[发明专利]一种隧道掘进机

说明书

本发明涉及一种隧道掘进机，其适于开挖直径为7.5m到8.2m的隧道。隧道掘进机包括：驱动刀盘的主驱动机构，主驱动机构包括多个驱动力源组件，由多个驱动力源组件驱动的传动机构，以及与传动机构相连的刀盘，周向地包围在主驱动机构周围的护盾，护盾的外壳能适应待开挖的隧道的直径而改变尺寸。当待开挖的隧道直径在7.5m到8.2m之间时，仅需要改变本发明的隧道掘进机的部分结构，而无需整体改变，这可实现主要零部件的通用性，并且极大地缩短了设计制造周期和生产费用。

技术领域

本发明涉及机械领域，特别是涉及一种隧道掘进机。

背景技术

随着国民经济的快速发展，城市化进程不断加快，这导致国内的城市地铁隧道、水工隧道、越江隧道、铁路隧道、公路隧道、市政管道等隧道工程将需要大量的隧道掘进机。隧道掘进机是一种高智能化，集机、电、液、光、计算机技术为一体的隧道施工重大技术装备。实施隧道掘进机国内产业化，既可打破外企在国内市场一统天下的局面，又能促进和带动相关的机电、液压、材料、传感器等产业的发展，增强装备制造业综合实力，提高我国重大装备在国际市场上的竞争力。

通常，隧道掘进机是根据隧道施工对象而度身定做的。然而，隧道掘进机的结构复杂、零部件繁多，这导致隧道掘进机的设计制造周期长而且生产费用也非常高。在满足定制产品的差异化的前提下，如何满足实现主要零部件的通用性、缩短设计制造周期和生产费用是目前面临的重大课题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种隧道掘进机，其适于开挖直径为7.5m到8.2m的隧道。当待开挖的隧道直径在7.5m到8.2m之间时，仅需要改变这种隧道掘进机的部分结构，而无需整体改变，这可实现主要零部件的通用性，并且极大地缩短了设计制造周期和生产费用。

根据本发明的隧道掘进机包括驱动刀盘的主驱动机构，主驱动机构包括多个驱动力源组件，由多个驱动力源组件驱动的传动机构，以及与传动机构相连的刀盘，周向地包围在主驱动机构周围的护盾，护盾的外壳能适应待开挖的隧道的直径而改变尺寸。

在使用本发明的隧道掘进机开挖直径在7.5m到8.2m的隧道时，可通过更换护盾的外壳以使得更换后的外壳能与隧道的内壁接触，然而与护盾外壳相关的其他部件则无需更换，这样就实现了主要零部件的通用性，并且极大地缩短了设计制造周期和生产费用。

在一个实施例中，多个驱动力源组件各自包括电机和与电机相连的变速箱，传动机构包括由多个变速箱驱动的齿圈和与齿圈相连的刀盘承载件。在一个优选的实施例中，多个电机的数量为12个，每个电机的功率为350Kw。在一个实施例中，传动机构还包括承载来自刀盘的推力的主轴承，主轴承设置在刀盘承载件和所述变速箱之间。优选地，主轴承的直径为5.3m。申请人发现，在开挖直径为7.5m到8.2m的隧道时，这种组合的电机能够提供向刀盘提供足够大的动力来在地层内钻进。直径为5.3m的主轴承也足以承受来自刀盘的挤压力，保证隧道掘进机能顺利地开挖隧道。由此，当隧道的直径在7.5m到8.2m之间变化时，并不需要更换改变电机以及主轴承，这极大地简化了隧道掘进机的设计，并且降低了隧道掘进机的生产费用和生产周期。

在一个实施例中，外壳由相互搭接的多个外壳部分组成，在外壳的内部设置有用于驱动多个外壳部分的护盾油缸。护盾油缸可向外推动外壳部分并紧紧地顶靠隧道壁，实现对隧道壁的初步支护。

在一个实施例中，与隧道掘进机的设计适配隧道直径相比，待开挖的隧道的直径增大幅度在50mm到500mm之间时，通过在多个外壳部分的外表面上分别固定设置新外壳部分来改变其尺寸。在一个优选的实施例中，在外壳部分和新外壳部分之间存在有间隙，在间隙内设置有多个支撑肋。通过这种方式可非常简单地改变护盾的外壳的尺寸，特别是直径，而且多个支撑肋使得新的外壳能够承受隧道内的压力。这极大地减小了更换零件的数量，费用和耗时也得以大幅降低。此外，通过调节外壳部分和新外壳部分之间的间隙，可以进一步调节外壳的尺寸，从而扩大隧道掘进机能适配的隧道直径。