CN117328887A - 撑靴及掘进机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种撑靴及掘进机，撑靴包括撑靴外壳、撑靴内壳和填充件，撑靴外壳和撑靴内壳具有相对的第一状态和第二状态；在第一状态下，撑靴外壳与撑靴内壳固定连接，且撑靴外壳的外表面与撑靴内壳的外表面相适配；自第一状态向第二状态转换时，撑靴外壳与撑靴内壳可滑动连接；在第二状态下，撑靴外壳与撑靴内壳之间形成有间隙，填充件用于在第二状态下填充在撑靴外壳和撑靴内壳之间。本申请无需更换撑靴或安装新的撑靴部件，且在改变撑靴长度时对空间的要求也较低，有利于降低成本。

Description

撑靴及掘进机

技术领域

本申请涉及隧道施工机械领域，尤其涉及一种撑靴及掘进机。

背景技术

掘进机是用于平直地面下开凿巷道的机器，由于其具有掘进速度快、工作安全、对地下环境影响小等优点，被广泛应用于地下隧道施工。其中，全断面岩石隧道掘进机(TBM)是一种专门用于岩石隧道施工的高效机械设备。它可以同时进行掘进、支护、出渣等施工工序，实现了工厂化流水线的隧道施工方式。

全断面岩石隧道掘进机在工作时需要将撑靴伸出以撑紧土层，随着掘进的进行往往还会遇到需要扩径或者转弯的状况，此时需要通过改变撑靴的长度以实现扩径或转弯。相关技术的方案中，撑靴的长度的改变主要通过增加撑靴外套或直接更换新长度的撑靴来实现。采用上述方式需要重新制作新的撑靴或撑靴部件，成本较高，且在隧道内更换撑靴或安装撑靴部件时对空间的要求较高，安装或更换的过程耗时耗力。

发明内容

为了克服相关技术下的上述缺陷，本申请的目的在于提供一种撑靴及掘进机，本申请无需更换撑靴或安装新的撑靴部件，撑靴长度改变时对空间的要求也较低，有利于降低成本。

一方面，本申请提供一种撑靴，包括撑靴外壳、撑靴内壳和填充件，所述撑靴外壳和撑靴内壳具有相对的第一状态和第二状态；在所述第一状态下，所述撑靴外壳与所述撑靴内壳固定连接，且所述撑靴外壳的外表面与所述撑靴内壳的外表面相适配；自所述第一状态向所述第二状态转换时，所述撑靴外壳与所述撑靴内壳可滑动连接；在所述第二状态下，所述撑靴外壳与所述撑靴内壳之间形成有间隙，所述填充件用于在所述第二状态下填充在所述撑靴外壳和撑靴内壳之间。

在一种可能的实现方式中，在所述第一状态下，所述撑靴外壳和撑靴内壳之间通过第一固定件相连接。

在一种可能的实现方式中，还包括撑靴油缸，所述撑靴油缸包括缸筒和活塞杆，所述活塞杆可滑动的设置在所述缸筒内，所述活塞杆与所述撑靴外壳相连接；

所述缸筒的外侧还设有定位块，所述定位块朝向所述撑靴外壳的侧面上可拆卸的设置有多个顶块，自所述第一状态向所述第二状态转换时，所述顶块抵接在所述撑靴内壳上，从而使所述撑靴外壳与所述撑靴内壳可滑动连接。

在一种可能的实现方式中，所述撑靴外壳包括第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分之间形成有间隙；所述撑靴内壳包括主体和抵接部，所述抵接部设置在所述主体的两侧，所述抵接部穿设在所述第一部分和第二部分的间隙之间；

自所述第一状态向所述第二状态转换时，所述顶块抵接在所述抵接部上。

在一种可能的实现方式中，所述第一部分上设有凸起部，所述活塞杆上设有凹陷部，所述凸起部与所述凹陷部相适配且所述凸起部抵接在所述凹陷部内。

在一种可能的实现方式中，所述凸起部和凹陷部均呈半圆球状；

所述第一部分还设有凸台，所述凸台环绕在所述凸起部的外侧，所述凸台上设有压紧环，所述活塞杆上设有避让槽，所述压紧环抵接在所述避让槽内。

在一种可能的实现方式中，所述压紧环上还设有限位块，至少部分所述限位块位于所述避让槽内；所述限位块为橡胶块。

在一种可能的实现方式中，在所述第二状态下，所述撑靴外壳和撑靴内壳之间通过第二固定件相连接；

所述第二固定件包括限位板和限位螺钉，部分所述限位板与所述抵接部固定连接，在所述第二状态下，另一部分所述限位板抵接在所述第二部分上，所述限位螺钉穿过所述限位板后与所述第二部分固定连接。

