УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА, ПРИЕМА, ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И РАЗВОРОТА КРУПНОГО ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА Российский патент 2023 года по МПК E21F13/00 B61J1/02 E21D9/06 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к области технологий щитовой проходки, и, в частности, оно относится к устройству для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота проходческого щита.

Предпосылки изобретения

[0002] Для современного крупного проходческого щита при запуске в работу и приеме в приемной шахте в качестве монтажного основания обычно используют железобетон, при этом монтажное основание в соответствии с требованиями к запуску проходческого щита в работу и его приему выполнено с фиксированной высотой и наклоном. Однако в процессе применения на практике высота и наклон проходческого щита при запуске в работу и приеме в приемной шахте могут не полностью соответствовать проектным требованиям, и в этом случае для обеспечения требований к щитовой проходке можно лишь регулировать положение щита после его запуска в работу или перед его приемом. В то же время, если объем работы по демонтажу железобетонного монтажного основания для проходческого щита после использования также очень велик, то образуется большое количество промышленных отходов, и это неэкономично.

[0003] Кроме того, в большинстве случаев современная щитовая проходка используется при строительстве двух путей, и, поскольку для одновременного строительства двух путей требуются два крупных проходческих щита, расходы являются слишком высокими. Если используется только один проходческий щит, то его подвергают демонтажу, подъему, транспортировке и повторному монтажу при переходе к строительству второго пути, что продлевает срок строительства и, следовательно, увеличивает стоимость строительства.

Сущность изобретения

[0004] Задачей настоящего изобретения является предоставление устройства для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита для решения вышеуказанных проблем, известных из предшествующего уровня техники; такое устройство разделено на верхнюю и нижнюю большие части, которые соединены друг с другом посредством крупного опорно-поворотного механизма по середине, что позволяет как выдерживать вес щита, установленного на верхней опорной конструкции, так и осуществлять разворот проходческого щита для регулирования за счет толкания гидроцилиндром привода поворота верхней опорной конструкции.

[0005] Для решения поставленной задачи техническое решение согласно настоящему изобретению представляет собой следующее: устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита, которое содержит верхнюю опорную конструкцию, нижнюю опорную конструкцию, опорно-поворотный механизм и механизм привода поворота; указанная верхняя опорная конструкция, опорно-поворотный механизм и нижняя опорная конструкция расположены последовательно сверху вниз, первый конец опорно-поворотного механизма соединен с верхней опорной конструкцией, второй конец опорно-поворотного механизма соединен с нижней опорной конструкцией, верхняя опорная конструкция и нижняя опорная конструкция выполнены с возможностью поворота относительно друг друга, и по меньшей мере одна сторона нижней опорной конструкции снабжена механизмом привода поворота, при этом верхняя опорная конструкция выполнена с возможностью поворота относительно нижней опорной конструкции под толкающим действием механизма привода поворота для регулирования; на верхней опорной конструкции прочно установлена сварная опора храпового типа, и механизм привода поворота поворачивает верхнюю опорную конструкцию путем приведения в движение сварной опоры храпового типа.

[0006] В предпочтительном варианте осуществления указанный механизм привода поворота содержит гидроцилиндр привода поворота и монтажное основание гидроцилиндра; указанное монтажное основание гидроцилиндра прочно установлено на двух сторонах нижней опорной конструкции, конец основания гидроцилиндра привода поворота с возможностью вращения соединен с монтажным основанием цилиндра; по периметру сварной опоры храпового типа предусмотрен круг внешних зубцов, взаимодействующих с толкающим концом гидроцилиндра привода поворота; за счет вытягивания и втягивания толкающего конца гидроцилиндр привода поворота периодически поворачивает сварную опору храпового типа и верхнюю опорную конструкцию как одно целое для регулирования.

[0007] В предпочтительном варианте осуществления указанный опорно-поворотный механизм содержит верхнее седло подшипника, нижнее седло подшипника, конический ролик и сепаратор, при этом указанное верхнее седло подшипника и нижнее седло подшипника расположены напротив друг друга в направлении сверху-вниз и разделены на секции; оба седла подшипника состоят из множества дугообразных сегментов и имеют в целом кольцевую конструкцию; конический ролик установлен в роликовой дорожке нижнего седла подшипника посредством сепаратора, верхнее седло подшипника с возможностью вращения соединено с нижним седлом подшипника посредством конических роликов, верхнее седло подшипника прочно соединено с верхней опорной конструкцией, нижнее седло подшипника прочно соединено с нижней опорной конструкцией.

[0008] В предпочтительном варианте осуществления указанная верхняя опорная конструкция содержит верхние опорные балки, при этом верхние опорные балки установлены параллельно в количестве двух, и две верхние опорные балки прочно соединены друг с другом с помощью первой соединительной балки с образованием основной части верхней опорной конструкции; в средней части первой соединительной балки предусмотрена втулка под центральный штифт; симметрично с обеих сторон относительно средней части верхней торцевой поверхности вблизи основной части верхней опорной конструкции предусмотрены вспомогательные опорные основания, при этом верхняя часть указанного вспомогательного опорного основания выполнена с опорным поддоном, наклоненным вниз на внутренней стороне; с обеих сторон основной части указанной верхней опорной конструкции симметрично расположены опорные рельсы щита, при этом указанный опорный рельс щита содержит поддерживающий элемент и опорный рельс, расположенный в верхней части поддерживающего элемента.

