[实用新型]小直径全断面硬岩隧道掘进机所用圆周撑靴装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于煤矿巷道的小直径全断面硬岩隧道掘进机所用圆周撑靴装置。

背景技术

目前硬岩隧道掘进机(TBM)已广泛应用于水利水电、交通、市政等工程中，所涉及硬岩隧道掘进机直径较大，一般直径在5米以上；而煤矿工程全断面硬岩巷道掘进基本上仍采用传统的钻爆法施工，施工效率低、劳动强度大、风险高。因此煤矿巷道从经济性、高效性、安全性以及硬岩掘进机的下井和转场等方面综合考虑，要求煤矿巷道直径小，一般直径3米以下。由于需要强大的推进力，方能保证硬岩隧道掘进机的正常推进，传统方式是通过两个水平对称的撑靴支撑在围岩上提供摩阻力，但该结构存在以下缺陷：首先是外形尺寸大，在直径4.5米以下掘进机中几乎无法实现(提供的摩阻力难以满足掘进时的推进要求)，同时受下井罐笼尺寸限制，需要分块下井转场和安装；其次单个撑靴面积大，受力不均匀，撑靴的表面易发生变形损坏；最后撑靴千斤顶受偏载很大，容易失稳。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种能增大撑靴与围岩之间的摩阻力，提高支撑稳定性的小直径全断面硬岩隧道掘进机所用圆周撑靴装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种小直径全断面硬岩隧道掘进机所用圆周撑靴装置，用于盾构掘进时支撑于围岩四周，具有圆筒状的壳体，所述的壳体周壁均布有至少六个可伸出或缩回壳体外壁的撑靴，壳体内安装有对应每个撑靴的液压式千斤顶，所述撑靴与千斤顶活塞杆之间设置有具有增力效应的连杆，所述的连杆两端分别与撑靴和千斤顶的活塞杆球形铰接。

进一步地，所述的壳体周壁均布有十个撑靴，所述的撑靴包括一体结构的支撑部和连接部，对应撑靴位置的壳体周壁上开设有容置支撑部伸缩的开口，撑靴的连接部与连杆通过球面滑动轴承球形铰接。

具体说，所述的连杆包括一体结构呈L形相接的主动杆和从动杆，主动杆长度大于从动杆长度，主动杆前端与千斤顶的活塞杆通过球面滑动轴承球形铰接，从动杆后端与撑靴的连接部通过球面滑动轴承球形铰接，主动杆后端和从动杆前端相接处与固定在壳体内壁上的固定座通过球面滑动轴承球形铰接。

所述的壳体内位于开口两侧分别固定有引导撑靴伸缩的导向板。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在壳体周向均布多个撑靴，增加撑靴数量，使得撑靴与围岩之间受力均匀分散，同时总的接触面积大，稳定性提高；各部件连接采用球形铰接方式，受偏载影响小，千斤顶不易失稳；采用连杆增力机构，可增大撑靴与围岩之间的压力，从而达到提高掘进机摩擦阻力和掘进效率的目的。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是撑靴伸出时的状态示意图。

图4是撑靴缩回时的状态示意图。

图中 1.壳体 1-1.开口 2.撑靴 2-1.支撑部 2-2.连接部 3.千斤顶4.连杆 4-1.主动杆 4-2.从动杆 5.固定座 6.导向板

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1～图4所示的一种小直径全断面硬岩隧道掘进机所用圆周撑靴装置，用于盾构掘进作业时确保掘进机稳定支撑于围岩四周，具有圆筒状的壳体1，所述的壳体1周壁周向均布有十个可伸出或缩回壳体1外壁的撑靴2，壳体1内安装有对应每个撑靴2的液压式千斤顶3，每个千斤顶3由各自的液压系统控制动作。所述撑靴2与千斤顶3前端的活塞杆之间设置有具有增力效应的连杆4，所述的连杆4两端分别与撑靴2和千斤顶3的活塞杆球形铰接，千斤顶3后部的固定端与固定在壳体1内的固定块通过球面滑动轴承球形铰接。

就具体结构而言，所述的撑靴2包括一体结构的支撑部2-1和连接部2-2，对应撑靴2位置的壳体1周壁上开设有容置支撑部2-1伸缩的开口1-1，壳体1内位于开口1-1两侧分别固定有引导撑靴2支撑部2-1伸缩的导向板6；所述的连杆4包括一体结构呈L形相接的主动杆4-1和从动杆4-2，主动杆4-1长度大于从动杆4-2长度，以实现增力效果，主动杆4-1前端与千斤顶3的活塞杆通过球面滑动轴承球形铰接，从动杆4-2后端与撑靴2的连接部2-2通过球面滑动轴承球形铰接，主动杆4-1后端和从动杆4-2前端相接处(也就是连杆4拐角处)与固定在壳体1内壁上的固定座5球形铰接。