RU2552539C1 - Geohod (blade shield) - Google Patents

Geohod (blade shield) Download PDF

Info

Publication number
RU2552539C1
RU2552539C1 RU2013153850/03A RU2013153850A RU2552539C1 RU 2552539 C1 RU2552539 C1 RU 2552539C1 RU 2013153850/03 A RU2013153850/03 A RU 2013153850/03A RU 2013153850 A RU2013153850 A RU 2013153850A RU 2552539 C1 RU2552539 C1 RU 2552539C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
head
geohod
cylindrical
elements
Prior art date
Application number
RU2013153850/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Валерьевич Аксенов
Александр Владимирович Сляднев
Андрей Борисович Ефременков
Алексей Алексеевич Хорешок
Борис Григорьевич Масалитин
Вячеслав Юрьевич Бегляков
Вадим Юрьевич Тимофеев
Original Assignee
ОАО Кемеровский опытный ремонтно-механический завод "КОРМЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО Кемеровский опытный ремонтно-механический завод "КОРМЗ" filed Critical ОАО Кемеровский опытный ремонтно-механический завод "КОРМЗ"
Priority to RU2013153850/03A priority Critical patent/RU2552539C1/en
Priority to PCT/RU2014/000884 priority patent/WO2015084214A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2552539C1 publication Critical patent/RU2552539C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D9/00Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
    • E21D9/06Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
    • E21D9/08Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield
    • E21D9/0875Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket
    • E21D9/0879Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining with additional boring or cutting means other than the conventional cutting edge of the shield with a movable support arm carrying cutting tools for attacking the front face, e.g. a bucket the shield being provided with devices for lining the tunnel, e.g. shuttering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: geohod (blade shield) comprises head and end cylindrical sections. In the front part of the head section on a frame structure there is an actuating element of a geohod, comprising two breaking cylindrical elements of drum type, connected with a motor and installed at the angle α in diametral plane with eccentricity e relative to the longitudinal axis of the geohod. On the external side of the head cylindrical section there is a propulsion device fixed, made in the form of short sectors of a double-threaded spiral surface. In front of them there are breaking elements of the propulsion device of cylindrical shape, on the side surface of which there are radial cutters arranged. The driving motor of the breaking elements of the propulsion device is installed on the inner side of the head section. On the end cylindrical section there are longitudinal elements of counterrotation fixed with breaking organs of elements of counterrotation of cylindrical shape installed in front of them, the axis of rotation of which is perpendicular to the longitudinal axis of the geohod.
EFFECT: increased reliability of operation and reduced metal intensity of a unit, increased speed of tunnelling and manufacturability of unit manufacturing, expanded area of application of a unit.
7 dwg

Description

Изобретение относится к подземному строительству, а именно к проходческим щитовым комплексам и агрегатам для проведения подземных выработок различного назначения и пространственного направления.The invention relates to underground construction, namely to tunneling complexes and aggregates for underground workings for various purposes and spatial directions.

Известен проходческий щитовой агрегат (АС СССР №1167338, МПК E21D 9/06, 1985 г.), включающий исполнительный орган, закрепленный на радиальном шипу, цилиндрическую оболочку с трубчатой винтовой спиралью на внешней поверхности, встроенные в спираль гидродомкраты перемещения и опорные лыжи. Он снабжен наружной оболочкой, охватывающей оболочку со спиралью и имеющей направляющие, при этом оболочка со спиралью выполнена с фланцами, установленными в направляющей с возможностью вращения, причем направляющие связаны с наружной оболочкой посредством горизонтальных гидродомкратов перемещения с возможностью продольного перемещения внутренней вращающейся оболочки относительно наружной.A well-known tunnel shield assembly (USSR AS No. 1167338, IPC E21D 9/06, 1985), comprising an actuator mounted on a radial spike, a cylindrical shell with a tubular helical spiral on the outer surface, movement jacks and supporting skis built into the spiral. It is provided with an outer shell, covering a shell with a spiral and having guides, while the shell with a spiral is made with flanges mounted rotatably in the guide, and the guides are connected to the outer shell by horizontal movement jacks with the possibility of longitudinal movement of the inner rotating shell relative to the outer.

Известен проходческий щитовой агрегат (АС СССР №1647144, МПК E21D 9/06, 1991 г.), включающий исполнительный орган, цилиндрическую оболочку, составленную из двух кольцевых секций. Головная секция - первая, считая от забоя, вращаясь, совершает поступательное движение на забой за счет винтовой лопасти. Хвостовая секция перемещается только поступательно, удерживаясь от проворота опорными элементами в виде пластин, ориентированных вдоль продольной оси агрегата.A well-known tunneling shield assembly (USSR AS No. 1647144, IPC E21D 9/06, 1991), comprising an actuator, a cylindrical shell composed of two annular sections. The head section is the first, counting from the bottom, while rotating, it translates to the bottom due to the helical blade. The tail section moves only translationally, being kept from turning by supporting elements in the form of plates oriented along the longitudinal axis of the unit.

Недостатками данных проходческих щитовых агрегатов являются: винтовая навивка внедряется в горный массив, работая как ножевой исполнительный орган, что увеличивает сопротивление движению, ограничивает область применения агрегата по крепости пород; конструкция спиральной поверхности на наружней оболочке, наличие полной спирали секции ограничивает область применения агрегата мягкими породами; повышенные требования к точности изготовления и монтажа оболочки и спирали; повышенные требования к прочности материала винтовой лопасти.The disadvantages of these tunneling shield units are: screw winding is introduced into the massif, working as a knife executive body, which increases resistance to movement, limits the scope of the unit for rock strength; the design of the spiral surface on the outer shell, the presence of a full spiral section limits the scope of the unit to soft rocks; increased requirements for the accuracy of manufacture and installation of the shell and spiral; increased requirements for the strength of the material of the screw blade.

