一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及工程施工【技術(shù)領(lǐng)域】,具體是一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體,殼體的軸向由若干節(jié)殼體組件首尾組合而成,相鄰每節(jié)殼體組件之間通過(guò)密封件及若干高強(qiáng)螺栓聯(lián)接,每節(jié)殼體組件的徑向由若干段分體的圓弧殼體組件拼裝而成,每一段圓弧殼體組件分布于糾偏油缸周側(cè),分段的數(shù)量由頂管掘進(jìn)機(jī)自重確定,拆分后每一圓弧殼體組件自重控制在15t以內(nèi),最大外形尺寸不超過(guò)3m,始終使頂管掘進(jìn)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)處在刀盤后端中間位置。本實(shí)用新型單個(gè)部位尺寸、重量滿足常規(guī)運(yùn)輸要求,便于轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸,節(jié)約運(yùn)輸成本,工作井內(nèi)可采用原有吊用管材門式起重機(jī)進(jìn)行吊運(yùn),避免租賃大噸位吊機(jī),節(jié)約吊裝成本,同時(shí)也降低了使用汽車起重機(jī)裝卸的安全風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說(shuō)明】一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體
[【技術(shù)領(lǐng)域】]
[0001]本實(shí)用新型涉及工程施工【技術(shù)領(lǐng)域】,具體是一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體。
[【背景技術(shù)】]
[0002]頂管掘進(jìn)機(jī)的選型、設(shè)計(jì)對(duì)頂管施工是至關(guān)重要要的,合理的選型、設(shè)計(jì)應(yīng)按掘進(jìn)機(jī)本身特性,并結(jié)合實(shí)際情況來(lái)選擇適合經(jīng)濟(jì)的頂管掘進(jìn)機(jī)。頂管掘進(jìn)機(jī)殼體主要有前后殼體兩部分組成,用于抵擋外部土壓力及水壓力,形成密閉空間,確保頂管掘進(jìn)機(jī)倉(cāng)內(nèi)操作人員及電器設(shè)備安全,其中前殼體胸板與刀盤形成泥水倉(cāng)或土倉(cāng),用于確保開挖過(guò)程中泥水或土壓平衡,同時(shí)阻擋掘進(jìn)面土壓、水壓,確保工作倉(cāng)內(nèi)安全。超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)一般采用整體式運(yùn)輸及吊裝,大噸位、大尺寸給運(yùn)輸和吊裝帶來(lái)難題。而一般頂管掘進(jìn)機(jī)的外形尺寸及重量主要有殼體決定。
[0003]如國(guó)內(nèi)專利CN2685570Y公開的一種頂管掘進(jìn)機(jī),包括掘進(jìn)機(jī)前部、掘進(jìn)機(jī)后部、糾偏節(jié)、糾偏油缸,所述掘進(jìn)機(jī)前部包括前殼體及裝置其內(nèi)的泥土倉(cāng)、動(dòng)力裝置和裝置于前殼體前端的刀盤,所述刀盤的后面并位于泥土倉(cāng)內(nèi)裝置有至少一組用于碾壓塊石的碾壓裝置,該頂管掘進(jìn)機(jī)的殼體僅分割為前后殼體,通過(guò)糾偏油缸聯(lián)接,但拆卸困難,運(yùn)輸、吊裝只能采用整體式。
[實(shí)用新型內(nèi)容]
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題,對(duì)超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)因殼體分前后兩段,拆分困難,運(yùn)輸、吊裝時(shí)采用整體式,導(dǎo)致質(zhì)量、尺寸過(guò)大而給運(yùn)輸、吊裝帶來(lái)的難題等不足進(jìn)行的改進(jìn),提供一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體,可便于轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸,節(jié)約運(yùn)輸成本。