一種小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)，特別是涉及一種小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)是一種集機(jī)械、電子、液壓、激光等技術(shù)于一體的大型隧道掘進(jìn)裝備，在山嶺隧道及城市地鐵的建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，小型化的TBM是一個(gè)重要發(fā)展方向，特別是直徑在3?5米范圍內(nèi)的小直徑TBM在地下引水工程或地下排污系統(tǒng)建設(shè)中有廣泛應(yīng)用。
[0003]目前，小直徑TBM面臨的主要問題是:作業(yè)空間有限，可移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)范圍、空間布置、運(yùn)動(dòng)形式都需要進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)。特別是小直徑TBM的錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)，屬于小直徑TBM上的關(guān)鍵部件，在TBM掘進(jìn)過(guò)程中起到支護(hù)作用。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，用于小直徑TBM的錨桿鉆機(jī)主要存在的問題是:一是靈活性，在小直徑TBM上，由于空間較小無(wú)法按照大直徑TBM的方法安裝錨桿鉆機(jī)。即使經(jīng)改進(jìn)安裝以后，由于錨桿鉆機(jī)安裝位置距離隧道中心較遠(yuǎn)，鉆機(jī)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，在軌道內(nèi)無(wú)法回轉(zhuǎn)，不能滿足錨桿支護(hù)覆蓋范圍的要求;二是精準(zhǔn)性，由于小直徑TBM在有限的空間內(nèi)作業(yè)，在錨桿鉆機(jī)打孔作業(yè)之前，應(yīng)該對(duì)相應(yīng)的作業(yè)部位進(jìn)行準(zhǔn)確定位測(cè)量，然后再啟動(dòng)后續(xù)工序，減少或避免出現(xiàn)誤打孔、打偏孔、打孔不深、固定不牢等問題;三是契合度，現(xiàn)有技術(shù)中存在把用于其它工程領(lǐng)域中的錨桿鉆機(jī)用于掘進(jìn)機(jī)或盾構(gòu)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用，但這些應(yīng)用不能完全適應(yīng)掘進(jìn)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作流程，在結(jié)構(gòu)安裝、電氣調(diào)配、人員操控等方面尚未形成有機(jī)整體。
[0005]基于上述原因，有必要提供一種用于小直徑TBM適用的錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)，能夠在使用的靈活度、精準(zhǔn)性以及與掘進(jìn)機(jī)實(shí)際應(yīng)用緊密契合方面具有創(chuàng)新性，同時(shí)具有成本低、穩(wěn)定可靠等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問題是提供一種小直徑TBM錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)，能夠應(yīng)用于直徑小于5米的敞開式TBM，解決小直徑TBM施工過(guò)程中錨桿鉆機(jī)體積過(guò)大、轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、精度不高等問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)，所述錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)固定的底座可沿設(shè)置在所述全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)內(nèi)凱或主梁的軌道上滑動(dòng)，所述錨桿鉆機(jī)裝置包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同，且沿所述小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)中心軸線左右對(duì)稱設(shè)置的錨桿鉆機(jī)，所述錨桿鉆機(jī)通過(guò)由大臂總成、大臂油缸、小臂總成和小臂油缸組成的連桿結(jié)構(gòu)鉸接到所述底座上。
[0008]在本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述連桿結(jié)構(gòu)的大臂總成與所述底座的鉸接點(diǎn)位于所述底座的頂端，所述大臂油缸與所述底座的鉸接點(diǎn)位于所述底座的底端，大臂油缸的活塞桿與所述小臂油缸的活塞桿也是活動(dòng)連接。
[0009]在本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述連桿結(jié)構(gòu)的大臂油缸的缸徑為Φ 80mm，桿徑為Φ 50mm，行程為220mm-280mm ；所述小臂油缸缸徑為Φ 80mm，桿徑為Φ 50mm，彳丁程為60mm-100mm。
[0010]在本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述連桿結(jié)構(gòu)控制為全液壓控制，手動(dòng)控制液壓閥組，實(shí)現(xiàn)對(duì)大臂油缸和小臂油缸的伸縮操作。
[0011]在本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述連桿結(jié)構(gòu)控制為電路控制，采用電磁閥組，實(shí)現(xiàn)對(duì)大臂油缸和小臂油缸的伸縮操作。
[0012]在本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述軌道通過(guò)鉚釘或焊接固定到所述內(nèi)凱外壁上，所述底座安裝到所述軌道上，并與所述軌道的上表面和外表面對(duì)應(yīng)結(jié)合。
[0013]在本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，在所述小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)的外凱和所述軌道之間設(shè)置有用于推動(dòng)所述錨桿鉆機(jī)底座沿所述軌道移動(dòng)的軸向移動(dòng)油缸。
[0014]在本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)設(shè)置有推進(jìn)補(bǔ)償油缸，所述推進(jìn)補(bǔ)償油缸的中間為缸筒，所述缸筒兩端均設(shè)有可伸出的活塞桿，所述活塞桿的另一端固定設(shè)置在推進(jìn)梁上，在所述缸筒的兩端還各設(shè)置有一個(gè)齒輪，兩個(gè)齒輪分別安裝有鏈條，所述鏈條的一端固定連接在所述小臂總成上，所述鏈條的另一端連接在所述推進(jìn)梁的底部。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:該錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)包括固定在全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)內(nèi)凱或主梁上的滑動(dòng)軌道，可滑動(dòng)底座，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同且沿所述小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)中心軸線左右對(duì)稱設(shè)置的錨桿鉆機(jī)，以及將錨桿鉆機(jī)鉸接到底座上的連桿結(jié)構(gòu)，該連桿結(jié)構(gòu)由大臂總成、大臂油缸、小臂總成和小臂油缸組成。利用該錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)可以與小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)工作流程緊密契合，在其作業(yè)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)多種角度、不同距離上靈活精準(zhǔn)錨桿鉆孔作業(yè)，也適用于其他小空間的工程機(jī)構(gòu)，并具有成本低、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)一實(shí)施例的組成圖；