Известен проходческий щитовой агрегат, АС СССР N 1008458, МПК E21D 9/06, 1983.A well-known tunneling panel assembly, the USSR AS N 1008458, IPC E21D 9/06, 1983.

Проходческий щитовой агрегат включает баровый исполнительный орган, установленный на радиальном шипу, оболочку и механизм передвижения, содержащий гидродомкраты. Механизм передвижения выполнен в виде трубчатой спирали, размещенной на внешней поверхности оболочки, внутри которой закреплены цилиндры гидродомкратов, а снаружи спирали на штоках гидродомкратов - опорные лыжи. При этом на забойном витке спирали расположен исполнительный орган.The tunneling unit includes a bar actuator mounted on a radial spike, a shell and a movement mechanism containing hydraulic jacks. The movement mechanism is made in the form of a tubular spiral placed on the outer surface of the shell, inside of which hydraulic jack cylinders are fixed, and on the outside of the spiral on the hydraulic jack rods - supporting skis. At the same time, an executive body is located on the downhole spiral.

Недостатками щитового проходческого агрегата являются ненадежность конструкции исполнительного органа ввиду наличия большого количества шарниров в цепи бара, высокая энергоемкость разрушения забоя из-за низкого КПД баровых исполнительных органов. Наличие полной спиральной поверхности на наружней оболочке создает неопределенность в получении точек контакта винтовой поверхности и выработки законтурного канала, что влечет за собой отклонение оси вращения всего агрегата.The disadvantages of the shield driving unit are the unreliability of the design of the executive body due to the large number of hinges in the bar chain, the high energy intensity of the destruction of the face due to the low efficiency of the bar executive bodies. The presence of a complete spiral surface on the outer shell creates uncertainty in obtaining the contact points of the helical surface and the development of the bypass channel, which entails the deviation of the axis of rotation of the entire unit.

Известен проходческий щитовой агрегат, взятый за прототип, патент РФ №2066762 Е21Д 9/06 от 11.05.1993, который содержит последовательно размещенные головную секцию с винтовой лопастью на наружной поверхности, исполнительным органом и механизмом выгрузки отбитой массы и хвостовую секцию с продольными опорными элементами и механизмом возведения крепи, соединенные между собой с возможностью их продольного перемещения и поворота головной секции относительно ее продольной оси. Жестко соединенную с хвостовой секцией кольцевую обечайку, механизм вращения головной секции с установленными на кольцевой обечайке домкратами и механизм продольного перемещения секций с домкратами, корпусы которых соединены с хвостовой секцией. Штоки имеют толкатели, установленные с возможностью взаимодействия с возводимой крепью. Проходческий щитовой агрегат снабжен опорами качения, установленными между кольцевой обечайкой и головной секцией, и жестко закрепленной на хвостовой секции платформой. Часть платформы расположена в головной секции и выполнена с опорами качения, при этом внутренняя поверхность головной секции выполнена с кольцевой направляющей для опор качения платформы, а домкраты механизма продольного перемещения установлены между продольными элементами.A well-known tunneling shield assembly, taken as a prototype, RF patent No. 2066762 Е21Д 9/06 of 05/11/1993, which contains a head section with a screw blade on the outer surface, an actuator and an unloaded mass unloading mechanism, and a tail section with longitudinal support elements and the erection support mechanism, interconnected with the possibility of their longitudinal movement and rotation of the head section relative to its longitudinal axis. An annular shell rigidly connected to the tail section, a head section rotation mechanism with jacks mounted on the ring shell and a longitudinal movement mechanism of sections with jacks, the bodies of which are connected to the tail section. The rods have pushers installed with the possibility of interaction with the erected lining. The tunneling unit is equipped with rolling bearings installed between the annular shell and the head section, and a platform rigidly fixed to the tail section. Part of the platform is located in the head section and is made with rolling bearings, while the inner surface of the head section is made with an annular guide for the platform rolling supports, and the jacks of the longitudinal movement mechanism are installed between the longitudinal elements.

Недостатком щитового проходческого агрегата является наличие в передней части головной секции цилиндрических разрушающих элементов барабанного типа с выполненными на внешней поверхности радиальными резцами с углом наклона осей барабанов, образующих конус, направление вершины которого совпадает с направлением движения геохода, что не позволяет разместить приводные двигатели в центральной части геохода.The disadvantage of the shield driving unit is the presence in the front of the head section of cylindrical destructive elements of a drum type with radial cutters made on the outer surface with an angle of inclination of the axes of the drums forming a cone, the vertex of which coincides with the direction of movement of the geohod, which does not allow placing drive motors in the central part geohod.

Задачами изобретения являются - повышение надежности работы и снижение металлоемкости агрегата, повышение скорости проходки и технологичности изготовления агрегата, а также расширение области применения агрегата.The objectives of the invention are to increase the reliability and reduce the metal consumption of the unit, increase the speed of penetration and manufacturability of the manufacture of the unit, as well as expanding the scope of the unit.

Геоход содержит последовательно установленные головную и концевую цилиндрические секции, соединенные между собой с возможностью поворота головной секции вокруг своей продольной оси, движитель, исполнительные органы движителя, элементы противовращения, исполнительные органы элементов противовращения.The geohod contains successively installed head and end cylindrical sections, interconnected with the possibility of rotation of the head section around its longitudinal axis, mover, propulsion actuators, counter-rotation elements, executive elements of counter-rotation elements.