在一种可能的实现方式中，所述填充件包括枕木和防滑钉，在所述第二状态下，所述防滑钉可拆卸的设置在所述主体朝向所述第一部分的侧面以及所述第一部分朝向所述主体的侧面上，所述枕木与所述防滑钉相连接且填充在所述主体与所述第一部分之间。

另一方面，本申请提供一种掘进机，包括盾体，所述盾体的相对两侧均设有如上任一所述的撑靴。

本申请提供一种撑靴及掘进机，撑靴包括撑靴外壳、撑靴内壳和填充件，撑靴外壳和撑靴内壳具有相对的第一状态和第二状态；在第一状态下，撑靴外壳与撑靴内壳固定连接，且撑靴外壳的外表面与撑靴内壳的外表面相适配；自第一状态向第二状态转换时，撑靴外壳与撑靴内壳可滑动连接；在第二状态下，撑靴外壳与撑靴内壳之间形成有间隙，填充件用于在第二状态下填充在撑靴外壳和撑靴内壳之间。本申请通过在第一状态向第二状态转换时将撑靴外壳与撑靴内壳可滑动连接，从而使得在第二状态下撑靴外壳和撑靴内壳之间形成有间隙，再将填充件填充到该间隙内，以增大撑靴的整体长度。本申请无需更换撑靴或安装新的撑靴部件，且在改变撑靴长度时对空间的要求也较低，有利于降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的撑靴在第一状态下的结构简图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为图2中I处的局部放大图；

图4为本申请一实施例提供的撑靴在第二状态下的结构剖视图。

附图标记：

100-撑靴外壳；101-撑靴外壳的外表面；110-第一部分；111-凸起部；112-凸台；120-第二部分；130-压紧环；140-限位块；

200-撑靴内壳；201-撑靴内壳的外表面；210-主体；220-抵接部；

300-填充件；310-枕木；320-防滑钉；

400-撑靴油缸；410-缸筒；420-活塞杆；421-凹陷部；422-避让槽；430-定位块；440-顶块；

510-限位板；520-限位螺钉。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

正如背景技术中所描述，相关技术中掘进机在遇到需要扩径或者转弯的状况时需要通过改变撑靴的长度来实现。例如，当需要扩径时需要将两侧撑靴的长度同步加长，以使两侧撑靴能够稳定的支撑在两侧土层上；当需要转弯时，需要使两侧撑靴的长度存在差值，这样两侧撑靴抵接在土层上时会使掘进机产生偏移，从而实现转弯。但是，相关技术中需要通过增加撑靴外套或直接更换新长度的撑靴来实现撑靴长度的改变。当采用增加撑靴外套的方式时，需要额外制作与撑靴配套的外套结构，增加了成本；并且需要在隧道内安装外套，安装时需要将撑靴处土层扩挖以留出足够的操作空间，扩挖及安装外套的过程耗时耗力。而采用更好新长度的撑靴也需要预先制作出新的撑靴，增加了成本；并且在更换时也需要将撑靴处土层扩挖以留出足够的操作空间，扩挖及更换撑靴的过程耗时耗力。

有鉴于此，本申请实施例旨在提供一种撑靴及掘进机，通过将撑靴外壳和撑靴内壳之间设置成可滑动调节的方式，当需要改变撑靴长度时，可以增大撑靴外壳和撑靴内壳之间的间隙，并在该间隙内设置填充件，从而改变撑靴的长度。本申请实施例无需更换撑靴或安装新的撑靴部件，撑靴长度改变时对空间的要求也较低，有利于降低成本。

下面将结合附图详细的对本申请实施例的内容进行描述，以使本领域技术人员能够更加详细的了解本申请的内容。

图1为本申请一实施例提供的撑靴在第一状态下的结构简图；图2为图1中A-A的剖视图；图3为图2中I处的局部放大图；图4为本申请一实施例提供的撑靴在第二状态下的结构剖视图。

