隧道掘进机的钻机行走机构及隧道掘进机

摘要

本发明属于掘进机技术领域。一种隧道掘进机的钻机行走装置，包括：钻机；钻机滑动座，所述钻机匹配滑动设置在钻机滑动座中，且钻机与钻机滑动座之间设置有加压动力机构；周向移动机构，所述周向移动机构驱动钻机滑动座沿隧道周向运动；和纵向移动机构，所述纵向移动机构驱动周向移动机构沿隧道轴向方向进行往复动作。本申请还公开一种隧道掘进机，包括掘进机刀盘、护盾和撑靴，在与护盾和撑靴对应的隧道掘进机中部设置有钻机行走装置，所述钻机行走装置为上述隧道掘进机的钻机行走装置。本发明有效的解决了凯式小直径TBM前部空间狭小不能打钻的问题，极大降低了布置空间，同时减轻整体钻机系统重量，能减小钻机了震动，同时可以推广运用任何TBM。

权利要求

1.一种隧道掘进机的钻机行走装置，其特征在于，包括：

钻机；

钻机滑动座，所述钻机匹配滑动设置在钻机滑动座中，且钻机与钻机滑动座之间设置有加压动力机构，所述加压动力机构驱动钻机在钻机滑动座内往复动作；

周向移动机构，所述周向移动机构驱动钻机滑动座沿隧道周向运动；

和纵向移动机构，所述纵向移动机构驱动周向移动机构和钻机沿隧道轴向方向进行往复动作；

所述周向移动机构包括轨道梁、截面呈倒U型的外壳体和设置在外壳体上的驱动单元组件，所述轨道梁两侧部设置有滑动支撑槽，所述外壳体内侧设置有与滑动支撑槽匹配的行走轴承；所述驱动单元组件包括设置在轨道梁的外周面中部的齿圈、固定在外壳体上的主驱动、和套设在主驱动上的齿轮，所述齿轮与齿圈条匹配啮合。

2.根据权利要求1所述的隧道掘进机的钻机行走装置，其特征在于：所述钻机滑动座包括开口相对的两C型滑移槽、和连接两C型滑移槽并与C型滑移槽固定的支撑固定座，所述钻机匹配滑动卡设在C型滑移槽之间。

3.根据权利要求2所述的隧道掘进机的钻机行走装置，其特征在于：所述加压动力机构为加压液压缸，所述支撑固定座上设置有铰接耳板，钻机上设置有加压固定座，所述加压液压缸的两端分别与铰接耳板和加压固定座连接。

4.根据权利要求1所述的隧道掘进机的钻机行走装置，其特征在于：所述外壳体的两内侧均设置有上下两排行走轴承，位于下侧的行走轴承匹配设置在滑动支撑槽内，位于上侧的行走轴承与轨道梁的外周面贴合支撑。

5.根据权利要求1所述的隧道掘进机的钻机行走装置，其特征在于：所述的轨道梁呈环状或圆弧状；当轨道梁为圆弧状时，所述隧道掘进机内左右对称设置有两组钻机行走装置。

6.根据权利要求1所述的隧道掘进机的钻机行走装置，其特征在于：所述纵向移动机构包括沿隧道轴向间隔布设的固定套和后支座、匹配滑动套设在固定套内的滑动梁、以及设置在滑动梁与后支座之间的纵向液压缸。

7.根据权利要求6所述的隧道掘进机的钻机行走装置，其特征在于：所述固定套的数量为两个，固定套和后支座均与隧道掘进机的外凯固定。

8.根据权利要求6所述的隧道掘进机的钻机行走装置，其特征在于：所述滑动梁中部设置有连杆导向轴，所述纵向液压缸固定设置在连杆导向轴上。

9.一种隧道掘进机，包括掘进机刀盘、护盾和撑靴，其特征在于：在与护盾和撑靴对应的隧道掘进机中部设置有钻机行走装置，所述钻机行走装置为权利要求1 8中任一所述的~隧道掘进机的钻机行走装置。

说明书

隧道掘进机的钻机行走机构及隧道掘进机

技术领域

[0001] 本发明属于掘进机技术领域，具体涉及一种隧道掘进机的钻机行走装置及隧道掘进机。

背景技术

[0002] 目前，因小直径双凯式隧道掘进机的L1区（即护盾与撑靴区域）的整体空间有限，无法完成L1区的钻机的布置，由于其受到空间限制无法进行有效合理的布置钻机结构，使得大钻工作施工难度大，施工效率低，成孔质量差，且对于钻机在钻进过程中的受力结构性能无法进行有效的限制和约束，从而使得钻机使用寿命较低，维修和维护频率高，增加了施工成本和施工周期。

