CN219101347U - 一种全断面岩石掘进机的主驱动结构及全断面岩石掘进机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及涉及一种全断面岩石掘进机的主驱动结构及全断面岩石掘进机，主驱动结构包括驱动支撑箱体和多个驱动单元。驱动支撑箱体包括端面板和环形连接板，环形连接板位于远离主梁的一侧。多个驱动单元设置于环形连接板所在的一侧，多个驱动单元固定安装于端面板下方。在环形连接板的顶部上设置异形结构，异形结构用于支承主推进油缸的部分区域以及部分支护系统。通过将多个驱动单元设置于端面板的下方，其上方的空间得到充分的利用，将其上方设置成异形结构，异形结构处能够容纳部分部分支护系统，提高了支护系统的支护空间，从而在保证主推油缸系统空间的情况下，极大的降低了空顶距，支护系统的灵活性、效率大大提高。

Description

一种全断面岩石掘进机的主驱动结构及全断面岩石掘进机

技术领域

本实用新型涉及全断面岩石掘进机设备技术领域，尤其涉及一种用于全断面岩石掘进机的主驱动结构。

背景技术

全断面岩石掘进机(TBM)是集机械、电子、液压、激光、控制、测量技术于一体的高度机械化和自动化的大型隧道开挖衬砌成套设备，是一种由电动机或液压马达驱动刀盘旋转、液压缸推进，使刀盘在一定推力作用下贴紧岩石壁面，通过安装在刀盘上的刀具破碎岩石，使隧道断面一次成型的大型工程机械。

现有的敞开式TBM中，主驱动结构包括驱动支撑箱体和驱动单元。驱动支撑箱体设置于主梁和刀盘之间，驱动支撑箱体具有靠近刀盘的后端面和靠近主梁的前端面。现有的刀盘设置在掘进方向的最前端，与岩石断面相接触，刀盘与主驱动结构相连，驱动单元有多个沿驱动支撑箱体前端面周向间隔设置，且多个驱动单元能够提供刀盘旋转的扭矩，驱动支撑箱体的后端面通过与主梁和主推进油缸相连，主推进油缸能够将推力传递给主梁和驱动支撑箱体，以提供刀盘前进的动力。另外，支护系统设置于主梁的顶部前方，用以对巷道的顶部进行支护。由于，主推进油缸和支护系统的布置均所需的空间，往往导致主梁结构过长，从而带来的过大空顶距，在通过软岩地层时，增大了支护区域塌方的风险和脱困难度；同时也严重制约了敞开式TBM的转弯半径，使其无法适应隧道小转弯的要求。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种用于全断面岩石掘进机的主驱动结构，其解决了主推进油缸和支护系统的布置所需的空间，往往导致主梁结构过长，从而带来的过大空顶距，在通过软岩地层时，增大了支护区域塌方的风险和脱困难度；同时也严重制约了敞开式TBM的转弯半径，使其无法适应隧道小转弯的要求的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

本实用新型实施例提供一种用于全断面岩石掘进机的主驱动结构，包括驱动支撑箱体和多个提供刀盘旋转的扭矩的驱动单元；

所述驱动支撑箱体包括与主梁相连，且垂直于主梁设置的端面板以及沿所述端面板一侧面的周向边缘设置的环形连接板，所述环形连接板位于远离所述主梁的一侧；

多个所述驱动单元设置于所述环形连接板所在的一侧，多个所述驱动单元固定安装于所述端面板下方；

在所述环形连接板的顶部上设置异形结构，所述异形结构用于支承部分支护系统。

可选地，所述异形结构包括三级台阶，三级所述台阶从上至下且从外至内分别为第一级台阶、第二级台阶和第三级台阶，所述第二级台阶和所述第三级台阶能够形成用于支承部分所述支护系统的部分支护区域。

可选地，所述第一级台阶包括垂直于所述端面板放置的外环件以及平行于所述端面板放置的第一环形端面板；

所述第一环形端面板的底部与所述第二级台阶固定连接，所述第一环形端面板的顶部与所述外环件相连；

所述外环件的外周侧壁顶部固定设置顶护盾连接板。

可选地，所述第二级台阶包括垂直于所述端面板放置的第一连接环以及平行于所述端面板放置的第二环形端面板；

所述第二环形端面板的底部与所述第三级台阶固定连接，所述第二环形端面板的顶部与所述第一连接环相连，所述第一连接环的一侧与所述第一环形端面板的一侧底部相连，且所述第一连接环与所述第一环形端面板之间形成第一开放式容纳空间。

