一种小直径中心轴驱动凯式TBM制造技术

本发明专利技术提出一种小直径中心轴驱动凯式TBM，解决了现有技术中TBM结构不满足小直径隧道施工的问题。本实用包括刀盘、护盾、钢拱架安装器、传动轴、内凯、外凯、撑靴、推进油缸、主机皮带机、后支撑、驱动箱、驱动电机、减速机、主轴承、转接环、夹持油缸、夹持油缸安装座；本发明专利技术的驱动电机、减速机和驱动箱后置于内凯尾部，能够减小护盾长度，及时对围岩进行支护，同时使主机的重心后移，有利于主机的稳定，防止TBM栽头。传动轴位于内凯里面，主机皮带机置于外凯上部，通过这种布置，可以减小内外凯的尺寸，增大主机区域的作业空间，可以使得TBM结构更加紧凑，以适应开挖小直径硬岩隧道的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全断面岩石掘进机（简称TBM），特别是指一种小直径中心轴驱动凯式TBM。
技术介绍
TBM是全断面硬岩隧道掘进机的简称，是隧道开挖的专用设备，在山岭隧道及城市地铁的建设中发挥着重要作用。根据TBM的工作原理和结构形式，TBM包括护盾式TBM和敞开式TBM。敞开式TBM根据支撑形式不同又可分为凯式TBM和主大梁式TBM。凯式TBM主要由刀盘、护盾、驱动组件、内凯、外凯系统、后支撑、皮带机和其他辅助系统等结构组成。通常凯式TBM的驱动电机后置与外凯后面，每个电机上安装一个传动轴，通过传动轴将动力传动驱动箱，进而传递给刀盘，用于破岩，然而对与小直径TBM，特别是开挖直径小于4m的TBM，由于空间较小，采用多个传动轴的结构比较占用空间，内外凯的结构设计较困难，且主机区域的作用空间很小，不利于主机前部对隧道的支护和机器的检修。
技术实现思路
本专利技术提出一种小直径中心轴驱动凯式TBM，解决了现有技术中TBM结构不满足小直径隧道施工的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种小直径中心轴驱动凯式TBM，包括刀盘、护盾、钢拱架安装器、传动轴、内凯、外凯、撑靴、推进油缸、主机皮带机、后支撑、驱动箱、驱动电机、减速机、主轴承、转接环、夹持油缸、夹持油缸安装座；刀盘与转接环连接，转接环与主轴承内圈连接，主轴承外圈和内凯连接，主轴承安装在护盾内部箱体内，内凯前端安装有夹持油缸安装座，夹持油缸安装座上安装有夹持油缸，夹持油缸与护盾配合；外凯分为左右两半，左右两半连为一个整体，外凯安装在内凯上并与内凯前后滑动配合，后支撑安装在内凯上，内凯与后支撑之间安装有油缸，主机皮带机安装在内凯上部，护盾上部开有供主机皮带机通过的槽；内凯尾部依次安装有驱动箱、减速机、驱动电机，减速机与驱动电机连接，减速机与驱动箱连接，传动轴安装在内凯内部，传动轴前端与转接环连接、后端与驱动箱连接。所述的外凯上安装有撑靴，外凯与撑靴设有油缸；外凯与推进油缸一端连接，内凯与推进油缸另一端连接。本专利技术的优点：驱动电机、减速机和驱动箱后置于内凯尾部，能够减小护盾长度，及时对围岩进行支护，同时使主机的重心后移，有利于主机的稳定，防止TBM栽头。传动轴位于内凯里面，主机皮带机置于外凯上部，通过这种布置，可以减小内外凯的尺寸，增大主机区域的作业空间，可以使得TBM结构更加紧凑，以适应开挖小直径硬岩隧道的要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术结构示意图。图2为图1中的A-A剖视图。图3为图1中的B-B剖视图。图4为图1中的C-C剖视图。图中：1-刀盘、2-护盾、3-钢拱架安装器、4-传动轴、5-内凯、6-外凯、7-撑靴、8-推进油缸、9-主机皮带机、10-后支撑、11-驱动箱、12-驱动电机、13-减速机、14-主轴承、15-转接环、16-夹持油缸、17-夹持油缸安装座。