[發明專利]一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動TBM掘進裝置

在審

• 申請號: 201710575228.7
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107339110A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 徐尤南;劉辛軍;徐濟宇
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/06
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所36122
• 代理人: 姚伯川

一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動TBM掘進裝置，是由支承環（2）、主推進器（3）、主支撐器（4）、副推進器（5）與副支撐器（6）依次串聯而成的混聯式裝置。其拓撲結構將隨主支撐器與副支撐器的加載或卸載狀態而改變。所述的雙六足推進器能交替完成推進工作，可實現全自動連續掘進作業。雙三足支撐器能并行工作，可使其均載或按給定比例承載，能在垂直隧道掘進作業中換步。本發明掘進裝置可工作于單環掘進、雙連環掘進、三連環掘進、全自動連續掘進等數種不同工作模式，以適應不同的掘進面和支撐面的工況條件。本發明適用于TBM隧道掘進、礦產采掘或管道作業，尤其是適合于掘進面與支撐面復雜多變的隧道或垂直隧道的掘進作業。

技術領域

本發明涉及一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動TBM掘進裝置，屬掘進機械技術領域。

背景技術

公知的TBM掘進裝置包括支撐器、推進器、換步器和調向器四大部分，分別按順序完成支撐作業、推進作業、換步作業、調向或糾偏作業；所述的掘進裝置可推動支承環及支承環上的刀盤系統完成遂道切削工作。

公知的TBM掘進裝置有的只有一個支撐器，如主梁式和扭力缸式TBM掘進裝置，其掘進過程包括按時間順序完成的支撐作業步-推進作業步-換步作業步-調向或糾偏作業步，其輔助作業時間占比大，嚴重影響了其掘進工作效率。該類型的掘進裝置無法在垂直隧道中實現換步作業，也不能實現全自動連續掘進作業。

公知的TBM掘進裝置有的只有兩個支撐器，如凱式TBM掘進裝置，其掘進過程包括按時間順序完成的支撐作業步-推進作業步-換步作業步-調向或糾偏作業步，其輔助作業時間占比大，嚴重影響了其掘進工作效率。該類型的掘進裝置兩個支撐器間采用剛性固定連接，當其中一個支撐器處于支撐狀態，另一個支撐器無法換步，因而無法在垂直隧道中實現換步作業，也不能實現全自動連續掘進作業。

為解決該問題，有一種公知的混聯式掘進裝置，其第一推進器與第一支撐器串聯，第二推進器與第二支撐器串聯，再將兩推進器在支承環處并聯。該裝置的兩個推進器可交替工作，可實現連續自動掘進作業，但因其兩支撐器軸向空間重疊且其兩支撐器空間也重疊，工作空間受限，未能成功應用。

還有一種公知的混聯掘進裝置，其第一推進器與第一支撐器串聯，第二推進器與第二支撐器串聯，再將兩者串聯。該裝置第一推進器與第一支撐器工作于硬巖切削模式，第二推進器與第二支撐器工作于盾構的軟土切削模式，其中第二支撐器為構筑隧道的水泥管片，無法實現硬巖或軟土層的全自動連續掘進作業，也無法在垂直隧道中實現換步作業。

公知的TBM掘進裝置，其工作模式單一，不能針對特定的支撐面或掘進面工況條件選擇不同的掘進作業模式，對環境的適應性差。

公知的TBM掘進裝置存在以下問題：一是有的無全自動連續掘進功能或在垂直隧道中換步作業。二是有的雖有該功能但工作空間受限。三是工作模式單一，對支撐面或掘進面的環境適應性差。

發明內容

本發明的目的是，針對現有TBM掘進裝置存在的問題，公開一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動TBM掘進裝置。

實現本發明的技術方案如下，一種帶雙六足推進器和雙三足支撐器的全自動TBM掘進裝置，所述裝置為雙六足推進器與雙三足支撐器串聯后的混聯式掘進結構，具有自重構能力；基于裝置的自重構能力，所述裝置能實現多種不同方式的掘進模式，包括單環掘進模式、雙連環掘進模式、三連環掘進模式和全自動連續掘進模式；并能根據掘進環境或支撐環境提供相應的匹配掘進方案。

所述裝置包括支承環、主推進器、主支撐器、副推進器和副支撐器；所述主推進器、主支撐器、副推進器和副支撐器依次垂直安裝在支承環與刀盤系統的軸線上；所述支承環的一面安裝刀盤系統，另一面安裝主推進器、主推進器連接主支撐器；主支撐器連接副推進器；副推進器連接副支撐器。