CN109854268A - 一种隧道掘进机的可推出式超挖滚刀装置及滚刀调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可推出式超挖滚刀装置，包括：刀盘承力结构；侧支撑板，侧支撑板上设有第一驱动装置，第一驱动装置连接一侧向承压板，且侧向承压板与承力结构之间形成一移动通道，且移动通道的延伸方向为倾斜地远离刀盘承力结构；滚刀组件，其设于移动通道内；第二驱动装置，其与滚刀组件相连，以驱动滚刀组件在移动通道内移动，以将滚刀组件推出至目标位置。其在施工中能够方便而灵活地依据具体工况提高或降低隧道掘进机掘进过程中的扩挖量，减少卡机状况，操作简便，成本低。

Description

一种隧道掘进机的可推出式超挖滚刀装置及滚刀调整方法

技术领域

本发明涉及隧道施工机械技术领域，具体涉及一种隧道掘进机的可推出式超挖滚刀装置及滚刀调整方法。

背景技术

在深部地层采用隧道掘进机(TBM)掘进施工过程中，由于赋存高应力环境以及围岩自身较为软弱等特性，在开挖卸荷与扰动作用下极易发生挤压大变形和时效流变，诱发TBM卡机故障。在此类特殊地质条件下，需要扩大TBM刀盘超挖间隙，从而降低TBM卡机风险。目前已有的刀盘扩挖方式主要依靠刀箱结构、刀箱位置的调整等方式实现，不仅扩挖量调整范围有限，且存在操作过程复杂、人力成本高等缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种隧道掘进机的可推出式超挖滚刀装置及滚刀调整方法，以实现超挖度的灵活调整控制。

为达到该目的，第一方面，本发明提供一种可推出式超挖滚刀装置，包括：

刀盘承力结构；

侧支撑板，所述侧支撑板上设有第一驱动装置，所述第一驱动装置连接一侧向承压板，且所述侧向承压板与所述承力结构之间形成一移动通道，且所述移动通道的延伸方向为倾斜地远离所述刀盘承力结构；

滚刀组件，其设于所述移动通道内；

第二驱动装置，其与所述滚刀组件相连，以驱动所述滚刀组件在移动通道内移动，以将所述滚刀组件推出至目标位置。

进一步地，所述移动通道由相对设置的刀座滑槽间的区域构成，所述一侧刀座滑槽与刀盘承力结构固定连接，所述另一侧刀座滑槽与侧向承压板固定连接，所述滚刀组件与所述刀座滑槽滑动连接。

进一步地，所述第一驱动装置包括第一液压伺服装置，所述第二驱动装置包括第二液压伺服装置，所述第一液压伺服装置和第二液压伺服装置均通过液压油管与液压油泵连接，所述液压油泵固定于刀盘承力结构上。

进一步地，所述第一液压伺服装置通过第一液压伸缩杆与侧向承压板连接；所述第二液压伺服装置通过第二液压伸缩杆与滚刀组件连接。

进一步地，所述第二液压伺服装置与行程测量装置电性连接。

进一步地，所述刀座滑槽两端设有限位凸条。

进一步地，所述第二液压伸缩杆通过传力板与滚刀组件连接。

第二方面，本发明提供一种隧道掘进机，该隧道掘进机包含前述的可推出式超挖滚刀装置。

第三方面，本发明提供一种隧道掘进机的滚刀调整方法，包括：

操纵第一驱动装置带动侧向承压板向移动通道外侧方向移动，再操纵第二驱动装置带动滚刀组件在移动通道内移动以对滚刀组件进行位置调节，然后操纵第一驱动装置带动侧向承压板向移动通道内侧方向移动以卡紧滚刀组件；所述移动通道的延伸方向为倾斜地远离所述刀盘承力结构。

进一步地，所述操纵第二驱动装置带动滚刀组件在移动通道内移动的步骤中，采用行程测量装置进行移动距离实时测量，所述行程测量装置为位移传感器或激光测距仪。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

设置倾斜的移动通道，利用液压伺服装置对滚刀组件位置进行实时调整和固定，可以方便而灵活地依据具体工况提高或降低TBM隧道掘进过程中的扩挖量，有效地减少卡机状况发生，提高挖掘效率，且操作简便；滚刀组件的推出行程阈值可根据前期地质勘探结果提前设计，从而满足工程所需最大推出行程量；本装置构造简单，所用零部件加工简便，能够实现超挖度的灵活调整控制，并进一步降低操作难度和人力成本。

附图说明

图1为本发明实施例中可推出式超挖滚刀装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例中刀座滑槽正视图和剖面图；

图3为本发明实施例中可推出式超挖滚刀工作状态示意图。

图中：1、刀盘承力结构；11、移动通道；2、侧支撑板；201、第一液压伺服装置；220、刀座滑槽；221、限位凸条；3、滚刀组件；401、第二液压伺服装置；5、液压油泵；6、侧向承压板；71、第一液压伸缩杆；72、第二液压伸缩杆；8、液压油管；9、传力板。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

参见图1所示，本发明实施例提供一种可推出式超挖滚刀装置，包括：

刀盘承力结构1；侧支撑板2，侧支撑板2上设有第一驱动装置，第一驱动装置连接一侧向承压板6，且侧向承压板6与承力结构1之间形成一移动通道11，且移动通道11的延伸方向为倾斜地远离刀盘承力结构1；滚刀组件3，其设于移动通道11内；第二驱动装置，其与滚刀组件3相连，以驱动滚刀组件3在移动通道11内移动，以将滚刀组件3推出至目标位置。

进一步地，移动通道11由相对设置的刀座滑槽220间的区域构成，一侧刀座滑槽220与刀盘承力结构1固定连接，另一侧刀座滑槽220与侧向承压板6固定连接，滚刀组件3与刀座滑槽220滑动连接。

