CN112814691A - 一种撑靴装置及具有该撑靴装置的tbm - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种撑靴装置和TBM，撑靴装置包括撑紧盾、上部撑靴油缸和下部撑靴油缸，还包括与撑紧盾固定设置的支架，支架具有减小占用撑紧盾断面空间的中空结构，上部撑靴油缸和下部撑靴油缸中的至少一者包括第一油缸组和第二油缸组，第一油缸组的两端连接支架的左端和左撑靴，第二油缸组的两端连接支架的右端和右撑靴。本发明将上部撑靴油缸或下部撑靴油缸拆分为两段式油缸组，中间用具有中空结构的支架连接，两个油缸组分别连接对应的撑靴，支架中间部分的中空结构能够用于人员作业等使用，避免了油缸占用中部的空间，在保证油缸使用的稳定性的同时，可有效减小撑靴系统占用撑紧盾的断面空间。

Description

一种撑靴装置及具有该撑靴装置的TBM

技术领域

本发明涉及隧道掘进技术领域，更具体地说，涉及一种撑靴装置。此外，本发明还涉及一种包括上述撑靴装置的TBM。

背景技术

随着国家科技与经济的发展，掘进机被广泛应用于水利水电、轨道交通、市政工程的隧道施工中。

目前，传统双护盾类型掘进机撑靴形式一般为上下两组撑靴油缸水平布置结构形式，如图1所示，图1为现有技术中双护盾掘进机撑靴系统的示意图，通过两组撑靴油缸02同时伸出使撑紧盾06的左右撑靴01撑紧洞壁，为掘进机掘进提供反力。由于两组撑靴油缸02占据了较大的断面空间，使得部分断面较小的双护盾掘进机在人员通道、电气液压布管布线及主机皮带机布置方面受到较大的限制。

因此，需要设计一种可有效减小撑靴系统占用撑紧盾断面空间的撑靴结构形式，以便增大人员作业、各部件安装及物料运输空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种撑靴装置，该撑靴装置占用撑紧盾的空间小，从而增大了人员作业、各部件安装和物料运输的空间。

本发明的另一目的是提供一种包括上述撑靴装置的TBM。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种撑靴装置，包括撑紧盾、上部撑靴油缸和下部撑靴油缸，还包括与所述撑紧盾固定设置的支架，所述支架具有减小占用所述撑紧盾断面空间的中空结构，所述上部撑靴油缸和所述下部撑靴油缸中的至少一者包括第一油缸组和第二油缸组，所述第一油缸组的两端连接所述支架的左端和左撑靴，所述第二油缸组的两端连接支架的右端和右撑靴。

优选的，所述下部撑靴油缸包括所述第一油缸组和所述第二油缸组，所述支架为与所述撑紧盾下部固定的下部撑靴缸缸筒；

所述上部撑靴油缸的两端通过油缸耳座分别连接于所述左撑靴和所述右撑靴的上部。

优选的，所述第一油缸组通过球铰连接所述左撑靴，和/或，所述第二油缸组通过球铰连接所述右撑靴。

优选的，所述第一油缸组通过球铰连接所述下部撑靴缸缸筒，和/或，所述第二油缸组通过球铰连接所述下部撑靴缸缸筒。

优选的，所述撑紧盾与所述左撑靴、所述右撑靴在所述撑紧盾的轴向均设有间隙。

优选的，所述下部撑靴缸缸筒包括缸筒外壳、压环和弹性环形件；

所述弹性环形件的内圈套装在所述下部撑靴油缸的轴外侧，外圈贴合于所述缸筒外壳，所述压环将所述弹性环形件、所述缸筒外壳固定。

优选的，所述缸筒外壳和所述下部撑靴油缸通过防转螺钉固定。

优选的，还包括上部行程传感器油缸和下部行程传感器油缸，用于配合作用使所述上部撑靴油缸与所述下部撑靴油缸同步伸缩；

所述上部行程传感器油缸的一端连接于所述左撑靴和所述右撑靴中的一者，另一端连接于所述撑紧盾；

一个所述下部行程传感器油缸的两端分别连接于所述左撑靴和所述下部撑靴缸缸筒，另一个所述下部行程传感器油缸的两端分别连接于所述右撑靴和所述下部撑靴缸缸筒。

一种TBM，包括撑靴装置，所述撑靴装置包括上述任一项所述的撑靴装置。

本发明提供的一种撑靴装置将上部撑靴油缸或下部撑靴油缸拆分为两段式油缸组结构，中间用具有中空结构的支架连接，两个油缸组分别连接对应的撑靴，支架中间部分的中空结构能够用于人员作业等使用，避免了油缸占用中部的空间，在保证油缸使用的稳定性的同时，可以为人员通道、电气液压布管布线及主机皮带机布置方面提供较大的空间，可有效减小撑靴系统占用撑紧盾的断面空间。