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的,設(shè)計(jì)一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體,其特征在于:所述殼體的軸向由若干節(jié)殼體組件首尾組合而成,相鄰每節(jié)殼體組件之間通過(guò)密封件及若干高強(qiáng)螺栓聯(lián)接,每節(jié)殼體組件的徑向由若干段分體的圓弧殼體組件拼裝而成,每一段圓弧殼體組件分布于糾偏油缸周側(cè),分段的數(shù)量由頂管掘進(jìn)機(jī)自重確定,拆分后每一圓弧殼體組件自重控制在15t以內(nèi),最大外形尺寸不超過(guò)3m,始終使頂管掘進(jìn)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)處在刀盤后端中間位置。模塊化設(shè)計(jì)制造后殼體強(qiáng)度滿足土壓承載力,具有良好的密封性倉(cāng)泛。
[0006]頂管掘進(jìn)機(jī)總長(zhǎng)約6m、自重75t時(shí),所述殼體的軸向由三節(jié)殼體組件首尾組合而成,所述三節(jié)殼體組件包括前殼體、糾偏油缸連接段殼體、后殼體三部分即軸向解體三段,前殼體與后殼體的通過(guò)糾偏油缸連接段殼體聯(lián)接,所述后殼體另一端由尺寸較小的過(guò)渡殼體密封固定,每節(jié)殼體組件的徑向由二段分體的圓弧殼體組件拼裝而成。
[0007]所述第一段徑向分體在胸板動(dòng)力箱上方,第二、三段分體在殼體橫向的中間位置;殼體軸向分體在糾偏油缸兩側(cè)。
[0008]糾偏油缸連接段殼體頂部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為80°,糾偏油缸連接段殼體底部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為90°。
[0009]糾偏油缸連接段殼體頂部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為75°,糾偏油缸連接段殼體底部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為90°。
[0010]本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比,其優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011]1.超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)殼體模塊化,單個(gè)部位尺寸、重量滿足常規(guī)運(yùn)輸要求,便于轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸,節(jié)約運(yùn)輸成本。如模塊化設(shè)計(jì)制造的3.5m頂管掘進(jìn)機(jī)從揚(yáng)州運(yùn)輸至昆明近2300公里,單個(gè)部位不超過(guò)15t,最大外形尺寸2.98m,有效的解決了道路運(yùn)輸過(guò)程中超寬、超高、超重問(wèn)題,運(yùn)輸費(fèi)用僅為5萬(wàn)元,按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念制造的頂管掘進(jìn)機(jī)重75t,長(zhǎng)近6m,寬、高4.18m,在運(yùn)輸過(guò)程預(yù)計(jì)運(yùn)輸費(fèi)用在15萬(wàn)元左右。
[0012]2.超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)殼體模塊化,單個(gè)部位尺寸、重量小,滿足小噸位吊裝要求,工作井內(nèi)可采用原有吊用管材門式起重機(jī)進(jìn)行吊運(yùn),避免租賃大噸位吊機(jī),節(jié)約吊裝成本。如模塊化生產(chǎn)的3.5m頂管掘進(jìn)機(jī)單個(gè)部位不超過(guò)15t,在裝卸車及出洞時(shí)僅需50t汽車起重機(jī)或20t門式起重機(jī),常規(guī)生產(chǎn)的3.5m頂管掘進(jìn)機(jī)重75t,至少需要200t汽車起重機(jī)I臺(tái),200t汽車起重機(jī)I個(gè)臺(tái)班的價(jià)格在2.5萬(wàn)左右。本工程使用的3.5m頂管掘進(jìn)機(jī)共進(jìn)行了 8次吊運(yùn),節(jié)省吊裝成本近20萬(wàn)元。同時(shí)也降低了使用汽車起重機(jī)裝卸的安全風(fēng)險(xiǎn)。
[【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】]
