本實(shí)用新型涉及一種雙護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)（簡稱TBM）扭矩梁裝置，用于防止TBM前盾的旋轉(zhuǎn)及TBM滾轉(zhuǎn)姿態(tài)的糾正。

背景技術(shù)：

雙護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)具有主輔雙推進(jìn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)TBM邊掘進(jìn)邊拼裝管片的功能，其中，主推進(jìn)油缸位于前盾與支撐盾之間，用于提供刀盤掘進(jìn)推力，輔助推進(jìn)系統(tǒng)油缸位于支撐盾內(nèi)部，用于管片拼裝及支撐盾復(fù)位。

刀盤法蘭與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)支撐軸承栓接，刀盤驅(qū)動(dòng)箱通過雙頭螺柱剛性固結(jié)在前盾中心，用于驅(qū)動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

現(xiàn)有的雙護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)前盾與支撐盾左右側(cè)Z型扭矩臂連接占用空間大，主推油缸布置點(diǎn)位少，轉(zhuǎn)彎調(diào)向不靈敏，不適應(yīng)小曲線TBM施工設(shè)計(jì)，并且Z型扭矩臂單純轉(zhuǎn)動(dòng)副構(gòu)造不能約束其扭矩臂轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，易造成TBM刀盤栽頭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)的扭矩梁裝置，用以提供前盾足夠抵抗刀盤滾刀破巖產(chǎn)生的扭矩，并將該扭矩傳遞給隧道圍巖壁，實(shí)現(xiàn)TBM快速、高效的掘進(jìn)性能。同時(shí)節(jié)省占用前盾與支撐盾左右側(cè)連接的空間，為布置主推進(jìn)油缸提供更多的點(diǎn)位，使TBM施工中轉(zhuǎn)彎調(diào)向靈敏，極其適應(yīng)于小曲線TBM施工設(shè)計(jì)中。

本實(shí)用新型提供一種雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)的扭矩梁裝置，包括：一種雙護(hù)盾TBM扭矩梁裝置，包括前盾、支撐盾，前盾左右兩側(cè)設(shè)有前扭矩梁，支撐盾左右兩側(cè)設(shè)有后扭矩梁，前盾和支撐盾之間設(shè)有伸縮內(nèi)盾，伸縮內(nèi)盾左右兩側(cè)分別設(shè)有兩組前扭矩油缸，每組前扭矩油缸由上下2個(gè)前扭矩油缸組成，伸縮內(nèi)盾左右兩側(cè)分別設(shè)有兩組后扭矩油缸，每組后扭矩油缸由上下2個(gè)后扭矩油缸組成。

上下2個(gè)前扭矩油缸之間設(shè)有前扭矩梁；上下2個(gè)后扭矩油缸之間設(shè)有后扭矩梁。

前扭矩油缸與前扭矩梁接觸處采用球形鉸接結(jié)構(gòu)，前扭矩油缸與前扭矩梁之間的相對(duì)轉(zhuǎn)角不大于2°；后扭矩油缸與后扭矩梁接觸處采用球形鉸接結(jié)構(gòu)，后扭矩油缸與后扭矩梁之間的相對(duì)轉(zhuǎn)角不大于2°。

所述扭矩油缸與前后扭矩梁接觸處采用球形鉸接結(jié)構(gòu)，其相對(duì)轉(zhuǎn)角不大于2°，限制TBM姿態(tài)調(diào)節(jié)過猛。工作原理采用滑動(dòng)副與轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)合的機(jī)械構(gòu)造，有效限制轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。其它形式如Z型扭矩臂單純轉(zhuǎn)動(dòng)副構(gòu)不能約束其轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。

前后扭矩梁之間通過伸縮內(nèi)盾前后部左右側(cè)的四組扭矩油缸連接。這兩組扭轉(zhuǎn)梁裝置會(huì)給TBM刀盤提供反扭矩，保證前盾掘進(jìn)穩(wěn)定的姿態(tài)，操作者能及時(shí)根據(jù)扭矩油缸壓力及行程數(shù)據(jù)進(jìn)行掘進(jìn)姿態(tài)的調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)TBM快速掘進(jìn)。水平撐靴位于支撐盾內(nèi)部左右側(cè)，通過撐靴油缸將撐靴撐緊在隧道圍巖壁上，給TBM提供刀盤推進(jìn)力和周向的扭轉(zhuǎn)力。

