个点位都可以达到最佳的工作状态。

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 (10)

1.一种用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，其特征在于：包括与推进油缸（3）可拆卸连接的单缸撑靴（5），单缸撑靴（5）上可拆卸设有左套筒（9）和右套筒（10），左套筒（9）和右套筒（10）内均设有竖向限位的弹性调节组件，弹性调节组件的上部可拆卸设有万向轮（18）。

2.根据权利要求1所述的用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，其特征在于：所述单缸撑靴（5）上设有长腰型孔，左套筒（9）和右套筒（10）通过与长腰型孔相配合的固定螺栓（8）与单缸撑靴（5）相连接。

3.根据权利要求2所述的用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，其特征在于：所述单缸撑靴（5）的前部可拆卸设有靴板（7），单缸撑靴（5）的前端面上设有定位槽，定位槽内设有垫板（6），垫板（6）位于靴板（7）与单缸撑靴（5）之间，靴板（7）、垫板（6）均通过固定螺栓（8）与单缸撑靴（5）相连接。

4.根据权利要求1~3任一项所述的用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，其特征在于：所述弹性调节组件包括活塞杆（14）和套设在活塞杆（14）上的压簧（13），左套筒（9）和右套筒（10）上设有用于限位活塞杆（14）的C型卡块（15），C型卡块（15）与活塞杆（14）之间设有竖向限位结构，活塞杆（14）与盾体相应的一端可拆卸设有轮架（17），万向轮（18）设置在轮架（17）上，活塞杆（14）的另一端可拆卸设有调节件。

5.根据权利要求4所述的用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，其特征在于：所述竖向限位结构包括与活塞杆（14）一体成型设置的限位块（4-1）和设置在C型卡块（15）内壁上的竖向限位槽（4-2），限位块（4-1）位于竖向限位槽（4-2）内且与竖向限位槽（4-2）滑动配合。

6.根据权利要求5所述的用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，其特征在于：所述C型卡块（15）通过第一螺栓（16）与左套筒（9）或右套筒（10）可拆卸连接。

7.根据权利要求5或6所述的用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，其特征在于：所述调节件包括与活塞杆（14）相配合的调节螺母（11），调节螺母（11）通过锁紧螺母（12）与左套筒（9）或右套筒（10）相连接。

8.根据权利要求7所述的用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置，其特征在于：所述左套筒（9）或/和右套筒（10）的外壁上设有加油杯（21）。

9.一种盾构机，其特征在于：包括如权利要求1~3、5、6、8任一项所述的用于被动铰接盾构的可拆式单缸防旋转装置。

10.根据权利要求9所述的盾构机，其特征在于：所述推进油缸（3）沿盾体周向设置；所述盾体包括前盾、中盾和尾盾，所述中盾和尾盾通过铰接油缸铰接，所述推进油缸（3）位于通过限位环（4）与中盾相连接，可拆式单缸防旋转装置位于推进油缸（3）的伸缩端且与尾盾相对应。

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