[0013]圖1為本實(shí)用新型6m超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)模塊化拼裝殼體示意圖;
[0014]圖2為本實(shí)用新型6m超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)模塊化拼裝殼體裝配圖;
[0015]圖3為糾偏油缸安裝位置示意圖
[0016]圖4為糾偏油缸安裝位置示意圖
[0017]圖中標(biāo)注說(shuō)明
[0018]I泥水式刀盤2動(dòng)力系統(tǒng)3前殼體第一節(jié)4螺釘M36*190 (配螺母彈墊)5螺釘M36*150(配螺母彈墊)6遇水膨脹橡膠條7前殼體第二節(jié)8鳥形止水閥42*34*110009糾偏油缸10后殼體第一節(jié)11后殼體第二節(jié)12電氣動(dòng)力柜13機(jī)內(nèi)操作柜14糾偏液壓站15全斷面測(cè)壓裝置16油脂潤(rùn)滑泵(含管道)17過(guò)渡殼體186寸機(jī)內(nèi)三通閥19螺釘M36*150 (配螺母彈墊)206寸進(jìn)水排泥軟管21螺釘M20*80 (配螺母彈墊)226寸直通閥23螺釘M36*150 (配螺母彈墊)24轉(zhuǎn)換法蘭25螺釘M24*70 (配螺母彈墊)260形橡膠圈27激光靶。
[【具體實(shí)施方式】]
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明,這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專業(yè)的人來(lái)說(shuō)是非常清楚的。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]實(shí)施例
[0021]本工程使用的4臺(tái)大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)在運(yùn)輸方面均存在超高、超寬、超重現(xiàn)象;在頂管機(jī)進(jìn)出洞時(shí)采用整體式吊裝,吊裝半徑在15m左右,起升高度在Sm左右,至少需要200t履帶起重機(jī)進(jìn)行吊裝作業(yè),吊裝成本高,吊裝風(fēng)險(xiǎn)大,采用整體式運(yùn)輸均存在超高、超寬、超重現(xiàn)象。以本工程使用的6m泥水平衡頂管機(jī)為例,說(shuō)明超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)殼體模塊化生產(chǎn)思路。
[0022]本實(shí)施例中的超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)總長(zhǎng)6m、自重75t,其殼體采用模塊化生產(chǎn),組裝成型、分體運(yùn)輸,具體的殼體模塊化是根據(jù)胸板內(nèi)動(dòng)力箱的安裝尺寸,通過(guò)有限元軟件分析而得出的,分段的數(shù)量是由頂管掘進(jìn)機(jī)自重確定,確保拆分后每段自重控制在15t以內(nèi),最大外形尺寸不超過(guò)3m,模塊化生產(chǎn)后才能滿足運(yùn)輸及吊裝要求。
[0023]總長(zhǎng)6m、自重75t的超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī),分析獲得的模塊化拼裝殼體結(jié)構(gòu)如圖1所示,殼體的軸向由三節(jié)殼體組件首尾組合而成,所述三節(jié)殼體組件包括前殼體、糾偏油缸連接段殼體、后殼體三部分即軸向解體三段,前殼體與后殼體的通過(guò)糾偏油缸連接段殼體聯(lián)接,所述后殼體另一端由尺寸較小的過(guò)渡殼體密封固定,每節(jié)殼體組件的徑向由二段分體的圓弧殼體組件拼裝而成,即前殼體第一節(jié)、前殼體第二節(jié)、后殼體第一節(jié)以及后殼體第二節(jié),每一段圓弧殼體組件分布于糾偏油缸周側(cè)。
[0024]為滿足胸板內(nèi)動(dòng)力箱的安裝尺寸及糾偏油缸的糾偏效果,通過(guò)有限元軟件分析,將第一段徑向分體在胸板動(dòng)力箱上方,第二、三段分體在殼體橫向的中間位置;殼體軸向分體在糾偏油缸兩側(cè),具體的模塊化設(shè)計(jì)見圖2,在加工過(guò)程中嚴(yán)格控制加工流程,制造加工完畢后在生產(chǎn)廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)拼裝,模塊化生產(chǎn)各部件尺寸正常,拼裝順利。
[0025]拼裝時(shí),將相鄰的每節(jié)殼體組件之間通過(guò)密封件及若干高強(qiáng)螺栓聯(lián)接,后殼體另一端由過(guò)渡殼體密封固定,四組糾偏油缸的安裝位置有兩組選擇,具體的說(shuō):