本发明还提供了一种包括上述撑靴装置的TBM。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中双护盾掘进机撑靴系统的示意图；

图2为本发明所提供的一种撑靴装置的正剖图；

图3为本发明所提供的一种撑靴装置的侧剖图；

图4为图2中A位置的局部放大图；

图5为图3中B位置的局部放大图。

图1中，附图标记包括：

01-左右撑靴、02-撑靴油缸、06-撑紧盾；

图2至图5中，附图标记包括：

1-左右撑靴、2-上部撑靴油缸、3-下部撑靴油缸、4-上部行程传感器油缸、5-下部行程传感器油缸、6-撑紧盾、7-下部撑靴缸缸筒；

31-第一油缸组、32-第二油缸组；

701-缸筒外壳、702-弹性橡胶圈、703-压环、704-防转螺钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种撑靴装置，该撑靴装置占用撑紧盾的空间小，从而增大了人员作业、各部件安装和物料运输的空间。

本发明的另一核心是提供一种包括上述撑靴装置的TBM。

请参考图2至图5，图2为本发明所提供的一种撑靴装置的正剖图；图3为本发明所提供的一种撑靴装置的侧剖图；图4为图2中A位置的局部放大图；图5为图3中B位置的局部放大图。

本申请提供了一种撑靴装置，包括撑紧盾6、上部撑靴油缸2和下部撑靴油缸3，还包括与撑紧盾6固定设置的支架，支架具有减小占用撑紧盾6断面空间的中空结构，上部撑靴油缸2和下部撑靴油缸3中的至少一者包括第一油缸组31和第二油缸组32，第一油缸组31的两端连接支架的左端和左撑靴，第二油缸组32的两端连接支架的右端和右撑靴。

左右撑靴1、上部撑靴油缸2和下部撑靴油缸3均设置在撑紧盾6中，通常情况下上部撑靴油缸2和下部撑靴油缸3均包括至少两个油缸，油缸在撑紧盾6的轴向上依次设置。而在本申请中，上部撑靴油缸2或下部撑靴油缸3包括两个油缸组，两个油缸组沿垂直于撑紧盾6的轴向的直线设置，且第一油缸组31和第二油缸组32分别位于支架6的两侧，例如，第一油缸组31设置在支架的左侧，并与支架左侧的撑靴连接，第二油缸组32设置在支架的右侧，并与支架右侧的撑靴连接。

需要说明的是，第一油缸组31和第二油缸组32均可以包括1个、2个或者多个油缸，优选的，第一油缸组31和第二油缸组32关于支架对称设置。

优选为，第一油缸组31的运动轴线与第二油缸组32的运动轴线平行或重合。

由于支架为具有减小占用撑紧盾6空间的中空结构，将第一油缸组31、第二油缸组32分别设置在支架的两侧，支架中部的中空结构沿撑紧盾6的轴向方向设置，可以方便进行人员作业、各部件安装及作为物料运输空间。

请参考图2和图3，分别为撑靴装置的正剖图和侧剖图。其中，撑紧盾6为图中外圈的圆环结构，左右撑靴1、上部撑靴油缸2和下部撑靴油缸3均设置在撑紧盾6中。下部撑靴油缸3包括安装在支架上的第一油缸组31和第二油缸组32，其中，第一油缸组31连接于支架的左侧，第二油缸组32连接于支架的右侧。

两个油缸组均可以进行伸缩，从而带动两侧的撑靴相对于撑紧盾6实现伸缩。可选的，在控制伸缩时，会通过控制器或其它控制方式使两侧的第一油缸组31和第二油缸组32的伸缩量保持相同。

本申请提供的一种撑靴装置将同一方向上的油缸拆分为两段式的结构，中间用具有中空结构的支架连接，从而中间部分的空间能够用于人员作业等使用，避免了油缸占用中部的空间，在保证油缸使用的稳定性的同时，可以为人员通道、电气液压布管布线及主机皮带机布置方面提供较大的空间。

