一种隧道掘进机制造技术

本发明专利技术涉及一种隧道掘进机，其适于开挖直径为8.2m到9.0m的隧道。隧道掘进机包括：驱动刀盘的主驱动机构，主驱动机构包括多个驱动力源组件，由多个驱动力源组件驱动的传动机构，以及与传动机构相连的刀盘，周向地包围在主驱动机构周围的护盾，护盾的外壳能适应待开挖的隧道的直径而改变尺寸。当待开挖的隧道直径在8.2m到9.0m之间时，仅需要改变本发明专利技术的隧道掘进机的部分结构，而无需整体改变，这可实现主要零部件的通用性，并且极大地缩短了设计制造周期和生产费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械领域，特别是涉及一种隧道掘进机。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，城市化进程不断加快，这导致国内的城市地铁隧道、水工隧道、越江隧道、铁路隧道、公路隧道、市政管道等隧道工程将需要大量的隧道掘进机。隧道掘进机是一种高智能化，集机、电、液、光、计算机技术为一体的隧道施工重大技术装备。实施隧道掘进机国内产业化，既可打破外企在国内市场一统天下的局面，又能促进和带动相关的机电、液压、材料、传感器等产业的发展，增强装备制造业综合实力，提高我国重大装备在国际市场上的竞争力。通常，隧道掘进机是根据隧道施工对象而度身定做的。然而，隧道掘进机的结构复杂、零部件繁多，这导致隧道掘进机的设计制造周期长而且生产费用也非常高。在满足定制产品的差异化的前提下，如何满足实现主要零部件的通用性、缩短设计制造周期和生产费用是目前面临的重大课题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出了一种隧道掘进机，其适于开挖直径为8.2m到9.0m的隧道。当待开挖的隧道直径在8.2m到9.0m之间时，仅需要改变这种隧道掘进机的部分结构，而无需整体改变，这可实现主要零部件的通用性，并且极大地缩短了设计制造周期和生产费用。根据本专利技术的隧道掘进机包括驱动刀盘的主驱动机构，主驱动机构包括多个驱动力源组件，由多个驱动力源组件驱动的传动机构，以及与传动机构相连的刀盘，周向地包围在主驱动机构周围的护盾，护盾的外壳能适应待开挖的隧道的直径而改变尺寸。在使用本专利技术的隧道掘进机开挖直径在8.2m到9.0m的隧道时，可通过更换护盾的外壳以使得更换后的外壳能与隧道的内壁接触，然而与护盾外壳相关的其他部件则无需更换，这样就实现了主要零部件的通用性，并且极大地缩短了设计制造周期和生产费用。在一个实施例中，多个驱动力源组件各自包括电机和与电机相连的变速箱，传动机构包括由多个变速箱驱动的齿圈和与齿圈相连的刀盘承载件。在一个优选的实施例中，多个电机的数量为12个，每个电机的功率为350Kw。在一个实施例中，传动机构还包括承载来自刀盘的推力的主轴承，主轴承设置在刀盘承载件和所述变速箱之间。优选地，主轴承的直径为5.3m。申请人发现，在开挖直径为8.2m到9.0m的隧道时，这种组合的电机能够提供向刀盘提供足够大的动力来在地层内钻进。直径为5.3m的主轴承也足以承受来自刀盘的挤压力，保证隧道掘进机能顺利地开挖隧道。由此，当隧道的直径在8.2m到9.0m之间变化时，并不需要更换改变电机以及主轴承，这极大地简化了隧道掘进机的设计，并且降低了隧道掘进机的生产费用和生产周期。在一个实施例中，外壳由相互搭接的多个外壳部分组成，在外壳的内部设置有用于驱动多个外壳部分的护盾油缸。护盾油缸可向外推动外壳部分并紧紧地顶靠隧道壁，实现对隧道壁的初步支护。在一个实施例中，与隧道掘进机的设计适配隧道直径相比，待开挖的隧道的直径增大幅度在50mm到500mm之间时，通过在多个外壳部分的外表面上分别固定设置新外壳部分来改变其尺寸。