请参照图1-图4，本实施例提供一种撑靴，包括撑靴外壳100、撑靴内壳200和填充件300。其中，撑靴外壳100和撑靴内壳200均选用金属材质制成，例如选用高强度钢材制成，填充件300可选用强度小于撑靴外壳100和撑靴内壳200的材料制成，撑靴外壳的外表面101与撑靴内壳的外表面201均呈弧形，以与掘进机的盾体相适配。

本实施例的撑靴外壳100和撑靴内壳200具有相对的第一状态和第二状态。

具体的，在第一状态下，撑靴外壳100与撑靴内壳200固定连接，且撑靴外壳的外表面101与撑靴内壳的外表面201相适配；也就是说，在第一状态下，撑靴外壳100与撑靴内壳200形成一体，撑靴外壳的外表面101与撑靴内壳的外表面201位于同一弧面内，掘进机可利用撑靴外壳的外表面101和撑靴内壳的外表面201同时抵接在土层上。

自第一状态向第二状态转换时，撑靴外壳100与撑靴内壳200可滑动连接。此时，撑靴外壳100与撑靴内壳200分离成两个相对独立的部件，撑靴内壳200可沿撑靴外壳100滑动，从而使撑靴外壳100与撑靴内壳200之间的距离改变。

在第二状态下，撑靴外壳100与撑靴内壳200之间形成有间隙，填充件300用于在第二状态下填充在撑靴外壳100和撑靴内壳200之间。本实施例中撑靴外壳100与撑靴内壳200之间的间隙大小可根据撑靴需要伸出的长度确定。结合图4可以理解的是，将填充件300填充在撑靴外壳100和撑靴内壳200之间后，部分撑靴内壳200伸出于撑靴外壳100之外，撑靴的整体长度变长，掘进机可利用撑靴内壳的外表面201抵接在土层上，从而通过上述方式实现撑靴长度的可调节。

通过上述描述可知，本实施例通过在第一状态向第二状态转换时将撑靴外壳100与撑靴内壳200可滑动连接，从而使得在第二状态下撑靴外壳100和撑靴内壳200之间形成有间隙，再将填充件300填充到该间隙内，以增大撑靴的整体长度。本实施例无需更换撑靴或安装新的撑靴部件，且在改变撑靴长度时对空间的要求也较低(只需要预留出撑靴长度的变化量即可，无需将撑靴处土层大规模扩挖)，有利于降低成本。

在一个可能的实施方式中，在第一状态下，本实施例的撑靴外壳100和撑靴内壳200之间通过第一固定件相连接。具体的，本实施例的第一固定件可选为定位销、螺栓等零件，第一固定件穿过撑靴外壳100后与撑靴内壳200相连接，从而将撑靴外壳100和撑靴内壳200固定，使撑靴外壳100和撑靴内壳200形成一体。第一固定件的应安装在易于拆卸的位置，从而便于自第一状态向第二状态转换时将第一固定件拆下。

在一个可能的实施方式中，本实施例的撑靴还包括撑靴油缸400，撑靴油缸400包括缸筒410和活塞杆420，活塞杆420可滑动的设置在缸筒410内，活塞杆420与撑靴外壳100相连接，从而带动撑靴外壳100和撑靴内壳200同步移动，以实现撑靴的伸缩。本实施例的撑靴油缸400例如可以选用液压缸或气压缸。

本实施例中，缸筒410的外侧还设有定位块430，定位块430可通过螺栓等零件与缸筒410固定连接。可选地，定位块430设置在缸筒410的两侧，且对称设置。定位块430朝向撑靴外壳100的侧面上可拆卸的设置有多个顶块440，自第一状态向第二状态转换时，顶块440抵接在撑靴内壳200上，从而使撑靴外壳100与撑靴内壳200可滑动连接。

结合图2和图4可以理解的是，本实施例的撑靴自第一状态向第二状态转换时，需要先将撑靴外壳100和撑靴内壳200之间的第一固定件拆卸下，使得撑靴内壳200可相对于撑靴外壳100滑动。随后，可以先将活塞杆420伸出一定长度，活塞杆420伸出时带动撑靴外壳100和撑靴内壳200同步伸出，并使得定位块430与撑靴外壳100和撑靴内壳200之间的间隙增大。然后，可以在定位块430朝向撑靴外壳100的侧面上安装顶块440，顶块440的具体安装数量可根据伸出长度的需要进行确定。随后，将伸出的活塞杆420缩回，顶块440将抵接到撑靴内壳200上，阻止撑靴内壳200的缩回动作；随着撑靴外壳100不断的缩回，使得撑靴内壳200相对于撑靴外壳100伸出一定长度，在撑靴外壳100和撑靴内壳200之间产生间隙。

