CN219281743U - 一种隧道清渣装置及tbm - Google Patents

Abstract

本实用新型属于掘进设备技术领域，具体公开了一种隧道清渣装置及TBM。隧道清渣装置包括摆臂和调节油缸，摆臂铰接有用于安装清渣斗的安装座，调节油缸通过连杆机构与安装座连接，连杆机构包括第一连杆和第二连杆，第一连杆与摆臂铰接，第一连杆在其与摆臂铰接点沿摆臂径向的两侧分别与调节油缸和第二连杆铰接，第二连杆与安装座铰接。TBM包括上述隧道清渣装置。本实用新型在不工作时，摆臂自然下垂，调节油缸回收，第一连杆两侧以及第二连杆均做靠近摆臂的转动，可以收回到摆臂内侧，减小了对竖向空间的占用，提高了对小型隧道的适应能力。

Description

一种隧道清渣装置及TBM

技术领域

本实用新型属于掘进设备技术领域，特别是涉及一种隧道清渣装置及TBM。

背景技术

TBM(全断面隧道掘进机)在掘进过程中，因破碎断层、支护塌方、撑靴压碎洞壁等原因，隧道底部会产生大量积渣。若积渣不能及时清理，会影响钢拱架拼装施工，从而影响工程进度。传统的人工清渣方法存在效率低下、安全性不足、劳动强度大等问题。

为解决上述问题，申请人的实用新型专利(CN215979391U)提供了一种TBM清渣装置。该清渣装置包括行走小车，行走小车可沿TBM设备桥桥架前后移动，行走小车连接有旋转装置，旋转装置铰接有摆臂组件，摆臂组件包括第一节臂、与第一节臂铰接的第二节臂以及用于驱动各节臂摆动的摆臂油缸，第二节臂铰接有挖斗以及用于驱动挖斗翻动的调节油缸，调节油缸通过弯臂组件与挖斗铰接。该清渣装置通过第一节臂和第二节臂的伸展，提高了挖斗的覆盖范围，适合用于大型隧道的清渣，而且第一节臂和第二节臂在折叠后，也不会占据较大的空间。

对于小型隧道，考虑到成本，在摆臂上铰接挖斗和调节油缸，在调节油缸和挖斗之间设置连杆结构，仅需布置一条摆臂即可满足清渣作业覆盖范围。以上述清渣装置为例，去掉第一节臂，将第二节臂直接与连接座铰接，摆动油缸与第二节臂铰接，第二节臂形成摆臂。调节油缸通过弯臂组件(连杆组件)与挖斗连接。此时挖斗仍然可以摆动与翻动(挖渣与翻渣)，满足小型隧道的使用需求。

然而，为了满足挖斗的翻转动作，调节油缸和挖斗之间需要设置较长的连杆结构，在清渣装置不工作时，摆臂自然下垂保持竖直状态，人工进行辅助清渣作业时，连杆结构占据较多的竖向空间，影响人工作业。特别是小型隧道，此问题尤为凸显。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种隧道清渣装置，以解决现有技术中清渣装置在空闲时占用空间大的技术问题。本实用新型的目的还在于提供一种具有上述隧道清渣装置的TBM。

为实现上述目的，本实用新型所提供的隧道清渣装置的技术方案是：

一种隧道清渣装置，包括摆臂和调节油缸，所述摆臂铰接有用于安装清渣斗的安装座，所述调节油缸通过连杆机构与所述安装座连接，所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆，第一连杆与摆臂铰接，第一连杆在其与摆臂铰接点沿摆臂径向的两侧分别与调节油缸和第二连杆铰接，第二连杆与所述安装座铰接。

有益效果是：本实用新型改进了现有技术中的隧道清渣装置。在使用时，将清渣斗安装在安装座上，调整调节油缸的伸缩，通过连杆机构的传导作用，实现清渣斗的翻动俯仰动作。在不工作时，摆臂自然下垂，调节油缸回收，第一连杆两侧以及第二连杆均做靠近摆臂的转动，可以收回到摆臂内侧，减小了对竖向空间的占用，提高了对小型隧道的适应能力。

作为进一步地改进，第一连杆与摆臂的铰接点到第一连杆与调节油缸的铰接点的距离占第一连杆长度的的1/3～1/2。

有益效果是：在此范围内，第一连杆中靠近第二连杆一侧的转动幅度大于靠近调节油缸一侧，放大了调节油缸的行程，因此可以减小调节油缸的型号，进一步降低空间占用。

作为进一步地改进，所述安装座还连接有回转机构，所述回转机构设有用于安装清渣斗的安装位。

有益效果是：此时可以通过调整回转实现挖斗或抓斗的翻转卸料，降低了整体的运动幅度，进一步提高了清渣装置在小型隧道的适应性。

作为进一步地改进，该隧道清渣装置还包括连接座，摆臂以及调节油缸的另一端均铰接在连接座上，摆臂与第一连杆的铰接点到摆臂与连接座的铰接点的距离占摆臂长度的1/2～2/3。

