本發(fā)明涉及盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)制造領(lǐng)域，特別涉及一種開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置。

背景技術(shù)：

全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)（TBM）是集機(jī)械、電氣、液壓、控制、測量技術(shù)于一體，可實(shí)現(xiàn)的隧道快速開挖、出碴和支護(hù)的先進(jìn)工程機(jī)械。相對傳統(tǒng)的鉆爆法隧道施工，TBM法具有安全、可靠、高效、環(huán)保等特點(diǎn)，隨著國內(nèi)山嶺隧洞工程的不斷增加，TBM已廣泛應(yīng)用于隧道工程、引水工程、煤礦工程等領(lǐng)域中。

全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)主要包括開敞式TBM、雙護(hù)盾TBM以及單護(hù)盾TBM等機(jī)型，開敞式TBM由于其地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)、成本較低，得到了最廣泛的關(guān)注與使用。然而，開敞式TBM在軟弱圍巖易收斂變形掘進(jìn)段也易卡護(hù)盾，嚴(yán)重制約了開敞式TBM的掘進(jìn)速度，因此需要通過刀盤擴(kuò)挖量來抵消圍巖收斂變形量，幫助TBM快速通過收斂變形掘進(jìn)段。

傳統(tǒng)的開敞式TBM刀盤擴(kuò)挖之后，刀盤和驅(qū)動總成無法抬升，導(dǎo)致TBM整體向下偏心，甚至嚴(yán)重向下偏離隧道設(shè)計軸線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服目前現(xiàn)有全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)存在的刀盤擴(kuò)挖后，刀盤及驅(qū)動總成無法抬升，導(dǎo)致巖石掘進(jìn)機(jī)偏離隧道設(shè)計軸線的缺陷，從而實(shí)現(xiàn)一種巖石掘進(jìn)機(jī)刀盤擴(kuò)挖后能夠?qū)⒌侗P及驅(qū)動總成向上抬起，使刀盤中心仍然與擴(kuò)挖后的開挖橫斷面圓心重合的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置，包括底部護(hù)盾、頂部護(hù)盾、側(cè)下護(hù)盾、側(cè)上護(hù)盾和刀盤及驅(qū)動總成，所述底部護(hù)盾、頂部護(hù)盾、測下護(hù)盾和測上護(hù)盾圍繞成圓筒盾體結(jié)構(gòu)，且刀盤及驅(qū)動總成安裝于圓筒盾體結(jié)構(gòu)內(nèi)部中心處，所述底部護(hù)盾與刀盤及驅(qū)動總成之間設(shè)置有底部抬升油缸和起導(dǎo)向作用的底部滑槽，所述底部抬升油缸頂端與刀盤及驅(qū)動總成固連，底部抬升油缸底端固定安裝于底部護(hù)盾上，當(dāng)?shù)侗P擴(kuò)挖時，即開挖橫斷面圓直徑增大時，通過給底部抬升油缸供油，將刀盤及驅(qū)動總成向上抬起，使刀盤中心仍然與擴(kuò)挖后的開挖橫斷面圓心重合，防止刀盤向下偏心。

頂部護(hù)盾和刀盤及驅(qū)動總成之間設(shè)置有頂部頂緊油缸和起導(dǎo)向作用的頂部滑槽，所述頂部頂緊油缸底端與刀盤及驅(qū)動總成固連，頂部頂緊油缸頂端固定安裝于頂部護(hù)盾上，當(dāng)?shù)侗P擴(kuò)挖時，即開挖橫斷面圓直徑增大時，通過給頂部頂緊油缸供油，將頂部護(hù)盾頂緊擴(kuò)挖后的隧道洞壁，防止刀盤的豎向振動。