可选地，本实施例的撑靴外壳100包括第一部分110和第二部分120，第一部分110和第二部分120之间形成有间隙。撑靴内壳200包括主体210和抵接部220，抵接部220设置在主体210的两侧，抵接部220穿设在第一部分110和第二部分120的间隙之间，从而通过该间隙部分后与顶块440相抵接。

本实施例自第一状态向第二状态转换时，顶块440抵接在抵接部220上，以推动撑靴内壳200从撑靴外壳100内伸出。

请继续参照图2和图3，本实施例中第一部分110上设有凸起部111，活塞杆420上设有凹陷部421，凸起部111与凹陷部421相适配且凸起部111抵接在凹陷部421内。也就是说，本实施例的活塞杆420和撑靴外壳100之间通过上述凸起部111和凹陷部421的配合实现连接。

进一步地，本实施例的凸起部111和凹陷部421均呈半圆球状，活塞杆420不仅可以带动撑靴外壳100伸缩，还可以绕凸起部111转动。

本实施例的第一部分110还设有凸台112，凸台112环绕在凸起部111的外侧，凸台112上设有压紧环130，活塞杆420上设有避让槽422，压紧环130抵接在避让槽422内，从而通过压紧环130限制活塞杆420的转动角度，防止活塞杆420转动时与凸台112产生干涉。

更近一步地，本实施例的压紧环130上还设有限位块140，至少部分限位块140位于避让槽422内。优选地，本实施例的限位块140为橡胶块，通过设置限位块140可以起到初步限位的作用。

请继续参照图4，本实施例的撑靴在第二状态下时，撑靴外壳100和撑靴内壳200之间通过第二固定件相连接，从而通过第二固定件将撑靴外壳100和撑靴内壳200相对固定，防止撑靴内壳200从撑靴外壳100内脱落。

具体来说，第二固定件包括限位板510和限位螺钉520，部分限位板510与抵接部220固定连接，在第二状态下，另一部分限位板510抵接在第二部分120上，限位螺钉520穿过限位板510后与第二部分120固定连接，从而将撑靴外壳100和撑靴内壳200相对固定，此时可使撑靴保持伸长状态。

本实施的填充件300包括枕木310和防滑钉320。在第二状态下，防滑钉320可拆卸的设置在主体210朝向第一部分110的侧面以及第一部分110朝向主体210的侧面上，枕木310与防滑钉320相连接且填充在主体210与第一部分110之间。通过填充枕木310，使得撑靴外壳100和撑靴内壳200之间的间隙得以填充，从而使撑靴保持伸长状态；当不需要撑靴伸长时，只需要将枕木310去除即可。

通过上述描述可知，本实施例的撑靴在第一状态下时，撑靴外壳100与撑靴内壳200通过第一固定件相连接，此时掘进机可利用撑靴外壳的外表面101和撑靴内壳的外表面201同时抵接在土层上以撑紧土层，撑靴与土层的摩擦力为掘进机推进提供反力。

当遇到扩径或转弯等工况时，需要将撑靴伸长。此时撑靴自第一状态向第二状态转换，先将撑靴外壳100和撑靴内壳200之间的第一固定件拆卸下，使得撑靴内壳200可相对于撑靴外壳100滑动。随后，可以将活塞杆420伸出一定长度，活塞杆420伸出时带动撑靴外壳100和撑靴内壳200同步伸出，并使得定位块430与撑靴外壳100和撑靴内壳200之间的间隙增大。然后，可以在定位块430朝向撑靴外壳100的侧面上安装顶块440，顶块440的具体安装数量可根据伸出长度的需要进行确定。随后，将伸出的活塞杆420缩回，顶块440将抵接到撑靴内壳200上，阻止撑靴内壳200的缩回动作；随着撑靴外壳100不断的缩回，使得撑靴内壳200相对于撑靴外壳100伸出一定长度，在撑靴外壳100和撑靴内壳200之间产生间隙。

在第二状态下，撑靴外壳100和撑靴内壳200之间通过第二固定件相连接，第二固定件包括限位板510和限位螺钉520，部分限位板510与抵接部220固定连接，在第二状态下，另一部分限位板510抵接在第二部分120上，限位螺钉520穿过限位板510后与第二部分120固定连接，从而将撑靴外壳100和撑靴内壳200相对固定，此时可使撑靴保持伸长状态。随后，在撑靴外壳100和撑靴内壳200之间的间隙内填充枕木310，利用枕木310使撑靴保持伸长状态。