图2中是一种下部撑靴油缸3为两段式结构的例子，实际使用时，并不限定必须为下部撑靴油缸3，也可以将上部撑靴油缸2设置为两段式。

可选的，除了设置一个支架以外，还可以设置若干个支架，当然，设置两段式的结构能够最大程度的扩宽撑紧盾6的内部空间，以用于物资运输等。

在上述实施例的基础之上，下部撑靴油缸3包括第一油缸组31和第二油缸组32；支架为与撑紧盾6下部固定的下部撑靴缸缸筒7；上部撑靴油缸2的两端通过油缸耳座分别连接于左撑靴和右撑靴的上部。

请参考图2和图3，本实施例中仍以下部撑靴油缸3为两段式结构进行介绍。支架具体为连接于撑紧盾6下部位置的下部撑靴缸缸筒7，第一油缸组31和第二油缸组32分别设置在下部撑靴缸缸筒7的左侧和右侧，并且关于撑紧盾6的断面的直径对称设置。

本实施例中上部撑靴油缸2与现有技术中的油缸类似，通过油缸耳座连接。油缸耳座的两端可以通过铰接连接左撑靴和右撑靴，或者通过其他转动连接方式实现连接。

需要说明的是，下部撑靴缸缸筒7可以为截面具有U形结构的缸筒，下部撑靴缸缸筒7的两侧分别连接油缸组，下部撑靴缸缸筒7的中部为空置结构，即U形的中部空间，能够给人员作业提供空间，也可以用于安装部件，或者用于进行物料的运输，为其提供空间。

下部撑靴油缸3为两段式结构，两个油缸组均与下部撑靴缸缸筒7连接，优选为两个油缸伸缩方向共线。两个油缸组与对应的左右撑靴1可以具有多种连接方式，可以根据实际情况调整，以便提升油缸组伸缩过程的稳定性。

在上述实施例的基础之上，第一油缸组31通过球铰连接左撑靴，和/或，第二油缸组32通过球铰连接右撑靴。

需要说明的是，第一油缸组31、第二油缸组32均可以通过球铰连接对应的撑靴。

可选的，第一油缸组31通过球铰连接下部撑靴缸缸筒7，和/或，第二油缸组32通过球铰连接下部撑靴缸缸筒7。

结合上述各个实施例中的设置情况，在撑紧盾6的轴向上，撑紧盾6与左撑靴、右撑靴均设有间隙，间隙能够使左右撑靴1在相对撑紧盾6的移动过程中避免卡死，更加灵活，保证左右撑靴1顺利伸出与缩回。

可选的，上述第一油缸组31、第二油缸组32的端部设置的球铰结构也可以为其他类型的转动连接结构。

在上述任意一个实施例的基础之上，上部撑靴油缸2两端通过油缸耳座与对应的撑靴上部连接，油缸耳座与撑靴上部的连接方式包括销轴连接。

可选的，下部撑靴油缸缸筒7与撑紧盾6通过螺栓连接固定。

在上述实施例的基础之上，下部撑靴缸缸筒7包括缸筒外壳701、压环703和弹性环形件；弹性环形件的内圈套装在下部撑靴油缸3的轴外侧，外圈贴合于缸筒外壳701，压环703将弹性环形件、缸筒外壳701固定。

请参考图3、图4和图5，其中，下部撑靴缸缸筒7为筒形结构，沿图3中的横向设置，其中部具有中空结构，即第一油缸组31和第二油缸组32之间的空白区域。

下部撑靴缸缸筒7包括缸筒外壳701、弹性橡胶圈702、防转螺钉704、压环703。

具体地，弹性环形件的内圈贴合安装在下部撑靴油缸3的轴上，弹性环形件的外圈安装在缸筒外壳701上，在外部通过压环703进行二者的固定，压环703与缸筒外壳701固定连接。在使用过程中，弹性环形件能够相对固定缸筒外壳701与下部撑靴油缸3的轴，同时在受外力时，也能够使二者之间实现一定范围的相对移动，弹性环形件的弹性回复力可在受到壁面相抵时，为左右撑靴1提供一定的复位力。

可选的，上述压环703为橡胶压环。上述弹性环形件具体可以为弹性橡胶圈702。

可选的，缸筒外壳701、压环703和下部撑靴油缸3通过防转螺钉704固定。具体地，防转螺钉704穿过于缸筒外壳701的端面上的定位孔，并与下部撑靴油缸3的螺纹孔进行螺纹连接以固定，防止下部撑靴油缸3绕油缸组的轴线转动，避免损坏油缸组的进出油管。

