一種開敞式全斷面巖石掘進(jìn)的制造方法
【專利摘要】一種開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)，包括刀盤、護(hù)盾、驅(qū)動(dòng)組件、主梁、推進(jìn)油缸和支撐靴及鞍架系統(tǒng)，其特征在于：主梁包括主梁一、主梁二、后支撐和導(dǎo)軌；主梁一、主梁二和后支撐之間通過螺栓連接；主梁一包括法蘭一、箱形結(jié)構(gòu)一、入口、推進(jìn)油缸連接座和法蘭二；主梁二包括法蘭二、箱形結(jié)構(gòu)二、導(dǎo)軌和法蘭三；后支撐包括法蘭三、箱形結(jié)構(gòu)三和伸縮結(jié)構(gòu)；所述箱形結(jié)構(gòu)二中部設(shè)置有開口，在箱形結(jié)構(gòu)二的中部開口位置處，箱形結(jié)構(gòu)二分為上下兩個(gè)箱體；所述支撐靴及鞍架系統(tǒng)從箱形結(jié)構(gòu)二的開口位置通過，并與主梁二上安裝的導(dǎo)軌相連，支撐靴及鞍架系統(tǒng)沿導(dǎo)軌具有一定行程的軸向運(yùn)動(dòng)位移；所述導(dǎo)軌通過螺栓與箱形結(jié)構(gòu)二連接在一起。本實(shí)用新型降低了主梁上部平面高度，擴(kuò)大了主梁上部工作空間，降低了主梁截面的應(yīng)力，提高了主梁抵抗彎矩和轉(zhuǎn)矩的能力。
【專利說明】一種開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)是一種集機(jī)械、電子、液壓、激光等技術(shù)于一體的大型隧道掘進(jìn)裝備，在山嶺隧道及城市地鐵的建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。根據(jù)TBM的工作原理和結(jié)構(gòu)形式，TBM包括護(hù)盾式TBM和開敞式TBM兩種，開敞式TBM也稱主梁式TBM。開敞式TBM主要由刀盤、護(hù)盾、驅(qū)動(dòng)組件、主梁、推進(jìn)及支撐靴系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成。主梁作為開敞式TBM的關(guān)鍵部件，其主要功能為傳遞刀盤旋轉(zhuǎn)開挖巖壁產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和整機(jī)前進(jìn)的推力，同時(shí)也為支撐靴系統(tǒng)前后移動(dòng)提供導(dǎo)向和承受支撐靴系統(tǒng)的重力載荷，因此主梁的結(jié)構(gòu)形式、強(qiáng)度和剛度直接決定了 TBM整機(jī)的工作可靠性。根據(jù)主梁的受載狀態(tài)，主梁一般設(shè)計(jì)為鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu)。根據(jù)支撐靴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置位置，傳統(tǒng)的主梁主要包括兩種:一種為支撐靴系統(tǒng)和主梁沿垂直方向上下布置，兩者交叉但互不干涉；另一種為主梁從支撐靴系統(tǒng)的內(nèi)部通過，支撐靴系統(tǒng)沿主梁外表面設(shè)置的導(dǎo)軌前后滑動(dòng)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中存在以下缺陷，第一種結(jié)構(gòu)對(duì)隧道垂直方向的空間占用較大，而隧道垂直方向的空間正是工人的工作空間，因此這種結(jié)構(gòu)不利于工人工作和物料輸送，對(duì)設(shè)備的工作效率影響較大；第二種結(jié)構(gòu)雖然增大了工作空間，但由于主梁和支撐靴系統(tǒng)通過導(dǎo)軌連為一體，使得主梁沿水平和垂直方向無移動(dòng)自由度，整機(jī)設(shè)備無法在掘進(jìn)的過程中完成調(diào)向功能，且這種形式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)軌磨損后整機(jī)振動(dòng)較大。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提出一種開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)，能夠在滿足功能、強(qiáng)度和剛度的同時(shí)，為工人工作提供較大的工作和物料輸送空間，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)，包括刀盤
14、護(hù)盾15、驅(qū)動(dòng)組件16、主梁17、推進(jìn)油缸18和支撐靴及鞍架系統(tǒng)19，主梁17包括主梁一 2、主梁二 6、后支撐9和導(dǎo)軌7 ;主梁一 2、主梁二 6和后支撐9之間通過螺栓連接；主梁
