CN222162611U - 一种掘进机支撑装置、拖车及掘进机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于隧道掘进技术领域，具体提供了一种掘进机支撑装置、拖车及掘进机。该掘进机支撑装置包括底盘，底盘包括机架，机架上设有用于安装撑靴单元的撑靴安装座，机架上还连接有行走机构，撑靴安装座和机架之间通过至少三个浮动油缸连接，行走机构铰接在机架上，铰接轴线沿底盘的前后方向延伸，并且行走机构和机架之间还连接有用于驱动行走机构摆动的摆动驱动机构。该掘进机拖车包括与上述结构一致的底盘。该掘进机包括上述掘进机支撑装置和拖车中的至少一个。本实用新型可以灵活调整底盘行走机构以及其上方的相关安装座或支撑座的位置关系，具有更好的避障能力，适合用于破碎围岩地质掘进。

Description

一种掘进机支撑装置、拖车及掘进机

技术领域

本实用新型属于隧道掘进技术领域，特别是涉及一种掘进机支撑装置、拖车及掘进机。

背景技术

在隧道施工建设中，经常需要开挖出供人员活动、通风排气的隧道。这种隧道一般具有单条长度较短、间距较近、开挖数量多、截面多边等特点。由于全断面隧道掘进机具有开挖效率高、安全性好等优点，现也开始在上述的比较复杂的地下洞室项目中应用。

与传统的长距离隧道施工项目不同，复杂的地下洞室项目在完成某一段掘进任务后需要多次拆机，并将掘进机转移到新的施工位置，即需要频繁转场，这对掘进机的灵活性提出了较高的要求。传统的全断面隧道掘进机结构复杂，搭载设备较多，拆装工作量较大。并且隧道内空间狭小，也难以布置较大的吊装拆卸工具。

为了解决上述问题，授权公告号为CN213928368U(公开日期：2021.08.10)的中国实用新型专利提供了一种能够自行进的掘进机，该掘进机包括自行进的底盘和前盾，底盘具有用于安装撑靴单元的撑靴安装板，撑靴安装板上安装有撑靴单元，撑靴单元能够撑紧洞壁，并且在撑靴单元和前盾之间连接有推进油缸，在撑靴单元撑紧洞壁时，可以为推进油缸提供稳定地支撑，此时底盘和撑靴单元组成了为推进油缸提供反力支撑的支撑装置。在完成掘进任务需要转场时，由于支撑装置可自行进，因此可减少拆机部件，支撑装置可自行移动到新的施工位置。

不同隧道的围岩地质不相同，在破碎围岩地带实际掘进时，会有部分隧道洞壁的渣石掉落并汇集到隧道底部。对于上述掘进机，其底盘上的行走机构相对于机架(底盘主体)的位置是无法调整的，部分掉落在行走机构行进路径上的渣石会影响到底盘的行进，需要将底部渣石清除完后才能正常行进，通过性较差，严重时还会造成停机，效率不高。而且，即使底盘能够从渣石上通过，由于撑靴单元和底盘相对于高度方向的位置是确定的，底盘下方的渣石将底盘垫高，也会将撑靴单元的垫高增高，这样容易造成撑靴的弧形靴板无法与隧道洞壁贴合，难以保证稳定的支撑作用。

另外，针对后配套的拖车，其在向前行进的过程中，隧道底部的渣石同样也会影响拖车前进。而且，在正常掘进过程中，即使底盘能够从渣石上通过，也会造成拖车上的相关设备，例如皮带机等设备增高，难以与主机顺利搭接配合，影响出渣。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种掘进机支撑装置，以解决现有技术中自移式掘进机的支撑装置的底盘灵活性不足，越障能力弱以及从渣石上通过时会影响撑靴和隧道洞壁稳定贴合的技术问题。本实用新型的目的还在于提供一种掘进机拖车，以解决掘进机拖车的底盘灵活性不足，越障能力弱以及从渣石上通过时会影响配套设备和主机配合的技术问题。

本实用新型的目的还在于提供一种掘进机，以解决上述至少一个技术问题。

为实现上述目的，本实用新型所提供的掘进机支撑装置的技术方案是：

一种掘进机支撑装置，包括底盘，底盘包括机架，机架上设有用于安装撑靴单元的撑靴安装座，机架上还连接有行走机构，撑靴安装座和机架之间通过至少三个浮动油缸连接，行走机构铰接在机架上，铰接轴线沿底盘的前后方向延伸，并且行走机构和机架之间还连接有用于驱动行走机构摆动的摆动驱动机构。

