ПОДВЕСНОЕ ПЕРЕМЕЩАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКОЙ МАШИНЫ И ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКАЯ МАШИНА
SUSPENSION DEVICE OF TUNNELLING MACHINE AND TUNNELLING MACHINE

Область техники
Настоящее изобретение относится к области машин для тяжелой промышленности, и, в частности, оно относится к подвесному перемещающему устройству тоннелепроходческой машины и тоннелепроходческой машине.
Уровень техники
Сегменты дна тоннеля являются основой для облицовки конструкции тоннеля, и их основная функция заключается в передаче на грунт давления пластов в верхней части тоннеля и нагрузок на поверхности пути, действующих через боковые стенки тоннеля, а также в противодействии силе реакции, идущей от нижних пластов. По мере того, как тоннелепроходческие машины (Tunnel Boring Machine, TBM) находят широкое применение при прокладке на большое расстояние в твердой породе тоннелей для высокоскоростной железной дороги, водозаборных сооружений, городского метро и т.д., установку сегментов дна тоннеля путем заливки на месте посредством специальной машины также заменяют установкой предварительно изготовленных элементов; во время тоннельной выработки сегменты дна тоннеля посредством средств транспортировки сегментов дна тоннеля снаружи тоннеля транспортируют под подвесные перемещающие устройства для сегментов дна тоннеля и посредством подвесных перемещающих устройств для сегментов дна тоннеля перемещают к месту установки сегментов дна тоннеля для осуществления установки на более низких уровнях.
Ввиду того, что налаживание производства тоннелепроходческих машин в Китае началось поздно, сегодня подвесные перемещающие устройства для сегментов дна тоннеля, применяемые в процессе строительства посредством TBM, в основном импортируются, и к характеризующим их недостаткам в основном относят сложность конструкции, высокую интенсивность отказов, быстрый износ колес для бесконечных цепей и самих бесконечных цепей, частое заедание цепей, сложность технического обслуживания и разную приспособляемость укомплектованного оборудования, что значительно влияет на эффективность работы TBM.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в решении по меньшей мере одной из технических задач, существующих в предшествующем уровне техники. Таким образом, согласно настоящему изобретению предлагается подвесное перемещающее устройство тоннелепроходческой машины и тоннелепроходческая машина.
Подвесное перемещающее устройство тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения содержит рельсы и подъемный механизм. Подъемный механизм с возможностью перемещения установлен на рельсах. Подъемный механизм содержит нижнюю раму для горизонтального перемещения, поворотную раму, опорно-поворотный подшипник и приводной механизм. Опорно-поворотный подшипник соединяет нижнюю раму для горизонтального перемещения с поворотной рамой. Поворотная рама посредством опорно-поворотного подшипника выполнена с возможностью вращения относительно нижней рамы для горизонтального перемещения. Приводной механизм соединен с опорно-поворотным подшипником за счет зацепления и предназначен для приведения опорно-поворотного подшипника в действие с целью вращения поворотной рамы относительно нижней рамы для горизонтального перемещения.
Зацепление, применяемое в вышеуказанном подвесном перемещающем устройстве тоннелепроходческой машины, может обеспечить такие характеристики, как простота и компактность конструкции между нижней рамой для горизонтального перемещения и поворотной рамой, что может снизить интенсивность отказов подвесного перемещающего устройства и сделать обслуживание удобным, а также повышает эффективность работы тоннелепроходческой машины.
В некоторых вариантах осуществления указанный опорно-поворотный подшипник содержит внешнее зубчатое кольцо; указанное подвесное перемещающее устройство тоннелепроходческой машины содержит вращательную зубчатую рейку; и указанная вращательная зубчатая рейка пребывает в зацеплении с указанным внешним зубчатым кольцом;
указанный приводной механизм предназначен для приведения указанной вращательной зубчатой рейки в возвратно-поступательное движение с целью приведения указанного опорно-поворотного подшипника в действие для вращения указанной поворотной рамы относительно указанной нижней рамы для горизонтального перемещения.
В некоторых вариантах осуществления указанные рельсы содержат первую горизонтальную секцию, вторую горизонтальную секцию и переходную соединительную секцию. Вторая горизонтальная секция и указанная первая горизонтальная секция выполнены на разной высоте. Переходная соединительная секция соединяет указанную первую горизонтальную секцию с указанной второй горизонтальной секцией.
В некоторых вариантах осуществления указанная переходная соединительная секция в направлении от указанной первой горизонтальной секции к указанной второй горизонтальной секции содержит последовательно проходящие изогнутую наружу секцию, наклонную секцию и изогнутую внутрь секцию;
указанная изогнутая наружу секция соединена с указанной первой горизонтальной секцией; указанная наклонная секция относительно указанной первой горизонтальной секции установлена под наклоном и соединяет указанную изогнутую наружу секцию с указанной изогнутой внутрь секцией; и указанная изогнутая внутрь секция соединена с указанной второй горизонтальной секцией.
