一种盾构转弯模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种盾构转弯模拟装置，解决了现有技术中盾构小曲率转弯模拟效果不佳的问题。本实用新型专利技术包括主结构、液压系统和控制系统，主结构和液压系统均与控制系统相连接，液压系统与主结构相连接，所述包括主结构包括外壳体与内盾壳，内盾壳与外壳体弧面球铰接密封形成密封腔，密封腔上设有加压系统，内盾壳通过摆动驱动件与外壳体相连接。本实用新型专利技术通过内盾壳与外盾壳的弧面球铰接和密封腔的加压设置，模拟实际工况下盾构小曲率转弯，对铰接密封性能进行精确试验，为实际工程施工提供试验数据支持，减低工程失败风险。减低工程失败风险。减低工程失败风险。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构转弯模拟装置


[0001]本技术涉及盾构模拟设备
，特别是指一种盾构转弯模拟装置。

技术介绍

[0002]利用修建铁路、公路等曲线隧道时，盾构机需根据隧道轴线转弯掘进。盾构机设计过程中，利用图纸或软件模拟盾构机部件的干涉情况及盾构机的通过性，然后通过实际工程掘进情况进行验证。但随着隧道转弯曲率变小，盾构机铰接处的两个盾壳相对运动和折角变大，转弯控制系统复杂，铰接密封失效风险较大。而只经过图纸或软件模拟，未通过实验室试验验证，给工程施工遗留一定的隐患。现有技术中的模拟装置如申请号为2018209505147的小曲线转弯模拟平台及系统，虽然可以满足模拟目的，但是与实际工况下的盾构转弯存在误差，模拟数据不精确。

