CN216950372U - 一种盾构主驱动装置及具有其的盾构机 - Google Patents

Abstract

一种盾构主驱动装置及具有其的盾构机，该主驱动装置包括：盾构驱动箱；设置在所述盾构驱动箱上的主轴承；设置在所述盾构驱动箱上的主驱大法兰，所述主驱大法兰通过所述主轴承设置在所述盾构驱动箱上；所述主驱大法兰上设置有安装开口；设置在所述安装开口上的封堵法兰板；设置在所述主驱大法兰上的刀盘组件；设置在所述盾构驱动箱上的电机减速机；设置在所述主驱大法兰上的大齿圈，所述大齿圈与所述主驱大法兰同轴设置，所述电机减速机用于驱动所述大齿圈转动。本申请提供的技术方案，能够有效地提高盾构机在土压模式和TBM模式之间进行切换的速度，适应复杂多变的地层掘进需求，提高施工效率，降低施工成本。

Description

一种盾构主驱动装置及具有其的盾构机

技术领域

本实用新型涉及一种盾构主驱动装置，属于盾构机技术领域；本实用新型还涉及一种盾构机。

背景技术

在盾构机施工过程中，由于施工地层的复杂性，如在岩性完整、单轴抗压强度高的硬岩地层与黏土地层等复合区间掘进中，单一模式的盾构变得难以适用。纯土压模式，硬岩地层掘进中易造成刀具磨损大换刀频繁、施工进度缓慢等问题；纯TBM模式，黏土地层掘进中易造成刀盘结泥饼，渣土流动性差、出渣困难等问题，进而影响掘进效率。

因此，如何提供一种盾构主驱动装置，其能够有效地提高盾构机在土压模式和TBM模式之间进行切换的速度，适应复杂多变的地层掘进需求，提高施工效率，降低施工成本，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于能够有效地提高盾构机在土压模式和TBM模式之间进行切换的速度，适应复杂多变的地层掘进需求，提高施工效率，降低施工成本。本实用新型提供一种盾构主驱动装置，该主驱动装置包括：盾构驱动箱；设置在所述盾构驱动箱上的主轴承；设置在所述盾构驱动箱上的主驱大法兰，所述主驱大法兰通过所述主轴承设置在所述盾构驱动箱上；所述主驱大法兰上设置有安装开口；设置在所述安装开口上的封堵法兰板；设置在所述主驱大法兰上的刀盘组件；设置在所述盾构驱动箱上的电机减速机；设置在所述主驱大法兰上的大齿圈，所述大齿圈与所述主驱大法兰同轴设置，所述电机减速机用于驱动所述大齿圈转动。

根据本实用新型的实施方案，提供一种盾构主驱动装置：

一种盾构主驱动装置，该主驱动装置包括：盾构驱动箱；设置在所述盾构驱动箱上的主轴承；设置在所述盾构驱动箱上的主驱大法兰，所述主驱大法兰通过所述主轴承设置在所述盾构驱动箱上；所述主驱大法兰上设置有安装开口；设置在所述安装开口上的封堵法兰板；设置在所述主驱大法兰上的刀盘组件；设置在所述盾构驱动箱上的电机减速机；设置在所述主驱大法兰上的大齿圈，所述大齿圈与所述主驱大法兰同轴设置，所述电机减速机用于驱动所述大齿圈转动。

进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，该主驱动装置还包括：设置在所述封堵法兰板上的中心回转接头。

进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，该主驱动装置还包括：用于放置在所述安装开口处的出渣运输机构。

进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述出渣运输机构为皮带输送机或螺旋输送机。

进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述刀盘组件包括：土压模式刀盘、TBM模式刀盘。

进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述主驱大法兰的中心内孔结构与所述盾构驱动箱的内侧支架之间存在内侧面间隙、内端面间隙；所述主驱大法兰的外环结构与所述盾构驱动箱的外环支架之间存在外侧面间隙、外端面间隙；其中，所述该主驱动装置还包括：用于设置在所述内侧面间隙的内侧面密封结构；用于设置在所述内端面间隙的内端面密封结构；用于设置在所述外侧面间隙的外侧面密封结构；用于设置在所述外端面间隙的外端面密封结构。

进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，内侧面密封结构包括：设置在所述中心内孔结构内侧面的内密封；设置在所述中心内孔结构内侧面，用于压紧安装所述内密封的内密封压环；设置在所述内侧支架外环面上，用于与所述内密封抵触密封配合的内密封衬套。