В передней части головной секции на рамной конструкции расположен исполнительный орган геохода, содержащий два разрушающих цилиндрических элемента барабанного типа с выполненными на внешней поверхности радиальными резцами, соединенные с двигателем и установленные под углом α в диаметральной плоскости с эксцентриситетом e относительно продольной оси геохода. Привод вращения разрушающих элементов осуществляется от двигателей, которые благодаря наличию угла наклона α в диаметральной плоскости и наличию эксцентриситета e относительно продольной оси геохода имеют возможность размещения и компоновки внутри головной секции.In the front part of the head section on the frame structure, there is an executive organ of the geohod, containing two drum-type destructive cylindrical elements with radial cutters made on the outer surface, connected to the engine and installed at an angle α in the diametric plane with eccentricity e relative to the longitudinal axis of the geohod. The rotation of the destructive elements is driven by engines, which, due to the angle of inclination α in the diametrical plane and the presence of eccentricity e relative to the longitudinal axis of the geohod, have the possibility of placement and layout inside the head section.

На внешней стороне головной цилиндрической секции закреплен движитель, выполненный в виде коротких секторов двухзаходной спиральной поверхности, и установленные перед ними цилиндрические разрушающие органы движителя, на поверхности которых расположены радиальные резцы, ось вращения которых перпендикулярна продольной оси геохода, двигатель разрушающих органов движителя установлен на внутренней стороне головной секции.A mover made in the form of short sectors of a two-way spiral surface is fixed on the outer side of the head cylindrical section, and cylindrical destructive organs of the mover installed in front of them, on the surface of which there are radial cutters, the axis of rotation of which is perpendicular to the longitudinal axis of the geohod, the engine of the destructive organs of the mover is mounted on the inside head section.

На концевой цилиндрической секции закреплены продольные элементы противовращения с установленными перед ними цилиндрическими разрушающими органами элементов противовращения, ось вращения которых перпендикулярна продольной оси геохода, причем на поверхности разрушающих органов расположены радиальные резцы. Разрушающие органы элементов противовращения соединены с приводами вращения, закрепленными на внутренней стороне концевой цилиндрической секции.On the end cylindrical section, longitudinal counter-rotation elements are fixed with cylindrical destructive organs of counter-rotation elements installed in front of them, the axis of rotation of which is perpendicular to the longitudinal axis of the geohod, with radial incisors located on the surface of the destructive organs. Destructive bodies of counter-rotation elements are connected to rotation drives fixed on the inner side of the end cylindrical section.

В головной цилиндрической секции расположен механизм выгрузки отбитой массы, представляющий собой погрузочный орган роторного типа с погрузочными лопатками и установленный на опорах скольжения. На внутренней поверхности погрузочного органа роторного типа, на стороне, противоположной креплению лопаток, установлен венец цевочной передачи внутреннего зацепления. Приводной двигатель погрузочного органа роторного типа установлен в кронштейне, закрепленном на концевой секции.In the head cylindrical section there is a mechanism for unloading the chipped mass, which is a rotary-type loading organ with loading blades and mounted on sliding bearings. On the inner surface of the loading organ of the rotor type, on the side opposite to the mounting of the blades, there is a crown of the pin drive of the internal gear. The rotary-type loading drive drive motor is mounted in a bracket fixed to the end section.

Головная цилиндрическая секция сопрягается с концевой цилиндрической секцией через стакан, выполненный заедино с головной секцией, с другой стороны на нем - венец храпового механизма, входящий в состав трансмиссии геохода. На среднем участке стакана выполнен буртик для сопряжения головной и концевой секций, который входит в выточку, расположенную на внутренней поверхности концевой цилиндрической секции. Внутри погрузочного органа роторного типа на кожухе ленточного конвейера установлен приемный бункер для улавливания отбитой горной массы, ленточный конвейер с наклонно выполненными боковыми сторонами закреплен на концевой цилиндрической секции посредством стоек.The head cylindrical section is mated to the end cylindrical section through a glass made integrally with the head section, on the other hand there is a crown of a ratchet mechanism included in the transmission of the geokhod. A collar is made in the middle section of the glass to interface the head and end sections, which enters the recess located on the inner surface of the end cylindrical section. Inside the rotary-type loading organ, a receiving hopper is installed on the casing of the conveyor belt to capture the broken rock mass, the conveyor belt with inclined lateral sides is mounted on the end cylindrical section by means of racks.

Трансмиссия геохода состоит из восьми пар гидроцилиндров, установленных по хорде к окружности концевой секции. Корпусы гидроцилиндров соединены с кронштейнами, присоединенными к концевой секции, а штоки гидроцилиндров соединены с фиксаторами храпового механизма.The geohod transmission consists of eight pairs of hydraulic cylinders mounted along a chord to the circumference of the end section. The bodies of the hydraulic cylinders are connected to the brackets attached to the end section, and the rods of the hydraulic cylinders are connected to the latches of the ratchet mechanism.

Новые признаки в конструкции геохода:New features in the design of the geohod:

- геоход содержит два разрушающих цилиндрических элемента барабанного типа, оси которых имеют наклон в диаметральной плоскости, образующий конус, вершина которого направлена против движения геохода, и эксцентриситет относительно оси вращения геохода;- the pass contains two destructive cylindrical elements of a drum type, the axes of which are inclined in the diametrical plane, forming a cone, the apex of which is directed against the movement of the pass, and the eccentricity relative to the axis of rotation of the pass;

- движитель выполнен в виде коротких секторов двухзаходной спиральной поверхности с постоянным шагом и расположен на наружной оболочке головной секции геохода;- the mover is made in the form of short sectors of a two-way spiral surface with a constant pitch and is located on the outer shell of the head section of the geohod;

- движитель и элементы противовращения геохода имеют установленные перед ними исполнительные органы.- mover and anti-rotation elements of the geohod have executive bodies installed in front of them.

Оси вращения разрушающих цилиндрических элементов барабанного типа являются образующими конуса, направление вершины которого противоположно движению геохода. Такое расположение позволит высвободить свободное пространство в районе оси вращения геохода, необходимое для размещения приводных двигателей.The axis of rotation of the destructive cylindrical elements of the drum type are the generators of the cone, the direction of the apex of which is opposite to the movement of the geohod. This arrangement will free up free space in the region of the axis of rotation of the geohod, necessary for the placement of drive motors.