[0003] 针对应用越南的规格为 CTT390E-1200凯式TBM，如何实现钻机结构的有效布置，并且如何有效的施工是本申请所要解决的技术问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种隧道掘进机的钻机行走装置及隧道掘进机，其结构设计合理，结构稳定性好，并能够在有限的空间内实现钻机的灵活调整。

[0005] 为达到上述目的，所采取的技术方案是：

[0006] 一种隧道掘进机的钻机行走装置，包括：钻机；钻机滑动座，所述钻机匹配滑动设置在钻机滑动座中，且钻机与钻机滑动座之间设置有加压动力机构，所述加压动力机构驱动钻机在钻机滑动座内往复动作；周向移动机构，所述周向移动机构驱动钻机滑动座沿隧道周向运动；和纵向移动机构，所述纵向移动机构驱动周向移动机构沿隧道轴向方向进行往复动作。

[0007] 进一步的，所述钻机滑动座包括开口相对的两C型滑移槽、和连接两C型滑移槽并与C型滑移槽固定的支撑固定座，所述钻机匹配滑动卡设在C型滑移槽之间。

[0008] 进一步的，所述加压动力机构为加压液压缸，所述支撑固定座上设置有铰接耳板，钻机上设置有加压固定座，所述加压液压缸的两端分别与铰接耳板和加压固定座连接。

[0009] 进一步的，所述周向移动机构包括轨道梁、截面呈倒U型的外壳体和设置在外壳体上的驱动单元组件，所述轨道梁两侧部设置有滑动支撑槽，所述外壳体内侧设置有与滑动支撑槽匹配的行走轴承；所述驱动单元组件包括设置在轨道梁的外周面中部的齿圈、固定在外壳体上的主驱动、和套设在主驱动上的齿轮，所述齿轮与齿圈条匹配啮合。

[0010] 进一步的，所述外壳体的两内侧均设置有上下两排行走轴承，位于下侧的行走轴承匹配设置在滑动支撑槽内，位于上侧的行走轴承与轨道梁的外周面贴合支撑。

[0011] 进一步的，所述的轨道梁呈环状或圆弧状；当轨道梁为圆弧状时，所述隧道掘进机内左右对称设置有两组钻机行走装置。

[0012] 进一步的，所述纵向移动机构包括沿隧道轴向间隔布设的固定套和后支座、匹配滑动套设在固定套内的滑动梁、以及设置在滑动梁与后支座之间的纵向液压缸。

[0013] 进一步的，所述固定套的数量为两个，固定套和后支座均与隧道掘进机的外凯固定。

[0014] 进一步的，所述滑动梁中部设置有连杆导向轴，所述纵向液压缸固定设置在连杆导向轴上。

[0015] 一种隧道掘进机，包括掘进机刀盘、护盾和撑靴，在与护盾和撑靴对应的隧道掘进机中部设置有钻机行走装置，所述钻机行走装置为上述任一所述的隧道掘进机的钻机行走装置。

[0016] 采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

[0017] 本发明整体结构设计合理，其有效的解决了凯式小直径TBM前部空间狭小不能打钻问题，极大降低了钻机系统整体布置空间，整体纵向尺寸比其它各方向的设计小的多，运用此设计的掘进机的纵向尺寸要比其它掘进机小很多，其对于施工来说都有非常重要意义，同时减轻整体钻机系统重量，能减小钻机了震动，同时可以推广运用任何TBM。

[0018] 本发明中通过轨道梁的结构设计，能够实现对钻机的钻进时进行有效的约束和调整，保障其连接结构的稳定性，大大提高其灵活性和抗震动性能，提高钻进的效率和质量，并且能够提高其使用寿命，降低维护和维修的频率，节约成本。

附图说明

[0019] 图1为本发明的结构示意图。

[0020] 图2为钻机滑动座与钻机的装配结构示意图。

[0021] 图3为周向移动机构的结构示意图。

[0022] 图4为轨道梁的结构示意图。

[0023] 图5为纵向移动机构的结构示意图。

[0024] 图6为带有钻机行走装置的隧道掘进机装配结构示意图。

[0025] 图中序号：10为钻机行走装置；100为钻机；200为钻机滑动座、201为C型滑移槽、202为支撑固定座、203为加压液压缸、204为铰接耳板、205为支撑固定座；300为周向移动机构、301为轨道梁、302为外壳体、303为滑动支撑槽、304为行走轴承、305为齿圈、306为主驱动、307为齿轮；400为纵向移动机构、401为固定套、402为后支座、403为滑动梁、404为纵向液压缸、405为连杆导向轴；20为隧道掘进机。