[0009] В предпочтительном варианте осуществления указанная нижняя опорная конструкция содержит нижние опорные балки, при этом нижние опорные балки установлены параллельно в количестве двух, и две нижние опорные балки прочно соединены друг с другом с помощью второй соединительной балки с образованием основной части нижней опорной конструкции; в основной части нижней опорной конструкции дополнительно выполнены монтажная опорная пластина и направляющие отверстия, предназначенные для крепления ходового устройства; на верхней торцевой поверхности основной части нижней опорной конструкции предусмотрен центральный штифт, соответствующий положению втулки под центральный штифт указанной верхней опорной конструкции; указанный центральный штифт вставлен в указанную втулку под центральный штифт для направления выравнивания верхней опорной конструкции с нижней опорной конструкцией.

[0010] В предпочтительном варианте осуществления на двух боковых сторонах верхней опорной конструкции симметрично расположены соединительные полки; указанные соединительные полки предназначены для установки опорной рамы тележки, при этом указанная опорная рама тележки содержит опорную конструкцию тележки и опорную коробчатую балку тележки; указанная опорная конструкция тележки содержит первую опорную раму и вторую опорную раму, соединенные друг с другом двумя концами; указанная первая опорная рама вертикально установлена на верхней опорной балке и расположена на внешней стороне соединительной полки; указанная вторая опорная рама установлена на соединительной полке под наклоном от внешней стороны к внутренней стороне; первая опорная рама и вторая опорная рама соединены с образованием острого угла; указанная опорная коробчатая балка тележки прочно установлена на указанной второй опорной раме и предназначена для контакта с роликом в нижней части тележки.

[0011] В предпочтительном варианте осуществления на переднем и заднем концах нижней опорной конструкции предусмотрено по одному ряду подъемно-спусковых гидроцилиндров; передние и задние ряды подъемно-спусковых гидроцилиндров выполнены с возможностью синхронного подъема для регулирования высоты центра при запуске и высоты центра при приеме проходческого щита или поэтапного подъема на разную высоту для регулирования наклона при запуске и наклона при приеме нижней опорной конструкции.

[0012] В предпочтительном варианте осуществления дополнительно предусмотрено ходовое устройство; указанное ходовое устройство установлено на нижней опорной конструкции; ходовое устройство выполнено с возможностью отделения от поверхности под двигающим действием подъемно-спусковых гидроцилиндров с осуществлением регулирования направления движения ходового устройства на 90°; указанное ходовое устройство содержит поворотный палец, крепежную гайку, роликовую раму, ролик и подшипник; указанный ролик с возможностью вращения установлен в указанной роликовой раме посредством подшипника; нижний конец поворотного пальца прочно соединен с роликовой рамой; верхняя торцевая поверхность роликовой рамы снабжена амортизирующей подушкой, находящейся в контакте с пластиной; верхний конец поворотного пальца пропущен через направляющее отверстие в нижней опорной конструкции и зафиксирован крепежной гайкой.

[0013] В предпочтительном варианте осуществления дополнительно предусмотрен толкающий механизм; указанный толкающий механизм содержит продольный толкающий гидроцилиндр и поперечный толкающий гидроцилиндр, при этом указанный продольный толкающий гидроцилиндр соединен с передней частью нижней опорной конструкции, и продольный толкающий гидроцилиндр путем вытягивания и втягивания осуществляет подталкивание в первом направлении движения; поперечный толкающий гидроцилиндр установлен на одной стороне средней части нижней опорной конструкции, и поперечный толкающий гидроцилиндр путем вытягивания и втягивания осуществляет подталкивание во втором направлении движения; первое направление движения представляет собой движение вдоль нижней опорной конструкции вперед и назад, тогда как второе направление движения представляет собой направление, перпендикулярное первому направлению движения.

[0014] Настоящее изобретение характеризуется по меньшей мере следующими положительными результатами:

Во-первых, это решение состоит из нескольких частей, таких как верхняя опорная конструкция, нижняя опорная конструкция, опорно-поворотный механизм, механизм привода поворота и др., при этом верхняя опорная конструкция и нижняя опорная конструкция соединены друг с другом посредством опорно-поворотного механизма с обеспечением опоры, что позволяет как выдерживать вес щита, установленного на верхней опорной конструкции, так и осуществлять разворот проходческого щита для регулирования за счет толкания гидроцилиндром привода поворота верхней опорной конструкции.

[0015] Во-вторых, в этом решении сварная опора храпового типа взаимодействует с гидроцилиндром привода поворота, при этом за счет подталкивания при вытягивании поршневого штока гидроцилиндра привода поворота толкают внешние зубцы сварной опоры с поворотом относительно центра опоры и осуществлением тем самым относительного поворота верхней опорной конструкции и нижней опорной конструкции. В то же время удлинение гидроцилиндров привода поворота на двух сторонах нижней опорной конструкции позволяет обеспечить равномерное усилие на сварную опору и, следовательно, обеспечить плавное вращение верхней опорной конструкции в целом.

[0016] В-третьих, опорно-поворотный механизм содержит верхнее седло подшипника, нижнее седло подшипника и конический ролик, при этом верхнее седло подшипника, нижнее седло подшипника и конический ролик установлены с возможностью отсоединения, так что после сборки верхней опорной конструкции с нижней опорной конструкцией может осуществляться относительное вращение между верхней опорной конструкцией и нижней опорной конструкцией, при этом после сборки и разборки верхней опорной конструкции и нижней опорной конструкции все их элементы легко поднимают и монтируют.