Применение движителя, выполненного в виде двухзаходной спиральной поверхности с постоянным шагом, позволит снизить перекос при движении геохода за счет определенности места контакта движителя с породой участком короткого сектора и снижения тем самым возможного угла увода оси геохода, упрощает изготовление и снижает требования к точности изготовления деталей и сборки, позволяет сократить длину поворотной секции и упрощает размещение исполнительного органа перед движителем.The use of a mover made in the form of a two-way spiral surface with a constant step will reduce skew during the movement of the geohod due to the definite place of contact of the mover with the rock with a short sector and thereby reduce the possible angle of divergence of the axis of the geohod, simplifies manufacturing and reduces the requirements for precision manufacturing of parts and assembly, reduces the length of the rotary section and simplifies the placement of the executive body in front of the mover.

Применение исполнительных органов движителя и исполнительных органов элементов противовращения снижает усилие внедрения движителя и элементов противовращения в законтурный массив породы, снижая тем самым напорное усилие на трансмиссии геохода, повышая нагрузочную способность всего агрегата и позволяя создавать законтурные каналы в твердых породах.The use of propulsive actuators and counter-rotational actuators reduces the force of introducing the propulsor and counter-rotation elements into the rock massif, thereby reducing the pressure on the transmission of the geohod, increasing the load capacity of the entire unit and allowing the creation of marginal channels in solid rocks.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

На фиг.1 приведен общий вид геохода,Figure 1 shows a General view of the geohod,

На фиг.2 вид геохода спереди,Figure 2 is a front view of the geohod,

На фиг.3 представлен вид геохода сверху,Figure 3 presents a top view of the geohod,

На фиг.4 представлен вид спереди исполнительного органа геохода,Figure 4 presents a front view of the executive body of the geokhod,

На фиг.5 представлен разрез по А-А,Figure 5 presents a section along aa,

На фиг.6 представлен вид С,Figure 6 presents a view of C,

На фиг.7 представлен разрез по В-В.7 shows a section along BB.

Геоход содержит последовательно установленные головную 1 и концевую 2 цилиндрические секции, которые соединены между собой с возможностью поворота головной секции 1 вокруг своей продольной оси (фиг.1, фиг.3).Geohod contains sequentially installed head 1 and end 2 cylindrical sections, which are interconnected to rotate the head section 1 around its longitudinal axis (figure 1, figure 3).

В передней части головной секции 1 установлены два разрушающих элемента барабанного типа 3, привод вращения которых осуществляется от двигателей 4 (фиг.2). Разрушающие элементы барабанного типа 3 установлены на рамной конструкции 5, которая жестко соединена с головной цилиндрической секцией 1 (фиг.2, фиг.3, фиг.4).In front of the head section 1 there are two destructive elements of drum type 3, the rotation drive of which is carried out from the engines 4 (figure 2). Destructive elements of drum type 3 are mounted on a frame structure 5, which is rigidly connected to the cylinder head section 1 (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4).

Исполнительный орган геохода содержит два разрушающих цилиндрических элемента барабанного типа с выполненными на внешней поверхности радиальными резцами.The executive organ of the geohod contains two destructive cylindrical elements of drum type with radial cutters made on the outer surface.

Совокупность разрушающих цилиндрических элементов барабанного типа 3 двигателей 4 и рамной конструкции 5 составляет исполнительный орган 6 геохода (фиг.4). Разрушающий элемент барабанного типа 3 имеет форму цилиндра, с внешней стороны цилиндра выполнена фаска (фиг.2, фиг.4). На внешней цилиндрической поверхности разрушающего элемента 3 расположены радиальные резцы (не показаны).The set of destructive cylindrical elements of the drum type 3 of the engines 4 and the frame structure 5 is the executive body 6 of the geohod (figure 4). The destructive element of the drum type 3 has the shape of a cylinder, a chamfer is made on the outside of the cylinder (Fig. 2, Fig. 4). On the outer cylindrical surface of the destructive element 3 there are radial cutters (not shown).

На фиг.5 показан разрез по А-А на фигуре 2. Разрушающие элементы барабанного типа 3 установлены под углом α в диаметральной плоскости и с эксцентриситетом e относительно продольной оси геохода О-О (фиг.5).Figure 5 shows a section along aa in figure 2. The destructive elements of the drum type 3 are installed at an angle α in the diametrical plane and with an eccentricity e relative to the longitudinal axis of the O-O geo-duct (figure 5).

На внешней стороне головной цилиндрической секции 1 закреплен движитель 7, выполненный в виде коротких секторов двухзаходной спиральной поверхности и имеющий разрушающие органы движителя 8, установленные перед ними (фиг.1, фиг.2, фиг.3).On the outer side of the head cylindrical section 1, a propulsion device 7 is fixed, made in the form of short sectors of a two-way spiral surface and having destructive organs of the propulsion device 8 installed in front of them (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3).

Разрушающие органы движителя 8 имеют форму цилиндра, ось вращения - перпендикулярна продольной оси геохода O-O (фиг.1, фиг.2, фиг.3). На цилиндрической поверхности разрушающих органов движителя 8 расположены радиальные резцы (не показаны).Destructive organs of the propulsion device 8 are in the form of a cylinder, the axis of rotation is perpendicular to the longitudinal axis of the O-O geo-duct (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3). On the cylindrical surface of the destructive organs of the propulsion unit 8 there are radial cutters (not shown).

Привод вращения разрушающих органов движителя 8 осуществляется от двигателей 9, закрепленных на внутренней стороне головной секции 1 (фиг.2).The rotation drive of the destructive organs of the mover 8 is carried out from the engines 9, mounted on the inner side of the head section 1 (figure 2).