有益效果是：本实用新型属于改进型发明创造。通过设置具有行走机构的底盘，保证了支撑装置基本的机动性需求。由于撑靴安装座和机架之间是通过至少三个浮动油缸连接的，因此控制浮动油缸伸缩可以改变机架和撑靴安装座之间的距离。在破碎围岩地质掘进时，若隧道底部存在掉落的渣石已经影响到行走机构正常的行进，此时撑靴安装座上的撑靴可以撑紧洞壁，将机架向上提，同时配合行走机构的摆动，可将机架提升到更高的位置，从而能够避让渣石，保证行走机构通过；若行走机构能够从渣石上通过，此时可以调整浮动油缸，将撑靴的位置下移，保证撑靴靴板能够与隧道洞壁稳定贴合，保证支撑效果。

作为进一步地改进，浮动油缸的两端分别与撑靴安装座和机架铰接。

有益效果是：此时可以调整撑靴安装座和机架之间的倾斜角度，使得机架除了直上直下外还能前后或者左右摆动，具有更大范围内的活动，进一步提升避障能力。

作为进一步地改进，浮动油缸的两端分别通过万向铰接结构与撑靴安装座和机架铰接。

有益效果是：此时撑靴安装座和机架之间可以形成前后和左右任意方向的摆动，进一步提升灵活性。

作为进一步地改进，浮动油缸两两一组设置，一组中的两个浮动油缸交叉布置。

为实现上述目的，本实用新型所提供的掘进机拖车的技术方案是：

一种掘进机拖车，包括底盘，底盘包括机架，机架上设有用于搭载掘进机后配套相应设备的设备支撑座，机架上还连接有行走机构，设备支撑座和机架之间通过至少三个浮动油缸连接，行走机构铰接在机架上，铰接轴线沿底盘的前后方向延伸，并且行走机构和机架之间还连接有用于驱动行走机构摆动的摆动驱动机构。

有益效果是：本实用新型属于改进型发明创造。在拖车正常行进时，若底部渣石影响拖车通过，此时可以调整行走机构的摆动角度并且配合浮动油缸的伸缩，将机架移动到更高的位置，实现避障，提升通过能力；若拖车可以从底部渣石通过，此时可以调整浮动油缸的高度，将设备支撑座的位置下移，保证配套设备的位置能够与主机对应，顺利配合。

作为进一步地改进，浮动油缸的两端分别与设备支撑座和机架铰接。

有益效果是：此时可以调整撑靴安装座和机架之间的倾斜角度，使得机架除了直上直下外还能前后或者左右摆动，具有更大范围内的活动，进一步提升避障能力。

作为进一步地改进，浮动油缸的两端分别通过万向铰接结构与设备支撑座和机架铰接。

有益效果是：此时撑靴安装座和机架之间可以形成前后和左右任意方向的摆动，进一步提升灵活性。

作为进一步地改进，浮动油缸两两一组设置，一组中的两个浮动油缸交叉布置。

为实现上述目的，本实用新型所提供的掘进机的技术方案是：

一种掘进机，包括主机和后配套，主机支撑装置，后配套包括拖车，支撑装置包括底盘，底盘包括机架，机架上设有用于安装撑靴单元的撑靴安装座，机架上还连接有行走机构，撑靴安装座和机架之间通过至少三个浮动油缸连接，行走机构铰接在机架上，铰接轴线沿底盘的前后方向延伸，并且行走机构和机架之间还连接有用于驱动行走机构摆动的摆动驱动机构。和/或拖车包括底盘，底盘包括机架，机架上设有用于搭载掘进机后配套相应设备的设备支撑座，机架上还连接有行走机构，设备支撑座和机架之间通过至少三个浮动油缸连接，行走机构铰接在机架上，铰接轴线沿底盘的前后方向延伸，并且行走机构和机架之间还连接有用于驱动行走机构摆动的摆动驱动机构。