В некоторых вариантах осуществления указанная изогнутая наружу секция взаимно соединена с указанной первой горизонтальной секцией и указанной наклонной секцией; и указанная изогнутая внутрь секция взаимно соединена с указанной второй горизонтальной секцией и указанной наклонной секцией.
В некоторых вариантах осуществления указанный приводной механизм представляет собой гидроцилиндр, при этом корпус указанного гидроцилиндра закреплен на указанной нижней раме для горизонтального перемещения, а поршневой шток указанного гидроцилиндра прочно соединен с указанной вращательной зубчатой рейкой посредством выдвижного бруса.
В некоторых вариантах осуществления указанный подъемный механизм содержит подъемный ходовой узел и верхнюю раму для горизонтального перемещения, установленную на указанном подъемном ходовом узле, при этом указанный подъемный ходовой узел содержит подъемную ходовую раму и шарнирные колеса, установленные на указанной подъемной ходовой раме; и указанные шарнирные колеса с возможностью качения установлены на указанных рельсах;
указанная верхняя рама для горизонтального перемещения выполнена с возможностью перемещения перпендикулярно продольному направлению указанных рельсов, при этом указанная верхняя рама для горизонтального перемещения соединена с указанной нижней рамой для горизонтального перемещения.
В некоторых вариантах осуществления указанная верхняя рама для горизонтального перемещения выполнена с возможностью поворота относительно указанной нижней рамы для горизонтального перемещения, а указанный подъемный механизм содержит соединительную пластину, при этом указанная соединительная пластина после поворота указанной верхней рамы для горизонтального перемещения относительно указанной нижней рамы для горизонтального перемещения прочно соединяет указанную верхнюю раму для горизонтального перемещения с указанной нижней рамой для горизонтального перемещения.
В некоторых вариантах осуществления указанное подвесное перемещающее устройство тоннелепроходческой машины содержит подъемные модули и подвесные захваты, при этом указанные подъемные модули установлены на указанной поворотной раме. Указанные подъемные модули содержат строп, вращающееся колесо и приводной блок. Указанный подвесной захват соединен с указанным стропом. Указанный строп намотан на указанное вращающееся колесо. Указанный приводной блок соединен с указанным вращающимся колесом и предназначен для приведения указанного вращающегося колеса во вращение.
В некоторых вариантах осуществления количество указанных подъемных модулей составляет три, при этом три указанных подъемных модуля равномерно распределены по кругу.
В некоторых вариантах осуществления подъемный модуль содержит приводную коробку и коробку для цепи, установленную на указанной приводной коробке, при этом указанное вращающееся колесо установлено в указанной приводной коробке, а указанный приводной блок установлен снаружи указанной приводной коробки; один конец указанного стропа прочно соединен с указанным подвесным захватом, а другой конец указанного стропа закреплен в указанной коробке для цепи, при этом указанная коробка для цепи предназначена для направления втягивания и вытягивания указанного стропа.
В некоторых вариантах осуществления указанное подвесное перемещающее устройство тоннелепроходческой машины содержит ходовой приводной узел и первый соединительный стержень. Ходовой приводной узел с возможностью перемещения установлен на указанных рельсах. Первый соединительный стержень соединяет подъемный механизм с указанным ходовым приводным узлом. Указанный ходовой приводной узел посредством указанного первого соединительного стержня обеспечивает перемещение указанного подъемного механизма по указанным рельсам.
В некоторых вариантах осуществления указанный ходовой приводной узел содержит ходовую приводную раму и ходовой приводной механизм. Ходовая приводная рама с возможностью перемещения установлена на рельсах. Указанный ходовой приводной механизм соединяет указанные рельсы с указанной ходовой приводной рамой и предназначен для обеспечения перемещения указанной ходовой приводной рамы по указанным рельсам.
В некоторых вариантах осуществления указанный ходовой приводной механизм содержит ходовые зубчатые рейки, ходовые зубчатые колеса и ходовой приводной двигатель. Ходовые зубчатые рейки прикреплены к нижней части рельсов. Указанные ходовые зубчатые рейки проходят в продольном направлении указанных рельсов. Ходовые зубчатые колеса пребывают в зацеплении с ходовыми зубчатыми рейками. Ходовой приводной двигатель установлен на ходовой приводной раме. Указанные ходовые зубчатые колеса соединены с выходным валом указанного ходового приводного двигателя.
В некоторых вариантах осуществления форма указанных ходовых зубчатых реек соответствует форме указанных рельсов.
В некоторых вариантах осуществления указанные ходовые зубчатые колеса соединены с выходным валом указанного ходового приводного двигателя посредством промежуточного зубчатого колеса.