На концевой секции 2 закреплены продольные элементы противовращения 10 (фиг.1, фиг.3). Перед элементами противовращения 10 установлены разрушающие органы элементов противовращения 11 (фиг.1, фиг.3).On the end section 2, longitudinal elements of counter-rotation 10 are fixed (Fig. 1, Fig. 3). Before the anti-rotation elements 10, destructive organs of the anti-rotation elements 11 are installed (Fig. 1, Fig. 3).

Разрушающие органы элементов противовращения 11 имеют форму цилиндра, ось вращения - перпендикулярна продольной оси геохода. На цилиндрической поверхности разрушающего органа элемента противовращения 11 расположены радиальные резцы (не показаны).Destructive organs of the counter-rotation elements 11 are in the form of a cylinder, the axis of rotation is perpendicular to the longitudinal axis of the geokhod. On the cylindrical surface of the destructive organ of the counter-rotation element 11, radial cutters (not shown) are located.

Разрушающие органы элементов противовращения 11 (фиг.3) имеют приводы вращения 12, закрепленные на внутренней стороне оболочки концевой цилиндрической секции 2 (фиг.5).Destructive organs of the counter-rotation elements 11 (Fig. 3) have rotation drives 12 mounted on the inner side of the shell of the end cylindrical section 2 (Fig. 5).

В головной цилиндрической секции 1 находится механизм выгрузки отбитой массы в виде погрузочного органа роторного типа 13 с закрепленными внутри погрузочными лопатками 14. Погрузочный орган роторного типа установлен на опорах скольжения 15 (фиг.5).In the head cylindrical section 1 there is a mechanism for unloading the chipped mass in the form of a loading organ of rotor type 13 with loading blades fixed inside. 14. A loading organ of rotary type is mounted on sliding bearings 15 (Fig. 5).

На выходном валу двигателя 16 (фиг.6, вид С фигуры 5) установлено зубчатое колесо цевочной передачи внутреннего зацепления 17, которое служит для вращения погрузочного органа роторного типа 13. На внутренней поверхности погрузочного органа роторного типа 13, на стороне, противоположной креплению лопаток 14, установлен венец цевочной передачи внутреннего зацепления 18 (фиг.5, фиг.6). Двигатель 16 установлен в кронштейне 19, который закреплен на концевой секции 2 (фиг.6).On the output shaft of the engine 16 (Fig. 6, view C of Fig. 5), a gear wheel of the pinion gear of the internal gear 17 is installed, which serves to rotate the loading organ of the rotor type 13. On the inner surface of the loading organ of the rotor type 13, on the side opposite to the mounting of the blades 14 , the crown of the pin drive gear of the internal gear 18 is installed (Fig. 5, Fig. 6). The engine 16 is installed in the bracket 19, which is mounted on the end section 2 (Fig.6).

Головная цилиндрическая секция 1 сопрягается с концевой цилиндрической секцией 2 через стакан 20 (фиг.6). Стакан 20 с одной стороны выполнен заедино с головной секцией 1, с другой стороны на нем выполнен венец храпового механизма 21 (фиг.6), входящий в состав трансмиссии геохода.The head cylindrical section 1 is mated with the end cylindrical section 2 through the glass 20 (Fig.6). The glass 20 on the one hand is made together with the head section 1, on the other hand, a crown of the ratchet mechanism 21 is made on it (Fig.6), which is part of the transmission of the geohod.

На среднем участке стакана 20 выполнен буртик 22, который предназначен для сопряжения головной секции 1 и концевой секции 2 и входит в выточку 23, расположенную на внутренней цилиндрической поверхности концевой секции 2 (фиг.6).On the middle section of the glass 20, a flange 22 is made, which is designed to interface the head section 1 and the end section 2 and is included in the recess 23 located on the inner cylindrical surface of the end section 2 (Fig.6).

На фиг.7 представлен разрез по В-В и привод вращения погрузочного устройства 16.7 shows a section along BB and the rotation drive of the loading device 16.

Приемный бункер 24 (фиг.5) для улавливания отбитой горной массы установлен внутри погрузочного органа роторного типа 13 параллельно продольной оси вращения геохода О-О, по ходу движения геохода.A receiving hopper 24 (Fig. 5) for collecting broken rock mass is installed inside the loading organ of the rotor type 13 parallel to the longitudinal axis of rotation of the O-O geohod, in the direction of the geohod.

Приемный бункер 24 с наклонно выполненными сторонами установлен на кожухе 25 ленточного конвейера 26 (фиг.5, фиг.7).The receiving hopper 24 with inclined sides is mounted on the casing 25 of the conveyor belt 26 (Fig. 5, Fig. 7).

Ленточный конвейер 26 закреплен на концевой цилиндрической секции 2 посредством стоек 27 (фиг.7).The conveyor belt 26 is mounted on the end cylindrical section 2 by means of racks 27 (Fig.7).

Трансмиссия геохода состоит из 8-ми пар гидроцилиндров 28 (фиг.7), установленных по хорде к окружности концевой секции 2, корпуса гидроцилиндров 28 соединены с кронштейнами 29, прикрепленными к концевой секции 2 (фиг.7). Штоки гидроцилиндров 28 соединены с фиксаторами храпового механизма 30 (фиг.7). Основное назначение фиксаторов храпового механизма 30 - фиксация положения осей штоков гидроцилиндров 28 относительно венца храпового механизма 21 при рабочем ходе - вращении головной секции 1, и расфиксация осей штоков гидроцилиндров 28 относительно венца храпового механизма 21 при холостом ходе (возврате гидроцилиндров 28 в исходное положение).The transmission of the geohod consists of 8 pairs of hydraulic cylinders 28 (Fig. 7), mounted along the chord to the circumference of the end section 2, the cylinder body 28 is connected to the brackets 29 attached to the end section 2 (Fig. 7). The rods of the hydraulic cylinders 28 are connected to the latches of the ratchet mechanism 30 (Fig.7). The main purpose of the latches of the ratchet mechanism 30 is to fix the position of the axes of the rods of the hydraulic cylinders 28 relative to the crown of the ratchet mechanism 21 during the working movement - rotation of the head section 1, and to fix the axes of the rods of the hydraulic cylinders 28 relative to the crown of the ratchet mechanism 21 when idling (return the hydraulic cylinders 28 to its original position).

