CN85107766A - 掩护支架平硐掘进机 - Google Patents

Abstract

掩护支架平硐掘进机包括：一个掩护机体，它有一个逐渐向后收敛的前面部分；一个安装在掩护机体上並由隔板止推的可转动的曲轴；一个与曲轴一端联接的驱动机构，曲轴另一端可转动地支撑锥形或截头锥形的转头，该转头安装在掩护机体的前面部分，並且能够偏心转动；一个驱动转头转动的齿轮机构；以及一种使岩屑从隔板前面区域***到后面区域的装置，当该掘进机由千斤顶推动在地里行进时，在机体前部的转头和机体之间堆集的岩屑可被压缩并向后运送。

Description

本发明有关于掩护支架平硐掘进机，特别是对用管式顶进法，在地下铺设管道用的掩护支架平硐掘进机。

在美国专利系列号4，311，411中公开的一种管式顶进法，是把掩护支架平硐掘进机放置在被推进的一组管子的最前面。当安装在平硐掘进机上的转动刀头运转挖掘平硐表面时，所说的管子和前面的平硐掘进机被安装在传动轴和与它相邻的、最后面那根管子上的推进千斤顶推动。因此，管子和平硐掘进机都被推进到由上述刀头挖掘的地下隧道中。

转动刀头安装在掩护机体内一块横跨机体的隔板的前部。在平硐掘进机推动管子行进时，从平硐表面挖出的岩屑，通过上述刀头，充满了刀头和隔板之间的前部区域，这些充满上述隔板前部区域的岩屑，起着把平硐表面的泥土压力传递到掩护机体隔板的作用，又可传递隔板对平硐表面的反作用力。这个反作用力与泥土压力平衡，因此，平硐表面保持稳定，不致于坍塌或***。

按照惯例，隔板前部区域的岩屑，是随着上述刀头一起转动的，岩屑被推动到一个类似螺旋传送器的***设备，它装在该隔板的一个较低部位，***物通过***设备输送到隔板的后面。然而，转动的岩屑和隔板之间，存在很大的摩擦力，使得上述刀头的转动需要很大的转矩。因此，对管式顶进法来说，使用小型刀头驱动装置和使用小型掩护支架掘进机就难于实现，也就是说，采用直径小的掩护机体结构是很困难的。

然而，在沙砾地里挖掘和推进时，必须特别考虑到减少岩屑与隔板之间的摩擦力。一个减少摩擦力的有效方法的实施例，通常是在平硐表面加入压缩的高浓度泥浆，使平硐表面稳定，同时，使岩屑更具有流动性。但是，使用压缩泥浆，需要不断地处理混有岩屑的泥浆，另外，岩屑处理出现的难题，涉及到整套装置、成本以及诸如此类的其它问题。另外，对隔板前面区域充满的岩屑施加压力，必然使这部分区域的摩擦力增加。要减少摩擦力，又需要尽量减少压力。然而，为使平硐表面稳定，作用在岩屑上的压力不能减小到小于平硐表面泥土的压力。所以，利用泥浆的润滑作用来减少摩擦力，自然是很有限的。

本发明的目的之一是，减小刀头和隔板前面区域中，由转动的岩屑或者矿物和刀头一起所产生的摩擦力，以及减小隔板和岩屑之间的作用力。

本发明的另一个目的是，提供一种掩护支架平硐掘进机，它适用于更为广泛的领域，无论是松软的土地，还是坚硬的土地。

按照本发明，掩护支架平硐掘进机包据：一个掩护机体，它的前面部分具有大致相同的内径，或者是逐渐向后收敛的内径，隔板装在机体前面区域的后部，横跨该掩护机体。利用隔板支撑一个可转动的曲轴，曲轴的一端连接到一个驱动机构上，驱动机构位于隔板后面。曲轴的另一端延伸到隔板的前面，在曲轴的这一端，支撑一个锥形或截头锥形的、可转动的转头，该转头位于上述掩护机体的前面部分。一台驱使该转头转动的齿轮机构，它包括固定在隔板和转动头其中之一上的内齿轮，和固定在另一个上的外齿轮，以及一个将岩屑从隔板的前面区域***到后面区域的装置。