有益效果是：此时减小了第二连杆的长度，进一步降低了空间占用。同时，与较长的第二连杆相比，这样设计可以在第二连杆移动相同距离的情况下，转动更大的角度，进一步放大的调节油缸行程。

作为进一步地改进，该隧道清渣装置还包括移动小车，所述移动小车连接有旋转机构，所述连接座连接在所述旋转机构上。

作为进一步地改进，所述移动小车设有可沿TBM前后行走的行走轮，并且设有用于驱动行走轮滚动的行进驱动装置。

作为进一步地改进，所述行进驱动装置包括与左右两侧行走轮中一侧行走轮传动连接的第一马达和与另一侧行走轮传动连接的第二马达，还包括用于同步第一马达和第二马达转速的同步阀。

有益效果是：与传统的直线驱动装置结构相比，在移动小车配置独立的马达驱动装置，提高了行走的灵活性，同步阀保证了两侧行走轮转速相同，防止行走系统在运行过程中出现跑偏、打滑。

作为进一步地改进，所述行走轮与所述移动小车的车轴之间还设有柔性联轴器。

有益效果是：柔性联轴器可以起到缓震作用，防止马达因现场的强烈振动受损。

作为进一步地改进，所述摆臂包括轴向并排布置的两个悬臂，所述连杆机构设于两悬臂之间。

有益效果是：提高了摆臂整体的强度，保证了清渣装置的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型所提供的TBM的技术方案是：

TBM，包括隧道清渣装置，隧道清渣装置包括摆臂和调节油缸，所述摆臂铰接有用于安装清渣斗的安装座，所述调节油缸通过连杆机构与所述安装座连接，所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆，第一连杆与摆臂铰接，第一连杆在其与摆臂铰接点沿摆臂径向的两侧分别与调节油缸和第二连杆铰接，第二连杆与所述安装座铰接。

有益效果是：本实用新型改进了现有技术中的隧道清渣装置。在使用时，将清渣斗安装在安装座上，调整调节油缸的伸缩，通过连杆机构的传导作用，实现清渣斗的翻动俯仰动作。在不工作时，摆臂自然下垂，调节油缸回收，第一连杆两侧以及第二连杆均做靠近摆臂的转动，可以收回到摆臂内侧，减小了对竖向空间的占用，提高了对小型隧道的适应能力。

作为进一步地改进，第一连杆与摆臂的铰接点到第一连杆与调节油缸的铰接点的距离占第一连杆长度的1/3～1/2。

有益效果是：在此范围内，第一连杆中靠近第二连杆一侧的转动幅度大于靠近调节油缸一侧，放大了调节油缸的行程，因此可以减小调节油缸的型号，进一步降低空间占用。

作为进一步地改进，所述安装座还连接有回转机构，所述回转机构设有用于安装清渣斗的安装位。

有益效果是：此时可以通过调整回转实现挖斗或抓斗的翻转卸料，降低了整体的运动幅度，进一步提高了清渣装置在小型隧道的适应性。

作为进一步地改进，该隧道清渣装置还包括连接座，摆臂以及调节油缸的另一端均铰接在连接座上，摆臂与第一连杆的铰接点到摆臂与连接座的铰接点的距离占摆臂长度的1/2～2/3。

有益效果是：此时减小了第二连杆的长度，进一步降低了空间占用。同时，与较长的第二连杆相比，这样设计可以在第二连杆移动相同距离的情况下，转动更大的角度，进一步放大的调节油缸行程。

作为进一步地改进，该隧道清渣装置还包括移动小车，所述移动小车连接有旋转机构，所述连接座连接在所述旋转机构上。

作为进一步地改进，所述移动小车设有可沿TBM前后行走的行走轮，并且设有用于驱动行走轮滚动的行进驱动装置。

作为进一步地改进，所述行进驱动装置包括与左右两侧行走轮中一侧行走轮传动连接的第一马达和与另一侧行走轮传动连接的第二马达，还包括用于同步第一马达和第二马达转速的同步阀。

有益效果是：与传统的直线驱动装置结构相比，在移动小车配置独立的马达驱动装置，提高了行走的灵活性，同步阀保证了两侧行走轮转速相同，防止行走系统在运行过程中出现跑偏、打滑。

