[發明專利]微型盾構機姿態調整裝置

無效

• 申請號: 201310315615.9
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103343691A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 卿啟湘;周創輝;劉杰
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: E21D9/06
• 分類號: E21D9/06
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;李發軍

技術領域

本發明涉及盾構機領域，具體涉及盾構機的關鍵部分——姿態調整機構，它特別適合于微型盾構機的姿態調整，具有結構簡單，工作可靠、拆裝方便的優點。

背景技術

盾構機主要應用于隧道施工中，隨著市場需求的多樣化，微型盾構機（直徑≤3m）已成為盾構機行業的發展趨勢之一，特別是適用于市內各種淺層管道的鋪設的盾面直徑≤1m的超小直徑的圓形盾構機，在市政供排水管道和電纜鋪設領域應用非常廣泛。

受地質條件、開挖面上土壓力分布、工程設計、管片姿態、注漿壓力、旋轉角等因素的影響，盾構機在掘進過程中實際掘進軸線與理論設計軸線之間出現偏差，需要實時調整盾構機的姿態，以保證實際掘進線路與理論線路一致。目前工程應用中的大中型盾構機主要依靠推進油缸的推力向前推進的，盾構機推進油缸分置上下左右四個區，各區相對獨立，同一分區的液壓油缸的動作是一致的，對盾構機的位置和姿態的線形管理是靠設定盾構機各區推進油缸的壓力調節來實現的，油缸的末端是頂在環形管片上的。

微型盾構機，特別是直徑≤1.5m的超微型盾構機挖掘的隧道半徑小，空間結構有限，不便于采用環形管片拼裝，因而不能像一般的盾構機那樣通過調節頂在環形管片上的推進油缸壓力進行姿態調整。目前微型盾構機一般采用頂管掘進的作業方式，無法有效地調整姿態盾構機掘進姿態。

此外，國內目前對盾構機的實驗研究都在盾構機試驗臺上進行，一般此類盾構機試驗臺尺寸都較?。ㄒ话阒睆健?.5m），掘進長度比較短（一般不超過3m），無管片安裝機構，也無法模擬盾構機姿態調整工況。

發明內容

針對微型盾構機和微型盾構機試驗臺由于挖掘隧道空間狹小，沒有管片支承結構，不能有效實現盾構機姿態調整，本發明旨在提供一種微型盾構機姿態調整裝置，該調整裝置可以解決微型盾構機掘進過程中姿態調整不便的問題。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種微型盾構機姿態調整裝置，其結構特點是，包括分力支撐、與分力支撐固定相連的基準板、以及球靴；所述基準板與球靴之間通過調向油缸相連，該調向油缸包括多個液壓油缸，各液壓油缸的缸體與所述基準板固定相連，各液壓油缸的活塞桿與所述球靴鉸接相連。

由此，所述液壓缸的活塞桿通過球鉸安裝在盾體上的球靴中，可以實現X、Y、Z三個方向的自由轉動。

以下為本發明的進一步改進的技術方案：

所述分力支撐具有與盾構機推進機構連接的內螺紋套筒，該內螺紋套筒通過多個分力爪固定在所述基準板上。由此，所述分力支撐的中間有一個用于和推進機構連接的內螺紋套筒，分力支撐的末端通過法蘭安裝在基準板的一面，用于將推力均勻分布到基準板上。

為了減小推進油缸活塞桿的徑向受力，保證基準板與盾體等軸線,所述基準板的直徑等于盾構機盾體的直徑，所述基準板的中間設有用于通過液壓油管和電線的孔，所述基準板的下方設有用于通過螺旋出土機的孔。

為了減小盾構機姿位調整時調向油缸作用在基準板上的反力引起的基準板扭轉和變形，從而保證基準板始終處于垂直狀態，所述分力支撐沿基準板徑向的安裝半徑大于調向油缸的安裝半徑；所述分力支撐沿基準板的周向安裝位置與所述調向油缸沿基準板的周向安裝位置錯開45°。

所述調向油缸包括四個液壓油缸，四個液壓油缸在基準板上按照上下左右四個位置安裝。由此，所述帶內置位移傳感器的液壓油分上下左右4根通過缸筒端的法蘭連接在基準板的另一面，通過調節活塞桿的伸出位移差可實現盾體姿態的調整。

為了精確控制每個液壓油缸的動作，每個液壓油缸內均設有檢測調向油缸活塞桿位移的位移傳感器。

以下結合附圖對本發明作進一步的描述：

一種適合微型盾構機姿態調整裝置，如圖1所示，一個中間有螺紋套筒的分力支撐1安裝在基準板2的一面，基準板的另一面分上下左右安裝了4根內置位移傳感器的液壓油缸3（即1圖中油缸31、油缸32、油缸33和油缸34），液壓油缸3的活塞桿連接在球靴4（安裝在盾體上）中。所述分力支撐、基準板、液壓油缸和球靴共同組成置于推進機構和盾體之間的姿態調整機構。盾構機掘進時，推進油缸（未畫出）作用在螺紋套筒上的集中推力被分力支撐1的四個末端支撐均勻分配到基準板2上，進而通過液壓油缸3和球靴4傳遞到盾構機的盾體（未畫出）上。四根液壓油缸3活塞桿伸出位移相同時盾構機的姿態不變，沿直線掘進。