本实施例还提供一种掘进机，包括盾体，盾体的相对两侧均设有上述撑靴。

本实施例的掘进机由于设置了上述撑靴，因此可以适应扩径或转弯等工况的需要。

具体的，在扩径工况下，可以使两侧的撑靴同步伸长，以使两侧撑靴能够稳定的支撑在两侧土层上，从而实现扩径。

在转弯工况下，可以将一侧撑靴伸长，而另一侧撑靴的长度保持不变，使两侧撑靴的长度存在差值，这样两侧撑靴抵接在土层上时会使掘进机产生偏移，从而实现转弯。

本实施例的掘进机在扩径或转弯等工况时，无需更换撑靴或安装新的撑靴部件，且在改变撑靴长度时对空间的要求也较低，有利于降低成本。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本申请中各实施例或实施方式采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。

在本申请的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种撑靴，其特征在于，包括撑靴外壳、撑靴内壳和填充件，所述撑靴外壳和撑靴内壳具有相对的第一状态和第二状态；在所述第一状态下，所述撑靴外壳与所述撑靴内壳固定连接，且所述撑靴外壳的外表面与所述撑靴内壳的外表面相适配；自所述第一状态向所述第二状态转换时，所述撑靴外壳与所述撑靴内壳可滑动连接；在所述第二状态下，所述撑靴外壳与所述撑靴内壳之间形成有间隙，所述填充件用于在所述第二状态下填充在所述撑靴外壳和撑靴内壳之间。

2.根据权利要求1所述的撑靴，其特征在于，在所述第一状态下，所述撑靴外壳和撑靴内壳之间通过第一固定件相连接。

3.根据权利要求2所述的撑靴，其特征在于，还包括撑靴油缸，所述撑靴油缸包括缸筒和活塞杆，所述活塞杆可滑动的设置在所述缸筒内，所述活塞杆与所述撑靴外壳相连接；

所述缸筒的外侧还设有定位块，所述定位块朝向所述撑靴外壳的侧面上可拆卸的设置有多个顶块，自所述第一状态向所述第二状态转换时，所述顶块抵接在所述撑靴内壳上，从而使所述撑靴外壳与所述撑靴内壳可滑动连接。

4.根据权利要求3所述的撑靴，其特征在于，所述撑靴外壳包括第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分之间形成有间隙；所述撑靴内壳包括主体和抵接部，所述抵接部设置在所述主体的两侧，所述抵接部穿设在所述第一部分和第二部分的间隙之间；

自所述第一状态向所述第二状态转换时，所述顶块抵接在所述抵接部上。

5.根据权利要求4所述的撑靴，其特征在于，所述第一部分上设有凸起部，所述活塞杆上设有凹陷部，所述凸起部与所述凹陷部相适配且所述凸起部抵接在所述凹陷部内。

6.根据权利要求5所述的撑靴，其特征在于，所述凸起部和凹陷部均呈半圆球状；

所述第一部分还设有凸台，所述凸台环绕在所述凸起部的外侧，所述凸台上设有压紧环，所述活塞杆上设有避让槽，所述压紧环抵接在所述避让槽内。

7.根据权利要求6所述的撑靴，其特征在于，所述压紧环上还设有限位块，至少部分所述限位块位于所述避让槽内；所述限位块为橡胶块。

8.根据权利要求4所述的撑靴，其特征在于，在所述第二状态下，所述撑靴外壳和撑靴内壳之间通过第二固定件相连接；

所述第二固定件包括限位板和限位螺钉，部分所述限位板与所述抵接部固定连接，在所述第二状态下，另一部分所述限位板抵接在所述第二部分上，所述限位螺钉穿过所述限位板后与所述第二部分固定连接。

9.根据权利要求8所述的撑靴，其特征在于，所述填充件包括枕木和防滑钉，在所述第二状态下，所述防滑钉可拆卸的设置在所述主体朝向所述第一部分的侧面以及所述第一部分朝向所述主体的侧面上，所述枕木与所述防滑钉相连接且填充在所述主体与所述第一部分之间。

10.一种掘进机，其特征在于，包括盾体，所述盾体的相对两侧均设有如权利要求1-9中任一所述的撑靴。