有益效果是：本实用新型属于改进型发明创造。通过设置具有行走机构的底盘，保证了支撑装置基本的机动性需求。由于撑靴安装座和机架之间是通过至少三个浮动油缸连接的，因此控制浮动油缸伸缩可以改变机架和撑靴安装座之间的距离。在破碎围岩地质掘进时，若隧道底部存在掉落的渣石已经影响到行走机构正常的行进，此时撑靴安装座上的撑靴可以撑紧洞壁，将机架向上提，同时配合行走机构的摆动，可将机架提升到更高的位置，从而能够避让渣石，保证行走机构通过；若行走机构能够从渣石上通过，此时可以调整浮动油缸，将撑靴的位置下移，保证撑靴靴板能够与隧道洞壁稳定贴合，保证支撑效果。在拖车正常行进时，若底部渣石影响拖车通过，此时可以调整行走机构的摆动角度并且配合浮动油缸的伸缩，将机架移动到更高的位置，实现避障，提升通过能力；若拖车可以从底部渣石通过，此时可以调整浮动油缸的高度，将设备支撑座的位置下移，保证配套设备的位置能够与主机对应，顺利配合。

作为进一步地改进，浮动油缸的两端分别与撑靴安装座和机架铰接。

有益效果是：此时可以调整撑靴安装座和机架之间的倾斜角度，使得机架除了直上直下外还能前后或者左右摆动，具有更大范围内的活动，进一步提升避障能力。

作为进一步地改进，浮动油缸的两端分别通过万向铰接结构与撑靴安装座和机架铰接。

有益效果是：此时撑靴安装座和机架之间可以形成前后和左右任意方向的摆动，进一步提升灵活性。

作为进一步地改进，浮动油缸两两一组设置，一组中的两个浮动油缸交叉布置。

作为进一步地改进，浮动油缸的两端分别与设备支撑座和机架铰接。

有益效果是：此时可以调整撑靴安装座和机架之间的倾斜角度，使得机架除了直上直下外还能前后或者左右摆动，具有更大范围内的活动，进一步提升避障能力。

作为进一步地改进，浮动油缸的两端分别通过万向铰接结构与设备支撑座和机架铰接。

有益效果是：此时撑靴安装座和机架之间可以形成前后和左右任意方向的摆动，进一步提升灵活性。

作为进一步地改进，浮动油缸两两一组设置，一组中的两个浮动油缸交叉布置。

作为进一步地改进，支撑装置和拖车之间通过连接件连接。

有益效果是：此时拖车和支撑装置的行走动力可以互相传递，在动力满足的情况下可以减少驱动件的布置，或者将二者的动力叠加耦合，可以拓展出更多的动力组合。

附图说明

图1为本实用新型中掘进机实施例的结构示意图；

图2为图1中A-A截面的结构示意图；

图3为图1中B-B截面的结构示意图。

附图标记说明：

1、前盾；2、主机皮带机；3、支撑装置；4、底盘；5、拖车；6、渣土车；7、隧道；31、推进油缸；32、靴板；33、撑靴油缸；34、撑靴安装座；41、浮动油缸；42、机架；43、摆动油缸；44、履带；51、后配套皮带机；52、设备支撑座；53、连接件；54、后配套设备。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

对于破碎围岩地带的地下复杂洞室项目，在设置行走机构满足掘进机机动性的同时，还需要满足行走机构具有较好的通过性。本实用新型的基本技术构思是提供一种能够灵活调整行走机构高度以及撑靴位置的支撑装置，并且提供一种能够灵活调整行走机构高度以及后配套设备位置的拖车。

本实用新型所提供的掘进机的具体实施例1：

如图1所示，本实施例中的掘进机包括主机和后配套系统，主机包括前盾1、刀盘、推进油缸31和支撑装置3等，支撑装置3包括若干撑靴单元，推进油缸31连接在支撑装置和前盾1之间，在撑靴单元的撑靴撑紧洞壁的情况下，推进油缸31向前伸出可以推动前盾1和刀盘向前推进破岩，具体掘进原理为现有技术，此处不具体展开。

如图2所示，支撑装置3还包括能够自行走的底盘4，底盘4包括机架42，机架42连接有行走机构，本实施例中配置的行走机构是履带44。在其他的实施方式中，行走机构也可以是滑靴或者胶轮等，能实现底盘4相对与隧道底部向前移动即可。行走机构铰接安装在机架42上，定义底盘移动方向为前后方向，行走机构的铰接轴线沿前后方向延伸，并且行走机构和机架42之间还设置有驱动行走机构绕铰接点摆动的摆动驱动机构。本实施例中的摆动驱动机构为摆动油缸43，在其他的实施方式中，摆动驱动机构也可以选择电动推杆，或者与铰接轴线同轴的旋转马达等。

