Проходческий щит Советский патент 1987 года по МПК E21D9/06 E21D9/04 

11

Изобретение относится к горной промьгашенности, а именно к проходческим щитам для строительства тоннелей в сыпучих грунтах.

Целью изобретения является повышение маневренности рабочего органа избирательного действия и уменьшение со противления передвижению проходческого щита.

На фиг. 1 изображен проходческий щит, продольный разрез, на фиг. 2 - то же вид спередиj на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4-6 - схемы, поясняющие вывод формулы кривой, по которой выполнена задняя грань горизонтальной перегородки.

Проходческий щит содержит корпус 1 с щитовыми гидродомкратами 2, конвейер-перегружатель 3, рабочий орган 4--избирательного действия, горизонтальную 5 и вертикальную 6 перегородки, которые закреплены в ножевой части корпуса 1. Корпус 1 щита имеет передний торец 7.

В верхней части корпуса 1 на кронштейне 8 с возможностью вращения вокруг вертикальной оси установлен рабочий орган 4 избирательного действия, включающий поворотную стрелу 9, два рычага 10, телескопическую рукоять 11 с расположенной на ней лопатой 12. К корпусу 1 щита и к рычагам 10 прикреплены гидродомкраты 13 поворота поворотной стрелы 9. Поворотная стрела 9 монтирована на кронштейне 8 через две поперечные оси 14. Горизонтальная перегородка 5 имеет переднюю 15 и заднюю 16 грани. Задняя грань 16 горизонтальной перегородки 5 выполнена по ломайой линии, образованной касательными к кривой, описываемой формулой

1 - tg

+ а,

1; де 1 - текущая точка задней грани 16 горизонтальной перегородки 5;

расстояние от плоскости переднего торца 7 корпуса 1 щита до i-й точки задней грани 16 горизонтальной перегородки 5 расстояние от проекции i-й точки задней грани 16 горизонтальной перегородки 5 на плоскость переднего торца 7 корпуса 1 щита до верхh;

ней кромки переднего торца корпуса щита , oL- угол естественного откоса

грунта в забое; а - величина сдвига вершины

осыпи.

При выборе размеров прямоуголь-. ной горизонтальной перегородки, а именно длины 1, исходят из условия удержания сыпучего грунта на горизонтальной перегородке, которая зависит от высоты удерживаемого грунта h и угла естественного откоса и может быть выражена формулой

1 -

1 -- + а ,

tgoi.

Так как корпус щита имеет круглую форму, то высота h сЛоя удерживаемо- го грунта от оси щита к периферии корпуса щита уменьшается. Угол ее- тественного откоса « является величиной постоянной для определенного вида грунта. Поэтому длину горизонтальной перегородки со стороны задней грани можно выполнить различной в зависимости от высоты h удерживаемого слоя грунта.

Выполнение прямоугольной горизонтальной площадки является нерациональным, так как затрудняется маневренность рабочего органа избирательного действия и не обеспечивается разрабо.тка грунта на отдельных участках 17 горизонтальной перегородки.

При этом при удалении этих участков 17 удержание сыпучего грунта

горизонтальная перегородка будет обеспечивать, кроме того, не будет накапливаться грунт, склонный к забиванию и создающий-дополнительное сопротийление при передвижке проходческого щита. На форму выполнения задней грани горизонтальной перегородки не влияет место ее расположения вьше оси щита, на оси или ниже оси щита).

В любом случае форма задней грани горизонтальной перегородки определяется по формуле

1;

55

+ tgi

Формула для определения кривизны задней грани горизонтальной перегородки, установленной, например, выше оси щита для произвольной точки

задней грани горизонтальной перего- родки выводится следующим образом

R

H V,

Н h.+h

о

де

R

Н

b ь„ радиус корпуса щита, расстояние по вертикали от оси щита до точки на верхней кромке корпуса щита расстояние по горизонтали от оси щита до точки на верхней кромке корпуса щита; расстояние от оси щита до горизонтальной перегородки.