[0017] В-четвертых, на верхней торцевой поверхности верхней опорной конструкции предусмотрена опорная конструкция, взаимодействующая с проходческим щитом; в середине верхней опорной конструкции выполнена втулка под центральный штифт; на нижней опорной конструкции предусмотрены монтажная опорная пластина и направляющие отверстия, предназначенные для крепления ходового устройства; на нижней опорной конструкции в месте, соответствующем втулке под центральный штифт, предусмотрен центральный штифт; за счет взаимодействия центрального штифта с втулкой под центральный штифт обеспечивают выравнивание и направление верхней опорной конструкции и нижней опорной конструкции.

[0018] В-пятых, опорная рама тележки состоит из опорной конструкции тележки и опорной коробчатой балки тележки. Опорная конструкция тележки установлена на соединительных полках с двух сторон верхней опорной конструкции; опорная коробчатая балка установлена на опорной конструкции тележки; конические шестерни тележки №1 проходческого щита опускаются на две опорные коробчатые балки, и может выполняться сборка и направление тележки №1.

[0019] В-шестых, на переднем и заднем концах нижней опорной конструкции установлены подъемно-спусковые гидроцилиндры, и два ряда подъемно-спусковых гидроцилиндров выполнены с возможностью синхронного или поэтапного подъема для регулирования наклона при запуске или приеме проходческого щита. Например, синхронный подъем подъемно-спусковых гидроцилиндров на двух концах позволяет осуществить регулирование высоты центра при запуске или приеме проходческого щита, и в результате подъема подъемно-спусковых гидроцилиндров на двух концах на разную высоту между нижней опорной конструкцией в целом и поверхностью обеспечивается определенный наклон, поэтому может осуществляться регулирование наклона при запуске или приеме проходческого щита.

[0020] В-седьмых, в этом решении за счет подъема подъемно-спусковых гидроцилиндров ходовое устройство может отделяться от поверхности, и тогда ходовое устройство может быть повернуто на 90° вручную с осуществлением при этом регулирования направления движения; за счет взаимодействия продольных толкающих гидроцилиндров и поперечных толкающих гидроцилиндров толкающего механизма, имеющих разные направления движения, по мере необходимости осуществляется перемещение устройства в целом в разных направлениях.

Описание прилагаемых графических материалов

[0021] Для более четкого описания технического решения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения или технического решения, известного из предшествующего уровня техники, ниже приведено краткое описание графических материалов, используемых в вариантах осуществления настоящего изобретения или в аналогах, известных из предшествующего уровня техники; разумеется, в графических материалах к нижеследующему описанию показаны только некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, и специалисты в данной области техники без творческих усилий могут получить другие графические материалы на основе этих графических материалов.

[0022] Фиг. 1 - изображение 1 конструкции специального устройства для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота в сборе согласно настоящему изобретению;

фиг. 2 - изображение 2 конструкции специального устройства для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота в сборе согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 - схематическое изображение конструкции 1 верхней опорной конструкции;

фиг. 4 - схематическое изображение конструкции 2 верхней опорной конструкции;

фиг. 5 - схематическое изображение 1 конструкции нижней опорной конструкции;

фиг. 6 - схематическое изображение 2 конструкции нижней опорной конструкции;

фиг. 7 - изображение конструкции монтажа механизма привода поворота;

фиг. 8 - увязочное изображение монтажа механизма привода поворота и опорно-поворотного механизма;

фиг. 9 - изображение в разрезе в области А-А на фиг. 8;

фиг. 10 - увязочное изображение для щита и устройства для разворота и перемещения;

фиг. 11 - изображение конструкции опорно-поворотного механизма;

фиг. 12 - изображение в разрезе опорно-поворотного механизма;

фиг. 13 - схематическое изображение 1 конструкции ходового устройства;

фиг. 14 - схематическое изображение 2 конструкции ходового устройства;

на фигурах: 1 - верхняя опорная конструкция; 11 - верхняя опорная балка; 12 - первая соединительная балка; 13 - вспомогательное опорное основание; 14 - опорный рельс щита; 15 - втулка под центральный штифт; 16 - соединительная полка; 2 - нижняя опорная конструкция; 21 - нижняя опорная балка; 22 - вторая соединительная балка; 23 - центральный штифт; 25 - направляющее отверстие; 3 - опорно-поворотный механизм; 31 - верхнее седло подшипника; 32 - нижнее седло подшипника; 33 - конический ролик; 34 - сепаратор; 4 - ходовое устройство; 41 - монтажный штифт; 42 - крепежная гайка; 43 - роликовая рама; 44 - ролик; 45 - подшипник; 46 - резиновая амортизирующая подушка; 47 - штифт; 5 - опорная рама тележки; 51 - опорная конструкция тележки; 52 - опорная коробчатая балка тележки; 6 - толкающий механизм; 61 - продольный толкающий гидроцилиндр; 62 - поперечный толкающий гидроцилиндр; 7 - механизм привода поворота; 71 - гидроцилиндр привода поворота; 72 - монтажное основание гидроцилиндра; 8 - основание.

Конкретные варианты осуществления

[0023] Настоящее изобретение подробно описано ниже на примере конкретных вариантов осуществления. Однако следует понимать, что элементы, конструкции и признаки в одном варианте осуществления могут быть также полезно объединены в других вариантах осуществления без дополнительного описания.

