专利名称：螺旋输送机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种土压平衡盾构，特别涉及一种土压平衡盾构的碴土输送用螺旋输送机。
背景技术：
土压平衡盾构的碴土输送采用螺旋输送机方式，就国内现有的盾构使用情况看，大都采 用有轴螺旋式，其中又大致分为两种驱动模式，即周边驱动、中心出碴和中心驱动、底部 出碴。周边驱动优点是能够于中心部利用碴土的惯性将碴土输送至皮带机上，回转轴承可采 用滑动式和滚动式；中心驱动优点是可以实现大扭矩，利于脱困，缺点是底部出碴削弱了碴 土的惯性，降低了出碴效率。螺旋输送机的伸縮功能设置，就设计本身是出于关闭土仓仓门、 保压、进仓换刀、拆机方便角度考虑，有一定的实用性。然而，实际施工过程中，螺旋输送 机的两个闸门即可满足上述使用要求，所以伸縮功能的使用频率是极低的。
实用新型内容
根据土压平衡盾构的碴土输送需求，本实用新型提供一种新式螺旋输送机。 本实用新型螺旋输送机，应用在土压平衡盾构上，所述螺旋输送机由若干节基本筒体、 驱动及闸门连接筒体和弧形门安装筒体组成的筒体、由中心杆和螺旋叶片组成的螺旋轴、驱 动箱、第一闸门、第二闸门构成，若干节基本筒体依次连接，再连接驱动及闸门连接筒体， 最后连接弧形门安装筒体，螺旋轴置于筒体内部，驱动箱置于驱动及闸门连接筒体一侧，第 一闸门置于驱动及闸门连接筒体末端，第二闸门置于弧形门安装筒体末端。
本实用新型螺旋输送机，其中每节所述基本筒体上设有土压传感器和观察窗。 本实用新型螺旋输送机，其中所述第一闸门为上下对开式，每个门扇安装一套双向油缸。
本实用新型螺旋输送机，其中所述第二闸门为弧形门，其内壁上安装有橡胶密封。 本实用新型螺旋输送机，其中所述驱动箱和驱动及闸门连接筒体之间装有缓冲装置， 该缓冲装置包括M20螺栓、第一连接件、第二连接件、第三连接件和第四连接件，驱动箱和 驱动及闸门连接筒体用M20螺栓连接，第二连接件、第四连接件采用模数为10的齿连接，第 一连接件和第三连接件分别和第二连接件留有一定量间隙，第三连接件与第四连接件间留少 量间隙。本实用新型螺旋输送机，双道闸门保证了螺旋输送机入口端的密封，土压传感器和观察 窗可以及时了解筒体内的碴土输送情况，正反运转的驱动箱，可以解除碴土输送过程中的堵 塞，驱动箱和筒体之间的缓冲装置减轻了螺旋轴对滑动轴承的挤压和冲击，延长了使用寿命。
图1是本实用新型螺旋输送机的示意图2是本实用新型螺旋输送机驱动部分放大图。
具体实施方式
为进一步阐述本实用新型螺旋输送机，下面结合实施例作更详尽的说明。
本次设计，选择中心轴螺旋杆无伸縮式的螺旋输送机。螺旋输送机主要由驱动装置、筒
体、螺杆、闸门等组成。为了随时能够监控工作状态，在螺旋输送机的筒体上不同的位置设
有土压传感器。
螺旋输送机可变速，可逆转。泥土入口端安装在盾构开挖面底部，固定于盾体下部安装 支座上，倾斜安装，角度21.5° 。
1、 筒体
螺旋输送机筒体有五节组成，包括前三节基本筒体1和驱动与闸门连接筒体4，以及弧 形门安装筒体7。筒身采用Q345材料，可以保证有一定的强度和耐磨性。