1. tgei lR -b -h

1;

+ a

ПодЛ-авляем

0

5

0

5

0

При проходке в сыпучих и малоустойчивых грунтах забой удерживается системой горизонтальной и вертикальной перегородок, при этом грунт располагается на горизонтальной перегородке 5 под углом естественного откоса , . Высота h; по мере удаления от оси щита к боковым стенкам корпуса щита уменьшается. Соответственно можно и уменьшить длину горизонтальной перегородки 5. По мере продвижения проходческого щита щитовыми гидродомкратами 2 Грунт с горизонтальной перегородки 5 осыпается вниз и подгребается на конвейер- перегружатель 3 рабочим органом 4 избирательного действия. При встрече по трассе тоннеля более плотных грунтов разработка забоя осуществляется рабочим органом избирательного действия в ячейках между пере- городками 5 и 6.

Перевод поворотной стрелы 9 рабочего органа из верхнего яруса в лотковую часть щита производится следующим образом. Сначала поворотная стрела 9 поворачивается на кронштейне 8 влево или вправо, затем опускается вниз. Перемещение лопаты 12 к забою и от забоя осуществляется выдвижением телескопической рукояти 11.

тогда

+ a

Так как проходческий щит предназначен для работы в малоустойчивых грунтах (мягкая глина, суглинок, лесс, песок), для которых угол естественного откоса oi 45-50 а величина сдвига вершины осыпи для обеспечения достаточного сопротивления породной осыпи а 0,1 h, то, подставляя числовые значения а 0,ГЬ и tg tg (45-60) 1-1,73 в формулу, получим

1 lli + я lli+ 0 1 h-

tgei 1-1,73

(0,58-1)Ь,+0,1 h: 40,68-1,1) hi ,

Проходческий щит работает следующим образом.

Формула изобретения

Проходческий щит, включающий корпус с щитовыми гидродомкратами, горизонтальную и вертикальную перего- родки с передними и задними гранями, конвейер-перегружатель и рабочий орган избирательного действия, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения маневренности рабочего органа избирательного действия и уменьшения сопротивления передвижению проходческого щита, задняя грань горизонтальной перегородки выполнена криволинейной, геометрическую форму которой определяют по слеующей зависимости:

1; (0,68-1,1)h: ,

где i - текущая точка задней грани .горизонтальной перегородки, 1 - расстояние от плоскости

переднего торца корпуса щи51361332

та до i-й точки задней грани горизонтальной перегородки j

расстояние от проекции i-й точки задней грани горизон6/3

в

талькой перегородки на плоскость переднего торца корпуса щита до верхней кромки переднего торца корпуса . щита.

/

. ,

Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть использовано в проходческих щитах для строительства тоннелей в сыпучих грунтах. Целью изобретения является повьшение маневренности рабочего органа избирательного действия и уменьшение сопротивления передвижению щита. Проходческий щит включает корпус с щитовыми гидродомкратами, горизонтальную и вертикальную пере- .. городки с передними и задними гранями, конвейер-перегружатель и рабочий орган избирательного действия. Задняя грань горизонтальной перегородки выполнена криволинейной. Геометрическую форму этой грани определяют по следующей зависимости; 1 (0,68- 1,1)h, где i - текущая точка задней грани горизонтальной перегородки 1|1 - расстояние от плоскости переднего торца корпуса щита до i-й точки задней грани горизонтальной перегородки , h,; - расстояние от проекции i-й точки задней грани горизонтальной перегородки на плоскость переднего торца корпуса щита до верхней кромки переднего торца корпуса щита. 6 ил. е

10

12

Фиг 2

В

Фиг.

Фиг. 5

Редактор Н.Гунько

Составитель Г,Вузов Техред М.Моргентал

Заказ 6207/37 Тираж 453Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

li

Фиг. 6

Корректор Л.Патай