[0024] Следует отметить, что, если не определено иное, технические термины или научные термины, используемые в настоящем документе, должны пониматься в обычном значении, понимаемом средними специалистами в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Слова «один», «одно», «этот» и подобные им, используемые в описании и формуле настоящего изобретения, не обозначают количественные ограничения, а указывают на существование по меньшей мере одного. Такие слова, как «содержать», «включать» и т. п., указывают, что элементы или объекты, которые предшествуют словам «содержать» или «включать», охватывают элементы или объекты, перечисленные после слов «содержать» или «включать», и их эквиваленты, но не исключают другие элементы или объекты с той же функцией.

[0025] Как показано на фиг. 1, в этом варианте осуществления предложено устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита, содержащее верхнюю опорную конструкцию 1, опорно-поворотный механизм 3, нижнюю опорную конструкцию 2 и механизм 7 привода поворота, при этом верхняя опорная конструкция 1 и нижняя опорная конструкция 2 установлены вверху и внизу соответственно; верхняя опорная конструкция 1, опорно-поворотный механизм 3 и нижняя опорная конструкция 2 расположены последовательно сверху вниз; верхняя опорная конструкция 1 предназначена для непосредственного поддержания проходческого щита и поэтому расположена в самом верху; нижняя опорная конструкция 2 служит в качестве основания и предназначена для обеспечения контакта с поверхностью; при этом опорно-поворотный механизм 3 установлен между верхней опорной конструкцией 1 и нижней опорной конструкцией 2 и предназначен для обеспечения возможности поворота верхней опорной конструкции 1 и нижней опорной конструкции 2 относительно друг друга; на обеих сторонах нижней опорной конструкции 2 дополнительно предусмотрен механизм 7 привода поворота; механизм 7 привода поворота предназначен для обеспечения разворота верхней опорной конструкции 1 с осуществлением тем самым операции разворота проходческого щита при строительстве.

[0026] В этом варианте осуществления верхняя опорная конструкция 1 содержит верхние опорные балки 11, параллельно расположенные с двух сторон, при этом две верхние опорные балки 11 прочно соединены между собой посредством первой соединительной балки 12, при этом первая соединительная балка 12 содержит центральные продольные балки и поперечные поддерживающие рычаги, расположенные с обеих сторон центральных продольных балок, при этом поперечные поддерживающие рычаги перпендикулярны центральным продольным балкам; верхние опорные балки 11 соединены с внешними концами поперечных поддерживающих рычагов с образованием тем самым основной части верхней опорной конструкции. В середине первой соединительной балки 12 выполнена втулка 15 под центральный штифт; симметрично с обеих сторон относительно середины верхней торцевой поверхности вблизи основной части верхней опорной конструкции выполнены вспомогательные опорные основания 13, при этом верхняя часть вспомогательного опорного основания 13 выполнена с опорным поддоном, наклоненным вниз на внутренней стороне; с обеих сторон основной части верхней опорной конструкции симметрично расположены опорные рельсы 14 щита, при этом опорный рельс 14 щита содержит поддерживающий элемент и опорный рельс 14, расположенный в верхней части поддерживающего элемента. Опорные рельсы 14 щита предназначены для катящегося или скользящего контакта с внешней стенкой щита, а вспомогательное опорное основание 13 расположено посередине опорного рельса 14 щита и выполнено с возможностью дополнительной поддержки щита снизу.

[0027] В этом варианте осуществления над верхними опорными балками верхней опорной конструкции 1 соответственно расположены соединительные полки 16; на соединительных полках 16 с двух сторон верхней опорной конструкции установлена опорная конструкция тележки; опорная рама 5 тележки состоит из опорной конструкции 51 тележки и опорной коробчатой балки 52, при этом опорная коробчатая балка 52 установлена на опорной конструкции 51 тележки; конические шестерни тележки №1 проходческого щита опускаются на две опорные коробчатые балки 52, и может выполняться сборка и направление тележки №1. Как показано на фиг. 10, опорная конструкция 51 тележки может иметь следующую конструкцию: например, опорная конструкция 51 тележки содержит первую опорную раму и вторую опорную раму, соединенные друг с другом двумя концами, при этом первая опорная рама вертикально установлена на верхней опорной балке 11 и расположена на внешней стороне соединительной полки 16, вторая опорная рама установлена на соединительной полке 16 под наклоном от внешней стороны к внутренней стороне; первая опорная рама и вторая опорная рама соединены с образованием острого угла; опорная коробчатая балка 52 тележки прочно установлена на второй опорной раме.

[0028] В этом примере осуществления нижняя опорная конструкция 2 содержит нижние опорные балки 21, при этом нижние опорные балки 21 установлены параллельно в количестве двух, и две нижние опорные балки 21 прочно соединены друг с другом с помощью второй соединительной балки 22 с образованием основной части нижней опорной конструкции, при этом вторая соединительная балка 22 по конструкции аналогична первой соединительной балке 12, описанной выше, и здесь описана не будет. В основной части нижней опорной конструкции дополнительно выполнены монтажная опорная пластина и направляющие отверстия 25, предназначенные для крепления ходового устройства 4; на верхней торцевой поверхности основной части нижней опорной конструкции предусмотрен центральный штифт 23, соответствующий положению втулки 15 под центральный штифт верхней опорной конструкции 1; центральный штифт 23 вставлен во втулку 15 под центральный штифт для направления выравнивания при установке и стыковке верхней опорной конструкции 1 с нижней опорной конструкцией 2.

