[發(fā)明專利]用于全斷面掘進機的盾體及全斷面掘進機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210934303.5
• 申請日: 2022-08-04
• 公開（公告）號: CN115288713A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王平豪;王杜娟;黃際政;張志國;王昆;梁艷;李玉瓊;戴淑怡;黃燦;王建山;楊軍伍;潘海軍;練敏青;吳旭;段芳敏;田晟;田闖
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳地鐵建設(shè)集團有限公司;中鐵工程裝備集團有限公司
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 陳曉輝

本發(fā)明涉及土層或巖層掘進設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及到了一種用于全斷面掘進機的盾體及全斷面掘進機。用于全斷面掘進機的盾體包括盾殼，盾殼上至少在部分位置處設(shè)有滾動體安裝座，滾動體安裝座具有與盾殼內(nèi)腔隔開的滾動體安裝腔，所述滾動體安裝腔內(nèi)安裝有用于在盾體前后移動時與隧道洞壁滾動配合的滾動體，滾動體凸出于所述盾殼的外壁面，凸出高度小于或等于盾體所配套的刀盤在相應(yīng)位置處的開挖范圍。本發(fā)明顛覆了現(xiàn)有技術(shù)中盾體減阻所采用的加潤滑劑的思路，首次提出在盾體的盾殼上通過滾動體安裝座設(shè)置滾動體，將原有的滑動摩擦轉(zhuǎn)化為滾動摩擦，通過在盾殼上布置滾動體來達到減阻目的，解決了全斷面掘進機盾體減阻成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土層或巖層掘進設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及到了一種用于全斷面掘進機的盾體及全斷面掘進機。

背景技術(shù)

全斷面掘進機的構(gòu)成部分主要有盾體、刀盤、主驅(qū)動及掘進加載裝置。其中盾體包括盾殼，盾殼的橫截面形狀與要開挖的隧道的橫截面形狀一致，在掘進過程中起到臨時支護的作用，對設(shè)備及人員的安全有著十分重要的意義。主驅(qū)動安裝在盾體中，刀盤安裝在主驅(qū)動上，位于盾體前端處，可在主驅(qū)動的作用下旋轉(zhuǎn)，其開挖面輪廓略大于盾殼的橫截面輪廓，掘進加載裝置用于提供掘進過程行進所需的載荷。

在全斷面掘進機掘進的過程中，盾殼的外壁面不可避免地會與刀盤已開挖的隧道壁之間接觸，由此產(chǎn)生摩擦阻力，這直接影響著掘進加載裝置的功耗，摩擦阻力越大，則掘進加載裝置的功耗越大，無用功就越多。在一些硬巖地質(zhì)場合，甚至會出現(xiàn)由于摩擦阻力過大而導(dǎo)致的盾體卡死現(xiàn)象。

基于上述問題，申請公布號為CN110397442A、申請公布日為2019年11月1日的中國發(fā)明專利申請公開了一種盾構(gòu)機的同步減阻方法和系統(tǒng)。其中所述方法是在盾構(gòu)機掘進時，同步向盾構(gòu)機的盾體與掘進所形成的洞壁之間的間隙中注入潤滑填充材料(例如膨潤土)，實施上述方法需要配置包含了注入機構(gòu)、閥組以及控制機構(gòu)的減阻系統(tǒng)，不僅成本較高，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

另外，授權(quán)公告號為CN109989758B、授權(quán)公告日為2020年8月11日的中國發(fā)明專利公開了一種用于矩形隧道薄覆土防背土減阻措施，該措施同樣是采用向盾體與洞壁之間注漿的方式來減小盾體與洞壁之間的摩擦，與上述盾構(gòu)機的同步減阻方法相比，僅僅是注漿的方式不同(該專利是通過在地面打孔注漿，工藝更加復(fù)雜)，同樣存在著成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于全斷面掘進機的盾體，以解決全斷面掘進機盾體減阻成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。

同時，本發(fā)明的目的還在于提供使用了上述盾體的全斷面掘進機。

為了解決上述問題，本發(fā)明的用于全斷面掘進機的盾體采用以下技術(shù)方案：用于全斷面掘進機的盾體，包括盾殼，所述盾殼上至少在部分位置處設(shè)有滾動體安裝座，所述滾動體安裝座具有與盾殼內(nèi)腔隔開的滾動體安裝腔，所述滾動體安裝腔內(nèi)安裝有用于在盾體前后移動時與隧道洞壁滾動配合的滾動體，所述滾動體凸出于所述盾殼的外壁面，凸出高度小于或等于盾體所配套的刀盤在相應(yīng)位置處的開挖范圍。

有益效果：本發(fā)明顛覆了現(xiàn)有技術(shù)中盾體減阻所采用的加潤滑劑的思路，首次提出在盾體的盾殼上通過滾動體安裝座設(shè)置滾動體，將原有的滑動摩擦轉(zhuǎn)化為滾動摩擦，與加潤滑劑的方案相比，本發(fā)明中的滾動體直接布置，無需潤滑劑加注系統(tǒng)，運行無需額外動力源，成本將大大降低，結(jié)構(gòu)得到了很大簡化，滾動體安裝腔與盾殼內(nèi)腔隔離，滾動體的凸出高度小于或等于盾體所配套的刀盤在相應(yīng)位置處的開挖范圍，因此布置滾動體也不會影響盾體的正常工作。綜上所述，本發(fā)明的盾體通過在盾殼上布置滾動體來達到減阻目的，解決了全斷面掘進機盾體減阻成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。

更進一步地，所述盾殼至少于前部和后部沿周向布置有所述滾動體。盾體工作時，由于轉(zhuǎn)向等操作，盾殼前端和后端為最容易與隧道洞壁產(chǎn)生壓緊力的部位，在盾殼前部和后部沿周向布置有所述滾動體后，將可以很大程度上減小盾殼移動時的摩擦阻力。