按照本发明，在转动头和掩护机体的整个内圆周表面之间堆集的岩屑的转动方向与转头的旋转方向相反，岩屑被压紧並且直线移动到***口。这样，作用在岩屑和掩护机体隔板。以及平硐掘进机其它部件之间的摩擦力就能减少。上述部件和其它部件，以及发明的特点，按照下面的详细说明，结合本发明实施例的附图，就会一目了然。

图1所示是本发明掩护推动装置的纵剖面图;

图2是取自图1中，沿2-2线的局部断面图;

图3是从图1的3-3线方向观看的局部端面图。

如图1所示，按照本发明，掩护支架平硐掘进机10，包括掩护机体12，机体有前面部分12a，中间部分12b，和后面部分12c，以及普通锥形转头16，转头安装在掩护机体前面部分12a的空间14内。当平硐掘进机10用于管式顶进法时，正如本发明所属技术领域的人所熟悉的那样，由钢或混凝土材料制成的一组管子（图中未示出），在掩护机体12的后面彼此衔接。这些管子的后面又联接一个带传动轴的液压千斤顶（图中未示出），由千斤顶推动这些管子。

掩护机体12的前面部分12a是一个逐渐向后收敛的腔体，有一个内圆周表面18围绕空间14。中间部分12b位于掩护机体12的前面部分12a之后，12b处装有横跨掩护机体的隔板20。在隔板20后面，掩护机体12的中间部分12b上装有一组方向校正支柱22（图1中只示出支柱中的一个）。

曲轴24是为支撑并使偏心转头16旋转而设置的。曲轴24的传动轴部分25a由一对滚柱轴承28止推，滚柱轴承28装在轴套26上，而轴套26安装在隔板20上。另外，传动轴部分25a由键固定在驱动机构30的输出轴31上，驱动机构包括一个马达，和一个减速齿轮，驱动机构通过托架29a，由螺钉29b固定在隔板20上。另一方面，曲轴24另一边的传动轴部分25b，通过一对滚柱轴承32止推，并连接到转动头16上。在传动轴25a和25b之间，曲轴24具有一个偏心矩e（见图1和图2）。

一对管子34和36，穿过隔板延伸並安装在隔板20的较低部位，34和36两个管子都朝着隔板的前面开口，与岩屑腔38连通，岩屑腔在掩护机体中间部分12b的隔板20的前边构成。管子34是液体供应管，它把泥浆水和清水送到隔板20的前边。管子36是***管，用以***地里过剩的水和岩屑，它把泥沙连同液体一起输送到隔板的后边。岩屑则用一个早已熟知的螺旋输送器来***，以代替液体输送方式。

内齿轮30装在隔板20上，和内齿轮啮合的外齿轮安装在转动头16上。如实施例中所示，内齿轮40位于有法兰43的圆柱构件44的内圆周表面，用螺钉46延伸通过法兰43将圆柱构件44固定在隔板20上。另一方面，外齿轮42位于有法兰47的圆柱构件48的外圆周表面，用螺钉50延伸通过法兰47，将圆柱构件48固定在转动头16上。曲轴24，内齿轮40和外齿轮42，通过驱动机构30驱动它们转动，构成一个行星齿轮机构。曲轴24转动时带动转动头16进行偏心回转运动，同时，与外齿轮啮合的内齿轮迫使转头自转。此时，转头16自转方向与曲轴24的转动方向相反，上述转头16的偏心运动是围绕曲轴24传动轴25a的轴线的旋转运动，转头16本身的转动则是围绕着自己的轴线。

如图1和图3所示，转头16装有固定在其末端的组合刀头60，在实施例中示出，组合刀头60包括许多幅条62，从转头16按放射状排列着，一组刀头或刀片64安装在相应的幅条上。如果不采用上述早已熟知的组合刀头（图中未示出），可以安装一个至少含有一个槽的碟盘，该槽内有许多向前凸出的刀头或刀片。如在松软的土地里使用平硐掘进机时，用不着组合刀头60，可以予先把它拆去。

为了改进转头16粉碎岩屑，特别是砾石的性能，在掩护机体前面部分12a的内圆周表面18，以及转动头16的外圆周表面17上，都配装有许多带尖顶的凸块66和68。凸块66和68可以连续地或间断地分布在上述内圆周和外圆周表面18、17的圆周方向上，或者连续地或间断地按螺旋状分布。

