一种全断面隧道掘进机的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工设备技术领域，具体的是一种全断面隧道掘进机。


背景技术：

2.随着国家基础建设的大量进行，全断面岩石隧道掘进机(简称tbm)作为一种隧道掘进的专用工程机械，已广泛用于铁路、公路、市政、水电等隧道工程。对于长距离、大埋深的隧道，往往存在围岩收敛的风险，为保证tbm的顺利通过，通常要求tbm具备扩挖功能，而tbm扩挖时，由于开挖直径变大，会导致盾体底部与开挖洞径间隙变大，进而使得tbm整体下落，姿态不好控制，因此tbm扩挖时，主驱动需具备抬升功能。以往主驱动与盾体采用螺栓连接，主驱动抬升时，需将主驱动与盾体的连接螺栓松开，再由底部主驱动抬升油缸将主驱动抬高，然后再将主驱动与盾体连接螺栓打紧扭矩，完成主驱动抬升操作，此操作过程比较复杂，不易操作，费时比较长。


技术实现要素：

3.为了提高主驱动抬升效率，本实用新型提供了一种全断面隧道掘进机，该全断面隧道掘进机通过控制抬升油缸，可以较快的完成主驱动的抬升操作。另外，采用楔形结构将主驱动与盾体锁紧，保证tbm掘进时主驱动与盾体的刚性连接。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全断面隧道掘进机，包括内外套设的主驱动和护盾，主驱动的下侧和护盾之间含有主驱动下锁紧结构，主驱动的上侧和护盾之间含有主驱动上锁紧结构；主驱动下锁紧结构含有下楔块和下楔块进退驱动部件，主驱动上锁紧结构含有上楔块和上楔块进退驱动部件；主驱动抬升时，下楔块进退驱动部件能够驱动下楔块前进并使下楔块进入主驱动的下侧和护盾之间，上楔块进退驱动部件能够驱动上楔块前进并使上楔块进入主驱动的上侧和护盾之间，下楔块和上楔块能够使主驱动相对于护盾固定。
5.主驱动下锁紧结构还含有下导向柱，下导向柱的上端与主驱动连接，下导向柱与下楔块上下匹配连接，护盾的下部内含有用于安装下导向柱的直立下孔道，下导向柱为空心结构，下导向柱含有从上向下依次连接的上法兰、下柱体和下底板。
6.上法兰平行于水平面，上法兰与主驱动螺栓连接。
7.下柱体的横断面为矩形，下柱体含有依次连接的前侧壁、右侧壁、后侧壁和左侧壁。
8.下柱体与护盾间隙配合或过渡配合。
9.下底板的下表面的前端低于下底板的下表面的后端。
10.下楔块的上表面的前端低于下楔块的上表面的后端，下楔块的下表面平行于水平面，下楔块的下表面与护盾连接，下楔块与下楔块进退驱动部件前后连接。
11.下楔块进退驱动部件为伸缩油缸，该伸缩油缸为平躺状态，下楔块与下楔块进退驱动部件前后设置，下楔块进退驱动部件的前端与下楔块铰接，下楔块进退驱动部件的后
端与护盾的米字梁铰接。
12.主驱动上锁紧结构与主驱动下锁紧结构上下对称且互为镜像，主驱动上锁紧结构还含有上导向柱，护盾的上部内含有用于安装上导向柱的直立上孔道。
13.主驱动的左侧和护盾之间含有主驱动抬升左油缸，主驱动的右侧和护盾之间含有主驱动抬升右油缸，主驱动抬升左油缸和主驱动抬升右油缸左右对称且互为镜像，主驱动抬升左油缸和主驱动抬升右油缸能够使主驱动向上移动。
14.本实用新型的有益效果是：
15.1、通过控制抬升油缸，可以较快的完成主驱动的抬升操作。
16.2、采用楔形结构将主驱动与盾体锁紧，保证tbm掘进时主驱动与盾体的刚性连接。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
18.图1是本实用新型所述全断面隧道掘进机的示意图。
19.图2是沿图1中a
‑
a方向的示意图。
20.图3是下导向柱部位的示意图。
21.图4是本实用新型所述全断面隧道掘进机的工作示意图。
22.1、主驱动；2、护盾；3、主驱动下锁紧结构；4、主驱动上锁紧结构；5、主驱动抬升左油缸；6、主驱动抬升右油缸；
23.31、下导向柱；32、下楔块；33、下楔块进退驱动部件；
24.41、上导向柱；42、上楔块；43、上楔块进退驱动部件；
25.311、上法兰；312、下柱体；313、下底板。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
27.一种全断面隧道掘进机，包括内外套设的主驱动1和护盾2，主驱动1的下侧和护盾2之间含有主驱动下锁紧结构3，主驱动1的上侧和护盾2之间含有主驱动上锁紧结构4；主驱动下锁紧结构3含有下楔块32和下楔块进退驱动部件33，主驱动上锁紧结构4含有上楔块42和上楔块进退驱动部件43；主驱动1抬升时，下楔块进退驱动部件33能够驱动下楔块32前进并使下楔块32进入主驱动1的下侧和护盾2之间，上楔块进退驱动部件43能够驱动上楔块42前进并使上楔块42进入主驱动1的上侧和护盾2之间，下楔块32和上楔块42能够使主驱动1相对于护盾2固定，即下楔块32和上楔块42能够锁定主驱动1的位置，使主驱动1相对于护盾2不能移动和转动，如图1至图4所示。
