[发明专利]一种硬岩隧道掘进机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种硬岩隧道掘进机。

背景技术

全断面岩石隧道掘进机(TBM)能同时实现推进、破岩、出碴、支护等隧道施工作业，具有快速、优质、安全、经济、环保等突出优点，在水利、电力、铁道、煤炭、矿山、交通、地铁及城市地下工程等隧道工程中得到了越来越广泛的应用。

在隧道线路设计中，由于各种原因不可避免地在水平面上存在曲线段，这就要求硬岩隧道掘进机在施工过程中能够按照某一转弯半径进行转弯掘进。但是，硬岩隧道掘进机本身结构长度较长，转弯过程中受其自身结构长度的限制，基本能够实现转弯半径250m-300m的转弯掘进，但是对于特殊施工，例如煤矿隧道施工条件下需要进行转弯半径在100m以下的转弯掘进。而且随着未来地下施工工程的多样化，实现小转弯半径的硬岩隧道掘进机将会具有较大的市场。因此，急需一种能够实现小转弯半径的硬岩隧道掘进机。

发明内容

针对上述的问题，本发明提出了一种硬岩隧道掘进机，采用这种硬岩隧道掘进机施工时能够实现小转弯半径的转弯掘进。

根据本发明的第一方面，提出了一种硬岩隧道掘进机，包括：刀盘，用于切割岩石；驱动系统，其用于驱动刀盘转动；主梁，其包括前主梁和与前主梁铰接的后主梁，刀盘设置于驱动系统，驱动系统设置于前主梁；推进支撑换步系统，其用于实现掘进机的前移，推进支撑换步系统包括推进装置，推进装置分别连接前主梁和后主梁，当转弯掘进时推进装置能够调节前主梁和后主梁之间的夹角。

采用上述硬岩隧道掘进机施工时驱动系统驱动刀盘转动，以此削掉岩屑，推进支撑换步系统实现主梁的前移，当需要转弯掘进时，通过推进装置调节前主梁和后主梁之间的夹角，由于前主梁和后主梁铰接，所以推进装置使得前主梁和后主梁之间的夹角可以为任意角度，通过转弯角度的设定实现不同的转弯半径，由此实现前主梁，特别是刀盘的小转弯半径的转弯掘进。

在一个实施例中，推进支撑换步系统还包括支撑换步装置和后支撑装置，支撑换步装置和后支撑装置设置于后主梁，用于交替支撑于洞壁，推进装置与支撑换步装置连接，并且与支撑换步装置和后支撑装置配合实现掘进机的前移。直线掘进时，支撑换步装置支撑于洞壁，后支撑装置收起，刀盘切削岩石，推进装置推进前主梁前移，此时前移的前主梁带动后主梁向前移动，当移动预定距离后后支撑装置支撑于洞壁，支撑换步装置收起，推进装置带动支撑换步装置跟进后主梁，由此实现掘进机的前移。

在一个实施例中，前主梁和后主梁分别构造为中空的壳体，前主梁的后端部和后主梁的前端部叠置以形成贯通主梁的内部腔室，以用于输送岩屑的皮带机从中穿过。中空壳体的采用用于皮带机从中穿过，由此使得该硬岩隧道掘进机整体结构简化。

在一个实施例中，后主梁的后端部设置有岩屑出口，皮带机将岩屑输送至岩屑出口。由此通过设置于主梁的内部腔室的皮带机经岩屑出口排出，从而能够将刀盘切割下来的岩屑及时导出，顺利地实现掘进机的掘进工作，提高生产效率。

在一个实施例中，前主梁的后端部包括厚度较厚的第一加强部，后主梁的前端部包括厚度较厚的第二加强部，第一加强部和第二加强部通过销轴实现前主梁的后端部和后主梁的前端部的叠置。厚度较厚的第一加强部和厚度较厚的第二加强部可以提高前主梁和后主梁的连接强度，另外销轴工作可靠，拆装方便。

在一个实施例中，推进装置包括分别设置于主梁两侧的至少一组推进缸，推进缸的有杆端连接至前主梁，推进缸的无杆端设置于后主梁。直线掘进时，主梁两侧的至少一组推进缸的工作状态基本相同，以确保直线掘进工作的正常进行，当转弯掘进时，通过调节主梁一侧的至少一组推进缸的伸长量不同于主梁另一侧的推进缸的伸长量来实现前主梁相对于后主梁之间的夹角的调节，从而实现设定的转弯半径。在一个优选实施例中，设置于所述主梁每侧的至少一组推进缸的合力所在直线低于所述刀盘的旋转轴线。由于刀盘和驱动系统的重量较重，刀盘和驱动系统在切削岩石的过程中会受到岩石的挤压力以及自身重力对其向下后方的扭转力矩，而主梁每测的至少一组推进缸的合力所在直线低于刀盘的旋转轴线的情况下，该合力会抵消部分刀盘和驱动系统所受到的向下的扭转力矩，利于掘进工作的安全进行。