可选地，所述第三级台阶包括垂直于所述端面板放置的第二连接环；

所述第二连接环的一侧与所述端面板的一侧顶部相连，且所述第二连接环与所述第二环形端面板之间形成第二开放式容纳空间与第一开放式容纳空间共同形成部分支护空间能够容纳部分所述支护系统。

可选地，所述第二连接环的外周侧壁顶部设置有加强筋。

可选地，所述驱动支撑箱体具有中心线，且所述中心线沿巷道的横向方向延伸。

可选地，所述驱动单元有三个，且三个所述驱动单元均位于所述中心线下方。

可选地，相邻两个所述驱动单元之间的夹角范围在45°-60°。

一种全断面岩石掘进机，包括主驱动结构、主梁、刀盘、主推进油缸和支护系统；

所述主梁的前端通过螺栓连接固定于所述异形结构上；

所述刀盘与所述驱动支撑箱体相连，且所述刀盘能够相对于所述驱动支撑箱体转动；

所述支护系统设置于所述主梁的顶部前方，用以对巷道的顶部进行支护。

(三)有益效果

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种用于全断面岩石掘进机的主驱动结构，通过将多个驱动单元设置于端面板的下方，其上方的空间得到充分的利用，将其上方设置成异形结构，异形结构处能够容纳部分支护系统，提高了支护系统的支护空间，从而在保证主推油缸系统空间的情况下，极大的降低了空顶距，有效的缩短了主梁长度使主梁结构更加完备；支护系统的灵活性、效率大大提高。

附图说明

图1是本实用新型用于全断面岩石掘进机的主驱动结构与主梁和主推进油缸连接形式一的部分剖面结构示意图；

图2为本实用新型用于全断面岩石掘进机的主驱动结构的后端面结构示意图；

图3是本实用新型用于全断面岩石掘进机的主驱动结构与主梁和主推进油缸连接形式二的部分剖面结构示意图。

【附图标记说明】

1：驱动支撑箱体；11：端面板；12：环形连接板；2：驱动单元；3：异形结构；31：外环件；32：第一环形端面板；33：顶护盾连接板；34：第一连接环；35：第二环形端面板；36：第二连接环；4：加强筋；a：主推进油缸；b：主梁。

具体实施方式

为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“前”和“后”等方位名词以图1的定向为参照。将掘进机掘进的方向定义为“前”即图1中外环件31相对于端面板11所在的一侧定义为“前”，主梁b相对于端面板11所在的一侧定义为“后”。

一种全断面岩石掘进机，包括主驱动结构、主梁b、刀盘(图中未示出)、主推进油缸a和支护系统。

参见图1所示，一种用于全断面岩石掘进机的主驱动结构，包括驱动支撑箱体1和多个驱动单元2。

其中，驱动支撑箱体1包括与主梁b相连、且垂直于主梁b设置的端面板11以及沿端面板11一侧面的周向边缘设置的环形连接板12，环形连接板12位于远离主梁b的一侧。

需要说明的是，主梁b在图1中仅示出部分。在本实施例中，主梁b为柱状结构件，且其呈水平方向设置。主推进油缸a可与主梁b结构件相连，主梁b与驱动支撑箱体1通过螺栓固定连接，用以传递推力给驱动支撑箱体1前进，进而带动刀盘前进。

另外，参见图3所示还能够将主推进油缸a靠近主梁b的一端延伸进入主梁b端部内一端距离，同时缩短了主梁b和主推进油缸a在纵向延伸方向的长度，即主推进油缸a深入异形结构3的第三级台阶所形成的的第二开放式容纳空间，来实现缩短长度，使得TBM能够更好的适用于软岩地层以及实现小转弯功能，大大提高了TBM的适用范围。当然，主推进油缸a还能够设置于主梁b沿垂直于巷道掘进方向的两侧，即图2中主梁空间B区域的左右两侧。