В некоторых вариантах осуществления количество указанных рельсов составляет два, при этом указанные два рельса расположены параллельно друг другу, и ходовая зубчатая рейка предусмотрена на каждом рельсе. Количество указанных ходовых зубчатых колес составляет два, при этом каждое из двух ходовых зубчатых колес пребывает в зацеплении с соответствующей ему ходовой зубчатой рейкой. Указанный ходовой приводной узел содержит приводной вал, соединенный с указанными двумя ходовыми зубчатыми колесами, при этом указанный ходовой приводной двигатель предназначен для приведения во вращение одного из указанных ходовых зубчатых колес.
В некоторых вариантах осуществления указанное подвесное перемещающее устройство тоннелепроходческой машины содержит гидравлический силовой блок и второй соединительный стержень, при этом указанный гидравлический силовой блок содержит установочную раму и гидравлический блок питания. Установочная рама с возможностью перемещения установлена на указанных рельсах. Указанный второй соединительный стержень соединяет указанную установочную раму с указанным ходовым приводным узлом. Гидравлический блок питания установлен на указанной установочной раме. Указанный гидравлический блок питания предназначен для обеспечения указанного подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины гидравлической мощностью.
Тоннелепроходческая машина согласно варианту осуществления настоящего изобретения содержит подвесное перемещающее устройство тоннелепроходческой машины по любому из представленных выше вариантов осуществления.
В тоннелепроходческой машине согласно варианту осуществления настоящего изобретения взаимодействие внешнего зубчатого кольца с вращательной зубчатой рейкой может обеспечить такие характеристики, как простота и компактность конструкции между нижней рамой для горизонтального перемещения и опорой поворотной рамы, а также может снизить интенсивность отказов подвесного перемещающего устройства, сделать обслуживание удобным и повысить эффективность работы тоннелепроходческой машины.
Дополнительные аспекты и преимущества настоящего изобретения рассмотрены в представленной ниже части описания, становятся понятны из нижеприведенного описания или выясняются путем осуществления настоящего изобретения.
Описание графических материалов
Вышеуказанные и/или дополнительные аспекты и преимущества настоящего изобретения становятся очевидными, и их легко понять, из описания вариантов осуществления в сочетании с представленными ниже прилагаемыми графическими материалами, на которых:
фиг. 1 — трехмерное схематическое изображение подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 2 — схематическое изображение конструкции рельса подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 3 — трехмерное схематическое изображение подъемного ходового узла подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 4 — схематическое изображение конструкции подъемного механизма подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 5 — другое схематическое изображение конструкции подъемного механизма подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 6 — схематическое изображение конструкции подъемного модуля подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 7 — другое схематическое изображение конструкции подъемного модуля подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 8 — двухмерное схематическое изображение ходового приводного узла подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 9 — схематическое изображение конструкции ходового приводного узла подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 10 — трехмерное схематическое изображение гидравлического силового блока подвесного перемещающего устройства тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 11 — схематическое изображение режима работы тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 12 — другое схематическое изображение режима работы тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Ниже подробно описаны варианты осуществления изобретения, при этом варианты осуществления изображены в прилагаемых графических материалах, при этом по всему описанию одинаковыми или подобными номерами ссылочных позиций обозначены одинаковые или подобные элементы или элементы, имеющие одинаковые или подобные функции. Нижеприведенные варианты осуществления, описанные со ссылками на прилагаемые графические материалы, являются примерами, применяемыми исключительно для объяснения настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение.
Следует понимать, что по всему описанию направление или пространственное распределение, указанные с применением терминов «центральный», «продольный», «поперечный», «длина», «ширина», «толщина», «верхний», «нижний», «передний»», «задний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «верхний», «нижний», «внутри», «снаружи», «по часовой стрелке», «против часовой стрелки» и т.п., представляют собой направление или пространственное распределение, указанные согласно прилагаемым графическим материалам, приведенные только для удобства и простоты описания настоящего изобретения и не указывающие или означающие то, что указываемые устройство или элементы обязательно должны быть направлены определенным образом, а также компоноваться или применяться в определенном направлении, поэтому их не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение. Кроме того, термины «первый» и «второй» применяются только в целях описания, и их не следует рассматривать как указывающие или намекающие на относительную значимость или предполагаемое количество технических признаков, которое следует указать. Таким образом, признаки, ограниченные наличием слов «первый» и «второй», могут прямо или косвенно означать один или более указанных признаков. В описании настоящего изобретения «несколько» означает два или более двух, если не установлено каких-либо определенных ограничений.
Следует отметить, что по всему описанию, если только точно не определено и установлено иное, термины «установить», «сопрягать» и «соединять» необходимо понимать в широком смысле, например может быть жесткое соединение, а также может быть соединение с возможностью отсоединения или соединение как одно целое; может быть механическое соединение, а также может быть электрическое соединение или может быть взаимное соединение; может быть непосредственное соединение, а также может быть опосредованное, непрямое соединение; и может быть сообщение внутри двух элементов или может быть отношение взаимодействия между двумя элементами. Конкретный смысл вышеуказанных терминов в настоящем изобретении будет понятен специалистам в данной области техники на основании конкретных случаев.