具体实施方式

[0026] 以下结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

[0027] 实施例一：参见图1-图5，本发明一种一种隧道掘进机的钻机行走装置，包括钻机100、钻机滑动座200、周向移动机构300和纵向移动机构400，钻机100匹配滑动设置在钻机滑动座200中，且钻机100与钻机滑动座200之间设置有加压液压缸203，加压液压缸203驱动钻机100在钻机滑动座200内往复动作；周向移动机构300驱动钻机滑动座200沿隧道周向运动；纵向移动机构400驱动周向移动机构300沿隧道轴向方向进行往复动作。

[0028] 其中，钻机滑动座200包括开口相对的两C型滑移槽201、和连接两C型滑移槽201并与C型滑移槽201固定的支撑固定座202，钻机100匹配滑动卡设在C型滑移槽201之间，可通过在钻机上部固定设置滑移板，滑移板匹配卡设在C型滑移槽内进行滑动；在支撑固定座202上设置有铰接耳板204，钻机100上设置有加压固定座205，加压液压缸203的两端分别与铰接耳板204和加压固定座205连接。

[0029] 为了实现钻机在周向的工作施工，并提高施工的有效区域范围，周向移动机构300包括轨道梁301、截面呈倒U型的外壳体302和设置在外壳体302上的驱动单元组件，所述轨道梁301两侧部设置有滑动支撑槽303，外壳体302内侧设置有与滑动支撑槽303匹配的行走轴承304；驱动单元组件包括设置在轨道梁301的外周面中部的齿圈305、固定在外壳体302上的主驱动306、和套设在主驱动上的齿轮307，所述齿轮307与齿圈305条匹配啮合。

[0030] 其中，支撑固定座202与外壳体302固定连接，主驱动和齿轮均设置在外壳体内侧，能够防止落石对主驱动的破坏，保障主驱动和齿轮的良好的运行环境和效率。

[0031] 为了提高钻机在进行周向运动时的稳定性，在外壳体302的两内侧均设置有上下两排行走轴承304，位于下侧的行走轴承304匹配设置在滑动支撑槽303内，位于上侧的行走轴承304与轨道梁301的外周面贴合支撑，从而使得外壳体与轨道梁实现稳定的传动导向结构。

[0032] 根据钻机的工作区间合理设置轨道梁301的结构，其轨道梁301可以采用与隧道侧壁面平行的整体环状结构或圆弧段状结构；考虑到在实际的作业过程中的便捷性以及实际的有效工作区间，轨道梁301为圆弧状结构，且在隧道掘进机20内左右对称设置有两组钻机行走装置10。

[0033] 为了实现钻机沿隧道轴向行进，方便调整钻进位置，其纵向移动机构400包括沿隧道轴向间隔布设的固定套401和后支座402、匹配滑动套设在固定套内的滑动梁403、以及设置在滑动梁与后支座之间的纵向液压缸404。

[0034] 其中，固定套401的数量为两个，固定套401和后支座402均与隧道掘进机的外凯固定，滑动梁403中部设置有连杆导向轴405，所述纵向液压缸404固定设置在连杆导向轴405上，连杆导向轴405和滑动梁403的外端部与轨道梁301上的连接法兰连接固定，从而使得轨道梁301固定设置在滑动梁403上。

[0035] 在滑动梁的伸缩过程中驱动周向移动机构往复移动，从而带动钻机进行位置调节。

[0036] 本发明在实际的应用过程中，根据钻进区域，合理布置轨道梁的位置，并通过在隧道掘进机上安装固定套和滑动梁，在进行轨道梁和滑动梁的连接固定，实现轨道梁的固定和安装；其工作过程中，通过滑动梁的往复运动，控制钻机在隧道轴向上的掘进位置，通过外壳体在轨道梁上的周向运动，控制钻机在隧道轴向上的掘进位置；通过加压液压缸驱动钻机的钻进施工，其整体重量轻，占用空间较小，但能够实现较大的钻进工作区域的施工。

[0037] 实施例二：参见图6，本申请中的钻机行走装置能够有效的解决小直径双凯隧道掘进机中钻机布置困难的难题，同时能够推广应用到各种现有的不同型号的隧道掘进机中去，能够对现有的的隧道掘进机的空间结构进行进一步的优化，从而提升其整体性能。本实施例中的一种隧道掘进机，包括掘进机刀盘、护盾和撑靴，在与护盾和撑靴对应的隧道掘进机中部设置有钻机行走装置10，所述钻机行走装置为实施例一中所述的隧道掘进机的钻机行走装置，隧道掘进机结构复杂，其他部分参照现有技术，再次不再重述。

[0038] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。