基于球铰的螺旋机伸缩装置、渣土运输系统及双模盾构机制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于球铰的螺旋机伸缩装置、渣土运输系统及双模盾构机，基于球铰的螺旋机伸缩装置包括螺旋机、套装在螺旋机外部的套筒、安装在螺旋机上的球铰结构，所述螺旋机通过球铰结构在套筒内转动并滑动。本发明专利技术在螺旋机需要调整姿态以及双模盾构机TBM模式、泥水模式时，能够通过球形铰接结构实现螺旋机筒体的倾斜，形成一定角度，以便于螺旋机下料口与传送带配合，顺畅出渣；在盾构机转弯时，盾体发生偏转存在一定摆角，而此时螺旋机被固定无法动作，本发明专利技术球铰结构可以实现其在套筒内的相对滑动和偏转，适应盾体的整体偏转。适应盾体的整体偏转。适应盾体的整体偏转。

【技术实现步骤摘要】
基于球铰的螺旋机伸缩装置、渣土运输系统及双模盾构机


[0001]本专利技术涉及一种盾构机，具体涉及一种双模盾构机。

技术介绍

[0002]传统泥水模式的泥水舱需要具备保压功能，而TBM硬岩掘进机多用于矿山硬岩的地层，多为敞开式。泥水
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TBM硬岩掘进机在TBM硬岩施工中，土舱里设计为铲斗和固定式集渣斗的组合形式，目的是将土舱内岩土块铲起后落入集渣斗中，螺旋机伸出状态时螺旋机叶片刚好接在集渣斗出渣口处，螺旋机不断旋转的作用下，将岩土块输送至螺旋机出口闸门处，通过皮带输送装置将岩土块送至地面。由于空间和位置的限制，皮带机需螺旋机需倾斜一定角度才能满足输送功能。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：提供了一种基于球铰的螺旋机伸缩装置、渣土运输系统及双模盾构机，引入球铰结构，使其在一定范围内，满足螺旋机任意摆动位置的需求，在施工过程中更加灵活，方便多角度微调。
[0004]技术方案：一种基于球铰的螺旋机伸缩装置，包括螺旋机、套装在螺旋机外部的套筒、安装在螺旋机上的球铰结构，所述螺旋机通过球铰结构在套筒内转动并滑动。
[0005]进一步，所述球铰结构包括与螺旋机固定的内球、与内球相适配的外球，所述内球带动螺旋机相对于外球以球形接触面相对转动，所述外球在套筒内部沿长度方向滑动。
[0006]更进一步，所述外球与套筒的接触面上设有周向的铜排，所述铜排上开设有注油孔。
[0007]更进一步，所述铜排的两端设有密封压环组。
[0008]进一步，所述内球的外周设有内球密封圈，所述外球与套筒的接触面上设有外球密封圈。
[0009]更进一步，所述外球密封圈的前端设有圈状的刮浆板。
[0010]进一步，所述外球的外端面设有向内、外球接触面注入润滑油脂的注入口。
[0011]进一步，所述内球和外球之间设有O型橡胶圈进行密封。
[0012]一种盾构机渣土运输系统，包括设置在泥水仓的集渣装置以及上述任意一条所述的基于球铰的螺旋机伸缩装置，掘进产生的岩石和渣土通过集渣装置进行收集，并通过所述基于球铰的螺旋机伸缩装置转动并伸缩的带动螺旋机将渣料输送到地面。
[0013]一种TBM硬岩泥水双模盾构机，包括上述盾构机渣土运输系统。
[0014]有益效果：1、本专利技术在螺旋机需要调整姿态以及双模盾构机TBM模式、泥水模式时，能够通过球形铰接结构实现螺旋机筒体的倾斜，形成一定角度，以便于螺旋机下料口与传送带配合，顺畅出渣；2、在盾构机转弯时，盾体发生偏转存在一定摆角，而此时螺旋机被固定无法动作，本专利技术球铰结构可以实现其在套筒内的相对滑动和偏转，适应盾体的整体偏转；
3、本专利技术尺寸紧凑，灵活性强，配套有润滑密封结构，保证了螺旋机在导向套筒中平稳滑动同时的密封需求，在复杂地质条件下，可完成泥水和TBM硬岩掘进模式的互相切换，解决了泥水
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TBM硬岩掘进切换时，螺旋机伸缩和密封问题，实现双模式自由转换，该装置安全稳定，易于操作，适用性强，复杂地质下可大大提升施工效率，具有良好应用价值。
附图说明
[0015]图1为本专利技术基于球铰的螺旋机伸缩装置的上半部分局部剖视图；图2为铜排展开示意图；图3（a）为螺旋机水平装配姿态示意图，（b）为螺旋机调整姿态示意图；图4（a）为螺旋机伸出
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TBM掘进模式姿态示意图，（b）为螺旋机回缩
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泥水掘进模式姿态示意图；图5（a）为双模盾构机正常掘进状态示意图，（b）为双模盾构机转弯偏转状态示意图。