进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，内端面密封结构包括：设置在所述内侧支架端面上的内端面密封压环；设置在所述内端面密封压环卡扣内的内端面密封，所述内端面密封用于与所述中心内孔结构内侧端面抵触密封配合。

进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述外侧面密封结构包括：设置在所述外环结构外环面的外密封；设置在所述外环结构外环面上，用于压紧安装所述外密封的外密封压环；设置在所述外环支架上用于与所述外密封抵触密封配合的外密封衬套。

进一步地，作为本实用新型一种更为优选地实施方案，所述外端面密封结构包括：设置在所述外环支架端面上的外端面密封压环；设置在所述外端面密封压环卡扣内的外端面密封，所述外端面密封用于与外环结构内的端面抵触密封配合。

根据本实用新型的第二个实施方案，提供一种盾构机：

一种盾构机，该盾构机包括：第一个实施方案所述盾构主驱动装置。

与现有技术相比，本申请提供的技术方案，通过设置在盾构驱动箱上的电机减速机的小齿圈带动大齿圈转动，进而带动主驱大法兰转动，在主轴承的作用下主驱大法兰能够平稳转动；主驱大法兰转动过程中，通过设置在其上的刀盘组件实现对前方土层或岩石层的掘进动作。其中，通过在主驱大法兰中中心设置安装开口，该安装开口与封堵法兰板相互配合，实现双模式的切换；在安装开口装上封堵法兰板时，适用于土压模式，在该模式下，盾构机能够更好地对前方土壤(土层)进行掘进，提高土层掘进的速度；在安装开口卸下封堵法兰板时，使用于TBM模式，在该模式下，岩层的砂石能够直接从安装开口处脱离掘进工作面，减低砂石对掘进端面刀具的磨损、卡齿的影响，进而使得盾构机能够更快、更平稳地对前方岩体(岩层)进行掘进，提高岩层掘进的速度，平稳性。本申请提供的技术方案，能够有效地提高盾构机在土压模式和TBM模式之间进行切换的速度，适应复杂多变的地层掘进需求，提高施工效率，降低施工成本。

附图说明

图1为本实用新型的实施例中盾构主驱动装置内部结构主视图；

图2为本实用新型的实施例中盾构主驱动装置在土压模式下的封堵法兰板16、土压模式刀盘17、中心回转接头18的结构位置示意图；

图3为本实用新型的实施例中盾构主驱动装置在TBM模式下的TBM模式刀盘19、出渣运输机构20的结构位置示意图；

图4为本实用新型的实施例中主驱大法兰正面结构示意图；

图5为本实用新型的实施例中主驱大法兰反面结构示意图；

图6为图1中标号Ⅰ处放大的，本实用新型的外侧面间隙C和外端面间隙D中的结构示意图；

图7为图1中标号Ⅱ处放大的，本实用新型的内侧面间隙A和内端面间隙B中的结构示意图。

附图标记：

电机减速机1；盾构驱动箱2；内侧支架201；外环支架202；大齿圈3；主轴承4；主驱大法兰5；安装开口501；中心内孔结构502；外环结构503；内密封压环6；内密封7；内密封衬套8；内端面密封9；内端面密封压环10；外密封压环11；外密封12；外密封衬套13；外端面密封14；外端面密封压环15；封堵法兰板16；土压模式刀盘17；中心回转接头18；TBM模式刀盘19；出渣运输机构20；内侧面间隙A；内端面间隙B；外侧面间隙C；外端面间隙D。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，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。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

根据本实用新型的第一个实施方案，提供一种盾构主驱动装置：

一种盾构主驱动装置，该主驱动装置包括：盾构驱动箱2；设置在所述盾构驱动箱2上的主轴承4；设置在所述盾构驱动箱2上的主驱大法兰5，所述主驱大法兰5通过所述主轴承4设置在所述盾构驱动箱2上；所述主驱大法兰5上设置有安装开口501；设置在所述安装开口501上的封堵法兰板16；设置在所述主驱大法兰5上的刀盘组件；设置在所述盾构驱动箱2上的电机减速机1；设置在所述主驱大法兰5上的大齿圈3，所述大齿圈3与所述主驱大法兰5同轴设置，所述电机减速机1用于驱动所述大齿圈3转动。