[0017]圖2是圖1所示本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)實(shí)施例的截面圖。
[0018]圖3是圖2所示本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)實(shí)施例的一個(gè)工作狀態(tài)圖。
[0019]圖4是圖2所示本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)實(shí)施例的另一個(gè)工作狀態(tài)圖。
[0020]圖5是本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)另一實(shí)施例中底座與軌道剖面示意圖。
[0021]圖6是本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)另一實(shí)施例中底座與軌道剖面示意圖。
[0022]圖7是本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)另一實(shí)施例中推進(jìn)補(bǔ)償油缸的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了便于理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本說(shuō)明書所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0024]需要說(shuō)明的是，除非另有定義，本說(shuō)明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。在本實(shí)用新型的說(shuō)明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是用于限制本實(shí)用新型。本說(shuō)明書所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0025]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的各實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0026]圖1是本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)一實(shí)施例的正視圖。在圖1中，該錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)12設(shè)置在小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)11的前端，在該小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)11內(nèi)凱112的前端通過(guò)焊接等方式設(shè)置有軌道121。該錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)12固定的底座可沿軌道121移動(dòng)。
[0027]優(yōu)選的，在該小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)11的外凱111和軌道121之間設(shè)置有用于推動(dòng)錨桿鉆機(jī)底座沿軌道121移動(dòng)的軸向移動(dòng)油缸122。優(yōu)選的，該軸向移動(dòng)油缸122的行程為1800mmo
[0028]圖2是圖1所示本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)實(shí)施例的截面圖?？梢钥闯?，該錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)相同，且沿該小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)中心軸線左右對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)錨桿鉆機(jī)211。圖2中圓環(huán)線210示意表示該掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)所在的作業(yè)隧道的圓形空間截面。由此可見，在這種工作環(huán)境中，對(duì)錨桿鉆機(jī)的圓周運(yùn)動(dòng)有較大的局限性。
[0029]下面結(jié)合圖3和圖4，進(jìn)一步說(shuō)明圖2中錨桿鉆機(jī)211與底座的結(jié)構(gòu)關(guān)系。圖3是圖2所示本實(shí)用新型小直徑全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)錨桿鉆機(jī)系統(tǒng)實(shí)施例的一個(gè)工作狀態(tài)圖。可以看出，錨桿鉆機(jī)211通過(guò)由大臂總成313、大臂油缸312、小臂總成315和小臂油缸316組成的連桿結(jié)構(gòu)鉸接到底座311上。
[0030]大臂總成313的一端與底座311的鉸接點(diǎn)3111位于底座311的頂端，大臂總成313的另一端通過(guò)鉸鏈連接錨桿鉆機(jī)211;大臂油缸312與底座311的鉸接點(diǎn)3112位于底座311的底端，大臂油缸312的活塞桿與小臂油缸316的活塞桿也是活動(dòng)連接，小臂油缸316的一端通過(guò)鉸鏈連接大臂總成313 ;小臂總成315的兩端分別通過(guò)鉸鏈連接錨桿鉆機(jī)211和小臂油缸316。這樣，通過(guò)大臂油缸312的伸縮控制大臂總成313和錨桿鉆機(jī)211—起轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)小臂油缸316的伸縮控制錨桿鉆機(jī)211相對(duì)于大臂總成313的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0031]其中，大臂總成313通過(guò)鉸接點(diǎn)3111繞底座311轉(zhuǎn)動(dòng)的角度范圍是由大臂油缸312的行程和工作的洞徑大小而定。在不同直徑的TBM設(shè)計(jì)中，該轉(zhuǎn)動(dòng)角度范圍也不盡相同。優(yōu)選的，在圖3中，左側(cè)的大臂油缸313控制大臂總成只能順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度最大為30° ο在設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)工作的洞徑大小來(lái)確定轉(zhuǎn)動(dòng)角度，當(dāng)洞徑增大時(shí)，相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度也跟著增大。
[0032]基于上述連桿結(jié)構(gòu)的技術(shù)特征，當(dāng)小臂油缸的活塞桿完全伸出并固定，大臂