具体实施方式
[0016]一种基于球铰的螺旋机伸缩装置，如图1所示，包括螺旋机、铰接球内球1、铰接球外球2、液压油注入口3、润滑油注入口4、密封压环组5、套筒6、铜排导轨7、O型橡胶圈8、外球密封圈9、内球密封圈11、刮浆板10。
[0017]套筒6套装在螺旋机筒体的外部，球铰结构安装在螺旋机上，使得螺旋机通过球铰结构在套筒6内转动并滑动。具体的，球铰结构包括内球1和外球2。内球1的外表面为光滑凸面，内表面与螺旋机筒体外表面焊接装配。外球2的内表面为与内球1外表面相适配的内凹面，内球1可沿外球2内表面转动，带动螺旋机相对转动。同时，外球2可在套筒内沿轴向伸进伸出，为了提高外球2的耐磨性能，外球2与套筒6的接触面上设有周向的铜排7，铜排7上开设有注油孔，通过注入润滑油在外球2与套筒6之间形成油膜，利于外球2相对于套筒6的平滑滑动，如图2所示。铜排7的两端分别设有密封压环组5，对油膜形成密封，防止杂质进入油膜磨损铜排7。
[0018]内球1的外周设有内球密封圈11，外球2与套筒6的接触面上设有外球密封圈9。由于前端为泥浆介质，外球密封圈9的前端设有圈状的刮浆板10，刮去杂质，对密封圈起到保护作用。外球2的外端面设有液压油注入口3和润滑油注入口4，液压油注入口3通过通道分别向密封压环组5、外球密封圈9和内球密封圈11内注入液压油，外球、内球密封圈在液压油的压力作用下膨胀形成良好的密封。润滑油脂通过润滑油注入口4进入管道向下流至内、外球2的接触面进行充分润滑，减小摩擦；另一部分润滑油向上注入至铜排7内，在铜排7和套筒6接触面形成光滑油膜，使螺旋机能沿圆筒稳定的前后移动，通过移动最终实现螺旋机的伸缩功能。此外，内球1和外球2之间设有O型橡胶圈8进行密封，防止两球面间润滑油大量泄漏。
[0019]一种盾构机渣土运输系统，包括设置在泥水仓中的集渣装置以及基于球铰的螺旋机伸缩装置，掘进产生的岩石和渣土通过集渣装置进行收集，并通过所述基于球铰的螺旋机伸缩装置转动并伸缩的带动螺旋机将渣料输送到地面。
[0020]一种TBM硬岩泥水双模盾构机，包括盾构机渣土运输系统。TBM硬岩泥水双模盾构
机转换模式时，在水平牵引油缸的牵引下，将螺旋机平稳缩回，同时关闭螺旋机后端下料闸门。此时，集渣斗与土舱下半部连通，原土舱形成具有承压能力的泥水舱，通过顶部进浆管和底部排浆管在泥水舱。
[0021]为了实现螺旋机的转动和伸缩功能，通过内、外球的配合，使螺旋机可与套筒6形成一定倾角，便于调整螺旋机微端的高度位置，下料口能够更加灵活地与传送皮带机进行配合，使其能在有限空间进行一定的调整。内外球交界面注入润滑油脂，并通过O型橡胶圈8进行密封，使螺旋机调整时更加平稳顺畅。由于双模盾构机前端为土舱，在泥水模式时需要能够承压和密封，因此，配置了内球密封圈11和外球密封圈9，并向内部注入液压油，使其膨胀后承压密封。螺旋机前后移动时，在圆周方向设置的铜排7加工有多个润滑孔，润滑油通过润滑孔充满间隙，并在前后端面配置密封压环组5。由于铜排7导热性较好，润滑油温度升高，油膜粘度降低，加强其润滑性能，可使螺旋机在油缸施加外力情况下进行前后顺畅移动。
[0022]如图3（a）所示，装配调试阶段，螺旋机、外球2及套筒6相互配合装配，向润滑油注入口4中注入润滑油形成油膜后，使螺旋机沿套筒6内壁滑至底端，完成螺旋机水平装配状态。再通过吊机，将螺旋机尾端吊起形成一定角度，安装螺旋本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于球铰的螺旋机伸缩装置，其特征在于：包括螺旋机、套装在螺旋机外部的套筒、安装在螺旋机上的球铰结构，所述螺旋机通过球铰结构在套筒内转动并滑动。2.根据权利要求1所述的基于球铰的螺旋机伸缩装置，其特征在于：所述球铰结构包括与螺旋机固定的内球、与内球相适配的外球，所述内球带动螺旋机相对于外球以球形接触面相对转动，所述外球在套筒内部沿长度方向滑动。3.根据权利要求2所述的基于球铰的螺旋机伸缩装置，其特征在于：所述外球与套筒的接触面上设有周向的铜排，所述铜排上开设有注油孔。4.根据权利要求3所述的基于球铰的螺旋机伸缩装置，其特征在于：所述铜排的两端设有密封压环组。5.根据权利要求2所述的基于球铰的螺旋机伸缩装置，其特征在于：所述内球的外周设有内球密封圈，所述外球与套筒的...

【专利技术属性】
技术研发人员：于泽阳，周宇，刘滨，张阳，刘清国，姜鹏，贺民璐，
申请(专利权)人：中交天和机械设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：