專利名稱：一種偏心多軸掘進(jìn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于隧道掘進(jìn)施工的掘進(jìn)機(jī)，具體涉及的是一種偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，屬于隧道建筑工程技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景與圓形斷面隧道相比，異形斷面隧道的有效使用面積比圓形增大20%以上。對于城市交通的地下過街人行通道，要求埋深淺，異形隧道更能滿足人行通道的施工要求。偏心多軸式刀盤掘進(jìn)機(jī)用于異形斷面隧道的施工，可以根據(jù)隧道的功能要求設(shè)計(jì)為所需要的斷面形狀。新型的偏心多軸式刀盤掘進(jìn)機(jī)用以解決各種異型斷面盾構(gòu)隧道施工，它對于公路隧道、鐵路隧道、地鐵隧道、地下人行通道等在功能上更為合適和經(jīng)濟(jì)。偏心多軸式刀盤掘進(jìn)機(jī)施工是通過把小于掘進(jìn)機(jī)外形的轉(zhuǎn)刀架，用多臺(tái)驅(qū)動(dòng)軸偏心旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)巖土體的切削。其最大的特點(diǎn)是可以在軟土和砂礫地層中根據(jù)隧道或地下通道所需的斷面形狀來進(jìn)行任意形狀斷面的掘削，從而可以為后期工程節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力。在日本，不少盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)制造商和建設(shè)公司對矩形偏心多軸掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行了研究和應(yīng)用。在國內(nèi)，上海隧道工程股份有限公司也開發(fā)出了偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，該公司申請的中國專利《偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)》(專利號為200320108603.0)已被授權(quán)。該實(shí)用新型介紹了一種偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，其切削刀盤由左右兩個(gè)刀盤組成，每個(gè)刀盤分別與刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的4根偏心軸連接，一共設(shè)有8根旋轉(zhuǎn)式驅(qū)動(dòng)軸和8套相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，其驅(qū)動(dòng)部分采用小型化機(jī)組，便于安裝和拆開搬運(yùn)，適宜于大斷面的異形斷面隧道施工。該偏心多軸多刀盤式掘進(jìn)機(jī)可對任意斷面進(jìn)行全斷面切削，其對周圍土體擾動(dòng)小，并且由于切削刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)半徑小，切削刀頭的滑動(dòng)距離變小，減少了刀頭的磨耗，有利于長距離掘進(jìn)。然而，該掘進(jìn)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)量多、占用空間大，而掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部空間比較有限，因此嚴(yán)重地制約了其他裝置的安裝空間和掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部施工操作的空間，特別對小截面的掘進(jìn)機(jī)而言，更沒有空間來容納如此多的驅(qū)動(dòng)裝置
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有偏心多軸掘進(jìn)機(jī)的刀盤驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)量多，占用空間大，無法適應(yīng)小斷面隧道施工的缺陷，提供一種偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有更加簡潔的結(jié)構(gòu)，在減少驅(qū)動(dòng)裝置數(shù)量的同時(shí)獲得同樣的施工效果，從而促進(jìn)偏心多軸掘進(jìn)機(jī)在小斷面隧道施工中的推廣應(yīng)用。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下一種偏心多軸掘進(jìn)機(jī)包括刀盤、至少一個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置和掘進(jìn)機(jī)殼體，該掘進(jìn)機(jī)殼體內(nèi)設(shè)置有胸板，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置固定在該胸板上，所述偏心多軸掘進(jìn)機(jī)還包括有至少一個(gè)隨動(dòng)支承裝置，該隨動(dòng)支承裝置固定在所述胸板上，所述刀盤同時(shí)聯(lián)接于主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置和隨動(dòng)支承裝置的前端。