本申请提供了一种盾构主驱动装置的技术方案。在该技术方案中，通过设置在盾构驱动箱上的电机减速机的小齿圈带动大齿圈转动，进而带动主驱大法兰转动，在主轴承的作用下主驱大法兰能够平稳转动；主驱大法兰转动过程中，通过设置在其上的刀盘组件实现对前方土层或岩石层的掘进动作。其中，通过在主驱大法兰中中心设置安装开口，该安装开口与封堵法兰板相互配合，实现双模式的切换；在安装开口装上封堵法兰板时，适用于土压模式，在该模式下，盾构机能够更好地对前方土壤(土层)进行掘进，提高土层掘进的速度；在安装开口卸下封堵法兰板时，使用于TBM模式，在该模式下，岩层的砂石能够直接从安装开口处脱离掘进工作面，减低砂石对掘进端面刀具的磨损、卡齿的影响，进而使得盾构机能够更快、更平稳地对前方岩体(岩层)进行掘进，提高岩层掘进的速度，平稳性。本申请提供的技术方案，能够有效地提高盾构机在土压模式和TBM模式之间进行切换的速度，适应复杂多变的地层掘进需求，提高施工效率，降低施工成本。

具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，该主驱动装置还包括：设置在所述封堵法兰板16上的中心回转接头18。

需要说明的是，中心回转接头为连接盾构机前盾和刀盘的回转接头。

具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，该主驱动装置还包括：用于放置在所述安装开口501处的出渣运输机构20。

需要说明的是，在安装开口卸下封堵法兰板后，将出渣运输机构的收料端设置在安装开口内，以方便TBM模式下，岩层掘进过程中产生的砂石快速排出，防止砂石堆积，对刀盘组件造成损坏。

具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述出渣运输机构20为皮带输送机或螺旋输送机。

具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述刀盘组件包括：土压模式刀盘17、TBM模式刀盘19。

需要说明的是，土压盾构(土压模式)是封闭的，采用螺旋输送机出渣，在全断面硬岩地层中其掘进效率低，土压模式刀盘适用于土压模式盾构。TBM模式是敞开式的，采用主机皮带机出渣，在突遇局部富水时容易发生喷涌、喷砂等问题，TBM模式刀盘适用于TBM模式。

具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述主驱大法兰5的中心内孔结构502与所述盾构驱动箱2的内侧支架201之间存在内侧面间隙A、内端面间隙B；所述主驱大法兰5的外环结构503与所述盾构驱动箱2的外环支架202之间存在外侧面间隙C、外端面间隙D；其中，所述该主驱动装置还包括：用于设置在所述内侧面间隙A的内侧面密封结构；用于设置在所述内端面间隙B的内端面密封结构；用于设置在所述外侧面间隙C的外侧面密封结构；用于设置在所述外端面间隙D的外端面密封结构。

需要说明的是，通过内侧面密封结构能够有效地对内侧面间隙A进行密封；通过内端面密封结构能够有效地对内端面间隙B进行密封；通过外侧面密封结构能够有效地对外侧面间隙C进行密封；通过外端面密封结构能够有效地对外端面间隙D进行密封。

具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，内侧面密封结构包括：设置在所述中心内孔结构502内侧面的内密封7；设置在所述中心内孔结构502内侧面，用于压紧安装所述内密封7的内密封压环6；设置在所述内侧支架201外环面上，用于与所述内密封7抵触密封配合的内密封衬套8。

需要说明的是，四道内密封7及三道内密封压环6同轴安装到主驱大法兰5上，再用整圈若干螺栓将第四道内密封压环6连接到主驱大法兰5上，从而固定四道内密封及内密封压环6；内密封衬套8通过整圈若干螺栓连接到驱动箱2上

具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，内端面密封结构包括：设置在所述内侧支架201端面上的内端面密封压环10；设置在所述内端面密封压环10卡扣内的内端面密封9，所述内端面密封9用于与所述中心内孔结构502内侧端面抵触密封配合。

需要说明的是，内端面密封9安装在内端面密封压环10卡口内，再通过整圈若干螺栓将内端面密封压环10连接到驱动箱2上。

具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述外侧面密封结构包括：设置在所述外环结构503外环面的外密封12；设置在所述外环结构503外环面上，用于压紧安装所述外密封12的外密封压环11；设置在所述外环支架202上用于与所述外密封12抵触密封配合的外密封衬套13。

需要说明的是，四道外密封12及三道外密封压环11同轴安装到主驱大法兰5上，再用整圈若干螺栓将第四道外密封压环11连接到主驱大法兰5上，从而固定四道外密封12及外密封压环11，外密封衬套13通过整圈若干螺栓连接到驱动箱2上。