内径800mra，为快速掘进时，大出碴量提供硬件支持；为便于观察碴土在筒体内部的疏 导情况、螺旋轴的磨损成都以及排除故障，在每节筒体上都设置有观察窗2 (图l);在粘土、 砂质粘土、砂土地层中，若土仓中碴土改良不很理想状况下，螺旋输送机可能会面临出碴不 畅、扭矩增大、噪声等问题，所以在筒体上预留碴土改良孔3 (包括泡沫孔和膨润土孔)；为 了能够实时监控螺旋输送机的工作压力，在进料端及近驱动端分别设置有压力传感器。
2、 螺旋轴
螺旋轴-螺旋叶片10厚度30mm，节距630mm;中心杆11釆用中空，壁厚35ram外径194mm 无缝钢管；螺旋轴整体需要具耐磨特性，尤其在进料端，在前三个节距中心杆用耐磨焊条堆 焊；螺旋叶片按叶片形状压制复合耐磨板，并焊接在叶片上，螺旋轴整体焊接完成后，在卧 式车床上车削外圆后，堆焊5mm耐磨焊条。
3、 闸门
考虑到取消伸縮功能，螺旋输送机无法将螺旋轴从土仓内縮回，从而取消隔墙土仓门的 问题，保证土仓压力，并极好的实施止水、防喷涌问题的发生，本设计采用两道闸门，第一 闸门6为上下对开式，分别有一套控制系统，采用双作用油缸，可单独实现开合，单边行程400mm。用以调节出碴量，实现土压平衡。第二闸门8采用弧形样式，弧形门最大可敞开66 度角，油缸行程415ram，门与门框之间有压縮量2mra的橡胶密封9作为止水密封。 4、驱动装置(见图2)
综合中心驱动和周边驱动功能实现及性价比考虑，采用周边驱动、滑动轴承是比较经济 实惠的选择。
a、结构
驱动装置由驱动箱5、液压马达5A (见图1)、小齿轮12、大齿圈13、滑动轴承传动套 14等构成。液压马达5A可根据控制实现正反转，用以脱困；在驱动箱上设置有土压传感器， 用来检测大齿圈的转动，反馈到控制系统，然后根据土仓压力来调节马达转速，控制螺旋轴 的转速，实现土压平衡。
一般滚动轴承都可以依靠滚子、滚道之间游隙吸收一部分的冲击，不至于造成轴承的过 早破坏，延长使用寿命，而滑动轴承则不具备此特性，在碴土改良不佳及特殊地质段情况下， 极有可能出现大粒径卵石，砾石进入螺旋输送机的情况，造成卡住从而使螺旋轴挠曲现象的 发生，若此发生于驱动端附近，滑动轴承的负担是巨大的，在不能准确估量轴承寿命的情况 下，就非常有必要设计能改善轴承受力的机构。
传统设计是将驱动筒节4与驱动箱5设计成螺栓连接，即将驱动箱5完全固定于驱动筒 体4上，驱动箱5通过液压马达5A驱动大齿圈13，从而带动螺旋轴11转动。此设计的弊端 是在螺旋轴ll发生大的磨损后，前端整体垂落至筒底，产生有较大的挠曲变形。设想，有石 块输送至近驱动端时，刚好发生卡住、顶死现象，此时设计中为保证转动灵活而预留的叶片 与筒体间隙，将成为变形填充空间。已知驱动箱5固定，滑动轴承传动套14与驱动箱5之间 为过盈配合，所以螺旋轴11的变形势必要对滑动轴承传动套14造成挤压，甚至冲击，最终 影响使用寿命。
为达到扬其长而避其短的目的，在延续上述传动模式的基础上而在驱动筒体4、驱动箱5 连接处做文章，在其间增加一个缓冲装置，驱动及闸门连接筒体4、驱动箱5用M20螺栓20 连接起来，其中第二连接件22、第四连接件24采用模数为10的齿连接。第一连接件21和 第三连接件23分别和第二连接件22留有一定量间隙，用以补偿驱动装置的径向活动。第三 连接件3与第四连接件4为主要受力部件，两连接件间留少量间隙(0.5~lmm)，目的是在此 间隙不够大的情况下，能够保证第四连接件4、驱动箱5，螺旋轴ll的同轴度基本不受影响。