所述底部抬升油缸和頂部頂緊油缸均為四個，且均為兩兩對稱設(shè)置。

所述頂部護(hù)盾兩側(cè)均與側(cè)上護(hù)盾頂部鉸接，底部護(hù)盾兩側(cè)均與側(cè)下護(hù)盾底部鉸接，側(cè)上護(hù)盾和側(cè)下護(hù)盾通過側(cè)向護(hù)盾頂漲機(jī)構(gòu)活動連接，所述側(cè)向護(hù)盾頂漲機(jī)構(gòu)包括側(cè)向頂緊油缸和聯(lián)動板，所述側(cè)向頂緊油缸一端鉸接設(shè)置于刀盤及驅(qū)動總成側(cè)部，側(cè)向頂緊油缸另一端與側(cè)下護(hù)盾上部鉸接，所述聯(lián)動板一端固連于側(cè)下護(hù)盾頂端，聯(lián)動板另一端穿插于側(cè)上護(hù)盾內(nèi)部。

所述刀盤及驅(qū)動總成和側(cè)下護(hù)盾之間設(shè)置有刀盤避震頂緊機(jī)構(gòu)，所述刀盤避震頂緊機(jī)構(gòu)包括楔塊、楔塊滑槽、楔塊油缸、球頭斜塊，所述楔塊滑槽固定設(shè)置于側(cè)下護(hù)盾內(nèi)側(cè)，楔塊滑動配合于楔塊滑槽內(nèi)，球頭斜塊固定設(shè)置于刀盤及驅(qū)動總成側(cè)部，楔塊位于球頭斜塊和側(cè)下護(hù)盾之間，楔塊油缸一端安裝楔塊，另一端鉸接安裝于側(cè)下護(hù)盾內(nèi)側(cè)下部。

本發(fā)明的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置的工作原理：

當(dāng)TBM遇到軟弱圍巖易收斂變形掘進(jìn)段，需要通過刀盤擴(kuò)挖量來抵消圍巖收斂變形量時，此時刀盤擴(kuò)挖，開挖橫斷面圓直徑增大，通過給底部抬升油缸供油，將刀盤及驅(qū)動總成向上抬起，使刀盤中心仍然與擴(kuò)挖后的開挖橫斷面圓心重合，防止刀盤向下偏心；通過給頂部頂緊油缸供油，將頂部護(hù)盾頂緊擴(kuò)挖后的隧道洞壁，防止刀盤的豎向振動；通過給側(cè)向頂緊油缸供油，側(cè)下護(hù)盾上的聯(lián)動板帶動側(cè)上護(hù)盾向外頂緊擴(kuò)挖后的隧道洞壁，并通過刀盤避震頂緊機(jī)構(gòu)頂緊刀盤及驅(qū)動總成，防止刀盤的橫向振動。

本發(fā)明的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置的有益效果：

1.本發(fā)明的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置，當(dāng)?shù)侗P擴(kuò)挖時，即開挖橫斷面圓直徑增大時，通過給底部抬升油缸供油，將刀盤及驅(qū)動總成向上抬起，使刀盤中心仍然與擴(kuò)挖后的開挖橫斷面圓心重合，防止刀盤向下偏心，避免了TBM因擴(kuò)挖而向下偏離隧道的設(shè)計軸線。

2.本發(fā)明的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置，頂部護(hù)盾和刀盤及驅(qū)動總成之間設(shè)置有頂部頂緊油缸和頂部滑槽，將頂部護(hù)盾頂緊擴(kuò)挖后的隧道洞壁，防止刀盤的豎向振動，提高掘進(jìn)機(jī)工作穩(wěn)定性。

3.本發(fā)明的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置，通過給側(cè)向頂緊油缸供油，側(cè)下護(hù)盾上的聯(lián)動板帶動側(cè)上護(hù)盾向外頂緊擴(kuò)挖后的隧道洞壁，并通過刀盤避震頂緊機(jī)構(gòu)頂緊刀盤及驅(qū)動總成，防止刀盤的橫向振動，保證了掘進(jìn)作業(yè)的順利穩(wěn)定進(jìn)行。

附圖說明

圖1是開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置橫斷面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置縱斷面的結(jié)構(gòu)示意圖。

