一种行走机构、控制方法及包含行走机构的盾构机与流程

专利2025-11-28  3


本发明属于隧道施工专用机械设备,涉及一种行走机构、控制方法及包含行走机构的盾构机,具体涉及一种可伸缩式八字行走机构、包含该可伸缩式八字行走机构的盾构机以及对该可伸缩式八字行走机构在掘进过程中进行控制的方法。


背景技术:

1、随着地下空间的开发利用,因盾构法因拥有安全高效、绿色环保且具备一次性全断面隧道开挖、支护成型等特点,在隧道建设中得到广泛应用。但受拟建区域环境复杂、条件苛刻等制约,很多隧道建设提出了“异形断面”、“先隧后站”、“先站后隧”等施工模式,同业也推动着盾构机设计朝着多元化盾构方向发展。

2、在典型的地铁建站和各种隧道对接基站施工案例中,通常采用常规盾构施工时,常因始发洞门或始发架空间有限等情况,需拆卸八字轮对换成钢轮对后过站,之后再更换为八字轮进行施工;或者是,需要重新设计匹配新隧道的八字轮,导致设备适应性能较弱、施工效率较低、相对成本较高。

3、因此,如何设计一种既满足快速过站作业,又可适应变径隧道施工的盾构机八字轮结构,是本技术领域迫切解决的技术难题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种行走机构、控制方法及包含行走机构的盾构机,旨在解决现有技术中设备适应性能较弱、施工效率较低、相对成本较高等问题。

2、本发明提供了一种行走机构,一种行走机构,用于对盾构台车进行支撑并随盾构主机一并在隧道内进行位移,包括轮体组件、伸缩组件和调节组件;

3、所述伸缩组件与轮体组件相连,用于对轮体组件进行伸缩驱动,以使轮体组件跟随伸缩组件进行联动;

4、所述调节组件与轮体组件相连,用于对轮体组件进行限位支撑。

5、可选的,所述调节组件包括连接件、推拉油缸、旋转拉板和连接座;

6、所述推拉油缸的一端与连接件固连,推拉油缸的另一端上安装有旋转拉板;

7、所述连接座与轮体组件相连,且连接座上设有与旋转拉板活动连接的连接部。

8、可选的,所述旋转拉板的横截面设置为中间部位的宽度小于其相互平行的两个侧面的宽度的哑铃形,所述推拉油缸与旋转拉板的中间部位固连;

9、所述连接部包括固定设置于连接座上的第一凸台和第二凸台,第一凸台和第二凸台相互间隔设置,且第一凸台和第二凸台之间的间距大于旋转拉板相互平行的两个侧面之间的间距以及大于旋转拉板的中间部位的宽度而小于旋转拉板相互平行的两个侧面的宽度。

10、可选的,在所述旋转拉板的四个对角处分别设有两件限位凸台和两件旋转柄,两件限位凸台分别沿旋转拉板的其中一个对角设置,两件旋转柄分别沿旋转拉板的另一个对角设置。

11、可选的,所述连接座设置为其中一个侧面设有开口端的u形结构,且在连接座的开口端侧壁上均设有保护层;

12、所述连接部设置于与连接座的开口端相互平行的端面上。

13、可选的,所述轮体组件包括主体框架以及设置于主体框架上的安装座和行走轮组;

14、所述行走轮组设有沿该行走机构的行走方向相互间隔设置的至少两组,单组行走轮组包括用于与主体框架相连的轮组架、与轮组架转动连接的至少一个行走轮以及用于驱动行走轮进行位移的驱动结构;

15、所述安装座包括座体以及设置于座体上的滑槽固定板,座体与主体框架通过铰接结构相互铰接,滑槽固定板与调节组件相互连接。

16、可选的,所述铰接结构包括设置于主体框架上的转轴以及设置于安装座上且与转轴相互匹配的连接槽,所述转轴用于与主体框架相连接的端面设置为平面,而转轴用于与连接槽相连接的端面设置为半圆弧结构。

17、可选的,所述安装座还包括设置于座体上的安装板和缸杆安装板;

18、所述安装板与座体的上端面固连,且在安装板的中间部位开设有用于安装缸杆安装板的安装孔,所述缸杆安装板活动安装于安装孔内并与座体固连,且缸杆安装板的上端面与主体框架之间的距离小于安装板的上端面与主体框架之间的距离。

19、可选的,所述伸缩组件包括固定座、伸缩油缸和缸杆法兰;

20、所述伸缩油缸的固定端与固定座固连,所述伸缩油缸的驱动端上安装有缸杆法兰;

21、所述缸杆法兰用于与轮体组件中的缸杆安装板相连;

22、所述固定座用于与轮体组件中的安装板相连。

23、本发明还提供了一种盾构机,包括盾构主机、设置于盾构主机内的盾构台车以及设置于盾构台车上的多组行走装置;

24、多组行走装置沿盾构台车的盾构方向相互间隔设置,且单组行走装置包括沿隧道中轴线对称设置的两组且相互形成八字形布设的如上述所述的行走机构,且固定座的法向面与台车竖直面夹角设置为30°—45°、所述的伸缩油缸伸缩行程不小于连接座的高度h。

25、可选的,所述盾构台车包括第一框架、第二框架和辅助单元,在第一框架和第二框架上均设有至少一组行走装置。

26、本发明还提供了一种行走机构的控制方法,当盾构台车的始发架底部与行走机构之间存在干涉时,对如上述所述的行走机构进行回缩控制的具体过程如下:

27、控制推拉油缸伸出并当旋转拉板与连接座的连接部相接触后停止;

28、逆时针拨动旋转拉板上的旋转柄,使旋转拉板上的限位凸台置于连接部中第一凸台与第二凸台之间;