[0029] Как показано на фиг. 11 и 12, опорно-поворотный механизм 3 предназначен для осуществления относительного поворота верхней опорной конструкции 1 и нижней опорной конструкции 2; опорно-поворотный механизм 3 содержит верхнее седло 31 подшипника, нижнее седло 32 подшипника, конические ролики 33 и сепаратор 34; верхнее седло 31 подшипника установлено в нижней части верхней опорной конструкции 1, нижнее седло 32 подшипника установлено в верхней части нижней опорной конструкции 2; верхнее седло 31 подшипника и нижнее седло 32 подшипника расположены сверху вниз напротив друг друга и разделены на 24 секции соответственно; конический ролик 33 установлен в роликовой дорожке нижнего седла 32 подшипника посредством сепаратора 34; верхнее седло 31 подшипника с возможностью вращения соединено с нижним седлом 32 подшипника посредством конических роликов 33.

[0030] В этом варианте осуществления на переднем и заднем концах нижней опорной конструкции 2 предусмотрено по одному ряду подъемно-спусковых гидроцилиндров; передний и задний ряды подъемно-спусковых гидроцилиндров выполнены с возможностью синхронного подъема для регулирования исходной высоты центра при запуске проходческого щита или поэтапного подъема для регулирования наклона нижней опорной конструкции 2 с регулированием тем самым наклона устройства при приеме проходческого щита. Один конец подъемно-спусковых гидроцилиндров соединен с фланцевой пластиной нижней опорной конструкции 2, а другой конец опирается на поверхность; на каждом из двух концов нижней опорной конструкции 2 предусмотрено по 6 подъемно-спусковых гидроцилиндров, в общей сложности 12 гидроцилиндров на обоих концах; управление включением и выключением каждого ряда подъемно-спусковых гидроцилиндров обеспечено с помощью электромагнитного клапана, и каждый подъемно-спусковой гидроцилиндр оснащен гидравлическим замком.

[0031] Как показано на фиг. 13 и 14, ходовое устройство 4 содержит ролик 44, поворотный палец 41, самосмазывающийся подшипник 45, роликовую раму 43, резиновую амортизирующую подушку 46, установочное кольцо, скобу, крепежную гайку 42 и штифт 47; ходовое устройство 4 установлено на нижней опорной конструкции 2; при приведении в движение подъемно-спусковых гидроцилиндров ходовое устройство 4 может оторваться от поверхности с осуществлением тем самым регулирования направления движения ходового устройства 4 на 90°; ролик 44 с возможностью вращения установлен в роликовой раме 43 посредством самосмазывающегося подшипника 45 и штифта 47; нижний конец поворотного пальца 41 прочно соединен с роликовой рамой 43; верхняя торцевая поверхность роликовой рамы 43 снабжена амортизирующей подушкой 46, находящейся в контакте с пластиной; амортизирующая подушка 46 может уравновешивать давление между каждым роликом 44 и адаптироваться к неровностям маршрута движения с обеспечением в целом равномерных нагрузки и давления на ролики 44. Верхний конец поворотного пальца 41 проходит через направляющее отверстие 23 в нижней опорной конструкции 2 и зафиксирован крепежной гайкой 42.

[0032] В этом варианте осуществления в одном примере, который не проиллюстрирован, ходовое устройство 4 также может быть выполнено таким образом, что ходовое устройство 4 содержит ролик 44, поворотный палец 41, самосмазывающийся подшипник 45 и роликовую раму 43; на боковой раме нижней опорной конструкции 2 предусмотрен монтажный блок, предназначенный для монтажа ходового устройства 4; в монтажном блоке выполнено вертикальное отверстие под вал; в среднем участке отверстия под вал образована промежуточная полость; промежуточная полость представляет собой цилиндрическое приемное пространство, при этом отверстие под вал и промежуточная полость выполнены в сообщении с образованием конструкции, имеющей тонкие концы и толстую центральную часть; в среднем участке поворотного пальца 41 предусмотрен промежуточный стопорный блок, соответствующий промежуточной полости по форме, и на боковой поверхности по периметру промежуточного стопорного блока предусмотрены четыре гнезда, при этом четыре гнезда распределены равномерно, и каждые два противоположных гнезда образуют набор; по обе стороны монтажного блока соответственно предусмотрены стопорные отверстия, соответствующие гнездам. Поворотный палец 41 имеет две позиции; в первой позиции два противоположных гнезда соответствуют одному из наборов гнезд и фиксируются путем введения стопорного механизма, что позволяет предотвратить скручивание ролика во время движения и обеспечить одинаковое направление движения каждого ролика. Когда необходимо отрегулировать направление ролика на 90° в целом, стопорный гидравлический цилиндр стопорного механизма выводит стопорный блок из гнезда, чтобы разблокировать его, и приводной сцепной механизм приводит поворотный палец 41 во вращение с поворотом поворотного пальца 41 на 90° во вторую позицию; стопорный механизм снова вводится через стопорное отверстие и вставляется в гнездо, чтобы заблокировать поворотный палец 41. Приводной сцепной механизм содержит гидроцилиндр для изменения направления, закрепленный на нижней опорной конструкции 2, и толкающий стержень, установленный вертикально на поршневом конце гидроцилиндра для изменения направления; толкающий стержень соответственно снабжен несколькими штифтами; штифты соединены с соответствующими поворотными пальцами 41 посредством рычажных механизмов; рычажный механизм получен шарнирным соединением двух соединительных рычагов; один конец рычажного механизма шарнирно соединен с указанным штифтом, другой конец рычажного механизма прочно соединен с верхним концом поворотного пальца 41, и, таким образом, гидроцилиндр для изменения направления толкает планку толкателя для перемещения с осуществлением при этом синхронного изменения и регулирования направления движения всех роликов на одной стороне и повышением тем самым эффективности изменения направления движения роликов.

