一种基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115142864A(43)申请公布日2022.10.04(21)申请号202210428246.3(22)申请日2022.04.22(71)申请人中铁工程装备集团有限公司地址450016河南省郑州市经济技术开发区第六大街99号申请人山东大学(72)发明人周小磊杨旭郑博马志勇鲁亚明李俊志(74)专利代理机构郑州优盾知识产权代理有限公司41125专利代理师张彬(51)Int.Cl.E21D9/087(2006.01)E21F17/00(2006.01)权利要求书2页说明书14页附图12页(54)发明名称一种基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统(57)摘要本发明公开了一种基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统，解决了现有刀盘扭矩液压支撑系统容易导致撑靴液压缸的密封失效、活塞杆变形等技术问题。本发明包括与主梁相连的鞍架，所述鞍架通过撑靴油缸连接有撑靴，所述撑靴油缸与鞍架之间通过球铰结构连接，所述鞍架与撑靴之间铰接有扭矩油缸，所述撑靴油缸、扭矩油缸与液压控制系统相连。本发明将主梁上的刀盘扭矩负载直接传递至撑靴，改善了撑靴液压缸的受力状态，提高了主梁的支撑稳定性。CN115142864ACN115142864A权利要求书1/2页1.一种基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统，包括与主梁（58）相连的鞍架（59），所述鞍架（59）通过撑靴油缸连接有撑靴（60），其特征在于：所述撑靴油缸与鞍架（59）之间通过球铰结构连接，所述鞍架（59）与撑靴（60）之间铰接有扭矩油缸，所述撑靴油缸、扭矩油缸与液压控制系统相连。2.根据权利要求1所述的基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统，其特征在于：所述撑靴油缸包括左侧撑靴油缸（53）和右侧撑靴油缸（52），所述左侧撑靴油缸（53）、右侧撑靴油缸（52）关于主梁（58）的中垂面左右对称设置，所述左侧撑靴油缸（53）与鞍架（59）左侧的撑靴（60）连接，所述右侧撑靴油缸（52）与鞍架（59）右侧的撑靴（60）连接。3.根据权利要求1或2所述的基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统，其特征在于：所述扭矩油缸包括左侧扭矩油缸组和右侧扭矩油缸组，所述左侧扭矩油缸组铰接在鞍架（59）与左侧的撑靴（60）之间，所述右侧扭矩油缸组铰接在鞍架（59）与右侧的撑靴（60）之间。4.根据权利要求3所述的基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统，其特征在于：所述左侧扭矩油缸组中的扭矩油缸设置在左侧的撑靴油缸的前后两侧，右侧扭矩油缸组中的扭矩油缸设置在右侧的撑靴油缸的前后两侧。5.根据权利要求4所述的基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统，其特征在于：所述鞍架（59）每侧设置有四个扭矩油缸，四个扭矩油缸呈两行四列的形式分布，每行包括两个扭矩油缸，每列包括一个扭矩油缸，四个扭矩油缸与撑靴（60）相连的一端分别位于撑靴（60）背离岩壁一侧的四角。6.根据权利要求1、2、4、5任一项所述的基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统，其特征在于：所述扭矩油缸与鞍架（59）相连的位置高度高于与撑靴（60）相连的位置高度。7.根据权利要求6所述的基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统，其特征在于：所述扭矩油缸包括扭矩油缸缸体（173）、扭矩油缸活塞杆（172），所述扭矩油缸活塞杆（172）的连接耳环内设置有扭矩油缸活塞杆球铰链（171），所述扭矩油缸缸体（173）的连接耳环内设置有扭矩油缸缸体球铰链（174），当所述扭矩油缸活塞杆球铰链（171）与鞍架（59）相连时，所述扭矩油缸缸体球铰链（174）与撑靴（60）相连；当所述扭矩油缸活塞杆球铰链（171）与撑靴（60）相连时，所述扭矩油缸缸体球铰链（174）与鞍架（59）相连。8.根据权利要求1、2、4、5、7任一项所述的基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统，其特征在于：所述球铰结构包括内球铰链基座（61）、外球铰链（62）及内球铰链球头（63），所述内球铰链球头（63）与内球铰链基座（61）的一侧球面配合，所述外球铰链（62）与内球铰链基座（61）的另一侧球面配合；所述内球铰链基座（61）与所述撑靴油缸相连，所述外球铰链（62）和内球铰链球头（63）均与撑靴（60）相连；或者所述内球铰链基座（61）与所述撑靴（60）相连，所述外球铰链（62）和内球铰链球头（63）均与撑靴油缸相连。9.根据权利要求8所述的基于撑靴直接承载的TBM刀盘扭矩液压支撑系统，其特征在于：所述内球铰链基座（61）的一侧边缘设置有基座环形球面、另一侧的中心设置有凹形球面，所述基座环形球面与所述凹型球面同心设置，所述外球铰链（62）为环形且一端设置有向内径向延伸的凸缘，所述凸缘的内侧面设置有凸缘环形