一种全断面岩石隧道掘进机制造技术

一种全断面岩石隧道掘进机，包括鞍架、前支撑、后支撑、顶护盾、刀盘、出渣皮带机，鞍架中部的左侧和右侧分别设有一个撑靴装置，鞍架后侧设有位于出渣皮带机后端上方的后喷淋降尘装置，顶护盾前侧设有向刀盘内部空间喷淋降尘剂的前喷淋降尘装置，两个撑靴装置的结构相同且左右对称设置。本实用新型专利技术提高了撑靴装置易磨损件的耐磨性，在施工环境变化的情况下，可延长TBM撑靴的工作寿命。同时方便了球头和铰接座易磨损面的安装和拆卸。在施工作业时以喷淋式的方式及时喷洒降尘剂，降低渣料输送过程的飘尘，从而提高作业环境中的清洁度，有效维护作业人员身体健康。护作业人员身体健康。护作业人员身体健康。

【技术实现步骤摘要】
一种全断面岩石隧道掘进机


[0001]本技术属于隧道掘进设备
，尤其涉及一种全断面岩石隧道掘进机。

技术介绍

[0002]受全断面岩石隧道掘进机（TBM）技术的不断进步，在铁路、公路、水利、城市地铁等工程建设中广泛应用。TBM在掘进施工作业过程中，存在以下技术问题：
[0003]（1）由于岩石破碎、渣料的存在，造成TBM刀盘内部及周边存在粉尘。粉尘包括直径大的降尘和直径小的飘尘两类，以气溶胶形式长期飘浮在TBM刀盘内部以及皮带输送机周边的空气中，肉眼看不到。粉尘中可能含有多种重金属，吸附着有毒物质的飘尘到处飘荡，严重污染TBM内部的工作环境。隧道属于密闭空间，除尘工作不能及时开展，虽然工作时佩戴的防尘口罩可以缓解一些，但无法从源头上控制粉尘。
[0004]（2）敞开式和双护盾式的TBM掘进主要依靠左右两个撑靴装置撑紧洞壁，利用撑靴和洞壁之间的摩擦力提供TBM掘进时的推进反力。TBM撑靴水平伸出，左右对称布置，为获得合适的接地比压，采用大撑靴设计，同时为获得较大的摩擦力，撑靴表面焊接耐磨网格层或镶嵌硬质合金的耐磨齿来提高撑靴表面的耐磨性。但TBM施工条件恶劣，环境复杂，在施工中往往出现工作环境变化的情况，撑靴装置外圆上的耐磨层磨损较快，特别是通过破碎岩层时，撑靴装置易打滑，则会因撑靴能力不足导致施工效率低，影响施工进度。另外，撑靴的球面自调节结构也易出现磨损，磨损后需要进行拆卸检修或更换，由于在恶劣环境中粉尘较大，球面自调节结构不易拆卸。

