主梁式TBM撐靴自動回正裝置及主梁式TBM的制作方法

本實用新型屬于全斷面硬巖隧道掘進機技術領域，具體涉及一種主梁式TBM撐靴自動回正裝置及主梁式TBM。

背景技術：

TBM是全斷面硬巖隧道掘進機的簡稱，是隧道開挖的專用設備。根據TBM的工作原理和結構形式，TBM包括護盾式TBM、主梁式TBM、凱式TBM等。本實用新型主要是針對主梁式TBM撐靴實施的。主梁式TBM推進支撐包括主梁、撐靴、鞍架、推進油缸、撐靴油缸等部分。撐靴作為主梁式TBM的關鍵部分，主要功能是在掘進時候撐緊洞壁，并為TBM向前掘進提供推力。為了適應TBM不同姿態和不規則洞壁，撐靴和撐靴油缸采用球面副連接。當撐靴油缸收回時，重力作用以及外界的輕微干擾都會使撐靴有繞球頭轉動的趨勢，當油缸再次伸出時，撐靴外弧面就無法同時接觸洞壁，從而導致側向支撐力不穩定，撐靴無法有效與洞壁貼合。

技術實現要素：

本實用新型的目的是針對上述存在的問題和不足，提供一種結構設計合理、緊湊，能夠有效解決撐靴傾斜的問題，并便于進行維護和維修的主梁式TBM撐靴自動回正裝置及主梁式TBM。

為達到上述目的，所采取的技術方案是：

一種主梁式TBM撐靴自動回正裝置，所述撐靴通過球面副連接設置在撐靴油缸的活塞桿端部，所述撐靴自動回正裝置包括呈圓周均布布設在球面副四周的至少3個自回正組件，所述自回正組件包括穩定油缸、傳動連桿和平衡銷軸，所述穩定油缸和傳動連桿均樞接設置在撐靴上，所述平衡銷軸匹配滑動設置在撐靴上；所述傳動連桿的其中一端與穩定油缸的活塞桿樞接，傳動連桿的另一端與平衡銷軸的內端部相對應，平衡銷軸的外端部與撐靴油缸的活塞桿端部相對應。

所述撐靴自動回正裝置包括3~6個自回正組件。

所述傳動連桿中部通過連桿支撐座樞接設置在撐靴上，所述穩定油缸通過油缸支撐座樞接設置在撐靴上。

所述球面副包括設置在撐靴上的球頭和設置在撐靴油缸活塞桿端部的雙球面嚙合端頭，所述平衡銷軸的外端部與雙球面嚙合端頭匹配對應。

所述平衡銷軸通過銷軸軸套滑動設置在撐靴上。

所述穩定油缸匹配樞接在撐靴的內撐板外側。

一種主梁式TBM，包括撐靴和撐靴自動回正裝置，所述撐靴自動回正裝置為上述任一所述主梁式TBM撐靴自動回正裝置。

采用上述技術方案，所取得的有益效果是：

本實用新型結構設計合理、緊湊，其通過多個自回正組件的設置，能夠實現對撐靴的自動回正，從而保障撐靴油缸在回縮時，不受外界條件的干擾，避免傾斜或轉動，同時保障撐靴油缸伸出時，撐靴外弧面與洞壁貼合對應接觸，提高支撐的穩定性，防止發生偏移或產生較大的側向作用力，避免造成油缸活塞的側向彎曲；提高整個設備的穩定性；本實用新型的穩定油缸設置在內撐板外側，便于觀察維護和維修，提高可操作性。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為圖1中A-A向結構示意圖。

圖3為撐靴傾斜的狀態結構示意圖。

圖4為圖3中的局部放大結構視圖。

圖中序號：1為撐靴、2為撐靴油缸、3為穩定油缸、4為傳動連桿、5為平衡銷軸、6為連桿支撐座、7為油缸支撐座、8為球頭、9為雙球面嚙合端頭、10為銷軸軸套。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細說明。

參見圖1-圖4，本實用新型一種主梁式TBM撐靴自動回正裝置，撐靴1通過球面副連接設置在撐靴油缸2的活塞桿端部。撐靴自動回正裝置包括呈圓周均布布設在球面副四周的至少3個自回正組件，所述自回正組件包括穩定油缸3、傳動連桿4和平衡銷軸5，所述穩定油缸3和傳動連桿4均樞接設置在撐靴1上，所述平衡銷軸5匹配滑動設置在撐靴1上；所述傳動連桿4的其中一端與穩定油缸3的活塞桿樞接，傳動連桿4的另一端與平衡銷軸5的內端部相對應，平衡銷軸5的外端部與撐靴油缸2的活塞桿端部相對應。

在本實施例中，撐靴自動回正裝置中設置4個自回正組件，為了便于安裝和固定，傳動連桿4中部通過連桿支撐座6樞接設置在撐靴1上，穩定油缸3通過油缸支撐座7樞接設置在撐靴1內撐板外側，平衡銷軸5通過銷軸軸套10滑動設置在撐靴1上。

在優選的實施方式中，其球面副包括設置在撐靴上的球頭8和設置在撐靴油缸活塞桿端部的雙球面嚙合端頭9，所述平衡銷軸5的外端部與雙球面嚙合端頭9匹配對應。

此外，本實用新型還提供了一種主梁式TBM，包括撐靴1和撐靴自動回正裝置，所述撐靴自動回正裝置為上述任一實施方式中的主梁式TBM撐靴自動回正裝置。

本申請中，主梁式TBM撐靴自動回正裝置的工作原理是：正常狀態下，穩定油缸完全伸出，四個平衡銷軸都受到了傳動連桿傳遞的壓力，并抵住雙球面嚙合端頭。當撐靴發生傾斜時，如圖3和圖4所示，下部平衡銷軸離開雙球面，上側平衡銷軸受到擠壓，沿銷軸軸套向外滑動，并把力傳遞到穩定油缸。此時，只有上部銷軸與雙球面接觸，并在穩定油缸的作用力下，撐靴逐步回正，直到銷軸都與雙球面嚙合端頭接觸受力。當撐靴發生水平方向的傾斜時，回正原理同上。

本實用新型結構設計合理、緊湊，其通過多個自回正組件的設置，能夠實現對撐靴的自動回正，從而保障撐靴油缸在回縮時，不受外界條件的干擾，避免傾斜或轉動，同時保障撐靴油缸伸出時，撐靴外弧面與洞壁貼合對應接觸，提高支撐的穩定性，防止發生偏移或產生較大的側向作用力，避免造成油缸活塞的側向彎曲；提高整個設備的穩定性；本實用新型的穩定油缸設置在內撐板外側，便于觀察維護和維修，提高可操作性。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明的范圍內。本發明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。