Согласно настоящему изобретению, если только не определено и установлено иное, то, что первый элемент «над» или «под» вторым элементом, может означать непосредственный контакт между первым и вторым элементами, а также может означать отсутствие непосредственного контакта между первым и вторым элементами и контакт между ними за счет других элементов. Кроме того, то, что первый элемент «расположен сверху относительно» второго элемента, «над» ним и «на» нем, означает, что первый элемент расположен непосредственно над вторым элементом и под углом к нему, или только показывает, что первый элемент расположен выше, чем второй элемент. То, что первый элемент «расположен снизу относительно» второго элемента, «под» ним и «ниже» него, означает, что первый элемент расположен непосредственно под вторым элементом и под углом к нему, или только показывает, что первый элемент расположен ниже, чем второй элемент.
Ниже раскрыт целый ряд разных вариантов или примеров осуществления, применяемых для осуществления разных конструкций настоящего изобретения. С целью упрощения раскрытия настоящего изобретения ниже описаны части, применяемые в конкретных примерах, и их установка. Разумеется, они служат исключительно примерами и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Кроме того, в настоящем изобретении номера ссылочных позиций и/или буквенные позиции в разных примерах могут повторяться, но такие повторения предназначены для упрощения понимания и объяснения основной его цели и сами по себе не указывают на связи между разными рассматриваемыми способами осуществления и/или компоновкой. Кроме того, в настоящем изобретении представлены примеры разного рода технологий и материалов, но специалистам в данной области техники будет очевидна возможность применения других технологий и/или других материалов.
Как показано на фиг. 1, фиг. 4 и фиг. 5, подвесное перемещающее устройство 9 тоннелепроходческой машины согласно варианту осуществления настоящего изобретения содержит рельсы 1 и подъемный механизм 3.
Подъемный механизм 3 с возможностью перемещения установлен на рельсах 1. Подъемный механизм 3 содержит нижнюю раму 302 для горизонтального перемещения, поворотную раму 310, опорно-поворотный подшипник 308 и приводной механизм 305. Опорно-поворотный подшипник 308 соединен с нижней рамой 302 для горизонтального перемещения и поворотной рамой 310. Поворотная рама 310 посредством опорно-поворотного подшипника 308 выполнена с возможностью вращения относительно нижней рамы 302 для горизонтального перемещения. Приводной механизм 305 за счет зацепления соединен с опорно-поворотным подшипником 308 и предназначен для приведения опорно-поворотного подшипника 308 в действие с целью вращения поворотной рамы 310 относительно нижней рамы 302 для горизонтального перемещения.
Зацепление, применяемое в вышеуказанном подвесном перемещающем устройстве 9 тоннелепроходческой машины, может обеспечить такие характеристики, как простота и компактность конструкции между нижней рамой 302 для горизонтального перемещения и поворотной рамой 310, что может снизить интенсивность отказов подвесного перемещающего устройства 9 и сделать обслуживание удобным, а также повышает эффективность работы тоннелепроходческой машины.
В частности, рельсы 1 могут быть выполнены путем последовательного соединения посредством зажимных пластин, болтов и т.п. нескольких желобчатых рельсов. Рельсы 1 могут быть установлены посредством болтов внутри основной балки и соединительного моста проходческой машины. Рельсы 1 могут обеспечивать открытый путь для прохождения подвесного перемещающего устройства 9 и выдерживать нагрузки, возникающие в процессе перемещения подвешенного сегмента 12 дна тоннеля.
В некоторых вариантах осуществления опорно-поворотный подшипник 308 содержит внешнее зубчатое кольцо 308a. Подвесное перемещающее устройство 9 содержит вращательную зубчатую рейку 309. Вращательная зубчатая рейка 309 пребывает в зацеплении с внешним зубчатым кольцом 308a. Приводной механизм предназначен для приведения вращательной зубчатой рейки 309 в возвратно-поступательное движение, чтобы приводить опорно-поворотный подшипник 308 в действие для вращения поворотной рамы 310 относительно нижней рамы 302 для горизонтального перемещения.
В частности, поворотная рама 310 может быть прочно соединена с внешним кольцом опорно-поворотного подшипника 308, а нижняя рама 302 для горизонтального перемещения может быть прочно соединена с внутренним кольцом опорно-поворотного подшипника 308. Внешнее зубчатое кольцо 308a установлено на внешнем кольце опорно-поворотного подшипника 308 или выполнено на внешнем кольце опорно-поворотного подшипника 308.
