一种盾构机油缸撑靴的复位装置，涉及盾构机设备技术领域，包括顶推油缸和撑靴，所述顶推油缸安装在盾构机的中盾，在所述顶推油缸的活塞杆端部与缸体之间安装有限位导向机构，所述限位导向机构限定所述活塞杆仅沿中心轴方向伸缩移动；所述活塞杆的端部安装有回正机构，所述回正机构包括芯轴和轴套，所述芯轴固定在所述活塞杆的端部，所述轴套转动套在所述芯轴上，所述撑靴固定安装在所述轴套的端部；在所述撑靴无载荷的情况下，所述轴套能够转动复位初始状态，该初始状态为所述撑靴正常顶推时管片时的状态。
【技术实现步骤摘要】
一种盾构机油缸撑靴的复位装置
本技术涉及盾构机设备
，具体涉及一种盾构机油缸撑靴的复位装置。
技术介绍
盾构法是暗挖法施工中的一种全机械化施工方法，盾构机的前端刀盘在掘进的过程中，其盾尾随之拼装隧道管片，施工效率高且安全性好；盾构机刀盘向前掘进的动力系统是安装在中盾的顶推油缸，在掘进时，顶推油缸的活塞杆顶推在盾尾内已经铺装好的管片上，通过顶推油缸的伸缩来推动抛盘掘进。为了使顶推油缸的活塞杆顶在管片上时的推力分布更加均匀，在活塞杆的端部会安装撑靴以增大活塞杆与管片端部的接触受力面积，受隧道设计施工的影响，在设计顶推油缸的分布方式时，会存在双油缸和单油缸两种结构形式，双油缸即两个顶推油缸的端部安装一块撑靴，单油缸为其端部单独安装一块撑靴。因此在实际的掘进过程中，受到刀盘转动切削、隧道弯度的影响，管片的端部会施加给撑靴一个反向扭力，反向扭力会使单油缸的活塞杆在伸出时与油缸的外壳发生相对的旋转，单油缸端部的撑靴也会随之发生转动，单油缸撑靴旋转后，油缸撑靴的角部会与盾尾内壁形成点接触，在持续的旋转扭力作用下，撑靴对盾尾内壁持续产生应力，因此在单油缸的活塞杆不断伸出推进的过程中，撑靴的角部会在对盾尾内壁持续施加应力的同时不断对盾尾产生接触滑动摩擦，长此以往，盾尾内壁会被油缸撑靴划出深槽，对盾尾内壁的破坏效果不断加剧。单油缸为现有的盾构机的常见油缸形式之一，在施工过程中极易出现因为油缸撑靴旋转导致划伤尾盾内壁现象的发生，为减轻该现象，常采用的方法为：在油缸缩回后，人工使用工具将撑靴转正，这种方法的缺点就是每掘进一环后都需要手工进行逐一转正，在实际操作中，撑靴以及推进油缸尺寸较大，因此工人操作时较为困难并且工作量较大，并且由于撑靴与活塞杆连接在一起，因此撑靴转正时相当于同步将活塞杆在油缸内转动，油缸内的密封圈以轴向滑动密封为主，转动活塞杆时密封圈也会受到影响，长时间如此操作，会使活塞杆在油缸内的密封性得不到保证，极易发生油缸内泄的事故，缩短油缸的寿命。
技术实现思路
为了解决上述现有技术的问题，本技术提供一种盾构机油缸撑靴的复位装置，在单油缸顶推过程中避免活塞杆转动，避免影响油缸内的密封性，并且撑靴能够自动复位，简化撑靴转正的工作量。本技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种盾构机油缸撑靴的复位装置，包括顶推油缸和撑靴，所述顶推油缸安装在盾构机的中盾，在所述顶推油缸的活塞杆端部与缸体之间安装有限位导向机构，所述限位导向机构限定所述活塞杆仅沿中心轴方向伸缩移动；所述活塞杆的端部安装有回正机构，所述回正机构包括芯轴和轴套，所述芯轴固定在所述活塞杆的端部，所述轴套转动套在所述芯轴上，所述撑靴固定安装在所述轴套的端部；在所述撑靴无载荷的情况下，所述轴套能够转动复位初始状态，该初始状态为所述撑靴正常顶推时管片时的状态。优选的，所述芯轴的圆柱面上圆周设置有至少两个安装槽，所述安装槽内安装有齿轮，所述齿轮与所述芯轴的中心轴平行，所述齿轮的轮齿露出所述芯轴的外圆面，在所述轴套的内壁上设置有内齿圈，所述齿轮与所述内齿圈啮合，在所述齿轮的安装轴上套有扭簧，在所有扭簧中至少有一个扭簧的旋向不同。