一种敞开式TBM撑靴缓冲回正装置的制作方法

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一种敞开式tbm撑靴缓冲回正装置
1.技术领域：本发明属于隧道工程施工设备领域，具体是涉及一种敞开式tbm撑靴的回正装置。
2.

背景技术：

tbm是全断面硬岩掘进机的简称，是隧道开挖的专用设备，在山岭隧道及城市地铁的建设中发挥着重要作用。根据tbm工作原理和结构形式，tbm包括护盾式tbm和敞开式tbm。近年来，tbm以其安全高效等特点，被广泛应用于地下隧道建设。敞开式tbm主要由刀盘、护盾、驱动组件、支撑推进系统、皮带机和其他辅助系统等结构组成。支撑推进系统作为敞开式tbm的关键部分，其主要功能为传递刀盘旋转开挖岩壁产生的扭矩和整机前进的推力，整个传递过程是由撑靴反复撑紧岩壁实现。在掘进换步过程中，撑靴需要脱开岩壁前移一个掘进循环后再撑紧洞壁。撑靴与撑靴油缸采取多自由度铰接，而撑靴前部连接由推进油缸，换步期间，撑靴由于前重而绕铰接点向前倾倒，造成撑靴无法贴合岩壁，撑靴环槽无法对准钢拱架，掘进过程中撑靴打滑，掘进效率降低、影响施工安全等严重问题。
3.

