一种具备滑动和自止转功能的盾构机主驱动的制作方法

1.本发明涉及盾构机技术领域，具体为一种具备滑动和自止转功能的盾构机主驱动。


背景技术：

2.盾构机在掘进过程中难免会遇到刀盘被卡无法转动的情况。对于具备刀盘伸缩滑动功能的盾构机，此时可以通过刀盘反复伸缩的方法，同时辅以刀盘的正反向旋转，从而实现盾构机刀盘的脱困。目前，国内外盾构机厂家针对具备刀盘伸缩滑动功能的盾构机，普遍采用在圆环形主驱动外侧设置整环的滑动轴承，从而使主驱动具备轴向滑动功能，进而带动盾构机刀盘实现伸缩滑动。
3.为了防止圆环形主驱动沿自身中心轴线发生扭转，参见图1，这种常规滑动型式的主驱动需要在主驱动后部设置独立的防扭环，并且需要在防扭环上安装4组止转油缸。该止转油缸的底座与防扭环进行刚性连接，4组止转油缸的活塞杆端平面与盾构机前盾内平面进行紧密贴合，从而将主驱动受到的旋转扭矩传递到盾体上，以此来抵消刀盘旋转开挖土体时的反扭矩。这种常规滑动和防扭转型式的盾构机主驱动，由于在设计原理和结构型式上必须设置防扭环，从而使主驱动的结构变得更加复杂，同时增加了主驱动的整体重量，增大了主驱动的滑动阻力。
4.上述常规滑动型式的主驱动存在如下的缺陷：1.为了增加主驱动滑动装置的滑动精度和承载能力，需要在主驱动外侧设置连续成环的滑动轴承（特制铜套），相当于增加了主驱动滑动装置的制作成本。
5.2.通过防扭环上的4组高压油缸进行反扭矩的传递，采用高压油缸相当于增加了主驱动止转装置的制作成本。而且高压油缸的制作质量直接影响主驱动的止转效果，相当于增加了主驱动止转装置的故障风险点。
6.3.其4组止转油缸的工作压力和行程控制是主驱动可靠防扭转的关键点，但实际应用中由于油缸内泄、管路泄压等情况，往往会造成4组止转油缸提供的反扭矩不足或频繁波动。
7.4.当盾构机刀盘工作扭矩瞬态波动增大时，其4组止转油缸的工作压力和伸缩行程难以实时匹配刀盘扭矩变化而及时调整，止转油缸的实际控制速率和控制精度必然会滞后于刀盘工作扭矩的变化，从而使主驱动止转装置无法达到稳固防扭的功能。基于此，本发明设计了一种具备滑动和自止转功能的盾构机主驱动，以解决上述问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种具备滑动和自止转功能的盾构机主驱动，主驱动具备轴向滑动功能，同时其主驱动结构型式便具备自身的防扭转功能。该新型式的主驱动结构非常适用于具备刀盘伸缩滑动功能的盾构机。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具备滑动和自止转功能的盾构
机主驱动，包括非圆形的主驱动结构体，主驱动结构体为重载型焊接箱体，该箱体作为主驱动的重要承载结构件，实时承受刀盘传过来的反推力和反扭矩；盾体，其与主驱动结构体形状相配合，所述主驱动结构体的箱体外部镶套形状相配合的盾体内，并与盾体内表面紧密接触，从而将主驱动结构体箱体的承受的负载力传递到盾体；滑动铜板，采用分段间隔布置的方式，在主驱动结构体与盾体之间设置滑动铜板，提高主驱动的滑动精度。
10.优选的，所述主驱动结构体外箱体的上、下端为平面和两侧为圆弧面。
11.优选的，所述盾体的内表面上、下端为平面和内表面两侧为圆弧面。
12.优选的，在所述主驱动结构体下端平面布置两分块滑动铜板一，其主要用于承受主驱动与刀盘的重力，同时承受刀盘旋转而传递给主驱动的反扭矩。
13.优选的，在所述主驱动结构体两侧圆弧面布置四分块滑动铜板二，其主要用于控制主驱动的滑动轴线始终处于盾体中心。
14.优选的，在所述主驱动结构体上端平面布置两分块滑动铜板三，其主要用于承受刀盘旋转而传递给主驱动的反扭矩。
15.与目前盾构机市场上普遍采用的常规盾构机主驱动滑动与防扭转结构相比，其优点在于：本发明取消了常规盾构机主驱动止转所需的防扭环，从而简化了主驱动的结构型式，减轻了主驱动的整体重量，进一步减小了主驱动的滑动阻力。
16.优化了盾构机主驱动滑动铜板的布置型式，提升了主驱动滑动铜板单位面积上的有效承载力，因而在不降低盾构机主驱动滑动轴承承载能力的前提下，有效地减少了滑动铜板的总体安装数量，从而进一步降低了主驱动滑动装置的制作成本。
17.取消了常规盾构机主驱动止转所需的高压油缸的使用，从而降低了主驱动止转装置的制作成本，减少了主驱动止转装置的故障风险点。