Как видно на фиг. 2, в некоторых вариантах осуществления рельсы 1 содержат первую горизонтальную секцию 101, вторую горизонтальную секцию 105 и переходную соединительную секцию 102a. Вторая горизонтальная секция 105 и первая горизонтальная секция 101 выполнены на разной высоте. Переходная соединительная секция 102a соединяет первую горизонтальную секцию 101 со второй горизонтальной секцией 105.
Таким образом, под первой горизонтальной секцией 101 может останавливаться средство транспортировки сегментов дна тоннеля, а под второй горизонтальной секцией 105 тоннелепроходческой машины может быть предусмотрен ленточный конвейер, и после подъема сегмента 12 дна тоннеля со средства транспортировки сегментов дна тоннеля подъемный механизм 3 достигает второй горизонтальной секции 105 над ленточным конвейером тоннелепроходческой машины, последовательно проходя первую горизонтальную секцию 101 и переходную соединительную секцию 102a; таким образом, сегменты 12 дна тоннеля можно перемещать со средства транспортировки сегментов дна тоннеля на ленточный конвейер тоннелепроходческой машины посредством лишь одного подвесного перемещающего устройства 9, что повышает эффективность работ по проходке тоннеля.
В варианте осуществления настоящего изобретения расстояние между первой горизонтальной секцией 101 и грунтом больше, чем расстояние между второй горизонтальной секцией 105 и грунтом. Таким образом, средство транспортировки сегментов дна тоннеля можно ставить под первой горизонтальной секцией 101.
В некоторых вариантах осуществления переходная соединительная секция 102a между первой горизонтальной секцией 101 и второй горизонтальной секцией 105 содержит последовательно проходящие изогнутую наружу секцию 102, наклонную секцию 103 и изогнутую внутрь секцию 104.
Изогнутая наружу секция 102 соединена с первой горизонтальной секцией 101, наклонная секция 103 установлена под наклоном относительно первой горизонтальной секции 101 и соединяет изогнутую наружу секцию 102 с изогнутой внутрь секцией 104, и изогнутая внутрь секция 104 соединена со второй горизонтальной секцией 105.
Таким образом, можно обеспечить плавный наклон между первой горизонтальной секцией 101 и второй горизонтальной секцией 105, который способствует плавному перемещению подъемного механизма 3 от первой горизонтальной секции 101 к переходной соединительной секции 102a и его плавному перемещению от переходной соединительной секции 102a ко второй горизонтальной секции 105.
В некоторых вариантах осуществления изогнутая наружу секция 102 соединяет друг с другом первую горизонтальную секцию 101 и наклонную секцию 103, а изогнутая внутрь секция 104 соединяет друг с другом вторую горизонтальную секцию 105 и наклонную секцию 103.
Таким образом, подъемный механизм 3 может также плавно перемещаться от первой горизонтальной секции 101 к переходной соединительной секции 102a и плавно перемещаться от переходной соединительной секции 102a ко второй горизонтальной секции 105.
Как показано на фиг. 4 и фиг. 5, в некоторых вариантах осуществления приводной механизм 305 представляет собой гидроцилиндр, при этом корпус гидроцилиндра прикреплен к нижней раме 302 для горизонтального перемещения, а поршневой шток гидроцилиндра прочно соединен с вращательной зубчатой рейкой 309 посредством выдвижного бруса 306.
Таким образом, совершая возвратно-поступательные движения, поршневой шток гидроцилиндра может приводить вращательную зубчатую рейку 309 в возвратно-поступательное движение, и, таким образом, осуществляется вращение поворотной рамы 310 относительно нижней рамы 302 для горизонтального перемещения. Кроме того, гидроцилиндр может сделать конструкцию подвесного перемещающего устройства 9 более простой и легкой в управлении, что может снизить себестоимость подвесного перемещающего устройства 9 и повысить надежность подвесного перемещающего устройства 9.
Как показано на фиг. 2, когда поршневой шток гидроцилиндра выдвигается из корпуса цилиндра, выдвижной брус 306 вместе с вращательной зубчатой рейкой 309 двигается влево и, таким образом, приводит внешнее зубчатое кольцо 308a в действие для вращения поворотной рамы 310 относительно нижней рамы 302 для горизонтального перемещения против часовой стрелки (если смотреть сверху вниз). Когда поршневой шток гидроцилиндра втягивается в корпус цилиндра, выдвижной брус 306 двигается в одном направлении с вращательной зубчатой рейкой 309, и, таким образом, приводит внешнее зубчатое кольцо 308a в действие для вращения поворотной рамы 310 относительно нижней рамы 302 для горизонтального перемещения по часовой стрелке (если смотреть сверху вниз).
