本實用新型涉及盾構(gòu)機技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種角度可調(diào)式盾構(gòu)機主驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)機主驅(qū)動是盾構(gòu)機掘進時刀盤旋轉(zhuǎn)的動力源，是盾構(gòu)機的核心系統(tǒng)。在盾構(gòu)機掘進過程中，主驅(qū)動外部與前盾盾體通過螺栓連接在一起保持固定，內(nèi)部通過回轉(zhuǎn)支撐軸承向刀盤輸出旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力及轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動開挖刀盤的旋轉(zhuǎn)。由于盾構(gòu)機前部重量不足或者承受徑向土壓過大，導(dǎo)致盾構(gòu)機在掘進過程中刀盤上浮或者下沉，造成拼裝管片損壞，同時還可能造成隧道的實際位置與設(shè)計規(guī)劃不符，因此，在盾構(gòu)機刀盤上浮或者下沉?xí)r必須調(diào)整盾構(gòu)機姿態(tài)，以便隧道的實際位置與設(shè)計一致。在實際操作過程中，盾構(gòu)機的姿態(tài)調(diào)整主要依靠推進油缸的伸縮行程差和刀盤的轉(zhuǎn)向來實現(xiàn)，伸縮行程差不易控制，行程差過大，易使盾體與管片之間的夾角增大，造成管片的破損、錯臺。

同時，盾構(gòu)機在轉(zhuǎn)彎時需要借助超挖刀或者仿形刀進行超挖，而要實現(xiàn)超挖功能，在刀盤上必須配置油缸等組件，以提供超挖刀或仿形刀伸縮的動力，同時還要設(shè)計相應(yīng)的管路、檢測裝置等，增加了刀盤的制造成本，使刀盤的的整體結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。

基于上述原因，有必要發(fā)明一種可以解決上述問題的角度可調(diào)式盾構(gòu)機主驅(qū)動裝置，以達(dá)到通過調(diào)整盾構(gòu)機主驅(qū)動角度來調(diào)整盾構(gòu)機掘進姿態(tài)，抑制盾構(gòu)機上浮或下沉以及簡化刀盤結(jié)構(gòu)的目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述缺陷，本實用新型提供了一種角度可調(diào)式盾構(gòu)機主驅(qū)動裝置，該裝置可以通過調(diào)整主驅(qū)動的角度來調(diào)整刀盤的角度，進而控制刀盤的上浮或者下沉，同時也可以通過調(diào)整刀盤的角度來控制刀盤的超挖，以實現(xiàn)盾構(gòu)機的順利轉(zhuǎn)彎。

本實用新型為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種角度可調(diào)式盾構(gòu)機主驅(qū)動裝置，包括外球面主軸承、第一內(nèi)球面主軸承安裝座、第二內(nèi)球面主軸承安裝座、角度調(diào)整油缸、油缸安裝座和密封安裝座，所述外球面主軸承為主驅(qū)動回轉(zhuǎn)支撐軸承，包括軸承底座、軸承齒圈、軸承蓋板、圓柱滾子和保持架，所述軸承底座和軸承蓋板的外表面為半徑相同的外球面，所述軸承底座和軸承蓋板的內(nèi)端面之間固定連接，所述軸承齒圈通過圓柱滾子可轉(zhuǎn)動定位于所述軸承底座和軸承蓋板內(nèi)，所述圓柱滾子轉(zhuǎn)動定位于所述保持架內(nèi)；所述第一內(nèi)球面主軸承安裝座和第二內(nèi)球面主軸承安裝座的內(nèi)側(cè)面為內(nèi)球面，分別設(shè)于所述外球面主軸承的外側(cè)，并通過其內(nèi)球面分別與所述外球面主軸承的軸承底座和軸承蓋板的外球面相配合；所述軸承底座的外表面上設(shè)有外齒，所述第二內(nèi)球面主軸承安裝座的內(nèi)表面上設(shè)有內(nèi)齒，該內(nèi)齒與所述外齒嚙合使所述外球面主軸承能夠沿設(shè)定角度進行擺動，同時防止所述軸承底座和軸承蓋板轉(zhuǎn)動；所述第一內(nèi)球面主軸承安裝座和第二內(nèi)球面主軸承安裝座的內(nèi)端面之間固定連接，并分別固定于前盾盾體上；所述角度調(diào)整油缸為四個，均布于同一直徑的圓上，呈上下左右對稱分別，每一所述角度調(diào)整油缸的一端通過銷軸與前盾盾體連接，另一端通過銷軸與一個油缸安裝座連接，該油缸安裝座固定于所述外球面主軸承的軸承底座的外端面上；所述密封安裝座的內(nèi)側(cè)面與所述軸承齒圈固定連接，外側(cè)面與盾構(gòu)機的刀盤法蘭固定連接。