[0033] Толкающий механизм 6 предназначен для перемещения путем подталкивания нижней опорной конструкции 1 в обоих горизонтальных направлениях с осуществлением тем самым регулирования всего устройства в горизонтальном направлении; толкающий механизм 6 содержит продольный толкающий гидроцилиндр 61 и поперечный толкающий гидроцилиндр 62, при этом всего установлено два продольных толкающих цилиндра 61 и два поперечных толкающих цилиндра 62; при этом два конца продольного толкающего цилиндра 61 соединены с основанием 8 и передней частью нижней опорной конструкции 2 соответственно, и продольный толкающий гидроцилиндр 61 осуществляет путем вытягивания и втягивания подталкивание в первом направлении движения с взаимодействием тем самым с ходовым устройством 4 для обеспечения движения всего устройства в направлении вперед и назад; поперечный толкающий гидроцилиндр 62 установлен на одной стороне в средней части нижней опорной конструкции 2, при этом два конца поперечного толкающего цилиндра 62 соединены с основанием 8 и боковой стороной в средней части нижней опорной конструкции 2 соответственно, и основание 8 установлено прочно; поперечный толкающий гидроцилиндр 62 осуществляет путем вытягивания и втягивания подталкивание во втором направлении движения с взаимодействием тем самым с ходовым устройством 4 для обеспечения движения всего устройства в поперечном направлении; первое направление движения означает движение вдоль нижней опорной конструкции 2 вперед и назад, тогда как второе направление движения представляет собой направление, перпендикулярное первому направлению движения.

[0034] В этом варианте осуществления предусмотрена гидравлическая система, при этом гидравлическая система снабжена двумя гидравлическими рабочими станциями; одна гидравлическая рабочая станция управляет работой двенадцати подъемно-спусковых гидроцилиндров, другая гидравлическая рабочая станция управляет работой соответственно продольных толкающих гидроцилиндров 61, поперечных толкающих гидроцилиндров 62 и двух гидроцилиндров привода поворота.

[0035] В этом решении также предложен способ получения устройства для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита, включающий следующие этапы, на которых:

S1: при опускании специального устройства для разворота в шахту для монтажа опускают соответственно нижнюю опорную балку 21 и вторую соединительную балку 22 нижней опорной конструкции 2 в рабочую шахту и выполняют их монтаж;

S2: после монтажа нижней опорной конструкции 2 конические ролики 33 и сепаратор 34 устанавливают в роликовую дорожку на нижнем седле 32 подшипника на верхней торцевой поверхности основной части нижней опорной конструкции;

S3: верхние опорные балки 11 и первые соединительные балки 12 верхней опорной конструкции 1 собирают на поверхности рабочей шахты, потом всю навеску направляют путем обеспечения соответствия мест расположения втулки 15 под центральный штифт и установочного штифта 23 нижней опорной конструкции 2, чтобы верхнее седло 31 подшипника в нижней части верхней опорной конструкции 1 попало как раз на конические ролики 33;

S4: опорную конструкцию 51 тележки устанавливают на соединительные полки 16 на двух сторонах верхней опорной конструкции 1, после чего опорные коробчатые балки 52 тележки опускают в шахту и устанавливают на опорные конструкции 51 тележки;

S5: посредством двух рядов подъемно-спусковых гидроцилиндров, установленных спереди и сзади на нижней опорной конструкции 2, путем синхронного подъема и опускания можно осуществлять регулирование высоты центра при запуске проходческого щита в работу; например, за счет вытягивания подъемно-спусковых гидроцилиндров осуществляют подъем проходческого щита в целом, а за счет втягивания подъемно-спусковых гидроцилиндров осуществляют опускание проходческого щита в целом;

или за счет регулирования двух рядов подъемно-спусковых гидроцилиндров на разные высоты осуществляют регулирование наклона при приеме проходческого щита; например, когда один ряд подъемно-спусковых гидроцилиндров путем вытягивания отрегулирован на первую высоту, а другой ряд подъемно-спусковых гидроцилиндров отрегулирован на вторую высоту, при этом два ряда имеют разные высоты, существует определенный угол между нижней опорной конструкцией 2 и поверхностью, и за счет регулировки нижней опорной конструкции 2 можно осуществлять регулирование устройства в целом с целью обеспечения подходящего наклона при приеме проходческого щита.

[0036] S6: толкают внешние зубцы сварной опоры 5 храпового типа поршневыми штоками гидроцилиндров 71 привода поворота, поршневые штоки гидроцилиндров 71 привода поворота возвращают после достижения определенного расстояния, повторяют процесс таким образом и в несколько этапов выполняют разворот проходческого щита на верхней опорной конструкции 1;

S7: продольные толкающие гидроцилиндры 61 толкают нижнюю опорную конструкцию 2 в продольном направлении движения нижней опорной конструкции 2 вперед и назад, или, после изменения направления движения ходового устройства, поперечные толкающие гидроцилиндры 62 толкают нижнюю опорную конструкцию 2 в поперечном направлении, перпендикулярном направлению движения нижней опорной конструкции 2 вперед и назад, с взаимодействием с ходовым устройством 4 для регулирования горизонтального положения устройства в целом.