作为进一步地改进，所述行走轮与所述移动小车的车轴之间还设有柔性联轴器。

有益效果是：柔性联轴器可以起到缓震作用，防止马达因现场的强烈振动受损。

作为进一步地改进，所述摆臂包括轴向并排布置的两个悬臂，所述连杆机构设于两悬臂之间。

有益效果是：两侧摆臂结合，提高了摆臂整体的强度，保证了清渣装置的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型中隧道清渣装置实施例1的结构主视图；

图2为本实用新型中隧道清渣装置实施例1在另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型中隧道清渣装置实施例1的结构侧视图；

图4为图1中行走小车的结构示意图；

图5为本实用新型中隧道清渣装置实施例1工作状态示意图；

图6为本实用新型中隧道清渣装置实施例1另一工作状态示意图；

图7为本实用新型中隧道清渣装置实施例1卸渣状态I示意图；

图8为本实用新型中隧道清渣装置实施例1卸渣状态II示意图；

图9为本实用新型中TBM实施例2卸渣状态示意图。

附图标记说明：

1、行走小车；11、车架；12、行走轮；13、驱动马达；14、同步阀；15、柔性联轴器；2、清渣机械臂组件；21、旋转机构；22、连接座；23、摆臂；24、摆动油缸；25、第一连杆；26、第二连杆；27、调节油缸；28、安装座；29、回转机构；3、挖斗；4、皮带机；5、渣土转运装置。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型所提供的隧道清渣装置的具体实施例1：

本实施例所提供的隧道清渣装置如图1-图3所示，包括行走小车1，行走小车1下方连接有清渣机械臂组件2，清渣机械臂组件连接有挖斗3。清渣机械臂组件包括连接座22，连接座22上方通过旋转机构21与行走小车1连接。连接座22还铰接有摆臂23，摆臂23包括沿摆臂摆动轴线并排布置两条悬臂。摆臂23和连接座22之间铰接有摆动油缸24，摆动油缸24的伸缩可以驱动摆臂23摆动。摆臂23的末端铰接有用于安装挖斗3的安装座28，安装座28还连接有回转机构29，回转机构29可以是回转支承，回转支承的回转体设有用于安装铲斗3的安装位，铲斗3可随回转体转动。

连接座22和安装座28之间还连接有调节油缸27和连杆机构，连杆机构包括第一连杆25和第二连杆26。第一连杆25与摆臂23铰接，同时在摆臂23摆动的径向两侧分别与调节油缸27和第二连杆26铰接。调节油缸27的另一端与连接座22铰接，第二连杆26的另一端与安装座28铰接。如图5和图6所示，调节油缸27的伸缩运动，可以驱动第一连杆25绕其与摆臂23的铰接点摆动，带动第二连杆26做既有摆动又有移动的复合运动，实现安装座28绕其与摆臂23的铰接点摆动的运动，从而实现挖斗3的翻动俯仰动作，实现挖渣与卸渣。本实施例仅需要通过控制摆动油缸24和调节油缸27的动作即可实现清理隧道底部渣土。本实施例在不需要工作时，摆臂23自然下垂，调节油缸27回收，第一连杆25两侧和第二连杆26均做靠近摆臂23的转动，可以完全回收到摆臂23内。与现有技术相比，本实施例减小了竖向空间占用，方便工作人员进行辅助清渣作业，适合用于小型隧道。

第一连杆25与摆臂23的铰接点到第一连杆25与调节油缸27的铰接点的距离为第一连杆25长度的1/3～1/2。在小于1/2范围内，第一连杆中靠近第二连杆一侧的转动幅度大于靠近调节油缸一侧，放大了调节油缸27的行程，因此可以减小调节油缸的型号，进一步降低空间占用。在大于1/3范围内，避免出现大杠杆费力的问题，保证较小型号的调节油缸也可以满足第一连杆25稳定运动的需要。

第一连杆25与摆臂23的铰接点到摆臂23与连接座22的铰接点的距离为摆臂23长度的1/2～2/3。此时减小了第二连杆的长度，进一步降低了空间占用。同时，与较长的第二连杆相比，这样设计可以在第二连杆移动相同距离的情况下，转动更大的角度，进一步放大的调节油缸27的行程。