Как показано на фиг. 1 и фиг. 3—5, в некоторых вариантах осуществления подъемный механизм 3 содержит подъемный ходовой узел 2 и верхнюю раму 301 для горизонтального перемещения, установленную на подъемном ходовом узле 2. Подъемный ходовой узел 2 содержит подъемную ходовую раму 201 и шарнирные колеса 202, установленные на подъемной ходовой раме 201, при этом шарнирные колеса 202 с возможностью качения установлены на рельсах 1.
Верхняя рама 301 для горизонтального перемещения может совершать перемещения перпендикулярно продольному направлению рельсов 1, и верхняя рама 301 для горизонтального перемещения соединена с нижней рамой 302 для горизонтального перемещения.
Таким образом, при перемещении вдоль рельсов 1 подъемный ходовой узел 2 может перемещаться по рельсам 1 вместе с подъемным механизмом 3 и, таким образом, перемещать подвешенный сегмент 12 дна тоннеля. Шарнирные колеса 202 могут уменьшать трение в процессе перемещения подъемного ходового узла 2.
Кроме того, при перемещении верхняя рама 301 для горизонтального перемещения может перемещать поднятый подъемным механизмом 3 сегмент 12 дна тоннеля перпендикулярно продольному направлению рельсов 1. Как показано на фиг. 1, продольное направление рельсов 1 представляет собой направление вперед или назад, а направление, перпендикулярное рельсам 1, представляет собой направление влево или вправо. Другими словами, верхняя рама 301 для горизонтального перемещения может перемещаться в направлении влево или вправо, так что при перемещении подвешенного сегмента 12 дна тоннеля подвесное перемещающее устройство 9 может обеспечить перемещение сегмента 12 дна тоннеля влево или вправо.
В частности, как видно на фиг. 3 и фиг. 4, верхняя рама 301 для горизонтального перемещения может перемещаться перпендикулярно продольному направлению рельсов 1 посредством гидравлического цилиндра 303. Корпус гидравлического цилиндра 303 может быть закреплен на верхней раме 301 для горизонтального перемещения, а выдвижной конец поршневого штока гидравлического цилиндра 303 соединен с установочным элементом 203 подъемной ходовой рамы 201.
Как видно на фиг. 5, в некоторых вариантах осуществления верхняя рама 301 для горизонтального перемещения может поворачиваться относительно нижней рамы 302 для горизонтального перемещения, при этом подъемный механизм 3 содержит соединительную пластину 307, и после поворота верхней рамы 301 для горизонтального перемещения относительно нижней рамы 302 для горизонтального перемещения соединительная пластина 307 прочно соединяет верхнюю раму 301 для горизонтального перемещения с нижней рамой 302 для горизонтального перемещения.
Таким образом, после поворота верхняя рама 301 для горизонтального перемещения может адаптироваться под имеющие наклон рельсы 1, так что нижняя рама 302 для горизонтального перемещения может оставаться в горизонтальном положении, и, следовательно, обеспечивается то, что подвешенный сегмент 12 дна тоннеля, перемещаемый подвесным перемещающим устройством 9, сохраняет соответствующее постоянное положение в пространстве, и предотвращаются несчастные случаи, вызванные возникновением гармонических колебаний сегментов 12 дна тоннеля.
Как показано на фиг. 4 и фиг. 5, верхняя рама 301 для горизонтального перемещения может поворачиваться относительно нижней рамы 302 для горизонтального перемещения вокруг соединительных штифтов 304. После поворота верхней рамы 301 для горизонтального перемещения на определенный угол соединительная пластина 307 соединяет верхнюю раму 301 для горизонтального перемещения с нижней рамой 302 для горизонтального перемещения и фиксирует ее. Таким образом, обеспечивается наклон верхней рамы 301 для горизонтального перемещения относительно нижней рамы 302 для горизонтального перемещения, чтобы адаптировать ее под имеющие наклон рельсы 1.
Например, при перемещении в направлении переходной соединительной секции 102a рельсов 1 подъемный механизм 3 может переводить верхнюю раму 301 для горизонтального перемещения в наклонное положение, так что верхняя рама 301 для горизонтального перемещения и переходная соединительная секция 102a остаются в целом параллельными друг другу, а нижняя рама 302 для горизонтального перемещения может оставаться в горизонтальном положении.
Как показано на фиг. 1, фиг. 6 и фиг. 7, в некоторых вариантах осуществления подвесное перемещающее устройство 9 тоннелепроходческой машины содержит подъемные модули 4 и подвесные захваты 406, при этом подъемные модули 4 установлены на поворотной раме 310. Подъемные модули 4 содержат строп 404, вращающееся колесо 403 и приводной блок 402. Приводной блок 402 представляет собой, например, гидравлический двигатель, редукторный двигатель и т.п. Строп 404 представляет собой, например, цепь.
Подвесной захват 406 соединен со стропом 404, при этом подвесной захват 406 представляет собой, например, подвесной крюк, болт и т. п. Строп 404 намотан на вращающееся колесо 403. Приводной блок 402 соединен с вращающимся колесом 403 и предназначен для приведения вращающегося колеса 403 во вращение.