进一步地，第一驱动装置包括第一液压伺服装置201，第二驱动装置包括第二液压伺服装置401，第一液压伺服装置201和第二液压伺服装置401均通过液压油管8与液压油泵5连接，液压油泵5固定于刀盘承力结构1上。

进一步地，第一液压伺服装置201通过第一液压伸缩杆71与侧向承压板6连接；第二液压伺服装置401通过第二液压伸缩杆72与滚刀组件3连接。

优选的，第二液压伺服装置401与行程测量装置电性连接。

优选的，刀座滑槽220两端设有限位凸条221。

优选的，第二液压伸缩杆72通过传力板9与滚刀组件3连接。

本发明实施例还提供一种隧道掘进机，该隧道掘进机包含前述的可推出式超挖滚刀装置。

本发明实施例同时提供一种隧道掘进机的滚刀调整方法，包括：

操纵第一驱动装置带动侧向承压板6向移动通道11外侧方向移动，再操纵第二驱动装置带动滚刀组件3在移动通道11内移动以对滚刀组件3进行位置调节，然后操纵第一驱动装置带动侧向承压板6向移动通道11内侧方向移动以卡紧滚刀组件3；移动通道11的延伸方向为倾斜地远离刀盘承力结构1。

作为优选实施例，操纵第二驱动装置带动滚刀组件3在移动通道11内移动的步骤中，采用行程测量装置进行移动距离实时测量，行程测量装置为现有的位移传感器或激光测距仪。

在TBM需要调整超挖间隙时，通过第二液压伺服装置401对滚刀组件3的推出距离进行调整，并通过第二液压伺服装置401连接的行程测量装置实时记录推出距离，使超挖度满足工作需求；参见附图1、2可知，刀座滑槽220左右两边凸条内壁距离d与刀座侧面宽度一致，通过刀座滑槽220的左右两边凸条限制滚刀组件3的推出方向与第二液压伸缩杆72轴线方向一致，刀座滑槽220上下两边限位凸条221内壁距离L由施工前地质勘探结果及分析预先设计确定，从而控制滚刀组件3的推出行程阈值；参照附图3可知，在确定推出距离并推出滚刀组件3后，利用第一液压伺服装置201给侧向承压板6施加足够的侧向力，从而对滚刀组件3进行固定，在滚刀组件3调整和固定工作完成以后，便可实现超挖滚刀对围岩的超挖；第一液压伺服装置201和第二液压伺服装置401中所使用液压油，由液压油泵5通过液压油管8提供。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可推出式超挖滚刀装置，其特征在于，包括：

刀盘承力结构(1)；

侧支撑板(2)，所述侧支撑板(2)上设有第一驱动装置，所述第一驱动装置连接一侧向承压板(6)，且所述侧向承压板(6)与所述承力结构(1)之间形成一移动通道(11)，且所述移动通道(11)的延伸方向为倾斜地远离所述刀盘承力结构(1)；

滚刀组件(3)，其设于所述移动通道(11)内；

第二驱动装置，其与所述滚刀组件(3)相连，以驱动所述滚刀组件(3)在移动通道(11)内移动，以将所述滚刀组件(3)推出至目标位置。

2.根据权利要求1所述的一种可推出式超挖滚刀装置，其特征在于：

所述移动通道(11)由相对设置的刀座滑槽(220)间的区域构成，所述一侧刀座滑槽(220)与刀盘承力结构(1)固定连接；

所述另一侧刀座滑槽(220)与侧向承压板(6)固定连接，所述滚刀组件(3)与所述刀座滑槽(220)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种可推出式超挖滚刀装置，其特征在于：所述第一驱动装置包括第一液压伺服装置(201)，所述第二驱动装置包括第二液压伺服装置(401)，所述第一液压伺服装置(201)和第二液压伺服装置(401)均通过液压油管(8)与液压油泵(5)连接，所述液压油泵(5)固定于刀盘承力结构(1)上。

4.根据权利要求3所述的一种可推出式超挖滚刀装置，其特征在于：

所述第一液压伺服装置(201)通过第一液压伸缩杆(71)与侧向承压板(6)连接；

所述第二液压伺服装置(401)通过第二液压伸缩杆(72)与滚刀组件(3)连接。

5.根据权利要求3所述的一种可推出式超挖滚刀装置，其特征在于，所述第二液压伺服装置(401)与行程测量装置电性连接。

6.根据权利要求2所述的一种可推出式超挖滚刀装置，其特征在于，所述刀座滑槽(220)两端设有限位凸条(221)。

7.根据权利要求4所述的一种可推出式超挖滚刀装置，其特征在于，所述第二液压伸缩杆(72)通过传力板(9)与滚刀组件(3)连接。

8.一种隧道掘进机，其特征在于，该隧道掘进机包含权利要求1至7任意一项所述的可推出式超挖滚刀装置。

9.根据权利要求8所述的一种隧道掘进机的滚刀调整方法，其特征在于，包括：

操纵第一驱动装置带动侧向承压板(6)向移动通道(11)外侧方向移动，再操纵第二驱动装置带动滚刀组件(3)在移动通道(11)内移动以对滚刀组件(3)进行位置调节，然后操纵第一驱动装置带动侧向承压板(6)向移动通道(11)内侧方向移动以卡紧滚刀组件(3)；所述移动通道(11)的延伸方向为倾斜地远离所述刀盘承力结构(1)。

10.根据权利要求9所述的一种隧道掘进机的滚刀调整方法，其特征在于，所述操纵第二驱动装置带动滚刀组件(3)在移动通道(11)内移动的步骤中，采用行程测量装置进行移动距离实时测量。