[0037] Для дополнительного повышения эффективности использования, при приеме проходческого щита за счет подъема и опускания двух передних и задних групп подъемно-спусковых гидроцилиндров на разную высоту опорные конструкции в целом образуют определенный угол наклона, и проходческий щит будет спускаться по этому наклону; в связи с тем, что проходческий щит тяжелый и крупный, для лучшего контроля положения проходческого щита при его приеме в приемной шахте опорный рельс щита может быть выполнен следующей конструкции: опорный рельс щита содержит опору рельса, на верхней торцевой поверхности опоры рельса образован желоб рельса, на двух сторонах желоба рельса выполнены полки; внутренняя сторона этих двух полок перпендикулярно прочно соединена с двумя концами опорного вала, и на среднем участке опорного вала предусмотрено рельсовое колесо и подшипник, при этом рельсовое колесо с возможностью вращения соединено с опорным валом посредством подшипника; на монтажном валу на двух сторонах рельсового колеса также установлены фрикционная пластина, прокладка, тарельчатая пружина и гайка соответственно, при этом фрикционная пластина, прокладка, тарельчатая пружина и гайка последовательно установлены на монтажный вал в направлении от рельсового колеса к двум концам монтажного вала; в местах вблизи концов монтажного вала выполнена внешняя резьба, взаимодействующая с гайкой, и за счет завинчивания гайки осуществляют регулирование положения и регулирование усилия, приложенного гайкой к фрикционной пластине через тарельчатую пружину и прокладку, и можно регулировать степень прилегания торцевой поверхности фрикционной пластины к торцевой поверхности рельсового колеса, что позволяет эффективно компенсировать часть усилия спуска, возникающего при спуске проходческого щита по наклону, и лучше обеспечивать безопасность строительства и стабильность положения проходческого щита; кроме того, на поверхности рельсового колеса предусмотрен эластичный противоскользящий слой, контактирующий с проходческим щитом, чтобы создать эффективную защиту для щита.

[0038] Выше приведены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, которые никоим образом не ограничивают настоящее изобретение. Хотя настоящее изобретение было раскрыто с помощью предпочтительных вариантов осуществления, оно ими не ограничивается, и любой специалист в данной области техники без отступления от объема технических решений настоящего изобретения может предложить эквивалентные варианты осуществления, внося эквивалентные незначительные изменения или модификации, однако любые незначительные модификации, эквивалентные замены или изменения, выполненные в рамках технических решений настоящего изобретения и согласно технической сущности настоящего изобретения, относятся к объему технических решений настоящего изобретения.

Изобретение относится к области технологий щитовой проходки, и, в частности, оно относится к устройству для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота проходческого щита. Устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита содержит верхнюю опорную конструкцию, нижнюю опорную конструкцию, опорно-поворотный механизм и механизм привода поворота. Указанная верхняя опорная конструкция, опорно-поворотный механизм и нижняя опорная конструкция расположены последовательно сверху вниз. Первый конец опорно-поворотного механизма соединен с верхней опорной конструкцией, второй конец опорно-поворотного механизма соединен с нижней опорной конструкцией. Верхняя опорная конструкция и нижняя опорная конструкция выполнены с возможностью поворота относительно друг друга, и обе стороны нижней опорной конструкции снабжены механизмами привода поворота. Верхняя опорная конструкция выполнена с возможностью поворота относительно нижней опорной конструкции под толкающим действием механизма привода поворота для регулирования. На верхней опорной конструкции прочно установлена сварная опора храпового типа, и механизм привода поворота поворачивает верхнюю опорную конструкцию путем приведения в движение сварной опоры храпового типа. Техническим результатом является уменьшение срока строительства двух путей с выполнением работ одним проходческим щитом. 8 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита, отличающееся тем, что содержит верхнюю опорную конструкцию, нижнюю опорную конструкцию, опорно-поворотный механизм и механизм привода поворота; указанная верхняя опорная конструкция, опорно-поворотный механизм и нижняя опорная конструкция расположены последовательно сверху вниз, первый конец опорно-поворотного механизма соединен с верхней опорной конструкцией, второй конец опорно-поворотного механизма соединен с нижней опорной конструкцией, верхняя опорная конструкция и нижняя опорная конструкция выполнены с возможностью поворота относительно друг друга, и обе стороны нижней опорной конструкции снабжены механизмами привода поворота, при этом верхняя опорная конструкция выполнена с возможностью поворота относительно нижней опорной конструкции под толкающим действием механизма привода поворота для регулирования; на верхней опорной конструкции прочно установлена сварная опора храпового типа, и механизм привода поворота поворачивает верхнюю опорную конструкцию путем приведения в движение сварной опоры храпового типа.

2. Устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита по п. 1, отличающееся тем, что указанный механизм привода поворота содержит гидроцилиндр привода поворота и монтажное основание гидроцилиндра; указанное монтажное основание гидроцилиндра прочно установлено на двух сторонах нижней опорной конструкции, конец основания гидроцилиндра привода поворота с возможностью вращения соединен с монтажным основанием цилиндра; по периметру сварной опоры храпового типа предусмотрен круг внешних зубцов, взаимодействующих с толкающим концом гидроцилиндра привода поворота; за счет вытягивания и втягивания толкающего конца гидроцилиндр привода поворота периодически поворачивает сварную опору храпового типа и верхнюю опорную конструкцию как одно целое для регулирования.

3. Устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита по п. 2, отличающееся тем, что указанный опорно-поворотный механизм содержит верхнее седло подшипника, нижнее седло подшипника, конический ролик и сепаратор, при этом указанное верхнее седло подшипника и нижнее седло подшипника расположены напротив друг друга в направлении сверху-вниз и разделены на секции; оба седла подшипника состоят из множества дугообразных сегментов и имеют в целом кольцевую конструкцию; конический ролик установлен в роликовой дорожке нижнего седла подшипника посредством сепаратора, верхнее седло подшипника с возможностью вращения соединено с нижним седлом подшипника посредством конических роликов, верхнее седло подшипника прочно соединено с верхней опорной конструкцией, нижнее седло подшипника прочно соединено с нижней опорной конструкцией.

4. Устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита по п. 3, отличающееся тем, что указанная верхняя опорная конструкция содержит верхние опорные балки, при этом верхние опорные балки установлены параллельно в количестве двух, и две верхние опорные балки прочно соединены друг с другом с помощью первой соединительной балки с образованием основной части верхней опорной конструкции; в средней части первой соединительной балки предусмотрена втулка под центральный штифт; симметрично с обеих сторон относительно средней части верхней торцевой поверхности вблизи основной части верхней опорной конструкции предусмотрены вспомогательные опорные основания, при этом верхняя часть указанного вспомогательного опорного основания выполнена с опорным поддоном, наклоненным вниз на внутренней стороне; с обеих сторон основной части указанной верхней опорной конструкции симметрично расположены опорные рельсы щита, при этом указанный опорный рельс щита содержит поддерживающий элемент и опорный рельс, расположенный в верхней части поддерживающего элемента.

5. Устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита по п. 4, отличающееся тем, что указанная нижняя опорная конструкция содержит нижние опорные балки, при этом нижние опорные балки установлены параллельно в количестве двух, и две нижние опорные балки прочно соединены друг с другом с помощью второй соединительной балки с образованием основной части нижней опорной конструкции; в основной части нижней опорной конструкции дополнительно выполнены монтажная опорная пластина и направляющие отверстия, предназначенные для крепления ходового устройства; на верхней торцевой поверхности основной части нижней опорной конструкции предусмотрен центральный штифт, соответствующий положению втулки под центральный штифт указанной верхней опорной конструкции; указанный центральный штифт вставлен в указанную втулку под центральный штифт для направления выравнивания верхней опорной конструкции с нижней опорной конструкцией.

6. Устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита по п. 5, отличающееся тем, что на двух боковых сторонах верхней опорной конструкции симметрично расположены соединительные полки; указанные соединительные полки предназначены для установки опорной рамы тележки, при этом указанная опорная рама тележки содержит опорную конструкцию тележки и опорную коробчатую балку тележки; указанная опорная конструкция тележки содержит первую опорную раму и вторую опорную раму, соединенные друг с другом двумя концами; указанная первая опорная рама вертикально установлена на верхней опорной балке и расположена на внешней стороне соединительной полки; указанная вторая опорная рама установлена на соединительной полке под наклоном от внешней стороны к внутренней стороне; первая опорная рама и вторая опорная рама соединены с образованием острого угла; указанная опорная коробчатая балка тележки прочно установлена на указанной второй опорной раме и предназначена для контакта с роликом в нижней части тележки.

7. Устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита по п. 1, отличающееся тем, что на переднем и заднем концах нижней опорной конструкции предусмотрено по одному ряду подъемно-спусковых гидроцилиндров; передние и задние ряды подъемно-спусковых гидроцилиндров выполнены с возможностью синхронного подъема для регулирования высоты центра при запуске и высоты центра при приеме проходческого щита или поэтапного подъема на разную высоту для регулирования наклона при запуске и наклона при приеме нижней опорной конструкции.

8. Устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита по п. 7, отличающееся тем, что дополнительно содержит ходовое устройство; указанное ходовое устройство установлено на нижней опорной конструкции; ходовое устройство выполнено с возможностью отделения от поверхности под двигающим действием подъемно-спусковых гидроцилиндров с осуществлением регулирования направления движения ходового устройства на 90°; указанное ходовое устройство содержит поворотный палец, крепежную гайку, роликовую раму, ролик и подшипник; указанный ролик с возможностью вращения установлен в указанной роликовой раме посредством подшипника; нижний конец поворотного пальца прочно соединен с роликовой рамой; верхняя торцевая поверхность роликовой рамы снабжена амортизирующей подушкой, находящейся в контакте с пластиной; верхний конец поворотного пальца пропущен через направляющее отверстие в нижней опорной конструкции и зафиксирован крепежной гайкой.

9. Устройство для запуска, приема, поступательного перемещения и разворота крупного проходческого щита по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит толкающий механизм; указанный толкающий механизм содержит продольный толкающий гидроцилиндр и поперечный толкающий гидроцилиндр, при этом указанный продольный толкающий гидроцилиндр соединен с передней частью нижней опорной конструкции, и продольный толкающий гидроцилиндр путем вытягивания и втягивания осуществляет подталкивание в первом направлении движения; поперечный толкающий гидроцилиндр установлен на одной стороне средней части нижней опорной конструкции, и поперечный толкающий гидроцилиндр путем вытягивания и втягивания осуществляет подталкивание во втором направлении движения; первое направление движения представляет собой движение вдоль нижней опорной конструкции вперед и назад, тогда как второе направление движения представляет собой направление, перпендикулярное первому направлению движения.