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效解决换步时撑靴脱离洞壁，撑靴因前端重而绕铰接点向前倾倒的问题，进而提高换步效率的敞开式tbm撑靴缓冲回正装置。
4.上述目的是这样实现的：它由结构相同的两个缓冲回正单体组成，每个缓冲回正单体都包括固定架，固定架包括底板和连接在底板左右两端的两个向下延伸的耳板，固定架的底板上表面固定有板簧卡槽，固定挡板通过螺栓连接在板簧卡槽后方的固定架的底板端部，板簧卡槽的后侧壁与固定挡板之间的空间为板簧安装槽，板簧的下端位于板簧安装槽内，固定挡板面向板簧的一面从上至下逐渐向板簧方向倾斜，板簧和固定挡板之间放置有楔块，楔块的斜面与固定挡板的斜面相适应；压板的后端通过螺栓连接在固定挡板的顶部，压板的前端位于楔块的上方，压板的前端安装有顶丝，顶丝顶在楔块上，通过压板和楔块对板簧进行定位，板簧卡槽的后侧壁上设有调节螺柱通过孔，固定挡板上也设有调节螺柱通过孔，两个调节螺柱通过孔在同一直线上，板簧上也设有调节螺柱通过孔，调节螺柱的前端经固定挡板、板簧、板簧卡槽后侧壁上的调节螺柱通过孔后伸入到板簧卡槽内，露在固定挡板外侧的调节螺栓上拧有螺母。
5.其中一个缓冲回正单体的固定架（固定架的底板朝上，耳板在下）的两个耳板设置在位于下方的全断面硬岩掘进机的推进油缸的油缸耳座、铰接座的耳板外侧，并且它们通过销轴铰接；另一个缓冲回正单体旋转180
°
后（即固定架的底板在下，耳板朝上），其固定架的两个耳板设置在位于上方的全断面硬岩掘进机的推进油缸的油缸耳座、铰接座的耳板外侧，并且它们通过销轴铰接；两个铰接座分别与撑靴通过销轴连接。
6.位于下方的缓冲回正单体的板簧上端伸入到位于上方的缓冲回正单体的板簧卡槽内，位于上方的缓冲回正单体的板簧下端伸入到位于下方的缓冲回正单体的板簧卡槽内。
7.本发明的优点是：本装置能够有效解决换步时撑靴脱离洞壁，撑靴因前端重而绕铰接点向前倾倒的问题，进而提高换步效率，同时板簧固定采用可拆式结构，再板簧反复使
用失效后能够快速对板簧进行更换。
8.附图说明：图1是本发明中缓冲回正单体的结构示意图；图2是本发明与推进油缸和撑靴连接状态示意图；图3是本发明的作用过程状态示意图。
9.具体实施方式：下面结合图1-3对本发明做进一步说明；它由结构相同的两个缓冲回正单体组成，每个缓冲回正单体都包括固定架，固定架包括底板1和连接在底板左右两端的两个向下延伸的耳板2，固定架的底板上表面固定有板簧卡槽3，固定挡板4通过螺栓连接在板簧卡槽后方的固定架的底板端部，板簧卡槽的后侧壁6与固定挡板之间的空间为板簧安装槽5，板簧7的下端位于板簧安装槽内，固定挡板面向板簧的一面从上至下逐渐向板簧方向倾斜，板簧和固定挡板之间放置有楔块8，楔块的斜面与固定挡板的斜面相适应；压板9的后端通过螺栓连接在固定挡板的顶部，压板的前端位于楔块的上方，压板的前端安装有顶丝10，顶丝顶在楔块上，通过压板和楔块对板簧进行定位，板簧卡槽的后侧壁上设有调节螺柱通过孔，固定挡板上也设有调节螺柱通过孔，两个调节螺柱通过孔在同一直线上，板簧上也设有调节螺柱通过孔，调节螺柱12的前端经固定挡板、板簧、板簧卡槽后侧壁上的调节螺柱通过孔后伸入到板簧卡槽内，露在固定挡板外侧的调节螺栓上拧有螺母。
10.其中一个缓冲回正单体的固定架（固定架的底板朝上，耳板在下）的两个耳板设置在位于下方的全断面硬岩掘进机的推进油缸11的油缸耳座、铰接座14的耳板外侧，并且它们通过销轴13铰接；另一个缓冲回正单体旋转180
°
后（即固定架的底板在下，耳板朝上），其固定架的两个耳板设置在位于上方的全断面硬岩掘进机的推进油缸的油缸耳座、铰接座的耳板外侧，并且它们通过销轴铰接；两个铰接座分别与撑靴15通过销轴连接。
11.位于下方的缓冲回正单体的板簧上端伸入到位于上方的缓冲回正单体的板簧卡槽内，位于上方的缓冲回正单体的板簧下端伸入到位于下方的缓冲回正单体的板簧卡槽内。
12.调整两组缓冲回正单体调节螺柱预紧量使板簧产生一个绕撑靴铰接点16的顺时针扭矩，从而抵消因撑靴前部重产生的绕铰接点的逆时针扭矩，预紧板簧产生的顺时针扭矩要小于撑靴自身的逆时针扭矩，防止撑靴后倒。在换步过程中，撑靴脱开岩壁瞬间，撑靴绕铰接点向前倾倒，此时上下两组撑靴缓冲回正装置产生相向位移，两组撑靴缓冲回正装置相互作用，产生的顺时针扭矩阻止撑靴向前倾倒，同时起到柔性缓冲作用。
13.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种敞开式tbm撑靴缓冲回正装置，其特征是：由结构相同的两个缓冲回正单体组成，每个缓冲回正单体都包括固定架，固定架包括底板（1）和连接在底板左右两端的两个向下延伸的耳板（2），固定架的底板上表面固定有板簧卡槽（3），固定挡板（4）通过螺栓连接在板簧卡槽后方的固定架的底板端部，板簧卡槽的后侧壁（6）与固定挡板之间的空间为板簧安装槽（5），板簧（7）的下端位于板簧安装槽内，固定挡板面向板簧的一面从上至下逐渐向板簧方向倾斜，板簧和固定挡板之间放置有楔块（8），楔块的斜面与固定挡板的斜面相适应；压板（9）的后端通过螺栓连接在固定挡板的顶部，压板的前端位于楔块的上方，压板的前端安装有顶丝（10），顶丝顶在楔块上，通过压板和楔块对板簧进行定位，板簧卡槽的后侧壁上设有调节螺柱通过孔，固定挡板上也设有调节螺柱通过孔，两个调节螺柱通过孔在同一直线上，板簧上也设有调节螺柱通过孔，调节螺柱（12）的前端经固定挡板、板簧、板簧卡槽后侧壁上的调节螺柱通过孔后伸入到板簧卡槽内，露在固定挡板外侧的调节螺栓上拧有螺母；其中一个缓冲回正单体的固定架的两个耳板设置在位于下方的全断面硬岩掘进机的推进油缸（11）的油缸耳座、铰接座（14）的耳板外侧，并且它们通过销轴（13）铰接；另一个缓冲回正单体旋转180
°
后其固定架的两个耳板设置在位于上方的全断面硬岩掘进机的推进油缸的油缸耳座、铰接座的耳板外侧，并且它们通过销轴铰接；两个铰接座分别与撑靴（15）通过销轴连接；位于下方的缓冲回正单体的板簧上端伸入到位于上方的缓冲回正单体的板簧卡槽内，位于上方的缓冲回正单体的板簧下端伸入到位于下方的缓冲回正单体的板簧卡槽内。

技术总结

一种敞开式TBM撑靴缓冲回正装置属于隧道工程施工设备领域。主要是为解决现有的敞开式TBM掘进过程中撑靴绕铰接点向前倾倒等问题而设计的。它由两个缓冲回正单体组成，缓冲回正单体的固定架包括底板和耳板，底板上有板簧卡槽和板簧安装槽，固定挡板连接在底板端部，板簧的下端位于板簧安装槽内，板簧和固定挡板之间有楔块，压板连接在固定挡板顶部，压板前端有顶丝，调节螺柱经固定挡板、板簧、板簧卡槽上的调节螺柱通过孔后伸入到板簧卡槽内，两个缓冲回正单体固定架的两个耳板分别与两个推进油缸的油缸耳座、铰接座铰接；一个缓冲回正单体的板簧上端伸入到另一个缓冲回正单体的板簧卡槽内。优点是撑靴不会绕铰接点向前倾倒。簧卡槽内。优点是撑靴不会绕铰接点向前倾倒。簧卡槽内。优点是撑靴不会绕铰接点向前倾倒。