一2包括法蘭一 1、箱形結(jié)構(gòu)一 12、入口 4、推進(jìn)油缸連接座3和法蘭二 5 ;主梁二 6包括法蘭二 5、箱形結(jié)構(gòu)二 13、導(dǎo)軌7和法蘭三8 ;后支撐9包括法蘭三8、箱形結(jié)構(gòu)三10和伸縮結(jié)構(gòu)11 ;所述箱形結(jié)構(gòu)二 13中部設(shè)置有開口，在箱形結(jié)構(gòu)二 13的中部開口位置處，箱形結(jié)構(gòu)
二13分為上下兩個(gè)箱體；所述支撐靴及鞍架系統(tǒng)19從箱形結(jié)構(gòu)二 13的開口位置通過，并與主梁二 6上安裝的導(dǎo)軌7相連，支撐靴及鞍架系統(tǒng)19沿導(dǎo)軌7具有一定行程的軸向運(yùn)動(dòng)位移；所述導(dǎo)軌7通過螺栓與箱形結(jié)構(gòu)二 13連接在一起；所述箱形結(jié)構(gòu)三10和伸縮結(jié)構(gòu)11通過推進(jìn)油缸18連接在一起，伸縮結(jié)構(gòu)11能夠沿箱形結(jié)構(gòu)三10的下端實(shí)現(xiàn)一定行程的運(yùn)動(dòng)位移。
[0006]所述法蘭一 1、入口 4、推進(jìn)油缸連接座3和法蘭二 5均與箱形結(jié)構(gòu)一 12焊接在一起。[0007]所述箱形結(jié)構(gòu)一 12、箱形結(jié)構(gòu)二 13和箱形結(jié)構(gòu)三10均是由預(yù)定厚度的鋼板拼焊--? 。
[0008]所述主梁二 6的中部設(shè)置有開口位置，所述支撐靴及鞍架系統(tǒng)19從主梁二 6的中部開口位置穿過。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過設(shè)置的主梁一、主梁二、后支撐和導(dǎo)軌，使得支撐靴系統(tǒng)從主梁的中部通過，降低了主梁上部平面高度，擴(kuò)大了主梁上部工作空間，并且在同等載荷情況下，本實(shí)用新型降低了主梁截面的應(yīng)力，提高了主梁抵抗彎矩和轉(zhuǎn)矩的能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型的整體安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是圖1沿A-A線的剖視圖；
[0012]圖3是圖1沿B-B線的剖視圖；
[0013]圖4是本實(shí)用新型主梁的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖5是圖4的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖6是圖4的E向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖7是圖4沿F-F線的剖視圖；
[0017]圖8是圖4沿C-C線的剖視圖；
[0018]圖9是圖4的D向結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)，包括刀盤14、護(hù)盾
15、驅(qū)動(dòng)組件16、主梁17、推進(jìn)油缸18和支撐靴及鞍架系統(tǒng)19。主梁17包括主梁一 2、主梁二 6、后支撐9和導(dǎo)軌7 ;主梁一 2、主梁二 6和后支撐9之間通過螺栓連接；主梁一 2包括法蘭一 1、箱形結(jié)構(gòu)一 12、入口 4、推進(jìn)油缸連接座3和法蘭二 5 ;主梁二 6包括法蘭二 5、箱形結(jié)構(gòu)二 13、導(dǎo)軌7和法蘭三8 ;后支撐9包括法蘭三8、箱形結(jié)構(gòu)三10和伸縮結(jié)構(gòu)11 ；箱形結(jié)構(gòu)二 13中部設(shè)置有開口，在箱形結(jié)構(gòu)二 13的中部開口位置處，箱形結(jié)構(gòu)二 13分為上下兩個(gè)箱體；支撐靴及鞍架系統(tǒng)19從箱形結(jié)構(gòu)二 13的開口位置通過，并與主梁二 6上安裝的導(dǎo)軌7相連，支撐靴及鞍架系統(tǒng)19沿導(dǎo)軌7具有一定行程的軸向運(yùn)動(dòng)位移；導(dǎo)軌7通過螺栓與箱形結(jié)構(gòu)二 13連接在一起；箱形結(jié)構(gòu)三10和伸縮結(jié)構(gòu)11通過推進(jìn)油缸18連接在一起，伸縮結(jié)構(gòu)11能夠沿箱形結(jié)構(gòu)三10的下端實(shí)現(xiàn)一定行程的運(yùn)動(dòng)位移。法蘭一 1、入口 4、推進(jìn)油缸連接座3和法蘭二 5均與箱形結(jié)構(gòu)一 12焊接在一起。箱形結(jié)構(gòu)一 12、箱形結(jié)構(gòu)二 13和箱形結(jié)構(gòu)三10均是由預(yù)定厚度的鋼板拼焊而成。主梁二 6的中部設(shè)置有開口位置，支撐靴及鞍架系統(tǒng)19從主梁二 6的中部開口位置穿過。