本實(shí)用新型所述的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置由刀盤聯(lián)接裝置、偏心軸、驅(qū)動(dòng)裝置殼體和油馬達(dá)組成，所述驅(qū)動(dòng)裝置殼體固定在所述胸板上，所述偏心軸通過軸承安裝在該驅(qū)動(dòng)裝置殼體內(nèi)，該偏心軸與驅(qū)動(dòng)裝置殼體之間設(shè)置有密封圈，所述油馬達(dá)固定在驅(qū)動(dòng)裝置殼體上且位于所述偏心軸的后方，該油馬達(dá)與偏心軸通過花鍵聯(lián)接且與所述偏心軸的主軸段同軸設(shè)置，所述刀盤聯(lián)接裝置通過軸承連接于所述偏心軸的前端且與所述刀盤固定連接；所述的隨動(dòng)支承裝置由刀盤聯(lián)接裝置、偏心軸、隨動(dòng)支承裝置殼體和軸承端蓋組成，所述隨動(dòng)支承裝置殼體固定在所述胸板上，所述偏心軸通過軸承安裝在該隨動(dòng)支承裝置殼體內(nèi)，該偏心軸與隨動(dòng)支承裝置殼體之間設(shè)置有密封圈，所述刀盤聯(lián)接裝置通過軸承連接于所述偏心軸的前端且與所述刀盤固定連接，所述軸承端蓋安裝在所述隨動(dòng)支承裝置殼體的后端；所述隨動(dòng)支承裝置偏心軸的偏心距與所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置偏心軸的偏心距相同；所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)量為2個(gè)，所述隨動(dòng)支承裝置的數(shù)量為2個(gè)。與現(xiàn)有的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)相比較，本實(shí)用新型取得了如下有益的技術(shù)效果1、本實(shí)用新型改用了新結(jié)構(gòu)形式的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，其采用偏心軸加同軸油馬達(dá)的結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)更緊湊、體積更小、效率更高、更可靠，并減少了在掘進(jìn)機(jī)橫截面方向上的尺寸，為其他裝置的安裝和施工操作中提供了更大的空間。2、本實(shí)用新型設(shè)置了隨動(dòng)支承裝置，隨動(dòng)支承裝置可相應(yīng)地替代驅(qū)動(dòng)裝置作為刀盤的支撐，在滿足驅(qū)動(dòng)扭矩的情況下減少了主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)量，而隨動(dòng)支承裝置與主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置相比，結(jié)構(gòu)體積更小，造價(jià)更低，不僅節(jié)省了掘進(jìn)機(jī)內(nèi)部的大量空間，而且使掘進(jìn)機(jī)造價(jià)更為經(jīng)濟(jì)?？傊?，本實(shí)用新型所述的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)具有體積小、可靠性高、造價(jià)低、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，能夠進(jìn)行各種地層條件下的掘進(jìn)切削，尤其適合小斷面隧道的施工。

附圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。附圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)正面示意圖。附圖3為本實(shí)用新型主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4為本實(shí)用新型隨動(dòng)支承裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來對本實(shí)用新型所述的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。請參閱圖1和圖2，圖示偏心多軸掘進(jìn)機(jī)包括刀盤1、至少一個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2、至少一個(gè)隨動(dòng)支承裝置3、掘進(jìn)機(jī)殼體4、螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)5和主頂進(jìn)系統(tǒng)6。所述掘進(jìn)機(jī)殼體 4為一種用于開挖隧道的掘進(jìn)設(shè)備的外殼，其形狀和尺寸與隧道設(shè)計(jì)的形狀尺寸相關(guān)，該掘進(jìn)機(jī)殼體4內(nèi)設(shè)置有胸板4. 1，用于增強(qiáng)殼體剛度和固定其他裝置。所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2為掘進(jìn)機(jī)中驅(qū)使刀盤1按照一定軌跡運(yùn)動(dòng)的裝置，為刀盤1切削提供動(dòng)力，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置 3固定在所述掘進(jìn)機(jī)殼體4的胸板4. 1上。所述隨動(dòng)支承裝置3為一種聯(lián)接刀盤1的偏心軸裝置，其本身不設(shè)置動(dòng)力系統(tǒng)，隨刀盤1運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，僅對刀盤1起到支承作用，與主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2共同承擔(dān)刀盤1反力的作用，該隨動(dòng)支承裝置3位于主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2的下方，固定在所述掘進(jìn)機(jī)殼體4的胸板4. 1上。