Таким образом, вращением вращающегося колеса 403 можно управлять втягиванием и вытягиванием стропа 404 и, таким образом, регулировать расстояние между указанным подвесным захватом 406 и указанной поворотной рамой 310, чтобы осуществлять поднятие и опускание подвешенного сегмента 12 дна тоннеля при перемещении.
В некоторых вариантах осуществления количество подъемных модулей 4 составляет три, при этом три подъемных модуля 4 равномерно распределены по кругу.
Таким образом, три подъемных модуля 4 могут придать сегменту 12 дна тоннеля большую стабильность при поднятии и опускании и обеспечить равновесие усилий в подъемном механизме 3.
В некоторых вариантах осуществления подъемный модуль 4 содержит приводную коробку 401 и коробку 405 для цепи, установленную на приводной коробке 401; вращающееся колесо 403 установлено в приводной коробке 401; приводной блок 402 установлен снаружи приводной коробки 401; один конец стропа 404 прочно соединен с подвесным захватом 406, а другой конец стропа 404 закреплен в коробке 405 для цепи, при этом коробка 405 для цепи предназначена для направления втягивания и вытягивания стропа 404.
Таким образом, коробка 405 для цепи может сокращать длительность торможения стропа 404, возникающего в процессе его втягивания и вытягивания, что делает процесс работы подвесного перемещающего устройства 9 более стабильным, а интенсивность отказов — низкой.
Как показано на фиг. 1, в некоторых вариантах осуществления подвесное перемещающее устройство 9 тоннелепроходческой машины содержит ходовой приводной узел 5 и первый соединительный стержень 7. Ходовой приводной узел 5 с возможностью перемещения установлен на рельсах 1. Первый соединительный стержень 7 соединяет подъемный механизм 3 и ходовой приводной узел 5. Ходовой приводной узел 5 посредством первого соединительного стержня 7 заставляет подъемный механизм 3 перемещаться по рельсам 1.
Таким образом, между ходовым приводным узлом 5 и подъемным механизмом 3 может быть выполнена модульная конструкция, при этом конструкция простая, а компоновка компактная, что способствует уменьшению размеров подвесного перемещающего устройства 9, чтобы оно подходило под разные нужды, возникающие при строительстве тоннелей.
Как видно на фиг. 2, фиг. 8 и фиг. 9, в некоторых вариантах осуществления ходовой приводной узел 5 содержит ходовую приводную раму 501 и ходовой приводной механизм. Следует отметить то, что рельсы 1 на фиг. 8 обозначены частью, показанной пунктиром. Ходовая приводная рама 501 с возможностью перемещения установлена на рельсах 1. Ходовой приводной механизм соединяет рельсы 1 с ходовой приводной рамой 501 и предназначен для обеспечения перемещения ходовой приводной рамы 501 вдоль рельсов 1.
В некоторых вариантах осуществления ходовой приводной механизм содержит ходовые зубчатые рейки 106, ходовые зубчатые колеса 503 и ходовой приводной двигатель 502. Ходовые зубчатые рейки 106 прикреплены к нижней части рельсов 1. Ходовые зубчатые рейки 106 проходят в продольном направлении рельсов 1, и ходовые зубчатые колеса 503 пребывают с ходовыми зубчатыми рейками 106 в зацеплении. Ходовой приводной двигатель 502 установлен на ходовой приводной раме 501. Ходовые зубчатые колеса 503 соединены с выходным валом ходового приводного двигателя 502.
Таким образом, при взаимодействии ходовых зубчатых колес 503 с ходовыми зубчатыми рейками 106 ходовой приводной двигатель 502 за счет приведения ходовых зубчатых колес 503 во вращение может перемещать ходовой приводной узел 5 и подъемный механизм 3 вдоль рельсов 1, обеспечивает более стабильное перемещение подъемного механизма 3 и соответствие подвесного перемещающего устройства 9 тоннелепроходческой машины требованиям к проведению строительных работ при большом наклоне тоннелепроходческой машины, а также может предотвратить скольжение подъемного механизма 3.
В частности, на ходовой приводной раме 501 установлены ходовые колеса 506, при этом ходовые колеса 506 с возможностью качения установлены на рельсах 1, чтобы уменьшить силу трения при перемещении ходового приводного узла 5 по рельсам 1.
