[发明专利]一种带三足并联支撑腿可自适应的三足并联式TBM支撑器

说明书

一种带三足并联支撑腿可自适应的三足并联式TBM支撑器，包括中心支架（10）、上支撑腿（1L）、左下支撑腿（2L）和右下支撑腿（3L）。上支撑腿由中心支撑缸（1C）、两个侧向支撑缸（2C）并联后再串联撑靴（1G）构成，驱动上支撑腿，能带动撑靴沿径向伸缩运动；左下支撑腿和右下支撑腿与上支撑腿结构相同。本发明支撑器具有自调心能力，对支撑面的形位偏差可自适应，易于调节副支撑器的压力中心，使其受力更加合理；本发明调节中心支撑缸与侧向支撑缸支撑力的大小，可使撑靴与支撑面接触载荷的分布更加均匀。本发明在不需要大支撑力工况条件下，采用差动驱动方式，支撑器刚度小，在振动载荷作用下，撑靴在工作过程中不易松脱，降低了支撑故障风险。

技术领域

本发明涉及一种带三足并联支撑腿可自适应的三足并联式TBM支撑器，属掘进机械技术领域。

背景技术

公知的TBM(硬岩墜道掘进机)支撑器有的采用H型双支撑腿结构，其双支撑腿左右布局，垂直方向调心动作需要通过附加机构实现，其自重载荷垂直作用于液压缸移动方向上，形成横向弯曲力，造成液压缸拉伤等损害，影响支撑缸工作性能。其结构上每组布置一个或两个推进缸，可为两足或四足推进器提供支撑，不适为六足推进器提供支撑。

公知的TBM支撑器有的采用Δ型3支撑腿结构，其支撑缸工作压力作用方向与支撑面工作压力作用方向成60°交角，理论上有效力传递效率为50％，支撑力作用效果差。

公知的TBM支撑器有的采用十字型或者X型4支撑腿结构，其结构上每组布置一个推进缸，宜配合四足推进器提供支撑，不宜配合六足推进器提供支撑。

公知的TBM支撑器的每个支撑腿，采用刚性大的撑靴，容易造成撑靴与支撑面接触力分布不均匀，且每个支撑腿普遍采用单驱动方式，无法调整这种不均的接触力。在遇到支撑面较软或其表面有缺陷的情形，难于提供足够大的支撑力，以产生足够大的摩擦力来抗拒推进力与切削力矩，使得其不得不降推进力及切削力矩为代价，降低掘进机工作能力。

公知的TBM支撑器未能提供支撑腿重构功能，其支撑刚度不可改变，不能提高支撑面局部有缺陷的情形下的适应性。

综上所述，公知的TBM支撑装置存在以下问题：一是有的不适于六足推进器；二是有的支撑力作用效果差；三是有的不能完全自动调心；四是容易造成接触力不均，且无调节功能；五是未能提供支撑腿重构功能，对支撑面工况适应性差。公知的TBM支撑装置尚不存在能适用于六足并联式推进器且支撑力作用效果好的，可自调心和自重构以提高支撑面适应性的技术方案或适用装置。

发明内容

本发明的目的是，为了解决公知的TBM支撑装置存在的上述问题，本发明提出一种带三足并联支撑腿可自适应的三足并联式TBM支撑器。

实现本发明的技术方案如下，一种带三足并联支撑腿可自适应的三足并联式TBM支撑器，包括中心支架、上支撑腿、左下支撑腿和右下支撑腿；所述中心支架是一个六边形的环形结构，上支撑腿、左下支撑腿和右下支撑腿分别垂直安装在六边形的环形结构相互成120°的环边上，与六边形的环形结构同处一个平面；所述的上支撑腿由中心支撑缸、两个侧向支撑缸并联后再串联上支撑靴构成，驱动所述上支撑腿，可带动上支撑靴沿径向伸缩运动；左下支撑腿和右下支撑腿与上支撑腿结构相同，但其沿各自径向伸缩运动的方向与上支撑腿在圆周上分别相隔120°。

所述支撑器可自适应隧道曲线及其支撑面的位置和姿态偏差；侧向支撑缸与中心支架采用回转关节连接，可适应绕掘进纵轴方向的滚转偏差；两个侧向支撑缸并联后，其运动可适应撑靴沿掘进断面径向的偏差；所述的侧向支撑缸上关节和中心支撑缸上关节可绕共同轴线即掘进水平轴转动，可适应隧道轴线的姿态偏差。

调节左下支撑腿和右下支撑腿的位置，即可调节支撑器中心支架的位置，改变支撑器压力中心位置，可适应隧道轮廓线变化及支撑面沿周向不同支撑工况条件。

所述支撑器设置了中心支撑缸驱动重构阀和侧向支撑缸驱动重构阀用于驱动支撑器作支撑作业，并改变其结构刚度；