作為本實用新型的進一步改進，所述外球面主軸承主驅(qū)動回轉(zhuǎn)支撐三排圓柱滾子軸承，所述軸承齒圈通過三排圓柱滾子可轉(zhuǎn)動定位于所述軸承底座和軸承蓋板內(nèi)。

作為本實用新型的進一步改進，所述軸承底座和軸承蓋板的內(nèi)端面之間通過螺栓固定連接。

作為本實用新型的進一步改進，所述第一內(nèi)球面主軸承安裝座和第二內(nèi)球面主軸承安裝座的內(nèi)端面之間通過螺栓固定連接。

作為本實用新型的進一步改進，所述第一內(nèi)球面主軸承安裝座和第二內(nèi)球面主軸承安裝座的內(nèi)側(cè)面上分別設(shè)有O形圈溝槽，該O形圈溝槽內(nèi)設(shè)有O形密封圈。

作為本實用新型的進一步改進，所述密封安裝座的內(nèi)側(cè)面與所述第二內(nèi)球面主軸承安裝座之間設(shè)有端面密封圈。

作為本實用新型的進一步改進，所述內(nèi)齒為鼓形內(nèi)齒，所述外齒為直齒形外齒。

本實用新型的有益效果是：1)本裝置可以通過調(diào)整上下兩油缸的行程差來控制盾構(gòu)機刀盤的上浮或者下沉，調(diào)整盾構(gòu)機的掘進姿態(tài)，避免了通過推進油缸來調(diào)整推進姿態(tài)時的管片破損現(xiàn)象，可以精準(zhǔn)的控制盾構(gòu)機的掘進方向；2)本裝置可以通過調(diào)整左右兩油缸的行程差來調(diào)整刀盤的超挖量，以達(dá)到盾構(gòu)機順利轉(zhuǎn)彎的目的，避免了使用油缸等組件，節(jié)省了制造成本，簡化了刀盤結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1為角度可調(diào)式主驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為圖2中的B部部放大圖。

結(jié)合附圖，作以下說明：

2——第一內(nèi)球面主軸承安裝座

3——第二內(nèi)球面主軸承安裝座

4——角度調(diào)整油缸 5——O形密封圈

6——端面密封圈 7——油缸安裝座

8——密封安裝座 9——刀盤法蘭

11——軸承底座 12——軸承齒圈

13——軸承蓋板 14——圓柱滾子

15——保持架 1——外球面主軸承

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本實用新型的一個較佳實施例作詳細(xì)說明。但本實用新型的保護范圍不限于下述實施例，即但凡以本實用新型申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本實用新型專利涵蓋范圍之內(nèi)。

一種角度可調(diào)式盾構(gòu)機主驅(qū)動裝置，包括外球面主軸承1、內(nèi)球面主軸承安裝座2、內(nèi)球面主軸承安裝座3、角度調(diào)整油缸4、O型密封圈5、端面密封圈6、油缸安裝座7、密封安裝座8。

所述的外球面主軸承1為主驅(qū)動回轉(zhuǎn)支承三排圓柱滾子軸承，該軸承由軸承底座11、軸承齒圈12、軸承蓋板13、圓柱滾子14及保持架15組成；其中軸承底座11、軸承蓋板13外表面均為球面，球半徑相同，兩構(gòu)件之間利用螺栓進行連接，且軸承底座11外表面加工有鼓形外齒，利用鼓形外齒可以實現(xiàn)外球面主軸承1的軸向擺動以及防止軸承底座11、軸承蓋板13的轉(zhuǎn)動。

所述的內(nèi)球面主軸承安裝座2通過球面與外球面主軸承1相配合，利用螺栓連接與內(nèi)球面主軸承安裝座3配合，內(nèi)球面主軸承安裝座2的球面上加工有O形圈溝槽，以密封內(nèi)球面主軸承安裝座2和外球面主軸承1；同時在內(nèi)球面主軸承安裝座2的非球面上加工有直齒形內(nèi)齒，與外球面主軸承1的鼓形外齒相嚙合，防止軸承底座11、軸承蓋板13的旋轉(zhuǎn)；內(nèi)球面主軸承安裝座2與主驅(qū)動安裝座之間利用雙頭螺柱連接，固定在前盾盾體上。

所述的內(nèi)球面主軸承安裝座3通過螺栓與內(nèi)球面主軸承安裝座2連接，固定在前盾盾體上，起支撐外球面主軸承1的作用，內(nèi)球面主軸承安裝座3的球面上加工有O形圈溝槽，以密封內(nèi)球面主軸承安裝座3和外球面主軸承1。