В некоторых вариантах осуществления форма ходовых зубчатых реек 106 соответствует форме рельсов 1. Например, ходовые зубчатые рейки 106 содержат последовательно соединенные первую прямую секцию 106a зубчатой рейки, изогнутую наружу секцию 106b зубчатой рейки, наклонную секцию 106c зубчатой рейки, изогнутую внутрь секцию 106d зубчатой рейки и вторую прямую секцию 106e зубчатой рейки. Первая прямая секция 106a зубчатой рейки, изогнутая наружу секция 106b зубчатой рейки, наклонная секция 106c зубчатой рейки, изогнутая внутрь секция 106d зубчатой рейки и вторая прямая секция 106e зубчатой рейки надлежащим образом соединены с первой горизонтальной секцией 101, изогнутой наружу секцией 102, наклонной секцией 103, изогнутой внутрь секцией 104 и второй горизонтальной секцией 105 рельсов 1 соответственно.
В некоторых вариантах осуществления ходовые зубчатые колеса 503 соединены с выходным валом ходового приводного двигателя 502 посредством промежуточного зубчатого колеса 504.
Как видно на фиг. 9, в некоторых вариантах осуществления количество рельсов 1 составляет два, при этом два рельса 1 расположены параллельно друг другу и ходовая зубчатая рейка 106 предусмотрена на каждом рельсе 1. Количество ходовых зубчатых колес 503 составляет два, при этом каждое из двух ходовых зубчатых колес 503 пребывает в зацеплении с соответствующей ему ходовой зубчатой рейкой 106. Ходовой приводной узел 5 содержит приводной вал 505, соединенный с двумя ходовыми зубчатыми колесами 503, при этом ходовой приводной двигатель 502 предназначен для приведения во вращение одного из ходовых зубчатых колес 503.
Таким образом, приводной вал 505 может приводить два ходовых зубчатых колеса 503 в синхронное вращение посредством только одного двигателя и, таким образом, перемещать подъемный механизм 3 по рельсам 1, что может уменьшить число двигателей и снизить себестоимость подвесного перемещающего устройства 9.
Как показано на фиг. 1 и фиг. 10, в некоторых вариантах осуществления подвесное перемещающее устройство 9 тоннелепроходческой машины содержит гидравлический силовой блок 6 и второй соединительный стержень 8, при этом гидравлический силовой блок 6 содержит установочную раму 601 и гидравлический блок 602 питания.
Установочная рама 601 с возможностью перемещения установлена на рельсах 1. Второй соединительный стержень 8 соединяет установочную раму 601 с ходовым приводным узлом 5. Гидравлический блок 602 питания установлен на установочной раме 601. Гидравлический блок 602 питания предназначен для обеспечения подвесного перемещающего устройства 9 тоннелепроходческой машины гидравлической мощностью.
Разумеется, гидравлический блок 602 питания содержит гидравлический насос, гидравлический клапан, гидравлическую трубу и прочие элементы, которые, таким образом, вместе могут составлять масляный канал гидравлического управления подвесного перемещающего устройства 9, что делает удобным обслуживание подвесного перемещающего устройства 9.
Тоннелепроходческая машина согласно варианту осуществления настоящего изобретения содержит подвесное перемещающее устройство 9 тоннелепроходческой машины по любому из представленных выше вариантов осуществления.
В тоннелепроходческой машине согласно варианту осуществления настоящего изобретения взаимодействие внешнего зубчатого кольца 308a с вращательной зубчатой рейкой 309 может обеспечить такие характеристики, как простота и компактность конструкции между нижней рамой 302 для горизонтального перемещения и опорой поворотной рамы 310, а также может снизить интенсивность отказов подвесного перемещающего устройства 9, сделать обслуживание удобным и повысить эффективность работы тоннелепроходческой машины.
Со ссылкой на фиг. 11 и фиг. 12, фиг. 11 и фиг. 12 показывают режимы работы тоннелепроходческой машины в прямом и наклонном тоннелях соответственно. Подвесное перемещающее устройство 9 тоннелепроходческой машины посредством рельсов 1 установлено на соединительном мосту 10 тоннелепроходческой машины и посредством подъемных модулей 4 перемещает сегмент 12 дна тоннеля, размещенный на средстве 11 транспортировки сегментов дна тоннеля, в указанное место.
Описанное с применением терминов «вариант осуществления», «определенные варианты осуществления», «схематические варианты осуществления», «примеры», «конкретные примеры», «некоторые примеры» и т. п. по всему описанию означает, что конкретные признаки, конструкции, материалы или особенности, описанные посредством указанных вариантов или примеров осуществления, включены по меньшей мере в один вариант или пример осуществления настоящего изобретения. По всему описанию формулировка «схематические» в отношении вышеуказанных терминов необязательно подразумевает одинаковые варианты или примеры осуществления. Кроме того, описанные конкретные признаки, конструкции, материалы или особенности могут соответственно сочетаться в любом одном или нескольких вариантах или примерах осуществления.
Несмотря на то, что были показаны и описаны варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет понято то, что без отклонения от идеи и сути настоящего изобретения в эти варианты осуществления можно внести разнообразные изменения, коррективы, замены и модификации, при этом объем настоящего изобретения ограничен формулой изобретения и ее эквивалентами.