技术实现思路

[0005]本技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种降尘效果好、撑靴装置不易打滑、易损件更加耐磨、使用寿命长、方便拆卸的全断面岩石隧道掘进机。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种全断面岩石隧道掘进机，包括沿前后方向设置的鞍架，鞍架底部前侧和后侧分别设有前支撑和后支撑，鞍架上方设有顶护盾，鞍架前端转动设有刀盘，鞍架前侧设有驱动电机和驱动箱，驱动电机通过驱动箱与刀盘后侧的动力输入轴传动连接，刀盘后侧设有集渣槽，鞍架内部由前向后设有出渣皮带机，出渣皮带机前端位于集渣槽下方，出渣皮带机后端延伸到鞍架后侧，鞍架中部的左侧和右侧分别设有一个撑靴装置，鞍架上设有用于调节撑靴装置前后位置的调节油缸组件，鞍架后侧设有位于出渣皮带机后端上方的后喷淋降尘装置，顶护盾前侧设有向刀盘内部空间喷淋降尘剂的前喷淋降尘装置，前喷淋降尘装置和后喷淋降尘装置通过一根支供水管连接；
[0007]两个撑靴装置的结构相同且左右对称设置，左侧的撑靴装置包括弧形焊接靴架、撑靴油缸、球头、铰接座和平衡拆卸机构，撑靴油缸轴线沿左右方向设置，弧形焊接靴架左侧设有双层弧面板，弧形焊接靴架右侧设有竖向平板，球头左侧与竖向平板定位连接，铰接座右侧面与撑靴油缸的活塞杆左端面对接并通过沉头螺栓连接，铰接座左侧面开设有球
窝，球头右侧的球面转动连接在球窝内，竖向平板上设有与铰接座转动连接的限位结构，平衡拆卸机设在弧形焊接靴架上，平衡拆卸机的动力驱动端与铰接座左侧面接触，双层弧面板左侧面上均匀设置有若干个耐磨齿，耐磨齿外表面电镀有第一金刚石耐磨层。
[0008]竖向平板中心左侧与双层弧面板右侧之间通过一节支承管连接，竖向平板中心右侧设有定位槽，球头左侧设有过盈装配在定位槽内的定位凸柱。
[0009]限位结构包括均与球头同中心线的固定环座和限位环，固定环座左侧固定连接在竖向平板上，铰接座外圆和限位环内圆均为左粗右细的球面结构，限位环套在铰接座外圆，限位环通过若干紧固螺栓与固定环座连接为一体，若干紧固螺栓沿限位环的圆周方向均匀布置。
[0010]球头和铰接座转动配合的球面均电镀有第二金刚石耐磨层，球头的球面上开设有润滑油槽，铰接座上部开设有与球头的球面连通的注油孔。
[0011]平衡拆卸机构设有两组，两组平衡拆卸机构关于球头中心线上下对称设置，下部的平衡拆卸机构包括拆卸油缸，拆卸臂和顶销，拆卸油缸的缸体铰接在竖向平板右侧面，拆卸油缸的活塞杆向左穿过竖向平板伸入到弧形焊接靴架内，拆卸臂竖向设置，拆卸臂中上部铰接在弧形焊接靴架上，拆卸臂上部向右折弯，拆卸油缸的活塞杆左端与拆卸臂下端铰接，竖向平板上开设有左右通透的导孔，顶销设置到导孔内，顶销右端与铰接座左侧面接触，顶销左端与拆卸臂上端右侧接触。
[0012]后喷淋降尘装置包括主供水管和水平设在鞍架后侧和的矩形框架，矩形框架上沿前后方向间隔布置有若干根后喷淋管，每根后喷淋管均沿左右方向设置，每根后喷淋管两端口均封堵，每根后喷淋管底部均设有至少两个第一雾化喷头，主供水管沿前后方向设置在所有的后喷淋管上部，主供水管与前端封堵，主供水管与每根后喷淋管均连通，主供水管前端上部与支供水管后端连接，主供水管上设有总阀门。
[0013]前喷淋降尘装置包括一根沿左右方向水平设置的前喷淋管，前喷淋管后侧中部与支供水管前端口连接，顶护盾下部通过吊环与支供水管前端部连接，前喷淋管前侧沿长度方向均匀间隔设置至少两个第二雾化喷头，刀盘后侧上部开设有与第二雾化喷头对应的安装孔，第二雾化喷头穿过安装孔伸入到刀盘内，支供水管上设有前喷淋调节阀。
[0014]出渣皮带机包括电机减速机、主动辊、从动辊、弧形输送带和若干弧形导辊，主动辊和从动辊通过弧形输送带传动连接，电机减速机与主动辊传动连接，若干弧形导辊沿前后方向均匀间隔设在鞍架内，弧形输送带的上半幅下表面与所有的弧形导辊顶部滚动配合。