机架42上设有用于安装撑靴单元的撑靴安装座34，具体地，撑靴安装座34可以是安装板或者安装机架，能够安装撑靴单元即可。撑靴安装座34和机架42之间通过浮动油缸41连接。为了满足浮动油缸41对撑靴安装座34的支撑作用，浮动油缸41至少应该布置三个，具体地，浮动油缸41两两一组设置，一组中的两个浮动油缸41交叉布置。浮动油缸41上下伸缩，可以改变撑靴安装座34和机架42之间的距离，也相当于调整了撑靴单元的高度。撑靴单元具体可以是现有技术中的撑靴单元，例如图2中上下排列的撑靴油缸33以及连接在撑靴油缸33上的靴板32，撑靴油缸33能够固定在撑靴安装座34上。撑靴油缸33伸出，靴板32撑紧隧道洞壁，可以将支撑装置3保持在固定的位置，以为推进油缸31提供稳定的反推力。

在实际掘进过程中，遇到破碎围岩地带时，渣石掉落在隧道底部，造成底盘陷入渣石影响机构正常换步行走时，此时撑靴单元可撑紧隧道洞壁，浮动油缸41向上回收，将机架42提起，摆动油缸43同步配合伸缩运动，推动行走机构向下摆动，保证其能与隧道洞壁贴合，以确保机架42能够避开底部的渣石。若渣石不影响行走机构行走，但是为了避免底盘4升高带动撑靴单元位置升高，实际掘进时，在撑靴单元回收状态下，可回收浮动油缸41，缩短撑靴安装座34和机架42之间的距离，将撑靴单元调整到能恰好与隧道7的洞壁贴合的状态，相当于一种浮动的撑靴。这样也能保证底盘不同高度时，撑靴单元均能有最佳的支撑状态。或者在隧道腰部位置为无法受压的围岩时，也可以向下调整机架和行走机构的位置，以避开隧道腰部的破碎围岩。此外，在掘进的过程中，撑靴单元伸出的状态下，也可以将底盘4完全提起，不与隧道底部接触，这样能够避免破岩的强烈振动传递到浮动油缸41，可以更好地保护底盘。

关于浮动油缸41的具体安装方式，本实施例提供了一种通过万向铰接结构安装的方式。具体地，浮动油缸41的两端分别与撑靴安装座34和机架42铰接。这时，撑靴安装座34和机架42之间除了直上直下的配合之外，还能够前后左右任意方向的偏移摆动，灵活性更好。比如，此时若在某一侧有渣石的情况下，可以调整机架42整体向左或者向右摆动，以避开渣石。或者在需要开挖斜井时，也可以调整机架42向整体向后摆动，将撑靴单元抬起，避免撑靴碰撞到斜井始发处。在其他的实施方式中，根据项目的实际需求，若不存在斜井转场需求，仅需要避开渣石的情况下，也可以采用销轴铰接的方式，此时销轴轴线沿前后方向延伸，能够实现机架42左右摆动即可。或者实际上有斜井转场的需求时，也可以采用销轴铰接的方式，此时销轴轴线沿左右方向延伸，能够实现机架42前后方向摆动即可。

需要说明的是，在一些实施方式中，浮动油缸41甚至还可以两端分别固定在机架42和撑靴安装座34之间。此时同样能够实现撑靴和行走机构上下位置的浮动，满足基本的避障和支撑需求。

拖车5的具体结构如图1和图3所示，其同样包括底盘，底盘的具体结构与上述支撑装置的有关实施方式一致，不再展开说明。此时浮动油缸41的另一端连接在设备支撑座52上，设备支撑座52用于安装配套相应的设备，例如后配套皮带机51或者其他的后配套设备54等。

在掘进过程中，若遇到底部渣石影响拖车通过，摆动油缸43可以配合伸缩，将机架42推动到更高的位置，顺利避让渣石。同时，浮动油缸41调整设备支撑座52的高度位置，以保证后配套皮带机51可以顺利与主机皮带机2搭接配合，确保渣石可以顺利输送到渣土车。