在一个优选的实施例中，在外壳部分和新外壳部分之间存在有间隙，在间隙内设置有多个支撑肋。通过这种方式可非常简单地改变护盾的外壳的尺寸，特别是直径，而且多个支撑肋使得新的外壳能够承受隧道内的压力。这极大地减小了更换零件的数量，费用和耗时也得以大幅降低。此外，通过调节外壳部分和新外壳部分之间的间隙，可以进一步调节外壳的尺寸，从而扩大隧道掘进机能适配的隧道直径。在一个实施例中，刀盘包括中心块和能拆装的多个边块，在中心块和边块上安装有多个刀具。通过更换刀盘的变快，可方便地改变刀盘的直径，以适应待开挖的隧道。在一个优选的实施例中，多个边块的数量为四个并且形状相同。边块的形状相同，这极大地方便了批量制作边块，并且方便了使用者更换边块。在一个实施例中，中心块的横截面为带有四个倒角的正方形，四个倒角彼此相同，从横截面上看，中心块与任一个边块的接缝由正方形的边和与其相连第一倒角边的一部分以及第二倒角边的一部分组成。这便于将边块与中心块卡接定位。在一个实施例中，在接缝中，正方形的边为第一配合边，第一倒角边的一部分和第二倒角边的一部分中的一个为第二配合边，另外一个为调节边。第一配合边和第二配合边是指边块与中心块紧密配合。调节边是指边块与中心块之间的配合可以调节，这样即使边块的尺寸略有误差，也能将其牢固地与中心块装配在一起。在一个实施例中，多个刀具沿着正方形的边线的中心线和对角线来布置，并且刀具偏离相邻边块之间的接缝。这样，刀具在刀盘上为均匀分布，使得刀盘的受力也比较均匀。在一个实施例中，隧道掘进机还包括轴向设置的主梁，主驱动机构设置在主梁的前方，在主梁的中部铰接设置有推进组件，并且固定设置有支撑组件，支撑组件包括滑动式跨接在主梁上的鞍架，悬挂式与鞍架相连的撑靴油缸，撑靴油缸的伸出杆的端部安装有撑靴，推进组件与撑靴铰接，撑靴能适应待开挖的隧道的直径而改变。在一个优选的实施例中，在原撑靴上固定设置变径板来适应所述隧道的直径变化。在隧道掘进机掘进过程中，撑靴用来撑住隧道壁。申请人发现，仅改变撑靴而不改变撑靴油缸以及其他相关部件，可以方便地适应直径在8.2m到9.0m的隧道，这极大地简化了隧道掘进机的设计和制造。在一个实施例中，撑靴油缸的数量为两个，两个撑靴油缸的缸底彼此相连，两个撑靴油缸的伸出杆处于同一直线并且朝向相反的方向延伸。这样，可将两个撑靴油缸单独维护，并且在必要时可单独地维修或更换其中的一个，而另一个不受影响，这降低了维护成本。在一个实施例中，支撑组件还包括销组件，销组件包括设置在两个撑靴油缸的缸底之间横连扳，横连扳的两个端部分别鞍架相连，销组件还包括竖直销，竖直销竖直地间隙配合式延伸穿过设置在横连扳的中部的安装孔，竖直销的两端各自通过连接板与两个撑靴油缸相连。销组件的竖直销和连接板将两个撑靴油缸连接成一个整体，避免两个撑靴油缸之间发生相对运动。销组件的横连扳将两个撑靴油缸与鞍架连接成一个整体，避免了两个撑靴油缸与鞍架在轴向上相对运动。这样在推进组件向前推进主梁时，所述两个撑靴油缸可同步地向前运动。另外，由于竖直销与横连扳上的安装孔为间隙配合，这样可以根据要求上下调节隧道掘进机。在一个实施例中，横连扳的中部的尺寸大于两个端部的尺寸，并且从中部到端部平滑过渡。横连扳的安装孔处会受到来自竖直销的挤压力，因此将横连扳构造为其中部的尺寸大于两个端部的尺寸能够提高横连扳的强度。此外，从中部到端部平滑过渡可以避免在横连扳上出现应力集中。在一个优选的实施例中，在两个撑靴油缸的缸底之间安装有连接块，在连接块内交差构造有横向孔和纵向孔，横连扳穿过横向孔，竖直销穿过纵向孔，连接板处于连接块之外。通过设置连接块，可方便地调节两个撑靴之间的距离，从而使得两个撑靴能更好地适应待开挖的隧道的直径。