Рабочая жидкость подается под давлением в поршневые полости четырех пар гидроцилиндров, чередуясь через одну пару. Раздвигаясь, гидроцилиндры 28 опираются на кронштейны 29 и отталкивают фиксатор храпового механизма 30, затем толкают венец храпового механизма 21 и стакан 20 - создается вращательный момент и происходит вращение головной цилиндрической секции 1. Одновременно с этим рабочая жидкость подается под давлением в штоковые полости других четырех пар гидроцилиндров 28, при этом происходит обратный ход. Во время обратного хода гидроцилиндров 28 за счет срабатывания фиксатора храпового механизма 30 происходит проскальзывание штока гидроцилиндра 28 вдоль оси и соответственно его складывание.The working fluid is supplied under pressure into the piston cavities of four pairs of hydraulic cylinders, alternating through one pair. While expanding, the hydraulic cylinders 28 rest on the brackets 29 and push off the ratchet mechanism lock 30, then push the ratchet mechanism crown 21 and the cup 20 - a torque is created and the head cylindrical section 1 rotates. Simultaneously, the working fluid is supplied under pressure into the rod cavities of the other four pairs hydraulic cylinders 28, while there is a reverse stroke. During the return stroke of the hydraulic cylinders 28 due to the actuation of the ratchet lock 30, the rod of the hydraulic cylinder 28 slides along the axis and, accordingly, folds.

Совместно с головной цилиндрической секцией 1 вращаются рамная конструкция 5 (фиг.2) и разрушающие элементы 3, одновременно с этим разрушающие элементы 3 вращаются вокруг своей оси за счет двигателей 4, при этом происходит разрушение забоя.Together with the head cylindrical section 1, the frame structure 5 (Fig. 2) and the destructive elements 3 rotate, while the destructive elements 3 rotate around their axis due to the motors 4, and the face is destroyed.

Одновременно с вращением головной секции 1 включается вращение разрушающих органов движителя 7, которые приводятся во вращение от двигателей 9. Разрушающие органы движителя 7 формируют в породе за контуром выработки винтовые каналы, по которым перемещается движитель 7. Движитель 7, взаимодействуя с породой через боковую поверхность винтового законтурного канала, создает напорное усилие на исполнительном органе 6 геохода.Simultaneously with the rotation of the head section 1, the destructive organs of the mover 7 are turned on, which are driven by the engines 9. The destructive organs of the mover 7 form helical channels in the rock behind the working contour, along which the mover 7. The mover 7 interacts with the rock through the lateral surface of the helical the marginal canal creates a pressure force on the executive body 6 of the geohod.

Движитель 7 сообщает головной цилиндрической секции 1 поступательное движение. Головная цилиндрическая секция 1 сопряжена с концевой цилиндрической секцией 2 посредством стакана 20. Буртик 22 стакана 20 входит в выточку 23. При вращательном и поступательном движении головной цилиндрической секции 1 буртик 22 через выточку 23 передает поступательное движение концевой цилиндрической секции 2.The mover 7 informs the head cylindrical section 1 of the translational motion. The head cylindrical section 1 is interfaced with the end cylindrical section 2 by means of the cup 20. The bead 22 of the cup 20 enters the recess 23. During the rotational and translational movement of the head cylindrical section 1, the bead 22 transmits the translational movement of the end cylindrical section 2 through the recess 23.

Одновременно с вращением головной секции включается вращение разрушающих органов элементов противовращения 11, которые приводятся во вращение двигателями 12. Разрушающие органы элементов противращения 11 формируют в породе продольные каналы за контуром выработки, по которым перемещаются элементы противовращения 10. Элементы противовращения 10, взаимодействуя с породой выработки через боковую поверхность продольного законтурного канала, создают реактивный момент на концевой секции 2, который компенсирует вращательный момент на головной цилиндрической секции 1.Simultaneously with the rotation of the head section, the rotation of the destructive organs of the counter-rotation elements 11 is activated, which are driven by the engines 12. The destructive organs of the counter-rotation elements 11 form longitudinal channels in the rock behind the working circuit along which the counter-rotation elements 10 move. The counter-rotation elements 10 interacting with the production rock through the lateral surface of the longitudinal contour channel, create a reactive moment at the end section 2, which compensates for the rotational moment at the head cylindrical section 1.

Разрушенная порода попадает в роторный погрузчик 13, который приводится во вращение двигателем 16. Лопатки роторного погрузчика 14 перемещают разрушенную породу и ссыпают ее в приемный бункер 24, происходит погрузка отбитой породы.The destroyed rock enters the rotary loader 13, which is driven by the engine 16. The blades of the rotary loader 14 move the destroyed rock and pour it into the receiving hopper 24, loading of the broken rock takes place.

Погрузочный орган роторного типа 13 имеет возможность независимого от головной секции 1 вращения за счет его установки на опоры скольжения 15.The loading organ of the rotor type 13 has the possibility of rotation independent of the head section 1 due to its installation on the sliding bearings 15.

Из приемного бункера 24 порода попадает на ленточный конвейер 26, происходит транспортирование отбитой породы. Кожух ленточного конвейера 25, установленный на концевой секции 2 посредством стоек 27, защищает от просыпания породы.From the receiving hopper 24, the rock enters the conveyor belt 26, the transportation of the broken rock occurs. The casing of the conveyor belt 25, mounted on the end section 2 by means of racks 27, protects against spillage of the rock.