18.将常规盾构机主驱动止转功能所需的液压控制转变为刚性机械控制，从而实现了盾构机主驱动反扭矩响应的实时性、稳固性，提高了盾构机主驱动防扭转功能的可靠性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为现有技术常规滑动型式的主驱动结构示意图；图2为本发明整体结构示意图；图3为本发明主驱动止转原理示意图。
21.附图中，各标号所代表的部件列表如下：1
‑
主驱动结构体；2
‑
盾体；3
‑
滑动铜板，3.1
‑
分块滑动铜板一，3.2
‑
分块滑动铜板二，3.3
‑
分块滑动铜板三。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.请参阅图2
‑
3，本发明提供一种技术方案：一种具备滑动和自止转功能的盾构机主驱动，其特征在于，包括非圆形的主驱动结构体1，主驱动结构体1为重载型焊接箱体，主驱动结构体1外箱体的上、下端为平面和两侧为圆弧面，该箱体作为主驱动的重要承载结构件，实时承受刀盘传过来的反推力和反扭矩；盾体2，盾体2的内表面上、下端为平面和内表面两侧为圆弧面，其与主驱动结构体1形状相配合，主驱动结构体1的箱体外部镶套形状相配合的盾体2内，并与盾体2内表面紧密接触，从而将主驱动结构体1箱体的承受的负载力传递到盾体2；滑动铜板3，采用分段间隔布置的方式，在主驱动结构体1与盾体2之间设置滑动铜板3，确保主驱动结构体1与盾体2的紧密接触，同时减小主驱动与盾体2之间的滑动阻力，提高主驱动的滑动精度。
24.在主驱动结构体1下端平面布置两分块滑动铜板一3.1，在主驱动的滑动过程中，其主要用于承受主驱动与刀盘的重力，同时承受刀盘旋转而传递给主驱动的反扭矩。
25.在主驱动结构体1两侧圆弧面布置四分块滑动铜板二3.2，其主要用于控制主驱动的滑动轴线始终处于盾体2中心。
26.在主驱动结构体1上端平面布置两分块滑动铜板三3.3，其主要用于承受刀盘旋转而传递给主驱动的反扭矩。
27.盾构机在工作过程中，其刀盘旋转切削土体必然会产生一定的反扭矩。该反扭矩会直接传递到主驱动上并带动主驱动发生绕中心轴的旋转。采用这种具备自止转功能的主驱动结构，可以使从刀盘传递而来的反扭矩直接经由主驱动的上、下端平面及其滑动铜板3传递给盾体2，从而实现盾构机主驱动的自止转。
28.本发明所涉及的新型盾构机主驱动滑动与防扭转结构，其滑动结构主要通过主驱动外侧间隔布置的滑动铜板3来实现。主驱动的重量主要由安装在主驱动下端平面上的滑动铜板3来承受，其余部位安装的滑动铜板3主要用来定位主驱动的滑动轴线，提高主驱动的滑动精度。
29.该盾构机主驱动防扭转结构，主要通过利用其主驱动自身结构非圆形的特点，使主驱动受到的反扭矩转动由非圆形结构来限制，从而实现主驱动的自止转功能。
30.本发明盾构机主驱动外侧只需间隔布置若干滑动铜板3，从而起到滑动轴承的作用。同时由于该主驱动自身结构非圆形，且具备上、下两个端平面。在主驱动安装到盾体2内之后，这两个端平面与前盾内对应的上、下两平面进行紧密贴合，从而起到自身防扭转的功能。
31.应用本发明主驱动滑动与防扭转结构的盾构机，由于其主驱动结构型式具备自止转功能，因此可以取消常规盾构机主驱动止转所需的防扭环，从而简化了主驱动的结构，减轻了主驱动的整体重量，减小了主驱动的滑动阻力。
32.应用本发明主驱动滑动与防扭转结构的盾构机，其主驱动的滑动承载主要通过设置在主驱动下平面上的平面铜板3承受，相比常规盾构机主驱动滑动承载所需的圆环形铜板3而言，这种主驱动滑动结构可以将滑动铜板3的承载接触由原来的高副线接触转换为低副面接触，从而提升了主驱动滑动铜板3单位面积上的有效承载力，进而可以减少滑动铜板
3的总体安装数量，降低主驱动滑动装置的制作成本。
33.应用本发明主驱动滑动与防扭转结构的盾构机，相比常规盾构机主驱动止转结构而言可以取消止转油缸的使用，从而降低了主驱动止转装置的制作成本，减少了主驱动止转装置的故障风险点。
34.应用本发明主驱动滑动与防扭转结构的盾构机，由于其主驱动的防扭转功能通过主驱动与前盾的刚性结构接触来实现，而刚性结构接触可以实时且稳固地提供盾构机刀盘工作时的反扭矩，从而可靠地实现主驱动的防扭转。
35.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。