此外，横连扳和竖直销大部分处于连接块的内部，从而避免了其受到来自外部环境的伤害。此外，连接块也有助于将两个撑靴油缸连接到一起，减轻了连接板的受力情况。在一个实施例中，在主梁上，在护盾的后方相邻地设置有钢拱架安装机构。钢拱架安装机构包括内齿圈状的旋转环，与旋转环啮合配合的多个托轮，该多个托轮固定在主梁上。在安装支护型钢时，将成段的多个支护型钢首先设置到旋转环上，并且拼接成一个圆弧，然后再安装到隧道壁上。在一个实施例中，在旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道掘进机，其适于开挖直径为8.2m到9.0m的隧道，所述隧道掘进机包括：驱动刀盘的主驱动机构，所述主驱动机构包括多个驱动力源组件，由所述多个驱动力源组件驱动的传动机构，以及与所述传动机构相连的刀盘，周向地包围在所述主驱动机构周围的护盾，所述护盾的外壳能适应待开挖的隧道的直径而改变尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种隧道掘进机，其适于开挖直径为8.2m到9.0m的隧道，所述隧道掘进机包括：驱动刀盘的主驱动机构，所述主驱动机构包括多个驱动力源组件，由所述多个驱动力源组件驱动的传动机构，以及与所述传动机构相连的刀盘，周向地包围在所述主驱动机构周围的护盾，所述护盾的外壳能适应待开挖的隧道的直径而改变尺寸。2.根据权利要求1所述的隧道掘进机，其特征在于，所述多个驱动力源组件各自包括电机和与电机相连的变速箱，所述传动机构包括由多个变速箱驱动的齿圈和与所述齿圈相连的刀盘承载件。3.根据权利要求2所述的隧道掘进机，其特征在于，电机的数量为12个，每个电机的功率为350Kw。4.根据权利要求2或3所述的隧道掘进机，其特征在于，所述传动机构还包括承载来自所述刀盘的推力的主轴承，所述主轴承设置在所述刀盘承载件和所述变速箱之间。5.根据权利要求4所述的隧道掘进机，其特征在于，所述主轴承的直径为5.3m。6.根据权利要求1到5中任一项所述的隧道掘进机，其特征在于，所述外壳由相互搭接的多个外壳部分组成，在所述外壳的内部设置有用于驱动所述多个外壳部分的护盾油缸。7.根据权利要求6所述的隧道掘进机，其特征在于，与隧道掘进机的设计适配隧道直径相比，待开挖的隧道的直径增大幅度在50mm到500mm之间时，通过在所述多个外壳部分的外表面上分别固定设置新外壳部分来改变其尺寸。8.根据权利要求7所述的隧道掘进机，其特征在于，在外壳部分和新外壳部分之间存在有间隙，在所述间隙内设置有多个支撑肋。9.根据权利要求1到8中任一项所述的隧道掘进机，其特征在于，所述刀盘包括中心块和能拆装的多个相同的边块，在所述中心块和边块上安装有多个刀具。10.根据权利要求1到9中任一项所述的隧道掘进机，其特征在于，所述隧道掘进机还包括轴向设置的主梁，所述主驱动机构设置在所述主梁的前方，在所述主梁的中部铰接设置有推进组件，并且固定设置有支撑组件，所述支撑组件包括滑动式跨接在所述主梁上的鞍架，悬挂式与所述鞍架相连的撑靴油缸，所述撑靴油缸的伸出杆的端部安装有撑靴，所述推进组件与所述撑靴铰接，所述撑靴能适应待开挖的隧道的直径而改变。11.根据权利要求10所述的隧道掘进机，其特征在于，在原撑靴的外表面上固定设置变径板来改变其尺寸。12.根据权利要求10或11所述的隧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，程永亮，郑大桥，何其平，彭正阳，杨慧星，梁海斌，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43