而且，主梁b与驱动支撑箱体1呈T型分布，主梁b的纵向延伸方向与端面板11的面积较大的端面垂直；参见图2所示的主梁空间B，属于本领域常规设置，在此不做过多赘述。

另外，多个驱动单元2设置于环形连接板12所在的一侧，多个驱动单元2固定安装于端面板11下方。

在环形连接板12的顶部上设置异形结构3，异形结构3用于连接主梁b以及支承大部分支护系统。

参见图1和图2所示，主梁b的前端通过螺栓连接布置于异形结构3上。刀盘与驱动支撑箱体1相连，且刀盘能够相对于驱动支撑箱体1转动。

其中，支护系统设置于主梁b的顶部前方，用以对巷道的顶部进行支护。支护系统包括支护油缸、前端支护顶板和顶部支撑顶板，能够分别对巷道的前端和顶部进行支护。属于本领域常规设置，在此不做过多赘述。

进一步地，异形结构3包括三级台阶，三级台阶从上至下且从外至内分别为第一级台阶、第二级台阶和第三级台阶，第二级台阶和第三级台阶能够形成用于支承部分支护系统的部分支护区域。

进一步地，第一级台阶包括垂直于端面板11放置的外环件31以及平行于端面板11放置的第一环形端面板32。第一环形端面板32的底部与第二级台阶固定连接，第一环形端面板32的顶部与外环件31相连。外环件31的外周侧壁顶部固定设置顶护盾连接板33。

需要说明的是，第一环形端面板32为大环，用于配合刀盘的旋转。

另外，相比较现有的顶护盾连接板33，将其前移至主驱动结构的驱动支撑箱体1的最前方，确保配合顶护盾安装的同时，能够便于异形结构3的成型。

进一步地，第二级台阶包括垂直于端面板11放置的第一连接环34以及平行于端面板11放置的第二环形端面板35。第二环形端面板35的底部与第三级台阶固定连接，第二环形端面板35的顶部与第一连接环34相连，第一连接环34的一侧与第一环形端面板32的一侧底部相连，且第一连接环34与第一环形端面板32之间形成第一开放式容纳空间，第一开放式容纳空间能够容纳部分支护系统。

在本实施例中，第一连接环34设置于第二环形端面板35和第一环形端面板32之间，且第一连接环34两端分别与第二环形端面板35的顶部和第一环形端面板32的底部固定连接。第一连接环34为小齿轮隔环，同样是为了配合刀盘的工作。

进一步地，第三级台阶包括垂直于端面板11放置的第二连接环36。第二连接环36的一侧与端面板11的一侧顶部相连，且第二连接环36与第二环形端面板35之间形成第二开放式容纳空间，与第一开放式容纳空间共同形成部分支护空间能够容纳部分支护系统。第二环形端面板35为轴承套面板；第二连接环36为减速机隔环。端面板11为减速机面板，用于安装减速机。也就是说，支护系统的支护空间充裕了，那么主梁b无需过长，从而有效地缩短了主梁b的长度。

进一步地，第二连接环36的外周侧壁顶部设置有加强筋4。提高第二连接环36的连接稳定性。

需要说明的是，本实施例中，外环件31、第一连接环34和第二连接环36共同形成环形连接板12的上半部分，即环形连接板12的上半部分为半回转体的异形结构。环形连接板12的下半部分仍为半圆结构，目的是为了更好地存放驱动单元2。

进一步地，驱动支撑箱体1具有中心线，且中心线沿掘进巷道的横向方向延伸。

进一步地，驱动单元2有三个，且三个驱动单元2均位于中心线下方。满足刀盘旋转的同时，将驱动单元均布置在驱动支撑箱体1的中心线C-C下半区，也就是主梁b的下方，这样主梁b上方空间A可全部用于支护，支护空间大大提升。