所述的角度調(diào)整油缸4共4根，均布于同一直徑的圓上，呈上下左右分布，一端通過銷軸與前盾盾體連接，另一端通過銷軸與主驅(qū)動可擺動部分連接，通過調(diào)整上下兩油缸的行程，可以決定刀盤表面是承受向下的壓力還是承受向上的浮力，進而調(diào)整盾構(gòu)機的掘進姿態(tài)；通過調(diào)整左右兩油缸的行程，可以使盾構(gòu)機的開挖面呈橢圓形，行程差越大，橢圓的長軸越長，短軸長度不變，左右方向的開挖量也越大，使盾構(gòu)機可以順利轉(zhuǎn)彎。

所述的O型密封圈5起密封作用，端面密封圈6主要密封主驅(qū)動齒輪油及齒輪箱；油缸安裝座7與外球面主軸承1連接，在角度調(diào)整油缸4動作時驅(qū)動外球面主軸承1動作，進而驅(qū)動刀盤動作；密封安裝座8通過螺栓與刀盤法蘭連接，通過螺栓與軸承齒圈12連接，當(dāng)軸承齒圈12在減速機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)時，刀盤法蘭保持同步轉(zhuǎn)動。

本實用新型的外球面主軸承1通過球形表面與內(nèi)球面主軸承安裝座2、內(nèi)球面主軸承安裝座3裝配形成類似于關(guān)節(jié)軸承的配合，外球面主軸承1中的軸承底座11外表面加工有鼓形外齒，與內(nèi)球面主軸承安裝座2上的內(nèi)齒嚙合，使外球面主軸承1只能在一定角度內(nèi)擺動而不能做旋轉(zhuǎn)運動；內(nèi)球面主軸承安裝座2、內(nèi)球面主軸承安裝座3通過螺栓與前盾盾體連接，當(dāng)主軸承齒圈12旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)球面主軸承安裝座2、內(nèi)球面主軸承安裝座3保持固定，同時內(nèi)球面上加工有O形圈溝槽，對球面配合面起密封作用，以防止灰塵、雜質(zhì)等進入鼓形齒而加速鼓形齒的磨損、損壞；角度調(diào)整油缸4上下左右各分布一根，均勻分布，油缸一端與前盾盾體鉸接，另一端與油缸安裝座7鉸接，當(dāng)盾構(gòu)機掘進過程中刀盤上浮時，增大下部調(diào)整油缸行程，減小上部調(diào)整油缸行程，左右兩根油缸行程保持不變，此時刀盤面板與前盾中心線之間有一傾斜角，刀盤面板受到一個向下的分力，使刀盤的上浮現(xiàn)象得到抑制，當(dāng)?shù)侗P有下沉趨勢時，可以通過相反的調(diào)整使刀盤受到一個向上的分力，抑制刀盤下沉；當(dāng)?shù)侗P需要轉(zhuǎn)彎時，增大或減小左部調(diào)整油缸的行程，減小或者增大右部調(diào)整油缸的行程，上下兩油缸行程保持不變，使刀盤傾斜一定角度，此時從垂直于刀盤表面觀察，開挖面是一個圓形，而從垂直于前盾中心線觀察，開挖面則是一橢圓形，橢圓形的長軸隨左右兩油缸行程差的增大先增大、后減小，當(dāng)?shù)侗P面板與前盾中心線角度一定時，刀盤的超挖量能夠滿足盾構(gòu)機轉(zhuǎn)彎的需要。

當(dāng)盾構(gòu)機掘進姿態(tài)正確以及不需要轉(zhuǎn)彎時，4根調(diào)整油缸行程一致，均位于初始位置，此時盾構(gòu)機主驅(qū)動位置與其他非可調(diào)整式盾構(gòu)機主驅(qū)動位置一致。

由此可見，1)本實用新型可以通過調(diào)整上下兩油缸的行程差來控制盾構(gòu)機刀盤的上浮或者下沉，調(diào)整盾構(gòu)機的掘進姿態(tài)，避免了通過推進油缸來調(diào)整推進姿態(tài)時的管片破損現(xiàn)象，可以精準(zhǔn)的控制盾構(gòu)機的掘進方向；2)本實用新型可以通過調(diào)整左右兩油缸的行程差來調(diào)整刀盤的超挖量，以達(dá)到盾構(gòu)機順利轉(zhuǎn)彎的目的，避免了使用油缸等組件，節(jié)省了制造成本，簡化了刀盤結(jié)構(gòu)。