本实用新型改变了传统设计中筒体与驱动箱固结无相对运动的思路，使螺旋轴在受径向 力而发生径向跳动的同时，滑动轴承传动套14亦跟随螺旋轴11动作，不存在有挤压和冲击的状况，改善了轴承的受力，可以大大延长其使用寿命。当然这一系列的变化，是在及其微 小的范围内产生，用肉眼是无法观察到的，所以也就不存在传动的平稳性受到破坏的现象。 b、优点
i) 、当盾构进入砂卵石地层，螺旋叶片的磨损加剧的工况下，避免因挠度加大产生的螺 旋轴与驱动部同轴度变化，从而降低了滑动轴承的被动磨损及破坏，延长使用寿命。
ii) 、当近驱动端螺旋轴受径向力时，驱动端可以发生径向错动，对轴承的挤压力大大降
低，延长使用寿命。
iii) 、换言之，产品的使用寿命即是经济效益，哪怕只有分毫的质量提升，也符合社会 对产品更优更新的追求理念。
权利要求1、一种螺旋输送机，应用在土压平衡盾构上，其特征在于所述螺旋输送机由若干节基本筒体(1A)、驱动及闸门连接筒体(4)和弧形门安装筒体(7)组成的筒体(1)、由中心杆(11)和螺旋叶片(10A)组成的螺旋轴(10)、驱动箱(5)、第一闸门(6)、第二闸门(8)构成，若干节基本筒体(1)依次连接，再连接驱动及闸门连接筒体(4)，最后连接弧形门安装筒体(7)，螺旋轴(10)置于筒体(1)内部，驱动箱(5)置于驱动及闸门连接筒体(4)一侧，第一闸门(6)置于驱动及闸门连接筒体(4)末端，第二闸门(8)置于弧形门安装筒体(7)末端。
2、 根据权利要求1所述的螺旋输送机，其特征在于每节所述基本筒体(1A)上设有土 压传感器(3)和观察窗(2)。
3、 根据权利要求2所述的螺旋输送机，其特征在于所述第一闸门(6)为上下对开式， 每个门扇安装一套双向油缸。
4、 根据权利要求3所述的螺旋输送机，其特征在于所述第二闸门(8)为弧形门，其 内壁上安装有橡胶密封(9)。
5、 根据权利要求4所述的螺旋输送机，其特征在于所述驱动箱(5)和驱动及闸门连 接筒体(4)之间装有缓冲装置，该缓冲装置包括M20螺栓(20)、第一连接件(21)、第二连 接件(22)、第三连接件(23)和第四连接件(24)，驱动箱(5)和驱动及闸门连接筒体(4) 用M20螺栓(20)连接，第二连接件(22)、第四连接件(24)采用模数为10的齿连接，第 一连接件(21)和第三连接件(23)分别和第二连接件(22)留有一定量间隙，第三连接件(23)与第四连接件(24)间留少量间隙。
专利摘要一种螺旋输送机，应用在土压平衡盾构上，由多节组成的筒体、螺旋轴、驱动箱、两道闸门构成，螺旋轴置于筒体内部，驱动箱置于筒体一侧，第一闸门置于驱动及闸门连接筒体末端，第二闸门置于弧形门安装筒体末端，每节筒体上设有土压传感器和观察窗第一闸门为上下对开式，每个门扇安装一套双向油缸，第二闸门为弧形门，其内壁上安装有橡胶密封，驱动箱和驱动及闸门连接筒体之间装有缓冲装置。本实用新型螺旋输送机，双道闸门保证了螺旋输送机入口端的密封，土压传感器和观察窗可以及时了解筒体内的渣土输送情况，正反运转的驱动箱，可以解除碴土输送过程中的堵塞，驱动箱和筒体之间的缓冲装置减轻了螺旋轴对滑动轴承的挤压和冲击，延长了使用寿命。
文档编号E21D9/06GK201367906SQ20092000094
公开日2009年12月23日 申请日期2009年1月19日 优先权日2009年1月19日
发明者卓兴建, 张宁川, 张治国, 张红星, 郑康泰 申请人:中铁隧道集团有限公司