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1~4所示，一种小直径中心轴驱动凯式TBM，包括刀盘1、护盾2、钢拱架安装器3、传动轴4、内凯5、外凯6、撑靴7、推进油缸8、主机皮带机9、后支撑10、驱动箱11、驱动电机12、减速机13、主轴承14、转接环15、夹持油缸16、夹持油缸安装座17；刀盘1与转接环15连接，转接环15与主轴承14内圈连接，主轴承14外圈和内凯5连接，主轴承14安装在护盾2内部箱体内，内凯5前端安装有夹持油缸安装座17，夹持油缸安装座17上安装有夹持油缸16，夹持油缸16与护盾2配合；外凯6分为左右两半，左右两半连为一个整体，外凯6安装在内凯5上并与内凯5前后滑动配合，后支撑10安装在内凯5上，内凯5与后支撑10之间安装有油缸，主机皮带机9安装在内凯5上部，护盾2上部开有供主机皮带机9通过的槽；内凯5尾部依次安装有驱动箱11、减速机13、驱动电机12，减速机13与驱动电机12连接，减速机13与驱动箱11连接，传动轴4安装在内凯5内部，传动轴4前端与转接环15连接、后端与驱动箱11连接。所述的外凯6上安装有撑靴7，外凯6与撑靴7设有油缸；外凯6与推进油缸8一端连接，内凯5与推进油缸8另一端连接。本专利技术工作过程：掘进时，撑靴7撑紧洞壁，推进油缸8收缩有杆腔工作，拉动内凯5、刀盘1等向前推进，驱动电机12经减速机13、驱动箱11，带动传动轴4转动，传动轴4带着转接环15、刀盘1转动，进而破岩，渣土通过刮渣板刮到主机皮带机9上，进而将渣土运输到洞外。换步时，后支撑10伸出，作为支点支撑着主机重量，撑靴7收回，推进油缸8带动外凯6向前一个行程，然后撑靴7撑紧洞壁，后支撑10回收，继续下一个行程的掘进。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小直径中心轴驱动凯式TBM，其特征在于：包括刀盘（1）、护盾（2）、钢拱架安装器（3）、传动轴（4）、内凯（5）、外凯（6）、撑靴（7）、推进油缸（8）、主机皮带机（9）、后支撑（10）、驱动箱（11）、驱动电机（12）、减速机（13）、主轴承（14）、转接环（15）、夹持油缸（16）、夹持油缸安装座（17）；刀盘（1）与转接环（15）连接，转接环（15）与主轴承（14）内圈连接，主轴承（14）外圈和内凯（5）连接，主轴承（14）安装在护盾（2）内部箱体内，内凯（5）前端安装有夹持油缸安装座（17），夹持油缸安装座（17）上安装有夹持油缸（16），夹持油缸（16）与护盾（2）配合；外凯（6）分为左右两半，左右两半连为一个整体，外凯（6）安装在内凯（5）上并与内凯（5）前后滑动配合，后支撑（10）安装在内凯（5）上，内凯（5）与后支撑（10）之间安装有油缸，主机皮带机（9）安装在内凯（5）上部，护盾（2）上部开有供主机皮带机（9）通过的槽；内凯（5）尾部依次安装有驱动箱（11）、减速机（13）、驱动电机（12），减速机（13）与驱动电机（12）连接，减速机（13）与驱动箱（11）连接，传动轴（4）安装在内凯（5）内部，传动轴（4）前端与转接环（15）连接、后端与驱动箱（11）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种小直径中心轴驱动凯式TBM，其特征在于：包括刀盘（1）、护盾（2）、钢拱架安装器（3）、传动轴（4）、内凯（5）、外凯（6）、撑靴（7）、推进油缸（8）、主机皮带机（9）、后支撑（10）、驱动箱（11）、驱动电机（12）、减速机（13）、主轴承（14）、转接环（15）、夹持油缸（16）、夹持油缸安装座（17）；刀盘（1）与转接环（15）连接，转接环（15）与主轴承（14）内圈连接，主轴承（14）外圈和内凯（5）连接，主轴承（14）安装在护盾（2）内部箱体内，内凯（5）前端安装有夹持油缸安装座（17），夹持油缸安装座（17）上安装有夹持油缸（16），夹持油缸（16）与护盾（2）配合；外凯（6）分为左右两半，左右两半连为一个整体，外凯（6）安...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹威华，张啸，宁向可，张玉峰，张喜冬，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41