齿轮啮合传动具有较高的稳定性，在齿轮的中心轴上安装扭簧，并且扭簧至少有一个旋向不同，利用扭簧扭转受力后回转的特性，当撑靴在扭力的作用下相对活塞杆转动时，轴套随着撑靴转动，轴套内的内齿圈转动，带动与之啮合的齿轮转动，由于扭簧的扭力远小于盾构机作用在撑靴上的扭力，因此扭簧受力随着齿轮转动；当活塞杆缩回，撑靴离开管片的端部时，由于撑靴端部的扭力消失，在扭簧的扭力作用下轴套会转动回复，从而带动撑靴自动回复至初始的转正状态。优选的，所述安装轴固定安装在所述芯轴上，所述齿轮转动套在所述安装轴上所述齿轮的轴孔内设置有台阶孔，所述扭簧安装在所述台阶孔中，在所述台阶孔的内壁上设置有通向端部的卡槽一，在所述安装轴上设置有通向端部的卡槽二，所述扭簧的两端固定脚分别卡在所述卡槽一和所述卡槽二中。优选的，所述芯轴的直径大于所述活塞杆的直径，在所述芯轴与所述活塞杆的连接处形成止口台，所述轴套包括套杯和端盖，所述套杯的一端开口并且由开口端套在所述芯轴上，所述套杯的另一端与所述撑靴固定安装，所述内齿圈位于套杯的内壁上；所述端盖通过螺栓固定安装在所述套杯的开口端端面上，所述端盖的内孔套在所述活塞杆上并且卡在所述止口台上。芯轴的直径大于活塞杆的直径，目的是为了轴套能卡在止口台处使轴套仅能沿着中心轴转动，不会从芯轴上脱落或者松散，在轴套分成套杯与端盖，是为了在实际生产中，方便加工以及轴套的安装。优选的，所述限位导向机构包括固定板、法兰盘和至少一根导杆，所述固定板安装在所述活塞杆的端部位置，所述法兰盘固定安装在所述缸体的外部，所述导杆与所述活塞杆平行设置，所述导杆的一端固定安装在所述固定板上，另一端滑动插在所述法兰盘上。导杆相当于轨道，法兰盘相当于滑块，当活塞杆作为轨道随着活塞杆伸出时，法兰盘固定在缸体上，将活塞杆的移动限定为一个自由度，即活塞杆仅能沿着顶推油缸的轴向移动，不能绕顶推油缸的轴向转动，起到导向限位的作用。优选的，所述芯轴朝向所述撑靴的一端的外圆处安装有轴承，所述轴承的外圆安装在所述套杯的内壁上。此处的轴承具有稳定支撑的作用，使芯轴与轴套的相对转动较为平稳且摩擦力较小。优选的，所述齿轮数量为4个，圆周均部在所述芯轴上，所述扭簧分为左旋扭簧和右旋扭簧，并且两种扭簧的数量均为两个。优选的，两个所述左旋扭簧对称分布，两个所述右旋扭簧对称分布。优选的，所述端盖的内孔与所述活塞杆的之间安装有密封环一，所述端盖与所述套杯的开口端端面之间安装有密封环二。密封环一和密封环二的作用是阻挡外界尘土侵入回正机构内，使回正机构内保持干净润滑的状态。优选的，所述导杆为4根，圆周均部在所述活塞杆的四周。本技术所具有的的优点包括：①通过本技术，限位导向机构限制活塞杆的转动，使活塞杆仅能沿轴向伸缩移动，同时撑靴安装在回正机构上，回正机构使撑靴相对活塞杆能转动，并且回正机构具有复位功能，因此当撑靴顶推在管片上后，在盾构机掘进的过程中受到旋转扭力的作用时，撑靴能绕活塞杆转动，同时还整保证活塞杆不会在缸体内自转，因此活塞杆在缸体内仅仅是因工作需要进行伸缩，保证活塞杆在缸体内的密封性，避免活塞杆额外的转动产生的密封性损伤，从而减小油缸内泄的情况发生；②当掘进一环完成后，活塞杆回缩时，撑靴离开管片端面的瞬间，扭力卸除，撑靴在回正机构的复位功能下自动旋转至初始状态，因此在活塞杆回缩的过程中，撑靴不再与盾尾内壁发生摩擦，无需人工辅助转正，省去对了大量的人工成本；③回正机构中，芯轴与轴套之间通过齿轮与内齿圈的啮合转动，具有较好的稳定性，同时在齿轮