具体地进行阐述，在本实用新型实施例中，所述外端面密封结构包括：设置在所述外环支架202端面上的外端面密封压环15；设置在所述外端面密封压环15卡扣内的外端面密封14，所述外端面密封14用于与外环结构503内的端面抵触密封配合。

需要说明的是，外端面密封14安装在外端面密封压环15卡口内，再通过整圈若干螺栓将连外端面密封压环15连接到驱动箱2上。

需要补充说明的是，在内密封压环6、内密封7、内密封衬套8、内端面密封9、内端面密封压环10、外密封压环11、外密封12、外密封衬套13、外端面密封14、外端面密封压环15的相互配合下，能够对内侧面间隙A、内端面间隙B、外侧面间隙C、外端面间隙D进行妥善的密封，掘进面的泥浆砂石进入盾构驱动箱内。

需要补充说明的是，将主驱大法兰5通过整圈若干螺栓连接到主轴承4上。再将驱动箱2翻边，安装电机减速机1，电机减速机1与驱动箱2通过法兰螺栓连接。

需要补充说明的是，主驱动通过转动输出扭矩，具体工作原理如下：

电机减速机1通过设置在减速机输出轴端小齿圈与大齿圈3啮合，从而带动大齿圈3转动；大齿圈3通过螺栓带动主驱大法兰5转动；安装在主驱大法兰5上的外密封12、外密封压环11、内密封7、内密封压环6随主驱大法兰5一同转动；主驱大法兰5通过螺栓带动主轴承4内环件、滚子转动。

另外，驱动箱2、外密封衬套13、外端面密封压环15、内密封衬套8、内端面密封压环10处于静止状态。

需要补充说明的是，土压模式：此模式下，在主驱大法兰5中心大槽形开口处安装一块封堵法兰板16，再将中心回转接头18安装到封堵法兰板16上。

TBM模式：此模式下，拆除中心回转接头18、封堵法兰板16，将用于出渣的皮带机20或螺旋输送机设置在主驱大法兰5中心大槽形开口(安装开口501)，并将土渣碎石送往土仓内。

根据本实用新型的第二个实施方案，提供一种盾构机：

一种盾构机，该盾构机包括：第一个实施方案所述盾构主驱动装置。

实施例1

一种盾构主驱动装置，该主驱动装置包括：盾构驱动箱2；设置在所述盾构驱动箱2上的主轴承4；设置在所述盾构驱动箱2上的主驱大法兰5，所述主驱大法兰5通过所述主轴承4设置在所述盾构驱动箱2上；所述主驱大法兰5上设置有安装开口501；设置在所述安装开口501上的封堵法兰板16；设置在所述主驱大法兰5上的刀盘组件；设置在所述盾构驱动箱2上的电机减速机1；设置在所述主驱大法兰5上的大齿圈3，所述大齿圈3与所述主驱大法兰5同轴设置，所述电机减速机1用于驱动所述大齿圈3转动。

实施例2

重复实施例1，只是该主驱动装置还包括：设置在所述封堵法兰板16上的中心回转接头18。

实施例3

重复实施例1，只是该主驱动装置还包括：用于放置在所述安装开口501处的出渣运输机构20。

实施例4

重复实施例3，只是所述出渣运输机构20为皮带输送机或螺旋输送机。

实施例5

重复实施例1，只是所述刀盘组件包括：土压模式刀盘17、TBM模式刀盘19。

实施例6

重复实施例1，只是所述主驱大法兰5的中心内孔结构502与所述盾构驱动箱2的内侧支架201之间存在内侧面间隙A、内端面间隙B；所述主驱大法兰5的外环结构503与所述盾构驱动箱2的外环支架202之间存在外侧面间隙C、外端面间隙D；其中，所述该主驱动装置还包括：用于设置在所述内侧面间隙A的内侧面密封结构；用于设置在所述内端面间隙B的内端面密封结构；用于设置在所述外侧面间隙C的外侧面密封结构；用于设置在所述外端面间隙D的外端面密封结构。

实施例7

重复实施例6，只是内侧面密封结构包括：设置在所述中心内孔结构502内侧面的内密封7；设置在所述中心内孔结构502内侧面，用于压紧安装所述内密封7的内密封压环6；设置在所述内侧支架201外环面上，用于与所述内密封7抵触密封配合的内密封衬套8。

