[发明专利]敞开式硬岩掘进机球形支撑主梁调向机构

说明书

技术领域

本发明涉及全断面隧道硬岩掘进机领域中的一种敞开式硬岩掘进机球形支撑主梁调向机构。

背景技术

目前，全断面隧道硬岩掘进机施工法与传统的钻爆法相比具有快速、优质、安全、经济、环保等突出优点，在铁路隧道，引水工程，国防工程等方面成为了首要的施工选择方案。在全断面隧道硬岩掘进机设计中，长期以来一直以凯式和主梁式为两大类型，两大厂商占据了世界敞开式硬岩掘进机95%的市场份额，凯式和主梁式机构各具特点，凯式支撑面积大，接地比压小，对地质情况不好的地段适应性强，结实可靠。但结构较复杂、转向不灵活，只能在换步时调向;主梁式支撑面积相对较小，但可以在掘进过程中调向，结构简单、操作灵活、可控性强。在国内，通过我国企业多年来工程实践的技术积累，开创性的开发设计了具有自己独特优势的球形支撑水平主梁调向机构。因此，研制开发一种敞开式硬岩掘进机球形支撑主梁调向机构一直是急待解决的新课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种敞开式硬岩掘进机球形支撑主梁调向机构，其设计的最大特点是中心销轴和铰接球与其它同类结构相比，操作简单，安全可靠、抗振动效果好，不容易损坏。

本发明的目的是这样实现的：一种敞开式硬岩掘进机球形支撑主梁调向机构，由刀盘、护盾、推进油缸、主梁、鞍架、撑靴、扭矩油缸、铰接球压盖、中心销轴、铰接球、中心块、水平支撑油缸组成，全断面隧道硬岩掘进机的刀盘、护盾和主梁通过螺栓连接为整体，主梁与鞍架通过带有导向滑道的箱形结构装配在一起，推进油缸两头分别铰接在主梁和撑靴上，在主梁和鞍架的四角处分别设有45°的导向滑道，鞍架与水平支撑油缸通过两侧的4个扭矩油缸连接，且在中心块位置设有铰接球，铰接球通过铰接球压盖被定位在中心块内部，中心销轴装入铰接球并将两端固定在鞍架的上下板上，中心块通过螺栓与两个水平支撑油缸固定；所述的机构的工作原理是，敞开式掘进机的核心技术主梁调向部分给出球形支撑水平主梁调向机构的具体结构；当全断面隧道硬岩掘进机正常直线掘进时，水平支撑油缸顶住撑靴，将撑靴撑紧在洞壁上，给推进油缸提供反推力，推进油缸另一头顶住主梁向前滑动，实现全断面隧道硬岩掘进机的向前掘进，在一个掘进行程结束后，水平支撑油缸缩回，此时主梁固定，推进油缸带着水平支撑油缸和鞍架向前滑动并复位，实现全断面隧道硬岩掘进机的向前换步，保证全断面隧道硬岩掘进机不断向前掘进；当掘进机需要转向时，主梁为全断面隧道硬岩掘进机是的控制梁，它是以刀盘前部下支承做为垂直方向的调整支点，以刀盘侧翼支撑作为水平方向的调整支点，主梁、滑道和相应的液压油缸相互协调精确的控制全断面隧道硬岩掘进机的掘进方向；水平方向调整，水平支撑油缸的无杆腔和有杆腔必须充满压力油进行单方向移动，连接两侧水平支撑油缸的缸筒和鞍架是以中心销轴和铰接球连接在一起，鞍架和主梁是随着水平支撑油缸左右移动，以刀盘侧翼支撑作为水平方向的调整支点是不变的，主梁的前点不动，后点左右移动，实现全断面隧道硬岩掘进机的主梁水平方向的调整；对于垂直方向调整，4个扭矩油缸活塞杆伸出或缩回时，主梁的后点相对于水平支撑油缸升高或降低，刀盘前部下支撑作为垂直方向的调整支点是不变的，主梁的前点不动，后点上下移动，实现全断面隧道硬岩掘进机的主梁垂直方向的调整。