在浮动油缸41铰接安装的情况下，设备支撑座52相对于机架42摆动，在保证灵活通过性的同时，也能保证后配套设备54处于稳定的平衡状态。本领域普通技术人员能够明白的是，图1中仅示出了一台拖车的情况，实际上根据后配套设备的搭载需求，拖车数量可以是两台以上。

支撑装置3和首台拖车5之间通过连接件53连接，连接件53能作为受力件传递动力，可以是拖拉油缸或者连接杆。这样能够更灵活地获得支撑装置和拖车之间行进的动力组合。此时可以省去拖车5上的部分驱动行走机构移动的驱动装置，例如电机等，由支撑装置拉动拖车5向前延伸。在需要转场时，拆下连接件53，使用其他的牵引车将拖车拉出隧道7。当然，在其他的实施方式中，若每台拖车以及支撑装置均配置了自驱动系统，实际也可以不使用连接件连接拖车和支撑装置3。

本实用新型所提供的掘进机的具体实施例2，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，掘进机的支撑装置和拖车的底盘均采用了浮动油缸的设置。在本实施例中，支持装置与上述掘进机的支撑装置一致，但是拖车仍然使用传统的拖车，此时可以将相应的后配套设备灵活设置在设备支撑座上，单独调整后配套设备相对于拖车的位置，以满足与主机部分的配合连接。

本实用新型所提供的掘进机的具体实施例3，其与实施例1的区别主要在于：实施例1中，掘进机的支撑装置和拖车的底盘均采用了浮动油缸的设置。在本实施例中，主机采用了传统的主机形式，例如申请人的申请公布号为CN114876481A的专利申请中的主机，但是拖车采用实施例1的拖车，自然也具有与实施例1中的拖车相同的效果。

本实用新型中的掘进机支撑装置的具体实施例：

掘进机支撑装置和上述掘进机的实施例中的支撑装置一致，此处不再具体说明。

本实用新型中的掘进机拖车的具体实施例：

掘进机拖车和上述掘进机的实施例中的拖车一致，此处不再具体说明。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种掘进机支撑装置，包括底盘（4），底盘（4）包括机架（42），机架（42）上设有用于安装撑靴单元的撑靴安装座（34），机架（42）上还连接有行走机构，其特征在于，撑靴安装座（34）和机架（42）之间通过至少三个浮动油缸（41）连接，行走机构铰接在机架（42）上，铰接轴线沿底盘（4）的前后方向延伸，并且行走机构和机架（42）之间还连接有用于驱动行走机构摆动的摆动驱动机构。

2.根据权利要求1所述的掘进机支撑装置，其特征在于，浮动油缸（41）的两端分别与撑靴安装座（34）和机架（42）铰接。

3.根据权利要求2所述的掘进机支撑装置，其特征在于，浮动油缸（41）的两端分别通过万向铰接结构与撑靴安装座（34）和机架（42）铰接。

4.根据权利要求2或3所述的掘进机支撑装置，其特征在于，浮动油缸（41）两两一组设置，一组中的两个浮动油缸（41）交叉布置。

5.一种掘进机拖车，包括底盘（4），底盘（4）包括机架（42），机架（42）上设有用于搭载掘进机后配套相应设备的设备支撑座（52），机架（42）上还连接有行走机构，其特征在于，设备支撑座（52）和机架（42）之间通过至少三个浮动油缸（41）连接，行走机构铰接在机架（42）上，铰接轴线沿底盘（4）的前后方向延伸，并且行走机构和机架（42）之间还连接有用于驱动行走机构摆动的摆动驱动机构。

6.根据权利要求5所述的掘进机拖车，其特征在于，浮动油缸（41）的两端分别与设备支撑座（52）和机架（42）铰接。

7.根据权利要求6所述的掘进机拖车，其特征在于，浮动油缸（41）的两端分别通过万向铰接结构与设备支撑座（52）和机架（42）铰接。

8.根据权利要求5或6所述的掘进机拖车，其特征在于，浮动油缸（41）两两一组设置，一组中的两个浮动油缸（41）交叉布置。

9.一种掘进机，包括主机和后配套，主机包括支撑装置，后配套包括拖车，其特征在于，支撑装置为权利要求1-4任一项中的掘进机支撑装置和/或拖车为权利要求5-8任一项中的掘进机拖车。

10.根据权利要求9所述的掘进机，其特征在于，支撑装置和拖车之间通过连接件（53）连接。