本實(shí)用新型的有益效果是：節(jié)省前盾與支撐盾扭矩傳遞的空間，前盾、支撐盾左右側(cè)主推油缸布置點(diǎn)位較Z型扭矩臂形式多，能提供足夠大的推力使TBM施工中轉(zhuǎn)彎調(diào)向靈敏，極其適應(yīng)于小曲線TBM施工設(shè)計(jì)中。現(xiàn)場施工中具有維護(hù)方便，操作便捷的特點(diǎn)，大大提高了設(shè)備利用率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型扭矩梁裝置總圖；

圖2是本實(shí)用新型前盾及前扭矩梁圖；

圖3是本實(shí)用新型伸縮盾及扭矩油缸圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的結(jié)構(gòu)方案是：

如圖1-3所示，一種雙護(hù)盾TBM扭矩梁裝置，包括前盾1、支撐盾7，前盾1后面兩側(cè)設(shè)有前扭矩梁2，支撐盾7左右兩側(cè)上設(shè)有后扭矩梁6，前盾1和支撐盾7之間設(shè)有伸縮內(nèi)盾4，伸縮內(nèi)盾4左右兩側(cè)分別栓接兩組前扭矩油缸3，每組前扭矩油缸3由上下2個(gè)扭矩油缸組成，伸縮內(nèi)盾4左右兩側(cè)分別栓接兩組后扭矩油缸5，每組后扭矩油缸5由上下2個(gè)扭矩油缸組成。

前扭矩油缸3與前扭矩梁2接觸處采用球形鉸接結(jié)構(gòu)，前扭矩油缸3與前扭矩梁2之間的相對(duì)轉(zhuǎn)角不大于2°；后扭矩油缸5與后扭矩梁6接觸處采用球形鉸接結(jié)構(gòu)，后扭矩油缸5與后扭矩梁6之間的相對(duì)轉(zhuǎn)角不大于2°。下扭矩油缸給扭矩梁一個(gè)向上的力，上扭矩油缸給扭矩梁一個(gè)向下的力，上下兩個(gè)扭矩油缸將扭矩梁夾持在中間。

通常情況下，前扭矩梁2由4個(gè)前扭矩油缸3固持著，后扭矩梁6由4個(gè)后扭矩油缸5固持著，初始位置對(duì)中。TBM掘進(jìn)時(shí)，刀盤滾刀破巖產(chǎn)生的扭矩傳遞到前盾1后部左右側(cè)的前扭矩梁2上，再傳遞到伸縮內(nèi)盾的前扭矩油缸3上，類似人手握汽車方向盤，前扭矩油缸3提供足夠的壓力固持著前扭矩梁2，前盾1基本上不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。但隨著TBM工作時(shí)振動(dòng)，4個(gè)前扭矩油缸3和4個(gè)后扭矩油缸5長期處于工作狀態(tài)，由于液壓系統(tǒng)泄露等原因可能會(huì)引起前盾1轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，可以通過油缸行程傳感器檢測的數(shù)量，操作前扭矩油缸3伸縮，將前盾1調(diào)整到正常的位置。

雙護(hù)盾TBM掘進(jìn)時(shí)，支撐盾上的水平撐靴撐緊在隧道圍巖壁，主推進(jìn)油缸伸出提供刀盤滾刀破巖所需的推力，刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)刀盤旋轉(zhuǎn)，滾刀隨著刀盤旋轉(zhuǎn)并自傳，切削巖石產(chǎn)生的扭矩傳遞刀盤法蘭—回轉(zhuǎn)支撐軸承—大齒圈—小齒輪—減速機(jī)—驅(qū)動(dòng)電機(jī)殼體法蘭—驅(qū)動(dòng)箱，通過驅(qū)動(dòng)箱螺栓栓接前盾傳遞到前盾左右側(cè)前扭矩梁上。沿著TBM掘進(jìn)方向看，TBM掘進(jìn)時(shí)刀盤順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這樣刀盤受到巖石的阻力產(chǎn)生逆時(shí)針方向的力矩，該力矩使前盾1長期有逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢，當(dāng)前盾1這種轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢超過一定設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度后，操作前扭轉(zhuǎn)油缸3，將前盾1位置復(fù)位。前盾1兩側(cè)對(duì)角的2個(gè)前扭轉(zhuǎn)油缸3總是一同縮回，行程傳感器將檢測的信號(hào)傳遞到PLC系統(tǒng)，操作人員升高兩組前扭轉(zhuǎn)油缸3提供刀盤產(chǎn)生的反扭矩，力矩傳遞到伸縮盾4后側(cè)上布置的后扭矩油缸5上，再通過后扭矩梁6傳遞到支撐盾7上，最終由支撐盾7兩側(cè)的水平撐靴傳遞到隧洞壁上。