实施例8

重复实施例6，只是内端面密封结构包括：设置在所述内侧支架201端面上的内端面密封压环10；设置在所述内端面密封压环10卡扣内的内端面密封9，所述内端面密封9用于与所述中心内孔结构502内侧端面抵触密封配合。

实施例9

重复实施例6，只是所述外侧面密封结构包括：设置在所述外环结构503外环面的外密封12；设置在所述外环结构503外环面上，用于压紧安装所述外密封12的外密封压环11；设置在所述外环支架202上用于与所述外密封12抵触密封配合的外密封衬套13。

实施例10

重复实施例6，只是所述外端面密封结构包括：设置在所述外环支架202端面上的外端面密封压环15；设置在所述外端面密封压环15卡扣内的外端面密封14，所述外端面密封14用于与外环结构503内的端面抵触密封配合。

实施例11

一种盾构机，该盾构机包括：第一个实施方案所述盾构主驱动装置。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种盾构主驱动装置，其特征在于，该主驱动装置包括：

盾构驱动箱(2)；

设置在所述盾构驱动箱(2)上的主轴承(4)；

设置在所述盾构驱动箱(2)上的主驱大法兰(5)，所述主驱大法兰(5)通过所述主轴承(4)设置在所述盾构驱动箱(2)上；

所述主驱大法兰(5)上设置有安装开口(501)；

设置在所述安装开口(501)上的封堵法兰板(16)；

设置在所述主驱大法兰(5)上的刀盘组件；

设置在所述盾构驱动箱(2)上的电机减速机(1)；

设置在所述主驱大法兰(5)上的大齿圈(3)，所述大齿圈(3)与所述主驱大法兰(5)同轴设置，所述电机减速机(1)用于驱动所述大齿圈(3)转动。

2.根据权利要求1所述的盾构主驱动装置，其特征在于，该主驱动装置还包括：

设置在所述封堵法兰板(16)上的中心回转接头(18)；和/或

用于放置在所述安装开口(501)处的出渣运输机构(20)。

3.根据权利要求2所述的盾构主驱动装置，其特征在于，所述出渣运输机构(20)为皮带输送机或螺旋输送机。

4.根据权利要求1所述的盾构主驱动装置，其特征在于，所述刀盘组件包括：土压模式刀盘(17)、TBM模式刀盘(19)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的盾构主驱动装置，其特征在于，所述主驱大法兰(5)的中心内孔结构(502)与所述盾构驱动箱(2)的内侧支架(201)之间存在内侧面间隙(A)、内端面间隙(B)；

所述主驱大法兰(5)的外环结构(503)与所述盾构驱动箱(2)的外环支架(202)之间存在外侧面间隙(C)、外端面间隙(D)；

其中，所述该主驱动装置还包括：用于设置在所述内侧面间隙(A)的内侧面密封结构；用于设置在所述内端面间隙(B)的内端面密封结构；用于设置在所述外侧面间隙(C)的外侧面密封结构；用于设置在所述外端面间隙(D)的外端面密封结构。

6.根据权利要求5所述的盾构主驱动装置，其特征在于，内侧面密封结构包括：设置在所述中心内孔结构(502)内侧面的内密封(7)；

设置在所述中心内孔结构(502)内侧面，用于压紧安装所述内密封(7)的内密封压环(6)；

设置在所述内侧支架(201)外环面上，用于与所述内密封(7)抵触密封配合的内密封衬套(8)。

7.根据权利要求5所述的盾构主驱动装置，其特征在于，内端面密封结构包括：

设置在所述内侧支架(201)端面上的内端面密封压环(10)；

设置在所述内端面密封压环(10)卡扣内的内端面密封(9)，所述内端面密封(9)用于与所述中心内孔结构(502)内侧端面抵触密封配合。

8.根据权利要求5所述的盾构主驱动装置，其特征在于，所述外侧面密封结构包括：

设置在所述外环结构(503)外环面的外密封(12)；

设置在所述外环结构(503)外环面上，用于压紧安装所述外密封(12)的外密封压环(11)；

设置在所述外环支架(202)上用于与所述外密封(12)抵触密封配合的外密封衬套(13)。

9.根据权利要求5所述的盾构主驱动装置，其特征在于，所述外端面密封结构包括：

设置在所述外环支架(202)端面上的外端面密封压环(15)；

设置在所述外端面密封压环(15)卡扣内的外端面密封(14)，所述外端面密封(14)用于与外环结构(503)内的端面抵触密封配合。

10.一种盾构机，其特征在于，该盾构机包括：权利要求1-9中任一项所述盾构主驱动装置。

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