本發(fā)明涉及一種全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)管片運輸傳動方法。

背景技術(shù)：

全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)（Tunnel Boring Machine，以下簡稱TBM）在我國的水利水電、鐵路、交通、城市地下工程、油氣管道、國防等隧道建設(shè)中發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛。在隧道建設(shè)中采用TBM施工技術(shù)與設(shè)備，具有高效、優(yōu)質(zhì)、安全、經(jīng)濟(jì)、對巖石擾動小，有利于環(huán)境保護(hù)和降低勞動強(qiáng)度等優(yōu)點。

TBM是集破巖掘進(jìn)、渣土運輸、管片支護(hù)于一體的集成化設(shè)備。其中管片襯砌是指將預(yù)制的鋼筋混凝土管片運送到隧道內(nèi)壁，對新掘進(jìn)的隧道進(jìn)行支撐加固。預(yù)制管片在制造完成后通過運輸車運送到TBM后配套內(nèi)。

在TBM隧道施工過程中，預(yù)制管片可通過管片運輸車運輸?shù)胶笈涮着_車內(nèi)部，距離進(jìn)行管片拼裝的TBM尾盾內(nèi)還有三十多米的距離。這段距離由于受空間的限制，無法使用運輸車進(jìn)行運輸，只能使用管片運輸機(jī)將其逐個送入管片拼裝機(jī)處。

傳統(tǒng)的管片運輸機(jī)沿隧道方向運動，主要是通過位于管片運輸機(jī)上的漸開線小齒輪和位于軌道大梁上的齒條的相互嚙合來實現(xiàn)，將管片用吊機(jī)吊起后，通過齒輪齒條的嚙合傳動，實現(xiàn)管片沿隧道方向的運輸。

齒輪齒條運輸過程中，由于運輸軌道比較長（30米左右），在一次運輸過程中，齒條上齒只嚙合一次，而小齒輪卻需要轉(zhuǎn)動六十圈左右，即小齒輪上輪齒要嚙合六十多次，齒輪齒條的磨損速率相差較大，在加上施工現(xiàn)場裸露的工作環(huán)境導(dǎo)致潤滑不足，齒輪多數(shù)情況下處于干磨的狀體，對小齒輪磨損比較嚴(yán)重。

當(dāng)施工過程中隧道需要拐彎時，由于齒條軌道隨著設(shè)備進(jìn)行折彎，管片運輸機(jī)在運輸管片的過程中會受到受離心力的作用，從而會發(fā)生傾斜，導(dǎo)致嚙合齒輪左右兩側(cè)磨損不均勻，發(fā)生偏磨，使齒輪齒條失效加快。磨損嚴(yán)重時需要停機(jī)進(jìn)行維修或更換，影響工程進(jìn)度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)管片運輸傳動方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的小齒輪磨損嚴(yán)重和齒條偏磨的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)管片運輸裝置，包括管片吊機(jī)和主梁，管片吊機(jī)滑動安裝在主梁上，在管片吊機(jī)與主梁之間設(shè)有傳動機(jī)構(gòu)，該管片吊機(jī)由驅(qū)動電機(jī)通過該傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動沿著主梁往復(fù)移動，其特征在于，所述的傳動機(jī)構(gòu)包括圓柱滾子齒輪和與其嚙合的具有圓弧形齒形的齒條，該齒條固定連接在該主梁的下面，該圓柱滾子齒輪轉(zhuǎn)動連接在管片吊機(jī)的兩端，該圓柱滾子齒輪的軸通過傳動裝置與該驅(qū)動電機(jī)的輸出軸傳動連接。

本發(fā)明的優(yōu)點是：采用圓柱滾子齒輪和圓弧線齒條，滾子鏈輪將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，提高了齒輪的耐磨性，延長了齒輪的使用壽命，減少的停機(jī)維修的頻率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的圓柱滾子齒輪的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中的圓柱滾子齒輪的圓周側(cè)的視圖；

圖4是圖3的A-A剖視圖。

附圖標(biāo)記說明：1、齒條，2圓柱滾子齒輪，3、管片吊機(jī)，4、管片，5、驅(qū)動電機(jī)，6、輪齒側(cè)板，7、滾子，8、擋圈，9、套筒，10、主梁，11、吊耳，12、鉸接端頭，13、防護(hù)角鋼,14、軸管，15、傳動裝置。

具體實施方式

參見圖1～圖4，本發(fā)明一種全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)管片運輸裝置，包括管片吊機(jī)3和主梁10，管片吊機(jī)3通過滾輪或直線軸承滑動安裝在主梁10上，在管片吊機(jī)3與主梁10之間設(shè)有傳動機(jī)構(gòu)，該管片吊機(jī)3由驅(qū)動電機(jī)5通過該傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動沿著主梁10往復(fù)移動，以上結(jié)構(gòu)為常規(guī)技術(shù)。其特征在于，所述的傳動機(jī)構(gòu)包括圓柱滾子齒輪2和與其嚙合的具有圓弧形齒形的齒條1，該齒條1固定連接在該主梁10的下面，該圓柱滾子齒輪2轉(zhuǎn)動連接在管片吊機(jī)3的兩端，該圓柱滾子齒輪2的軸通過傳動裝置15與該驅(qū)動電機(jī)5的輸出軸傳動連接。

所述的圓柱滾子齒輪2包括輪齒側(cè)板6、滾子7、擋圈8、套筒9和軸管14，軸管14的兩端與兩個圓形的輪齒側(cè)板6的中心孔連接，在輪齒側(cè)板6靠近外周的圓周之間均布多個滾子孔，滾子7的兩端穿出相對的滾子孔外，并用擋圈8固定，在滾子7外安裝套筒9。

在所述的主梁10的上面兩端設(shè)有鉸接端頭12，在每一鉸接端頭12的旁邊各設(shè)有一吊耳11，在兩個吊耳11之間設(shè)有多個與主梁10垂直的防護(hù)角鋼13。

本發(fā)明的的工作原理參考圖1所示，隧道管片4通過管片運輸機(jī)3上吊裝結(jié)構(gòu)沿豎直方向吊起。然后通過圓柱滾子齒輪2和齒條1的嚙合，實現(xiàn)管片4沿隧道軸線（主梁10的長方向）方向的運輸。類似于齒輪齒條的工作原理。

圓柱滾子齒輪2的結(jié)構(gòu)如圖2所示，齒輪采用異形齒結(jié)構(gòu)，用圓柱滾子7作為輪齒，滾子7外加套筒9，將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，減少了輪齒磨損，當(dāng)齒輪磨損嚴(yán)重時也可以通過更換套筒9來進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，降低設(shè)備維護(hù)的成本。

齒條1的齒形設(shè)計成圓弧線，用來于圓柱滾子齒輪相嚙合實現(xiàn)管片運輸機(jī)沿隧道方向運動；用H型鋼來作為主梁10，來支撐管片運輸機(jī)和管片的重量。吊耳11用來于TBM的后配套設(shè)備進(jìn)行連接，鉸接端頭12用來于其他齒條對接。