Технические преимущества работы геохода происходят за счет применения совокупности новых оригинальных элементов проходческого щитового агрегата.Technical advantages of the geohod work are due to the use of a combination of new original elements of the tunneling unit.

Повышение надежности работы агрегата и снижение металлоемкости достигается за счет применения многозаходного движителя, выполненного в виде коротких секторов спиральной поверхности движителя 7 (фиг.1, фиг.2, фиг.3).Improving the reliability of the unit and reducing the metal consumption is achieved through the use of a multi-propulsion mover, made in the form of short sectors of the spiral surface of the mover 7 (figure 1, figure 2, figure 3).

Повышение скорости проходки происходит за счет совмещения во времени процессов разрушения забоя, погрузки, транспортирования отделенной породы от забоя и перемещения агрегата на забой.An increase in the rate of penetration occurs due to the combination in time of the processes of destruction of the face, loading, transportation of separated rock from the face and moving the unit to the face.

Повышение технологичности изготовления агрегата решается за счет наличия угла наклона α в диаметральной плоскости и эксцентриситета e относительно продольной оси геохода у разрушающих элементов 3, что ведет к высвобождению свободного пространства в передней части головной секции 1 для размещения двигателей 4 (фиг.1, фиг.2, фиг.3).Improving the manufacturability of the manufacture of the unit is solved due to the presence of the angle of inclination α in the diametrical plane and the eccentricity e relative to the longitudinal axis of the geohod for the destructive elements 3, which leads to the release of free space in front of the head section 1 for accommodating engines 4 (Fig. 1, Fig. 2 , Fig. 3).

Расширение области применения агрегата происходит за счет применения разрушающих органов движителя 8 (фиг.1, фиг.2, фиг.3) и разрушающих органов элементов противовращения 11 (фиг.1, фиг.3).The expansion of the scope of the unit is due to the use of destructive organs of the propulsion device 8 (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3) and destructive organs of the anti-rotation elements 11 (Fig. 1, Fig. 3).

Claims (1)

Геоход (проходческий щитовой агрегат) содержит последовательно размещенные головную и концевую цилиндрические секции, соединенные между собой с возможностью поворота головной секции относительно ее продольной оси, исполнительный орган и механизм выгрузки отбитой массы, элементы противовращения, отличающийся тем, что в передней части головной секции на рамной конструкции расположен исполнительный орган геохода, содержащий два разрушающих цилиндрических элемента барабанного типа с выполненными на внешней поверхности радиальными резцами, соединенные с двигателем и установленные под углом α в диаметральной плоскости с эксцентриситетом e относительно продольной оси геохода, на внешней стороне головной цилиндрической секции закреплен движитель, выполненный в виде коротких секторов двухзаходной спиральной поверхности, и установленные перед ними разрушающие органы движителя цилиндрической формы, на боковой поверхности которых расположены радиальные резцы, ось вращения перпендикулярна продольной оси геохода, приводной двигатель разрушающих органов движителя установлен на внутренней стороне головной секции, на концевой цилиндрической секции закреплены продольные элементы противовращения с установленными перед ними разрушающими органами элементов противовращения цилиндрической формы, ось вращения которых перпендикулярна продольной оси геохода, причем на боковой поверхности разрушающих органов расположены радиальные резцы, разрушающие органы элементов противовращения соединены с приводами вращения, закрепленными на внутренней стороне концевой цилиндрической секции, в головной цилиндрической секции расположен механизм выгрузки отбитой массы - погрузочный орган роторного типа с погрузочными лопатками, установленный на опорах скольжения, на выходном валу двигателя установлено зубчатое колесо цевочной передачи внутреннего зацепления, на внутренней стороне погрузочного органа роторного типа установлен венец цевочной передачи внутреннего зацепления, а двигатель расположен в кронштейне, закрепленном на концевой секции, головная цилиндрическая секция сопрягается с концевой цилиндрической секцией через стакан, выполненный заедино с головной секцией, с другой стороны на нем расположен венец храпового механизма, входящий в состав трансмиссии геохода, на среднем участке стакана выполнен буртик для сопряжения головной и концевой секций, который входит в выточку, расположенную на внутренней поверхности концевой цилиндрической секции, внутри погрузочного органа роторного типа на кожухе ленточного конвейера установлен приемный бункер для улавливания отбитой горной массы с наклонно выполненными боковыми сторонами, ленточный конвейер закреплен на концевой цилиндрической секции посредством стоек, трансмиссия геохода состоит из 8-ми пар гидроцилиндров, установленных по хорде к окружности концевой секции, корпусы гидроцилиндров соединены с кронштейнами, соединенными с концевой секцией, а штоки гидроцилиндров соединены с фиксаторами храпового механизма. Geohod (sinking shield unit) contains sequentially placed head and end cylindrical sections interconnected to rotate the head section relative to its longitudinal axis, an actuator and a mechanism for unloading the beaten-off mass, counter-rotation elements, characterized in that in the front part of the head section on the frame the design is the executive body of the geohod, containing two destructive cylindrical elements of drum type with radial connected to the engine and installed at an angle α in the diametric plane with eccentricity e relative to the longitudinal axis of the geokhod, on the outer side of the head cylindrical section there is a mover made in the form of short sectors of a two-way spiral surface, and the destructive organs of the mover of a cylindrical shape installed in front of them on the lateral surface of which there are radial cutters, the axis of rotation is perpendicular to the longitudinal axis of the geokhod, the drive motor of the destructive organs of the propulsion unit it is mounted on the inner side of the head section, longitudinal counter-rotation elements are fixed on the end cylindrical section with destructive organs of cylindrical counter-rotation elements installed in front of them, the axis of rotation of which is perpendicular to the longitudinal axis of the geohod, and on the side surface of the destructive organs there are radial cutters that destroy the organs of counter-rotation elements are connected to rotation drives mounted on the inner side of the end cylindrical section in the head cylinder The section of the section contains a mechanism for unloading the chipped mass - a rotor-type loading organ with loading blades mounted on sliding bearings, an internal gear pinion gear gear is installed on the engine output shaft, an internal gear pinion gear is installed on the inner side of the rotor-type loading organ, and the engine is located in the bracket mounted on the end section, the head cylindrical section is mated to the end cylindrical section through a glass made it is connected with the head section, on the other hand there is a ratchet crown, which is part of the transmission of the geokhod, on the middle section of the glass there is a shoulder for mating the head and end sections, which is included in the recess located on the inner surface of the end cylindrical section, inside the loading a rotary-type organ on the casing of the conveyor belt a receiving hopper is installed for catching broken rock with slanted sides, the belt conveyor is fixed to the end of the cylindrical section by means of struts, the transmission of the geohod consists of 8 pairs of hydraulic cylinders mounted along a chord to the circumference of the end section, the cases of the hydraulic cylinders are connected to the brackets connected to the end section, and the rods of the hydraulic cylinders are connected to the latches of the ratchet mechanism.
RU2013153850/03A 2013-12-04 2013-12-04 Geohod (blade shield) RU2552539C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013153850/03A RU2552539C1 (en) 2013-12-04 2013-12-04 Geohod (blade shield)
PCT/RU2014/000884 WO2015084214A1 (en) 2013-12-04 2014-11-24 Earth-tunneler (tunnel boring assembly)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013153850/03A RU2552539C1 (en) 2013-12-04 2013-12-04 Geohod (blade shield)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2552539C1 true RU2552539C1 (en) 2015-06-10