[0021]使用鋼板拼焊制作箱形結(jié)構(gòu)一 12、箱形結(jié)構(gòu)二 13和箱形結(jié)構(gòu)三10，其中箱型結(jié)構(gòu)一 12如圖6和圖7剖面線所示，為一焊接而成的矩形截面梁，在該梁的左右兩側(cè)分別焊接推進(jìn)油缸連接座3，上下兩側(cè)分別焊接入口 4，最終形成一個(gè)兩端開口的箱型結(jié)構(gòu)一 12，箱型結(jié)構(gòu)二 13如圖3和圖8剖面線所示，為一焊接而成的矩形截面梁，在該梁的水平方向設(shè)置有矩形通道，在矩形通道的上下位置分別設(shè)置導(dǎo)軌7的安裝座，最終形成一個(gè)兩端開口的箱型結(jié)構(gòu)二 13，箱型結(jié)構(gòu)三10如圖9和圖3右端所示，為一焊接而成的矩形截面梁，該截面梁為T形設(shè)計(jì)，T形的下部分為兩個(gè)相同截面的矩形結(jié)構(gòu)，T形的上部?jī)啥碎_口，下部尾端開口，該步驟完成，在箱形結(jié)構(gòu)一 12的兩端焊接法蘭一 I和法蘭二 5，完成主梁一 2的制作；在箱形結(jié)構(gòu)二 13的兩端焊接法蘭二 5和法蘭三8，完成主梁二 6的制作；在箱形結(jié)構(gòu)三
10的左端焊接法蘭三8，并用推進(jìn)油缸18與伸縮結(jié)構(gòu)11連接，完成后支撐9的制作；將主梁一 2、主梁二 6和后支撐9用高強(qiáng)度螺栓連接；將導(dǎo)軌7與主梁二 6的預(yù)留位置用螺栓連接，由此完成了主梁17結(jié)構(gòu)的組裝。
[0022]然后按照?qǐng)D1，根據(jù)組裝工藝順序?qū)⒅窝ゼ鞍凹芟到y(tǒng)19從主梁二 6的中部開口位置通過，并與主梁二 6上安裝的導(dǎo)軌7相連，安裝推進(jìn)油缸，在推進(jìn)油缸18的伸縮作用下，支撐靴及鞍架系統(tǒng)19沿主梁二 6的導(dǎo)軌7，在主梁二 6的開口空間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)軸向一定行程的運(yùn)動(dòng)。工作人員在主梁17的上部平面工作，該平面距離隧道開挖輪廓有較大的垂直高度，增大了工作人員的活動(dòng)空間。
[0023]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)，包括刀盤(14)、護(hù)盾(15)、驅(qū)動(dòng)組件(16)、主梁(17)、推進(jìn)油缸(18)和支撐靴及鞍架系統(tǒng)(19)，其特征在于:主梁(17)包括主梁一(2)、主梁二(6)、后支撐(9)和導(dǎo)軌(7);主梁一(2)、主梁二(6)和后支撐(9)之間通過螺栓連接；主梁一(2)包括法蘭一(I)、箱形結(jié)構(gòu)一(12)、入口(4)、推進(jìn)油缸連接座(3)和法蘭二(5)；主梁二(6)包括法蘭二(5)、箱形結(jié)構(gòu)二(13)、導(dǎo)軌(7)和法蘭三(8);后支撐(9)包括法蘭三(8)、箱形結(jié)構(gòu)三(10)和伸縮結(jié)構(gòu)(11);所述箱形結(jié)構(gòu)二( 13)中部設(shè)置有開口，在箱形結(jié)構(gòu)二( 13)的中部開口位置處，箱形結(jié)構(gòu)二( 13)分為上下兩個(gè)箱體；所述支撐靴及鞍架系統(tǒng)(19)從箱形結(jié)構(gòu)二(13)的開口位置通過，并與主梁二(6)上安裝的導(dǎo)軌(7)相連，支撐靴及鞍架系統(tǒng)(19)沿導(dǎo)軌(7)具有一定行程的軸向運(yùn)動(dòng)位移；所述導(dǎo)軌(7)通過螺栓與箱形結(jié)構(gòu)二( 13)連接在一起；所述箱形結(jié)構(gòu)三(10)和伸縮結(jié)構(gòu)(11)通過推進(jìn)油缸(18)連接在一起，伸縮結(jié)構(gòu)(11)能夠沿箱形結(jié)構(gòu)三(10)的下端實(shí)現(xiàn)一定行程的運(yùn)動(dòng)位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述法蘭一(I)、入口(4)、推進(jìn)油缸連接座(3)和法蘭二(5)均與箱形結(jié)構(gòu)一(12)焊接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述箱形結(jié)構(gòu)一(12)、箱形結(jié)構(gòu)二(13)和箱形結(jié)構(gòu)三(10)均是由預(yù)定厚度的鋼板拼焊而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)，其特征在于:所述主梁二(6)的中部設(shè)置有開口位置，所述支撐靴及鞍架系統(tǒng)(19)從主梁二(6)的中部開口位置穿過。
【文檔編號(hào)】E21D9/087GK203476343SQ201320571710
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】張寧川, 寧向可, 卓興建, 趙華, 賀飛 申請(qǐng)人:中鐵隧道裝備制造有限公司