所述刀盤1為一種切削裝置，安裝在掘進(jìn)機(jī)的前方，通過在一定半徑范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切削土體，所述刀盤1同時(shí)用螺栓聯(lián)接于主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2和隨動(dòng)支承裝置3的前端。本實(shí)施例中，所述刀盤1需要4個(gè)偏心軸裝置支承，而2個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2即可以滿足刀盤1切削的驅(qū)動(dòng)扭矩，因此不需要安裝4個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2，所以本實(shí)施例中，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2的數(shù)量為2個(gè)，所述隨動(dòng)支承裝置3的數(shù)量為2個(gè)。在滿足驅(qū)動(dòng)扭矩的情況下，本實(shí)用新型采用無動(dòng)力的隨動(dòng)支承裝置3相應(yīng)地替代主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2， 減少了主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2的數(shù)量，簡化了結(jié)構(gòu)。所述螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)5用于掘進(jìn)機(jī)排出渣土并可控制土艙內(nèi)土壓力，其與所述胸板4. 1固定聯(lián)接。所述主頂進(jìn)系統(tǒng)6由一系列油缸和固定裝置組成，通過油缸的伸長推進(jìn)掘進(jìn)機(jī)。在主頂進(jìn)系統(tǒng)6的推動(dòng)下，所述偏心多軸掘進(jìn)機(jī)向前運(yùn)動(dòng)，刀盤1由主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2驅(qū)動(dòng)在一定范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行切削土體，切削下來的土體通過掘進(jìn)機(jī)下部的螺旋輸送機(jī)系統(tǒng)5從掘進(jìn)機(jī)后方排出。再請參閱圖3，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2由刀盤聯(lián)接裝置2. 1、偏心軸2. 2、驅(qū)動(dòng)裝置殼體2. 3和油馬達(dá)2. 4組成。所述驅(qū)動(dòng)裝置殼體2. 3通過螺栓固定在所述胸板4. 1上，所述偏心軸2. 2由前部的偏心段和后部的主軸段構(gòu)成，該主軸段通過滾子軸承和推力軸承安裝在所述驅(qū)動(dòng)裝置殼體2. 3內(nèi)，該偏心軸2. 2與驅(qū)動(dòng)裝置殼體2. 3之間的圓周設(shè)置有密封圈進(jìn)行密封。所述油馬達(dá)2. 4通過螺栓固定在驅(qū)動(dòng)裝置殼體2. 3上，并且位于所述偏心軸2. 2 的后方，該油馬達(dá)2. 4與偏心軸2. 2通過花鍵聯(lián)接，并且油馬達(dá)2. 4與所述偏心軸2. 2的主軸段同軸設(shè)置。所述刀盤聯(lián)接裝置2. 1通過軸承連接于所述偏心軸2. 2的前端，并且與所述刀盤1固定連接。通過液壓油提供動(dòng)力，油馬達(dá)2.4驅(qū)動(dòng)偏心軸2.2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)使刀盤 1按照設(shè)定的軌跡運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)切削。本實(shí)用新型的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2采用了偏心軸2. 2加同軸油馬達(dá)2. 4的結(jié)構(gòu)形式，使結(jié)構(gòu)更緊湊、體積更小，為其他裝置的安裝和施工操作中提供了更大的空間。請參閱附圖4本實(shí)用新型的隨動(dòng)支承裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述的隨動(dòng)支承裝置3由刀盤聯(lián)接裝置3. 1、偏心軸3. 2、隨動(dòng)支承裝置殼體3. 3和軸承端蓋3. 4組成。所述隨動(dòng)支承裝置殼體3. 3通過螺栓固定在所述胸板4. 1上，所述偏心軸3. 2由前部的偏心段和后部的主軸段構(gòu)成，該主軸段通過前后兩個(gè)圓錐滾子軸承安裝在所述隨動(dòng)支承裝置殼體3. 3內(nèi)， 該偏心軸3. 2與隨動(dòng)支承裝置殼體3. 3之間的圓周設(shè)置有密封圈。所述刀盤聯(lián)接裝置3. 1 通過軸承連接于所述偏心軸3. 2的前端，并且與所述刀盤1固定連接。所述偏心軸3. 2的偏心段與主軸段之間的偏心距與所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置2偏心軸2. 2的偏心距相同，從而使刀盤1在偏心軸3. 2與偏心軸2. 3的支持下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)而不產(chǎn)生互鎖。所述軸承端蓋3. 4通過螺栓安裝在所述隨動(dòng)支承裝置殼體3. 3的后端，并對隨動(dòng)支承裝置殼體3. 3的內(nèi)腔進(jìn)行密封和對軸承起定位作用。