可选的，下部撑靴油缸3的轴具体为圆形轴。

压环703与缸筒外壳701的固定可以通过固定件、卡接件或螺纹连接件实现。

在上述任意一个实施例的基础之上，还包括上部行程传感器油缸4和下部行程传感器油缸5，用于配合作用使上部撑靴油缸2与下部撑靴油缸3同步伸缩。

上部行程传感器油缸4的一端连接于左撑靴和右撑靴中的一者，另一端连接于撑紧盾6。

一个下部行程传感器油缸5的两端分别连接于左撑靴和下部撑靴缸缸筒7，另一个下部行程传感器油缸5的两端分别连接于右撑靴和下部撑靴缸缸筒7。

需要说明的是，上部行程传感器油缸4和下部行程传感器油缸5简称为传感器油缸，用于配合以限制上部和下部的伸缩量保持相同。传感器油缸可以为内置行程传感器的油缸组，二者配合以便限定行程。

可选的，上述上部行程传感器油缸4和下部行程传感器油缸5也可以通过反馈控制实现，即将上部行程传感器油缸4和下部行程传感器油缸5均调整为对应的传感器，且传感器均连接控制器，控制器接收二者感应移动的行程信息、或感应的相对位置信息，同时控制器还连接上部撑靴油缸2和下部撑靴油缸3，以实现根据行程信息或相对位置信息反馈控制。

上述传感器油缸配合控制或者反馈控制均为保证上部撑靴油缸2与下部撑靴油缸3的伸缩移动的同步，防止撑靴移动发生卡死的情况。

除了上述各个实施例中所提供的撑靴装置的主要结构和连接结构，本发明还提供一种包括上述实施例公开的撑靴装置的TBM，该TBM的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例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互相参见即可。

以上对本发明所提供的撑靴装置及具有该撑靴装置的TBM进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种撑靴装置，包括撑紧盾(6)、上部撑靴油缸(2)和下部撑靴油缸(3)，其特征在于，还包括与所述撑紧盾(6)固定设置的支架，所述支架具有减小占用所述撑紧盾(6)断面空间的中空结构，所述上部撑靴油缸(2)和所述下部撑靴油缸(3)中的至少一者包括第一油缸组(31)和第二油缸组(32)，所述第一油缸组(31)的两端连接所述支架的左端和左撑靴，所述第二油缸组(32)的两端连接所述支架的右端和右撑靴。

2.根据权利要求1所述的撑靴装置，其特征在于，所述下部撑靴油缸(3)包括所述第一油缸组(31)和所述第二油缸组(32)，所述支架为与所述撑紧盾(6)下部固定的下部撑靴缸缸筒(7)；

所述上部撑靴油缸(2)的两端通过油缸耳座分别连接于所述左撑靴和所述右撑靴的上部。

3.根据权利要求2所述的撑靴装置，其特征在于，所述第一油缸组(31)通过球铰连接所述左撑靴，和/或，所述第二油缸组(32)通过球铰连接所述右撑靴。

4.根据权利要求3所述的撑靴装置，其特征在于，所述第一油缸组(31)通过球铰连接所述下部撑靴缸缸筒(7)，和/或，所述第二油缸组(32)通过球铰连接所述下部撑靴缸缸筒(7)。

5.根据权利要求2至4任一项所述的撑靴装置，其特征在于，所述撑紧盾(6)与所述左撑靴、所述右撑靴在所述撑紧盾(6)的轴向均设有间隙。

6.根据权利要求2至4任一项所述的撑靴装置，其特征在于，所述下部撑靴缸缸筒(7)包括缸筒外壳(701)、压环(703)和弹性环形件；

所述弹性环形件的内圈套装在所述下部撑靴油缸(3)的轴外侧，外圈贴合于所述缸筒外壳(701)，所述压环(703)将所述弹性环形件、所述缸筒外壳(701)固定。

7.根据权利要求6所述的撑靴装置，其特征在于，所述缸筒外壳(701)和所述下部撑靴油缸(3)通过防转螺钉(704)固定。

8.根据权利要求2至4任一项所述的撑靴装置，其特征在于，还包括上部行程传感器油缸(4)和下部行程传感器油缸(5)，用于配合作用使所述上部撑靴油缸(2)与所述下部撑靴油缸(3)同步伸缩；

所述上部行程传感器油缸(4)的一端连接于所述左撑靴和所述右撑靴中的一者，另一端连接于所述撑紧盾(6)；

一个所述下部行程传感器油缸(5)的两端分别连接于所述左撑靴和所述下部撑靴缸缸筒(7)，另一个所述下部行程传感器油缸(5)的两端分别连接于所述右撑靴和所述下部撑靴缸缸筒(7)。

9.一种TBM，包括撑靴装置，其特征在于，所述撑靴装置包括权利要求1-8任一项所述的撑靴装置。

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