[0015]弧形导辊包括软轴和若干轴承，软轴左端和右端分别连接在鞍架左侧内壁的左支架和鞍架右侧内壁的右支架上，轴承内圈过盈装配在软轴上，左支架下部和右支架下部之间转动设有一根支撑辊，支撑辊中间上部与软轴中部装配的轴承底部接触。
[0016]采用上述技术方案，本技术的主供水管的进水口连接水泵，水泵抽取降尘剂，在工作时，驱动电机通过驱动箱驱动刀盘旋转，刀盘将岩石破碎，渣料进入刀盘内部，第二雾化喷头将降尘剂雾化，对刀盘内部即将落入集渣槽内的渣料进行初步降尘，落入集渣槽内的渣料，直接落到出渣皮带机前端部的弧形输送带上，出渣皮带机将渣料向后输送，输送出鞍架后，第一雾化喷头将弧形输送带宽度方向全部覆盖，对渣料进一步进行喷雾，使输出渣料基本全部降尘。
[0017]本技术中降尘处理的降尘剂喷淋过程可持续进行，也可间隔固定时段进行。通过总阀门和前喷淋调节阀来控制喷淋量。
[0018]弧形导辊采用软轴，并在软轴上设置轴承，这样为弧形输送带提供弧形支撑空间，并且具有良好的滚动导向作用。支撑辊用于支撑软轴，提高弧形导辊的承载量。
[0019]撑靴油缸长度方向沿前后方向水平设置，撑靴油缸的缸体固定连接在TBM设备的鞍架上。撑靴油缸水平伸长时，通过铰接座、球头驱动弧形焊接靴架向左和向右移动，直到双层弧面板外表面的耐磨齿顶压隧道洞壁，在TBM设备前后移动时，双层弧面板外表面的耐磨齿与隧道洞壁之间形成定位支撑，耐磨齿受到较大的摩擦力，因此需要提高其耐磨性，本技术在耐磨齿外端面电镀第一金刚石耐磨层，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全断面岩石隧道掘进机，包括沿前后方向设置的鞍架，鞍架底部前侧和后侧分别设有前支撑和后支撑，鞍架上方设有顶护盾，鞍架前端转动设有刀盘，鞍架前侧设有驱动电机和驱动箱，驱动电机通过驱动箱与刀盘后侧的动力输入轴传动连接，刀盘后侧设有集渣槽，鞍架内部由前向后设有出渣皮带机，出渣皮带机前端位于集渣槽下方，出渣皮带机后端延伸到鞍架后侧，鞍架中部的左侧和右侧分别设有一个撑靴装置，鞍架上设有用于调节撑靴装置前后位置的调节油缸组件，其特征在于：鞍架后侧设有位于出渣皮带机后端上方的后喷淋降尘装置，顶护盾前侧设有向刀盘内部空间喷淋降尘剂的前喷淋降尘装置，前喷淋降尘装置和后喷淋降尘装置通过一根支供水管连接；两个撑靴装置的结构相同且左右对称设置，左侧的撑靴装置包括弧形焊接靴架、撑靴油缸、球头、铰接座和平衡拆卸机构，撑靴油缸轴线沿左右方向设置，弧形焊接靴架左侧设有双层弧面板，弧形焊接靴架右侧设有竖向平板，球头左侧与竖向平板定位连接，铰接座右侧面与撑靴油缸的活塞杆左端面对接并通过沉头螺栓连接，铰接座左侧面开设有球窝，球头右侧的球面转动连接在球窝内，竖向平板上设有与铰接座转动连接的限位结构，平衡拆卸机设在弧形焊接靴架上，平衡拆卸机的动力驱动端与铰接座左侧面接触，双层弧面板左侧面上均匀设置有若干个耐磨齿，耐磨齿外表面电镀有第一金刚石耐磨层。2.根据权利要求1所述的一种全断面岩石隧道掘进机，其特征在于：竖向平板中心左侧与双层弧面板右侧之间通过一节支承管连接，竖向平板中心右侧设有定位槽，球头左侧设有过盈装配在定位槽内的定位凸柱。3.根据权利要求1或2所述的一种全断面岩石隧道掘进机，其特征在于：限位结构包括均与球头同中心线的固定环座和限位环，固定环座左侧固定连接在竖向平板上，铰接座外圆和限位环内圆均为左粗右细的球面结构，限位环套在铰接座外圆，限位环通过若干紧固螺栓与固定环座连接为一体，若干紧固螺栓沿限位环的圆周方向均匀布置。4.根据权利要求3所述的一种全断面岩石隧道掘进机，其特征在于：球头和铰接座转动配合的球面均电镀有第二金刚石耐磨层，球头的球面上开设有润滑油槽，铰接座上部开设有与球头的球面连通的注油孔。5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞利，郑帅，郭永蔚，耿浩，王家琦，袁三洲，陈文隆，
申请(专利权)人：黄河科技学院，
类型：新型
国别省市：