權(quán)利要求1.一種偏心多軸掘進(jìn)機(jī)包括刀盤(1)、至少一個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置( 和掘進(jìn)機(jī)殼體G)， 該掘進(jìn)機(jī)殼體內(nèi)設(shè)置有胸板(4. 1)，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置O)固定在該胸板(4. 1)上，其特征在于所述偏心多軸掘進(jìn)機(jī)還包括有至少一個(gè)隨動(dòng)支承裝置(3)，該隨動(dòng)支承裝置(3) 固定在所述胸板(4. 1)上，所述刀盤(1)同時(shí)聯(lián)接于主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(2)和隨動(dòng)支承裝置(3) 的前端。
2.如權(quán)利要求1所述的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，其特征在于所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置由刀盤聯(lián)接裝置(2. 1)、偏心軸(2.幻、驅(qū)動(dòng)裝置殼體(2. 3)和油馬達(dá)(2.4)組成，所述驅(qū)動(dòng)裝置殼體 (2. 3)固定在所述胸板(4. 1)上，所述偏心軸(2. 2)通過軸承安裝在該驅(qū)動(dòng)裝置殼體(2. 3) 內(nèi)，所述油馬達(dá)(2. 4)固定在驅(qū)動(dòng)裝置殼體(2. 3)上且位于所述偏心軸(2. 2)的后方，該油馬達(dá)(2.4)與偏心軸(2. 2)通過花鍵聯(lián)接，所述刀盤聯(lián)接裝置(2. 1)通過軸承連接于所述偏心軸(2.2)的前端且與所述刀盤(1)固定連接。
3.如權(quán)利要求2所述的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，其特征在于所述偏心軸(2. 與驅(qū)動(dòng)裝置殼體(2. 3)之間設(shè)置有密封圈。
4.如權(quán)利要求2所述的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，其特征在于所述油馬達(dá)(2.4)與所述偏心軸(2.2)的主軸段同軸設(shè)置。
5.如權(quán)利要求2所述的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，其特征在于所述隨動(dòng)支承裝置(3)由刀盤聯(lián)接裝置(3. 1)、偏心軸(3. 2)、隨動(dòng)支承裝置殼體(3. 3)和軸承端蓋(3. 4)組成，所述隨動(dòng)支承裝置殼體(3. 3)固定在所述胸板(4. 1)上，所述偏心軸(3. 2)通過軸承安裝在該隨動(dòng)支承裝置殼體(3.3)內(nèi)，所述刀盤聯(lián)接裝置(3. 1)通過軸承連接于所述偏心軸(3. 的前端且與所述刀盤(1)固定連接，所述軸承端蓋(3.4)安裝在所述隨動(dòng)支承裝置殼體(3.3) 的后端。
6.如權(quán)利要求5所述的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，其特征在于所述偏心軸(3.2)與隨動(dòng)支承裝置殼體(3. 3)之間設(shè)置有密封圈。
7.如權(quán)利要求5所述的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，其特征在于所述隨動(dòng)支承裝置(3)偏心軸 (3.2)的偏心距與所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置(2)偏心軸(2.2)的偏心距相同。
8.如權(quán)利要求1所述的偏心多軸掘進(jìn)機(jī)，其特征在于所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置O)的數(shù)量為2個(gè)，所述隨動(dòng)支承裝置(3)的數(shù)量為2個(gè)。
專利摘要一種偏心多軸掘進(jìn)機(jī)包括刀盤、至少一個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置、至少一個(gè)隨動(dòng)支承裝置和掘進(jìn)機(jī)殼體，該掘進(jìn)機(jī)殼體內(nèi)設(shè)置有胸板，所述主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置固定在該胸板上，所述隨動(dòng)支承裝置固定在所述胸板上，所述刀盤同時(shí)聯(lián)接于主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置和隨動(dòng)支承裝置的前端。本實(shí)用新型采用了偏心軸加同軸油馬達(dá)結(jié)構(gòu)形式的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，并采用了可替代主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置作為刀盤支撐的隨動(dòng)支承裝置，減少了驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)量，節(jié)省了掘進(jìn)機(jī)的內(nèi)部空間，因而具有體積小、可靠性高、造價(jià)低、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，能夠進(jìn)行各種地層條件下的掘進(jìn)切削，尤其適合小斷面隧道的施工。
文檔編號E21D9/08GK202266267SQ201120384818
公開日2012年6月6日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者呂建中, 莊欠偉, 蔣華欽, 蔣洪亮 申請人:上海盾構(gòu)設(shè)計(jì)試驗(yàn)研究中心有限公司