28.在本实施例中，主驱动下锁紧结构3还含有下导向柱31，下导向柱31的上端与主驱动1连接，下导向柱31与下楔块32上下匹配连接，下楔块进退驱动部件33能够驱动下楔块32前进并使下楔块32进入主驱动1的下侧的下导向柱31和护盾2之间。
29.在本实施例中，护盾2的下部内含有用于安装下导向柱31的直立下孔道，下导向柱31与该直立下孔道匹配连接，下导向柱31的作用在于引导主驱动1上下移动。优选下导向柱
31为空心结构，下导向柱31含有从上向下依次连接的上法兰311、下柱体312和下底板313，如图3所示。
30.在本实施例中，上法兰311呈矩形或回字形，上法兰311平行于水平面，主驱动1的下部设有用于下导向柱31的下安装平面，上法兰311位于该下安装平面处，上法兰311与主驱动1螺栓连接，如图1所示。
31.在本实施例中，下柱体312的横断面为矩形，下柱体312含有依次连接的前侧壁、右侧壁、后侧壁和左侧壁。下柱体312与护盾2间隙配合或过渡配合，即下柱体312与该直立下孔道间隙配合或过渡配合，该直立下孔道的后侧设有用于下楔块32穿过的通孔。
32.在本实施例中，下底板313的下表面的前端低于下底板313的下表面的后端。下楔块32的上表面的前端低于下楔块32的上表面的后端，下楔块32的下表面平行于水平面，下楔块32的下表面与护盾2匹配连接，下底板313、下楔块32的上表面和下楔块32的下表面均为矩形，下楔块32与下楔块进退驱动部件33前后连接。
33.在本实施例中，下楔块进退驱动部件33为伸缩油缸，该伸缩油缸为平躺状态，下楔块32与下楔块进退驱动部件33前后设置，下楔块进退驱动部件33的前端与下楔块32通过销轴铰接，下楔块进退驱动部件33的后端与护盾2的米字梁通过销轴铰接。下楔块进退驱动部件33能够驱动下楔块32前进或后退。
34.在本实施例中，主驱动上锁紧结构4与主驱动下锁紧结构3上下对称且互为镜像，主驱动上锁紧结构4还含有上导向柱41，护盾2内含有用于安装上导向柱41的直立上孔道，如图1所示。
35.主驱动上锁紧结构4的上导向柱41、上楔块42和上楔块进退驱动部件43与主驱动下锁紧结构3的下导向柱31、下楔块32和下楔块进退驱动部件33一一对应，上导向柱41和主驱动1的连接方式与下导向柱31和主驱动1的连接方式相同，上楔块进退驱动部件43和护盾2的连接方式与下楔块进退驱动部件33和护盾2的连接方式相同。上楔块进退驱动部件43能够驱动上楔块42前进或后退。
36.在本实施例中，主驱动1的左侧和护盾2之间含有主驱动抬升左油缸5，主驱动1的右侧和护盾2之间含有主驱动抬升右油缸6，主驱动抬升左油缸5和主驱动抬升右油缸6均与主驱动1螺栓连接，主驱动抬升左油缸5和主驱动抬升右油缸6能够使主驱动1向上移动。
37.下面介绍所述全断面隧道掘进机的工作过程。
38.tbm掘进时，上下两个楔块油缸(上楔块进退驱动部件43和下楔块进退驱动部件33)伸出，设定一定的压力，通过上楔块42和下楔块32将主驱动1锁死，防止主驱动1上下窜动，同时主驱动抬升左油缸5和主驱动抬升右油缸6也保持锁紧状态，进一步保持主驱动1的固定，同时承受一定的反扭矩。
39.tbm主驱动1需要抬升时，将上部楔块油缸(即上楔块进退驱动部件43)回收，留出主驱动1上部间隙，通过控制主驱动抬升左油缸5和主驱动抬升右油缸6，使主驱动1沿下导向柱31向上抬升，同时在抬升的同时下部楔块油缸(下楔块进退驱动部件33)伸出，使下楔块32时刻保持顶紧主驱动1的状态，提升主驱动1的同时保证抬升过程的稳定性。在主驱动1抬升到位后，控制上部楔块油缸(上楔块进退驱动部件43)伸出，使上楔块42顶紧主驱动1，最后将主驱动抬升左油缸5、主驱动抬升右油缸6、上楔块进退驱动部件43和下楔块进退驱动部件33同时锁死，保持主驱动1的稳定，完成主驱动1抬升操作。
40.本实用新型中主驱动1的抬升过程均是通过控制油缸完成，过程中不需要进行繁琐的拆装作业，操作过程简单方便，花费时间较短，且通过楔块(上楔块42和下楔块32)锁紧的方式，可保证主驱动1在工作时相对护盾的固定，进而保证主驱动1的稳定性，如图1和图4所示。本实用新型中，主驱动抬升左油缸5和主驱动抬升右油缸6的作用是实现主驱动1的升降，主驱动下锁紧结构3和主驱动上锁紧结构4的作用是锁定主驱动1的位置，另外，主驱动下锁紧结构3还可以实现主驱动1平稳升降。
41.为了便于理解和描述，本实用新型中采用了绝对位置关系进行表述，如无特别说明，其中的方位词“上”表示图2中的上侧方向，方位词“下”表示图2中的下侧方向，方位词“左”表示图2中的左侧方向，方位词“右”表示图2中的右侧方向，方位词“前”表示垂直于图2的纸面并指向纸面内侧的方向，方位词“后”表示垂直于图2的纸面并指向纸面外侧的方向，本实用新型采用了使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本实用新型保护范围的限定。
42.以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。