上安装扭簧，并且扭簧具有两种旋向，因此能使轴套在转动后具有自动回复的能力，从而保证与轴套固定安装的撑靴具有自动回复转正的能力；④限位导向机构中的导杆插在法兰盘上，将活塞杆的移动限定为一个自由度，即活塞杆仅能沿着顶推油缸的轴向移动，与回正机构合作使用，在保证活塞杆不在自转的同时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种盾构机油缸撑靴的复位装置，包括顶推油缸(4)和撑靴(5)，所述顶推油缸(4)安装在盾构机的中盾(1)，其特征在于，在所述顶推油缸(4)的活塞杆(41)端部与缸体(42)之间安装有限位导向机构(6)，所述限位导向机构(6)限定所述活塞杆(41)仅沿中心轴方向伸缩移动；所述活塞杆(41)的端部安装有回正机构(7)，所述回正机构(7)包括芯轴(71)和轴套(72)，所述芯轴(71)固定在所述活塞杆(41)的端部，所述轴套(72)转动套在所述芯轴(71)上，所述撑靴(5)固定安装在所述轴套(72)的端部；在所述撑靴(5)无载荷的情况下，所述轴套(72)能够转动复位初始状态，该初始状态为所述撑靴(5)正常顶推时管片(3)时的状态。/n
【技术特征摘要】
1.一种盾构机油缸撑靴的复位装置，包括顶推油缸(4)和撑靴(5)，所述顶推油缸(4)安装在盾构机的中盾(1)，其特征在于，在所述顶推油缸(4)的活塞杆(41)端部与缸体(42)之间安装有限位导向机构(6)，所述限位导向机构(6)限定所述活塞杆(41)仅沿中心轴方向伸缩移动；所述活塞杆(41)的端部安装有回正机构(7)，所述回正机构(7)包括芯轴(71)和轴套(72)，所述芯轴(71)固定在所述活塞杆(41)的端部，所述轴套(72)转动套在所述芯轴(71)上，所述撑靴(5)固定安装在所述轴套(72)的端部；在所述撑靴(5)无载荷的情况下，所述轴套(72)能够转动复位初始状态，该初始状态为所述撑靴(5)正常顶推时管片(3)时的状态。
2.根据权利要求1所述的盾构机油缸撑靴的复位装置，其特征在于，所述芯轴(71)的圆柱面上圆周设置有至少两个安装槽(711)，所述安装槽(711)内安装有齿轮(73)，所述齿轮(73)与所述芯轴(71)的中心轴平行，所述齿轮(73)的轮齿露出所述芯轴(71)的外圆面，在所述轴套(72)的内壁上设置有内齿圈(721)，所述齿轮(73)与所述内齿圈(721)啮合，在所述齿轮(73)的安装轴(75)上套有扭簧(74)，在所有扭簧(74)中至少有一个扭簧(74)的旋向不同。
3.根据权利要求2所述的盾构机油缸撑靴的复位装置，其特征在于，所述安装轴(75)固定安装在所述芯轴(71)上，所述齿轮(73)转动套在所述安装轴(75)上所述齿轮(73)的轴孔内设置有台阶孔(731)，所述扭簧(74)安装在所述台阶孔(731)中，在所述台阶孔(731)的内壁上设置有通向端部的卡槽一(732)，在所述安装轴(75)上设置有通向端部的卡槽二(751)，所述扭簧(74)的两端固定脚(741)分别卡在所述卡槽一(732)和所述卡槽二(751)中。
4.根据权利要求3所述的盾构机油缸撑靴的复位装置，其特征在于，所述芯轴(71)的直径大于所述活塞杆(41)的直径，在所述芯轴(71)与所...
【专利技术属性】
技术研发人员：武震，梁琪，
申请(专利权)人：中建筑港集团有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37
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