技术实现思路

[0003]针对上述
技术介绍
中的不足，本技术提出一种盾构转弯模拟装置，解决了现有技术中盾构小曲率转弯模拟效果不佳的问题。
[0004]本技术的技术方案是这样实现的：一种盾构转弯模拟装置，包括主结构、液压系统和控制系统，主结构和液压系统均与控制系统相连接，液压系统与主结构相连接，所述包括主结构包括外壳体与内盾壳，内盾壳与外壳体弧面球铰接密封形成密封腔，密封腔上设有加压系统，内盾壳通过摆动驱动件与外壳体相连接。
[0005]所述外壳体包括后盾壳和前盾壳，前盾壳通过铰接密封环与后盾壳相连接，铰接密封环与内盾壳弧面球铰接配合。
[0006]所述内盾壳为一端开口的筒体，内盾壳的外筒壁为弧形筒壁，弧形壁与铰接密封环形成弧面球铰接，且铰接密封环与内盾壳铰接处设有密封件。
[0007]所述密封件对称设置在弧形筒壁的最高环线的两侧，两个密封件之间设有注脂孔。
[0008]所述前盾壳为一端开口的筒体，前盾壳与内盾壳同向设置，前盾壳、内盾壳及铰接密封环形成密封腔。
[0009]所述加压系统包括设置在前盾壳的注入口（103-1），注入口（103-1）通过管路与后部加压源相连接。
[0010]所述摆动驱动件为沿内盾壳周向设置的摆动油缸，摆动油缸沿轴向均布在外壳体内部。
[0011]所述摆动油缸的内部设有行程传感器，行程传感器与控制系统的输入端相连接，摆动油缸液压系统相连接，液压系统与控制系统的输出端相连接。
[0012]所述主结构固定在移动支撑架上。
[0013]本技术通过内盾壳与外盾壳的弧面球铰接和密封腔的加压设置，模拟实际工况下盾构小曲率转弯，对铰接密封性能进行精确试验，为实际工程施工提供试验数据支持，
减低工程失败风险。本技术是室内盾构转弯模拟控制系统，即利用等比例缩放的方式，建立球形铰接试验装置，开发了一套球形铰接实验控制系统，通过油缸控制两个盾壳的运动，模拟盾构机在工程中的实际掘进工况，验证结构设计正确性、铰接密封可靠能和控制系统准确性，操作方便，模拟数据准确，是盾构小曲率转弯试验的创新。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例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。
[0015]图1为本技术整体结构示意图。
[0016]图2为图1中的A向视图。
[0017]图3为图1中的B向视图。
[0018]图4为图1中的C处局部放大图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0020]如图1所示，实施例1，一种盾构转弯模拟装置，包括主结构1、液压系统2和控制系统3，主结构1和液压系统2均与控制系统3相连接，控制系统可采用现有控制器，为整个模拟系统的控制中心。液压系统2与主结构1相连接，为主结构的动作提供动力。为便于主结构的安装和移动，所述主结构1可固定在移动支撑架4上。所述包括主结构1包括外壳体与内盾壳105，内盾壳105位于外壳体内部，内盾壳105与外壳体弧面球铰接密封形成密封腔107，密封腔107上设有加压系统，通过加压系统向密封腔内加压，真实模拟盾构施工工况。内盾壳105通过摆动驱动件104与外壳体相连接，即在摆动驱动件的作用下，内盾壳能相对外盾壳绕弧面球铰接处摆动，实现小盾构小曲线转弯模拟。
[0021]进一步，所述外壳体包括后盾壳101和前盾壳103，前盾壳103通过铰接密封环102与后盾壳101相连接，即铰接密封环的前后两端分别与前盾壳、后盾壳法兰连接，便于拆装。铰接密封环102与内盾壳105弧面球铰接配合。
[0022]优选地，所述内盾壳105为一端开口的筒体，内盾壳105的外筒壁为弧形筒壁，即内盾壳的内筒面为圆柱面，外筒面为球形面，弧形壁与铰接密封环102形成弧面球铰接，铰接密封环102与内盾壳105铰接处设有密封件108，密封件可采用密封环块，用于提高密封性。优选地，如图4所示，所述密封件108对称设置在弧形筒壁的最高环线的两侧，两个密封件之间设有注脂孔106，通过注脂孔向铰接密封环102与内盾壳105之间注入油脂，提高密封性和密封件的使用寿命。
[0023]如图2、3所示，实施例2，一种盾构转弯模拟装置，所述前盾壳103为一端开口的筒体，开口端与铰接密封环相连接。前盾壳103与内盾壳105同向设置，即前盾壳与后盾壳的开
口位于同一方向。前盾壳103、内盾壳105及铰接密封环102形成密封腔107。所述加压系统包括设置在前盾壳103的注入口103-1，注入口103-1通过管路与后部加压源相连接。加压源可采用高压气体或液体，通过注入口可向密封腔内部注入液体或气体，检测铰接密封环与内盾壳之间的密封性能。
[0024]进一步，所述摆动驱动件104为沿内盾壳105周向设置的摆动油缸，摆动油缸的数量根据需要设置，可设为4个。4个摆动油缸沿轴向均布在外壳体内部。即内盾壳内预留有摆动油缸的安装座，便于安装。通过控制摆动油缸104的伸缩，带动内盾壳105绕旋转中心O摆动。所述摆动油缸的内部设有行程传感器，行程传感器与控制系统的输入端相连接，摆动油缸液压系统相连接，液压系统与控制系统的输出端相连接。控制系统3可控制液压系统2的进排油量与进排油的速度，显示4个摆动油缸104的伸缩量，计算出内盾壳105的摆动角度。
[0025]其他结构与实施例1相同。
[0026]具体模拟过程如下：1、检查内盾壳绕O点摆动的控制系统准确性。通过控制系统2输入内盾壳105摆动角度θ1，液压系统3通过控制4个铰接油缸4的伸缩，带动内盾壳105绕O点摆动。铰接油缸4内部的行程传感器将伸缩量反馈给控制系统2，控制系统2根据铰接油缸104伸缩量，计算出内盾壳摆动角度θ2。通过对比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构转弯模拟装置，包括主结构（1）、液压系统（2）和控制系统（3），主结构（1）和液压系统（2）均与控制系统（3）相连接，液压系统（2）与主结构（1）相连接，其特征在于：所述包括主结构（1）包括外壳体与内盾壳（105），内盾壳（105）与外壳体弧面球铰接密封形成密封腔（107），密封腔（107）上设有加压系统，内盾壳（105）通过摆动驱动件（104）与外壳体相连接。2.根据权利要求1所述的盾构转弯模拟装置，其特征在于：所述外壳体包括后盾壳（101）和前盾壳（103），前盾壳（103）通过铰接密封环（102）与后盾壳（101）相连接，铰接密封环（102）与内盾壳（105）弧面球铰接配合。3.根据权利要求2所述的盾构转弯模拟装置，其特征在于：所述内盾壳（105）为一端开口的筒体，内盾壳（105）的外筒壁为弧形筒壁，弧形壁与铰接密封环（102）形成弧面球铰接，且铰接密封环（102）与内盾壳（105）铰接处设有密封件（108）。4.根据权利要求3所述的盾构转弯模拟装置，其特征在于：所述密封件（108）对称设置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：董亚岭，胡燕伟，崔俊峰，廖兆锦，宋德华，陈昆鹏，丁红军，庞文卓，刘晓瑞，刘豪，冀庆恩，郑亮奎，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：新型
国别省市：