29、拆除安装板与固定座之间的连接、连接座的上端面与安装板之间以及连接座的下端面与固定座之间的连接关系;

30、控制伸缩油缸伸出,使固定座的下端面与连接座的上端面之间分离0-3mm,以使此时固定座的下端面与连接座的上端面之间的距离h为h<h≤h+3mm;

31、控制推拉油缸回缩,以使旋转拉板带动连接座进行同步位移至设定位置,推拉油缸停止回缩;

32、顺时针拨动旋转拉板上的旋转柄,使旋转拉板转动至初始位置;

33、控制推拉油缸继续回缩至初始设定位置后停止;

34、启动盾构台车中的辅助单元将拆卸的连接座吊运至盾构台车的存储位置;

35、检查盾构台车中的第一框架与盾构主机之间的接触位置,确保第一框架的前部可由盾构主机完全接触支撑,随后启动伸缩油缸伸出并使缸杆法兰带动下部轮体组件同步回缩至设定位置后停止,此时安装板与固定座处于完全贴合状态;

36、采用螺栓完成安装板与固定座之间的连接,以确保行走机构回缩至四方形始发架区域内部,与始发架无干涉。

37、可选的,当盾构机在由大直径d变径至小直径d的隧道段进行施工时,对行走机构进行回缩控制的具体过程为:采用与步骤一相同的过程对安装座进行拆卸。

38、可选的,当盾构机在由小直径d变径至大直径d的隧道段进行施工时,对行走机构进行伸出控制的方式为:采用与步骤一相反的过程进行,以将连接座进行安装。

39、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

40、(1)本发明中的行走机构,通过设置伸缩机构与调节装置,在无须完全拆装行走轮组的情况下,实现行走轮对快速伸展与回缩功能,满足盾构机过站作业或变径隧道施工需求,一定程度上提高施工效率、提升设备适应性能、降低施工成本。

41、(2)本发明中的包含行走机构的盾构机,通过设置若干组行走装置、每组行走装置设置两件行走机构,并将两件行走机构相互呈八字形设置,以即保证了行走需求,又能够实现在过站作业及变径隧道中的不同工况作业需求。

42、(3)本发明中的行走机构控制方法,通过以盾构机过站作业为例,能够控制轮体组件根据不同的工况需求进行伸展或回缩,以满足盾构机过站作业和/或变径隧道施工的需求。

43、除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。


技术特征:

1.一种行走机构,用于对盾构台车(4)进行支撑并随盾构主机(5)在隧道内进行位移,其特征在于,包括轮体组件(1)、伸缩组件(2)和调节组件(3);

2.根据权利要求1所述的行走机构,其特征在于,所述调节组件(3)包括连接件(3.1)、推拉油缸(3.2)、旋转拉板(3.3)和连接座(3.4);

3.根据权利要求2所述的行走机构,其特征在于,所述旋转拉板(3.3)的横截面设置为中间部位的宽度小于其相互平行的两个侧面的宽度的哑铃形,所述推拉油缸(3.2)与旋转拉板(3.3)的中间部位固连;

4.根据权利要求3所述的行走机构,其特征在于,在所述旋转拉板(3.3)的四个对角处分别设有两件限位凸台(3.3.1)和两件旋转柄(3.3.2),两件限位凸台(3.3.1)分别沿旋转拉板(3.3)的其中一个对角设置,两件旋转柄(3.3.2)分别沿旋转拉板(3.3)的另一个对角设置;

5.根据权利要求1-4任意一项所述的行走机构,其特征在于,所述轮体组件(1)包括主体框架(1.1)以及设置于主体框架(1.1)上的安装座(1.2)和行走轮组(1.3);

6.根据权利要求5所述的行走机构,其特征在于,所述铰接结构包括设置于主体框架(1.1)上的转轴以及设置于安装座(1.2)上且与转轴相互匹配的连接槽,所述转轴用于与主体框架(1.1)相连接的端面设置为平面,而转轴用于与连接槽相连接的端面设置为半圆弧结构。

7.根据权利要求6所述的行走机构,其特征在于,所述安装座(1.2)还包括设置于座体上的安装板(1.2.1)和缸杆安装板(1.2.2);

8.根据权利要求7所述的行走机构,其特征在于,所述伸缩组件(2)包括固定座(2.1)、伸缩油缸(2.2)和缸杆法兰(2.3);

9.一种盾构机,其特征在于,包括盾构主机(5)、设置于盾构主机(5)内的盾构台车(4)以及设置于盾构台车(4)上的多组行走装置;

10.一种行走机构的控制方法,其特征在于,当盾构台车的始发架底部与行走机构之间存在干涉时,对如权利要求8所述的行走机构进行回缩控制的具体过程如下:


技术总结
本发明提供了一种行走机构、控制方法及包含行走机构的盾构机,用于对盾构台车进行支撑并随盾构主机一并在隧道内进行位移并通过其控制方法实现盾构机的过站作业需求和/或盾构机的变径作业需求,包括轮体组件、伸缩组件和调节组件;伸缩组件与轮体组件相连,用于对轮体组件进行伸缩驱动,以使轮体组件跟随伸缩组件进行联动;调节组件与轮体组件相连,用于对轮体组件进行限位支撑。本发明中的行走机构,通过设置伸缩机构与调节装置,在无须完全拆装行走轮组的情况下,实现行走轮对快速伸展与回缩功能,满足盾构机过站作业或变径隧道施工需求,一定程度上提高施工效率、提升设备适应性能、降低施工成本。

技术研发人员:田金坤,谢蛟,张帅坤,熊晨君,范瑞强,王朝辉,冯永,马洁荣
受保护的技术使用者:中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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