參見圖1-2：1-底部護(hù)盾，2-頂部護(hù)盾，3-側(cè)下護(hù)盾，4-側(cè)上護(hù)盾，5-刀盤及驅(qū)動總成，6-底部抬升油缸，7-底部滑槽，8-頂部頂緊油缸，9-頂部滑槽，10-側(cè)向護(hù)盾頂漲機(jī)構(gòu)，101-側(cè)向頂緊油缸，102-聯(lián)動板，11-刀盤避震頂緊機(jī)構(gòu)，111-楔塊，112-楔塊滑槽，113-楔塊油缸，114-球頭斜塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并通過具體的實(shí)施方式對本發(fā)明的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置做更加詳細(xì)的描述。

實(shí)施例：

本發(fā)明的開敞式全斷面巖石掘進(jìn)機(jī)擴(kuò)挖用刀盤抬升裝置，包括底部護(hù)盾1、頂部護(hù)盾2、側(cè)下護(hù)盾3、側(cè)上護(hù)盾4和刀盤及驅(qū)動總成5，所述底部護(hù)盾1、頂部護(hù)盾2、測下護(hù)盾3和測上護(hù)盾圍4繞成圓筒盾體結(jié)構(gòu)，且刀盤及驅(qū)動總成5安裝于圓筒盾體結(jié)構(gòu)內(nèi)部中心處，所述底部護(hù)盾1與刀盤及驅(qū)動總成5之間設(shè)置有底部抬升油缸6和起導(dǎo)向作用的底部滑槽7，所述底部抬升油缸6頂端與刀盤及驅(qū)動總成5固連，底部抬升油缸6底端固定安裝于底部護(hù)盾1上；頂部護(hù)盾2和刀盤及驅(qū)動總成5之間設(shè)置有頂部頂緊油缸8和起導(dǎo)向作用的頂部滑槽9，所述頂部頂緊油缸8底端與刀盤及驅(qū)動總成5固連，頂部頂緊油缸8頂端固定安裝于頂部護(hù)盾2上。

所述底部抬升油缸6和頂部頂緊油缸8均為四個，且均為兩兩對稱設(shè)置。

所述頂部護(hù)盾2兩側(cè)均與側(cè)上護(hù)盾4頂部鉸接，底部護(hù)盾1兩側(cè)均與側(cè)下護(hù)盾3底部鉸接，側(cè)上護(hù)盾4和側(cè)下護(hù)盾3通過側(cè)向護(hù)盾頂漲機(jī)構(gòu)10活動連接，所述側(cè)向護(hù)盾頂漲機(jī)構(gòu)10包括側(cè)向頂緊油缸101和聯(lián)動板102，所述側(cè)向頂緊油缸101一端鉸接設(shè)置于刀盤及驅(qū)動總成5側(cè)部，側(cè)向頂緊油缸101另一端與側(cè)下護(hù)盾3上部鉸接，所述聯(lián)動板102一端固連于側(cè)下護(hù)盾3頂端，聯(lián)動板102另一端穿插于側(cè)上護(hù)盾4內(nèi)部。

所述刀盤及驅(qū)動總成5和側(cè)下護(hù)盾3之間設(shè)置有刀盤避震頂緊機(jī)構(gòu)11，所述刀盤避震頂緊機(jī)構(gòu)11包括楔塊111、楔塊滑槽112、楔塊油缸113、球頭斜塊114，所述楔塊滑槽112固定設(shè)置于側(cè)下護(hù)盾3內(nèi)側(cè)，楔塊111滑動配合于楔塊滑槽112內(nèi)，球頭斜塊114固定設(shè)置于刀盤及驅(qū)動總成5側(cè)部，楔塊111位于球頭斜塊114和側(cè)下護(hù)盾3之間，楔塊油缸113一端安裝楔塊111，另一端鉸接安裝于側(cè)下護(hù)盾3內(nèi)側(cè)下部。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明構(gòu)思和原則的前提下所做出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。