Family

ID=53273822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013153850/03A RU2552539C1 (en) 2013-12-04 2013-12-04 Geohod (blade shield)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2552539C1 (en)
WO (1) WO2015084214A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2703027C1 (en) * 2018-12-11 2019-10-15 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирское научно-производственное объединение" (ООО "Сибирское НПО") Method for construction of underground working and shield tunneling unit for its implementation
RU2705446C1 (en) * 2015-12-08 2019-11-07 Херренкнехт Акциенгезельшафт Device and method of driving mined space in underground mine working
US11905835B1 (en) * 2020-09-17 2024-02-20 TopEng Inc. Tunnel digging machine (TDM)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108915717B (en) * 2018-08-07 2023-12-08 重庆大学 Adjustable construction bench for large-gradient tunnel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU964163A1 (en) * 1981-01-14 1982-10-07 Тульский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Apparatus for excavating rock
RU2066762C1 (en) * 1993-05-11 1996-09-20 Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела Shaft-sinking shield set
RU2412354C1 (en) * 2009-07-31 2011-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" Birotating tunnel shield unit
RU112269U1 (en) * 2010-12-13 2012-01-10 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" ROLLING SHIELD UNIT

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH086557B2 (en) * 1989-12-05 1996-01-24 株式会社イセキ開発工機 Shield type tunnel excavator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU964163A1 (en) * 1981-01-14 1982-10-07 Тульский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Apparatus for excavating rock
RU2066762C1 (en) * 1993-05-11 1996-09-20 Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела Shaft-sinking shield set
RU2412354C1 (en) * 2009-07-31 2011-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский политехнический университет" Birotating tunnel shield unit
RU112269U1 (en) * 2010-12-13 2012-01-10 Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" ROLLING SHIELD UNIT

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2705446C1 (en) * 2015-12-08 2019-11-07 Херренкнехт Акциенгезельшафт Device and method of driving mined space in underground mine working
RU2703027C1 (en) * 2018-12-11 2019-10-15 Общество с ограниченной ответственностью "Сибирское научно-производственное объединение" (ООО "Сибирское НПО") Method for construction of underground working and shield tunneling unit for its implementation
US11905835B1 (en) * 2020-09-17 2024-02-20 TopEng Inc. Tunnel digging machine (TDM)

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015084214A1 (en) 2015-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2552539C1 (en) Geohod (blade shield)
CN106703684B (en) A kind of underground drilling robot
JP5475521B2 (en) Tunnel excavator
CN206376867U (en) A kind of new pair of Shield TBM
RU2704407C2 (en) Tunnelling machine for working with hard rocks
US5078545A (en) Method for boring hole in the ground and apparatus therefor
JP3500082B2 (en) Tunnel excavator
CN109882181B (en) Swing type variable-diameter enveloping forming full-section drilling tool
US3960285A (en) Material handling apparatus
RU2703027C1 (en) Method for construction of underground working and shield tunneling unit for its implementation
CN205297575U (en) Tunnel machine for trimming is used in multi -functional colliery
RU112269U1 (en) ROLLING SHIELD UNIT
CN203879495U (en) Cutting mechanism and development machine
RU2418950C1 (en) Tunnelling header unit (geovehicle)
RU2412354C1 (en) Birotating tunnel shield unit
CN108843234A (en) A kind of auger
CN109681208B (en) Swing type full-section drilling tool with equal-diameter and multiple cutterheads for enveloping and forming
RU2487999C1 (en) Complex for tunnel driving with increased cross section area
CN109915152A (en) A kind of collection bores the shield type excavator of expansion support integratedization
RU157899U1 (en) ROLLING SHIELD UNIT
RU2066762C1 (en) Shaft-sinking shield set
JP5713811B2 (en) Widening equipment and widening method for existing tunnels
JP2596802B2 (en) Ring cut excavator
JPS583916Y2 (en) shield tunneling machine
CN109577986B (en) Driving structure for sinking swing type vertical shaft heading machine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161205

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20180320