[0026]如圖3所示,在糾偏油缸連接段殼體頂部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為80°,糾偏油缸連接段殼體底部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為90。。
[0027]如圖4所示,在糾偏油缸連接段殼體頂部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為75°,糾偏油缸連接段殼體底部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為90。。
[0028]最后,將各功能部件安裝入殼體,具體的說(shuō),裝置其內(nèi)的泥土倉(cāng)、動(dòng)力系統(tǒng)和裝置于前殼體前端的泥水式刀盤I以及鳥形止水閥8,動(dòng)力系統(tǒng)2由動(dòng)力箱、電氣動(dòng)力柜12、機(jī)內(nèi)操作柜13直線連接,裝配時(shí)始終使動(dòng)力系統(tǒng)處在胸板中央,殼體內(nèi)底部從前殼體組件至后殼體組件安裝有排泥組件,依次由O形橡膠圈26、轉(zhuǎn)換法蘭24、6寸直通閥22、6寸進(jìn)水排泥軟管20、6寸機(jī)內(nèi)三通閥18以及螺釘(19、21、23、25)構(gòu)成,四組糾偏油缸分別由糾偏液壓站14、全斷面測(cè)壓裝置15、油脂潤(rùn)滑泵(含管道)16控制連接,并由激光靶27矯位。
【權(quán)利要求】
1.一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體,其特征在于:所述殼體的軸向由若干節(jié)殼體組件首尾組合而成,相鄰每節(jié)殼體組件之間通過(guò)密封件及若干高強(qiáng)螺栓聯(lián)接,每節(jié)殼體組件的徑向由若干段分體的圓弧殼體組件拼裝而成,每一段圓弧殼體組件分布于糾偏油缸周側(cè),分段的數(shù)量由頂管掘進(jìn)機(jī)自重確定,拆分后每一圓弧殼體組件自重控制在15t以內(nèi),最大外形尺寸不超過(guò)3m,始終使頂管掘進(jìn)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)處在刀盤后端中間位置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體,其特征在于:頂管掘進(jìn)機(jī)總長(zhǎng)6m、自重75t時(shí),所述殼體的軸向由三節(jié)殼體組件首尾組合而成,所述三節(jié)殼體組件包括前殼體、糾偏油缸連接段殼體、后殼體三部分即軸向解體三段,前殼體與后殼體的通過(guò)糾偏油缸連接段殼體聯(lián)接,所述后殼體另一端由尺寸較小的過(guò)渡殼體密封固定,每節(jié)殼體組件的徑向由二段分體的圓弧殼體組件拼裝而成。
3.如權(quán)利要求2所述的一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體,其特征在于:所述第一段徑向分體在動(dòng)力箱上方,第二、三段分體在殼體橫向的中間位置;殼體軸向分體在糾偏油缸兩側(cè)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體,其特征在于:糾偏油缸連接段殼體頂部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為80°,糾偏油缸連接段殼體底部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為90°。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種用于超大直徑頂管掘進(jìn)機(jī)的模塊化拼裝殼體,其特征在于:糾偏油缸連接段殼體頂部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為75°,糾偏油缸連接段殼體底部?jī)?nèi)壁,以豎直中心線為基準(zhǔn),左右對(duì)稱設(shè)有兩組糾偏油缸,兩組糾偏油缸的中心線連線夾角為90°。
【文檔編號(hào)】E21D9/10GK204002818SQ201420297142
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月5日
【發(fā)明者】劉廣超, 孫煥斌, 王靖, 宿婷, 劉興斌, 喬灝 申請(qǐng)人:中鐵上海工程局集團(tuán)有限公司, 中鐵上海工程局集團(tuán)市政工程有限公司