进一步地，相邻两个驱动单元2之间的夹角范围在45°-60°。良好的驱动单元2的排布角度，能够充分利用上方空间，达到空间最大化的利用。

本实施例一种用于全断面岩石掘进机的主驱动结构，通过将多个驱动单元2设置于端面板11的下方，其上方的空间得到充分的利用，将其上方设置成异形结构，异形结构处能够容纳部分支护系统，提高了支护系统的支护空间，从而在保证主推油缸a系统空间的情况下，极大的降低了空顶距，有效的缩短了主梁b长度使主梁结构更加完备；支护系统的灵活性、效率大大提高。其解决了主推进油缸a和支护系统的布置所需的空间，往往导致主梁结构过长，从而带来的过大空顶距，在通过软岩地层时，增大了支护区域塌方的风险和脱困难度；同时也严重制约了敞开式TBM的转弯半径，使其无法适应隧道小转弯的要求的技术问题。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种全断面岩石掘进机的主驱动结构，其特征在于，包括驱动支撑箱体(1)和多个提供刀盘旋转的扭矩的驱动单元(2)；

所述驱动支撑箱体(1)包括与主梁(b)相连、且垂直于主梁(b)设置的端面板(11)以及沿所述端面板(11)一侧面的周向边缘设置的环形连接板(12)，所述环形连接板(12)位于远离所述主梁(b)的一侧；

多个所述驱动单元(2)设置于所述环形连接板(12)所在的一侧，多个所述驱动单元(2)固定安装于所述端面板(11)下方；

在所述环形连接板(12)的顶部上设置异形结构(3)，所述异形结构(3)用于支承部分支护系统。

2.如权利要求1所述的全断面岩石掘进机的主驱动结构，其特征在于，所述异形结构(3)包括三级台阶，三级所述台阶从上至下且从外至内分别为第一级台阶、第二级台阶和第三级台阶，所述第二级台阶和所述第三级台阶能够形成用于支承部分所述支护系统的部分支护区域。

3.如权利要求2所述的全断面岩石掘进机的主驱动结构，其特征在于，所述第一级台阶包括垂直于所述端面板(11)放置的外环件(31)以及平行于所述端面板(11)放置的第一环形端面板(32)；

所述第一环形端面板(32)的底部与所述第二级台阶固定连接，所述第一环形端面板(32)的顶部与所述外环件(31)相连；

所述外环件(31)的外周侧壁顶部固定设置顶护盾连接板(33)。

4.如权利要求3所述的全断面岩石掘进机的主驱动结构，其特征在于，所述第二级台阶包括垂直于所述端面板(11)放置的第一连接环(34)以及平行于所述端面板(11)放置的第二环形端面板(35)；

所述第二环形端面板(35)的底部与所述第三级台阶固定连接，所述第二环形端面板(35)的顶部与所述第一连接环(34)相连，所述第一连接环(34)的一侧与所述第一环形端面板(32)的一侧底部相连，且所述第一连接环(34)与所述第一环形端面板(32)之间形成第一开放式容纳空间。

5.如权利要求4所述的全断面岩石掘进机的主驱动结构，其特征在于，所述第三级台阶包括垂直于所述端面板(11)放置的第二连接环(36)；

所述第二连接环(36)的一侧与所述端面板(11)的一侧顶部相连，且所述第二连接环(36)与所述第二环形端面板(35)之间形成第二开放式容纳空间，所述第二开放式容纳空间与第一开放式容纳空间共同形成部分支护空间能够容纳部分所述支护系统。

6.如权利要求5所述的全断面岩石掘进机的主驱动结构，其特征在于，所述第二连接环(36)的外周侧壁顶部设置有加强筋(4)。

7.如权利要求1所述的全断面岩石掘进机的主驱动结构，其特征在于，所述驱动支撑箱体(1)具有中心线，且所述中心线沿掘进巷道的横向方向延伸。

8.如权利要求7所述的全断面岩石掘进机的主驱动结构，其特征在于，所述驱动单元(2)有三个，且三个所述驱动单元(2)均位于所述中心线下方。

9.如权利要求1所述的全断面岩石掘进机的主驱动结构，其特征在于，相邻两个所述驱动单元(2)之间的夹角范围在45°-60°。

10.一种全断面岩石掘进机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述全断面岩石掘进机的主驱动结构、主梁(b)、刀盘、主推进油缸(a)和支护系统；

所述主梁(b)的前端通过螺栓连接固定于所述异形结构(3)上；

所述刀盘与所述驱动支撑箱体(1)相连，且所述刀盘能够相对于所述驱动支撑箱体转动；

所述支护系统设置于所述主梁(b)的顶部前方，用以对巷道的顶部进行支护。

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