平硐掘进机10配有密封装置70，用于将转头16和隔板20之间的缝隙密封起来。密封装置70包括一个环72和螺旋弹簧74。环72放置在圆柱构件48的***、向转头16的后方开口的内槽75中。环72能够沿曲轴24的轴向移动。环72的***装有0环76。螺旋弹簧74放在孔77中，孔77与内槽75相通，弹簧74紧压环72，使它紧靠在圆柱构件44的端面上，以实现环和圆柱构件之间的密封。由于在上述密封装置中使用了弹簧74，使环72始终紧紧压靠在圆柱构件44上，即使环72和圆柱构件44的接触面磨损，两个构件之间的密封效果也能保持很长时间。如果不按实施例所示那样做，也可以把上述密封环放在隔板20一边，以实现环和圆柱构件48之间的密封。无论按哪一种情况，储存在油槽80中的润滑油，都可以通过通道82、84、86和88，轴承28以及通道90输送到环72和圆柱构件44之间。

如图中实施例所示，掩护机体12的前面部分12a有一个逐渐向后收敛的腔体。虽然安置在前面部分的转头16是普通圆锥形的，但也可以用截头圆锥形或圆柱形转头代替圆锥形转头。当转头为圆锥形或截头圆锥形时，掩护机体的腔体也可以做成大小几乎不变。

下面说明一下平硐掘进机10的运行情况。当驱动机构30带动曲轴24转动时，转头16以偏离掩护机体12中心的偏心矩e回转，回转方向与曲轴24的转动方向相同。在转头16回转的同时，由于固定在转头16上的外齿轮42与固定在隔板20的内齿轮40的啮合状态，使转头16环绕曲轴24的传动轴25b转动，这个转动的方向与曲轴24的转动方向相反，在这种情况下，当千斤顶（图中未示出）从后面推动混凝土管使平硐掘进机10前进时，並挖掘平硐表面，从而把诸如泥土、沙砾等岩屑收集到掩护机体内，岩屑在转头16和掩护机体12之间被挤压並送到后面。这样，岩屑就被传送到岩屑腔38，通过管子36***到隔板20的后面。

按照本发明，转头的旋转以及与该旋转方向相反的回转，使转头和掩护机体的整个内圆周表面挤压它们之间收集到的岩屑，並沿直线移动岩屑，把它们传送到***口。因此，岩屑与掩护机体隔板，以及平硐掘进机其它部分之间的摩擦作用就可减小。这样一来，相对小型的驱动器就能够用来驱动转头和组合刀头。把本发明用于采用管式顶进法的掩护支架平硐掘进机，使用小型驱动器，也就是小直径掩护机体，就可以成为现实。

Claims (5)

1、一个掩护支架平硐掘进机包括：

一个掩护机体，它有一个逐渐向后收敛的前部；

一个隔板，它安装在掩护机体前面部分之后，横跨该掩护机体；

一个由隔板止推並可转动的曲轴，其一端联接安装在隔板后面的驱动机构，另一端则延伸到隔板的前面；

由曲轴所说的另一端可转动支撑的圆锥形或者截头圆锥形转头，该转头安装在掩护机体的前面部分；

一个驱动转头旋转的齿轮机构，包括固定于上述隔板和转头其中之一上的内齿轮，以及固定于另一个上的外齿轮；

一个把岩屑从上述隔板的前面区域***到后面区域的装置。

2、根据权项1所要求的掩护支架平硐掘进机，其中还包括密封上述隔板和转头之间间隙的装置，该装置设在隔板和上述转头的其中之一上，该装置包括一个能在曲轴上轴向移动的环，以及一个使该环偏向上述隔板和转头另一上的弹簧。

3、根据权项1所要求的掩护支架平硐掘进机，其中所述转头的***面上具有许多凸块，这些凸块有各自的尖端。

4、根据权项1所要求的掩护支架平硐掘进机，其中在掩护机体前面部分的内周围表面上设置有许多凸块，这些凸块有各自的尖端。

5、根据权项1所要求的掩护支架平硐掘进机，其中它还包括安装在该转头前端的组合刀头。

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