行走小车1用于与TBM的主梁连接，并可沿主梁前后(隧道前后方向)移动。具体地，本实施例中，如图4所示，行走小车1包括车架11，车架11连接有4个行走轮12，并配置有独立驱动行走轮12滚动的行走驱动装置，行走驱动装置为驱动马达13，左右两侧(隧道左右方向)的行走轮分别与第一马达和第二马达连接，并且行走小车1还配置有同步阀14，保证了两侧行走轮12速度相同，避免移动过程中发生打滑。为了避免TBM的强烈振动造成驱动马达13损坏，行走轮12和移动小车1的车轴之间还设有柔性联轴器15，具体地，柔性联轴器15可以是类橡胶材质的柔性联轴器。

本实施例在卸渣时主要动作如图7和图8所示，挖斗3内装满岩渣后，移动小车1沿TBM主梁向后移动，同时摆臂23向上摆动，直到挖斗3位于TBM的皮带机4上方时，调整回转机构29，挖斗3翻转，将岩渣卸在皮带机4上，由皮带机4运输至隧道外。

本实用新型所提供的隧道清渣装置的具体实施例2，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，清渣机械臂组件包括回转机构29，其目的是减小连杆机构的动作幅度，以适应狭小隧道。在本实施例中，不包括回转机构，通过连杆机构调整挖斗的俯仰动作可以实现挖渣与卸渣。

本实用新型所提供的隧道清渣装置的具体实施例3，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，行走小车1配置有独立的驱动马达13。在本实施例中，行走小车可滑动地安装在主梁上，主梁上配置有用于驱动行走小车前后滑动的液压油缸。

本实用新型所提供的隧道清渣装置的具体实施例4，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，安装位28通过回转机构29连接有挖斗3。在本实施例中，不包括挖斗，安装位连接有其他形式的清渣斗，比如贝壳形抓斗。

本实用新型所提供的隧道清渣装置的具体实施例5，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，调节油缸27与连接座22铰接。在本实施例中，调节油缸与摆臂铰接。

本实用新型所提供的隧道清渣装置的具体实施例6，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，摆臂23包括轴向布置的两条悬臂，其目的是提高强度与稳定性。在本实施例中，摆臂仅包括一条。

本实用新型中的TBM的具体实施例1：

TBM，包括主梁和皮带机4，主梁上连接有上述隧道清渣装置的实施例1至6的任一实施例中记载的隧道清渣装置，此处不再具体说明。

本实用新型中的TBM的具体实施例2：

本实施例与上述TBM的实施例1的主要区别在于，本实施例还包括渣土转运装置5，如图9所示，渣土转运装置5设于隧道清渣装置与皮带机4之间。在工作时，挖斗3将岩渣卸在渣土转运装置5上，渣土转运装置5将岩渣转运至皮带机4。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种隧道清渣装置，包括摆臂和调节油缸，所述摆臂铰接有用于安装清渣斗的安装座，所述调节油缸通过连杆机构与所述安装座连接，其特征在于，所述连杆机构包括第一连杆和第二连杆，第一连杆与摆臂铰接，第一连杆在其与摆臂铰接点沿摆臂径向的两侧分别与调节油缸和第二连杆铰接，第二连杆与所述安装座铰接。

2.根据权利要求1所述的隧道清渣装置，其特征在于，第一连杆与摆臂的铰接点到第一连杆与调节油缸的铰接点的距离占第一连杆长度的1/3～1/2。

3.根据权利要求1或2所述的隧道清渣装置，其特征在于，所述安装座还连接有回转机构，所述回转机构设有用于安装清渣斗的安装位。

4.根据权利要求1或2所述的隧道清渣装置，其特征在于，该隧道清渣装置还包括连接座，摆臂以及调节油缸的另一端均铰接在连接座上，摆臂与第一连杆的铰接点到摆臂与连接座的铰接点的距离占摆臂长度的1/2～2/3。

5.根据权利要求4所述的隧道清渣装置，其特征在于，该隧道清渣装置还包括移动小车，所述移动小车连接有旋转机构，所述连接座连接在所述旋转机构上。

6.根据权利要求5所述的隧道清渣装置，其特征在于，所述移动小车设有可沿TBM前后行走的行走轮，并且设有用于驱动行走轮滚动的行进驱动装置。

7.根据权利要求6所述的隧道清渣装置，其特征在于，所述行进驱动装置包括与左右两侧行走轮中一侧行走轮传动连接的第一马达和与另一侧行走轮传动连接的第二马达，还包括用于同步第一马达和第二马达转速的同步阀。

8.根据权利要求7所述的隧道清渣装置，其特征在于，所述行走轮与所述移动小车的车轴之间还设有柔性联轴器。

9.根据权利要求1所述的隧道清渣装置，其特征在于，所述摆臂包括轴向并排布置的两个悬臂，所述连杆机构设于两悬臂之间。

10.TBM，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的隧道清渣装置。

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