申请/专利权人：北京交通大学

申请日：2018-03-23

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN108915701B

主分类号：E21D9/06

分类号：E21D9/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2018.12.25#实质审查的生效;2018.11.30#公开

摘要：本发明提供一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置，包括：驱动件、固定件及密封件；所述驱动件包括驱动轴、驱动轴承以及轴承支架。本发明提供的一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置，通过固定件将与密封件配合，固定件不仅仅起到固定密封件的作用，同时还设置用于油封的凹陷，油封与密封件相配合，极大的增强了驱动轴的密封性能，解决了盾构模型机中轴承旋转的动态密封问题，能够成功解决高水压条件下可达2MPa泥水平衡模型盾构机主驱动轴的密封问题，密封性能好，同时材料简单，成本较低，可操作性强，为搭建大型的泥水平衡盾构综合模拟试验平台提供有力的技术支撑。

主权项：1.一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置，其特征在于，所述主驱装置包括：驱动件、固定件及密封件；所述驱动件包括驱动轴、驱动轴承以及轴承支架，所述轴承支架与盾构模型机壳体固定连接，所述驱动轴的一端与盾构机模型的刀盘连接固定，另一端与电机连接，所述驱动轴承设于所述驱动轴与轴承支架之间，并且所述驱动轴承与所述驱动轴光滑接触；所述固定件为环状，并与所述轴承支架固定连接，其靠近所述驱动轴承的一端与所述驱动轴承的侧壁抵接；所述固定件靠近所述驱动轴的一侧侧壁表面向内凹陷形成环形的凹陷部，所述凹陷部与外部油管连通，所述密封件为多个，且设置于所述固定件与所述驱动轴之间，并且所述密封件与所述驱动轴紧密贴合；所述密封件为旋转式骨架密封件，并且所述密封件与所述凹陷部连通设置；所述装置还包括限位件，所述密封件与密封法兰固定结合，所述密封法兰远离所述驱动轴的表面与所述限位件紧密贴合设置，所述限位件与所述固定件结合固定，用于限制所述密封件沿所述驱动轴的轴向移动；所述固定件靠近所述驱动轴承的一端为第一台阶结构，所述第一台阶包括第一至第四阶，所述第一阶与所述轴承支架固定结合，所述第二阶与所述驱动轴承抵接，所述第三阶固定所述限位件，所述第四阶容纳所述密封件；所述密封件和所述限位件为两个，所述固定件远离所述驱动轴承的一端为第二台阶结构，所述第二台阶结构包括第五阶和第六阶，所述第三阶固定其中一个限位件，所述第五阶固定另一个限位件，所述第六阶容纳另一个所述密封件。

全文数据：一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置技术领域[0001]本发明涉及盾构模型试验技术领域。更具体地，涉及一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置。背景技术[0002]随着城市地下隧道的快速发展，盾构工法以其机械化程度高、对环境影响小、安全性好逐渐成为隧道施工的主要工法之一。针对目前国内外逐渐增加的越江跨海等高水压隧道建设，一般选择泥水平衡盾构施工。越江跨海隧道建设技术也随着研究和实践的增加也在逐渐成熟，但由于越江跨海隧道实际条件的约束，仍有许多技术难题需要研宄解决，而盾构模型试验是还原实际施工工况的最佳方式，也是获取实测数据的最佳方式之一。目前国内外的越江跨海隧道建设或即将建设面临的最高水压达到近2.OMpa琼州海峡隧道），国内外也未有相似的盾构模型试验能达到2.OMpa，且国内的盾构模型试验多以土压平衡盾构为主，未涉及泥水盾构模型机高水压主驱密封问题。发明内容[0003]有鉴于此，本发明的一个方面提供一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置，所述主驱装置包括：[0004]驱动件、固定件及密封件；[0005]所述驱动件包括驱动轴、驱动轴承以及轴承支架，所述轴承支架与盾构模型机壳体固定连接，所述驱动轴的一端与盾构机模型的刀盘连接固定，另一端与电机连接，所述驱动轴承设于所述驱动轴与轴承支架之间，并且所述驱动轴承与所述驱动轴光滑接触；[0006]所述固定件为环状，并与所述轴承支架固定连接，其靠近所述驱动轴承的一端与所述驱动轴承的侧壁抵接；、、[0007]所述固定件靠近所述驱动轴的一侧侧壁表面向内凹陷形成环形的凹陷部，所述凹陷部与外部油管连通，所述密封件为多个，且设置于所述固定件与所述驱动轴之间，并且所述密封件与所述驱动轴紧密贴合。[0008]优选地，所述密封件与所述驱动轴之间的接触面均为光滑面。、—、[0009]优选地，所述装置还包括圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承约束所述驱动轴承沿所述驱动轴的轴向运动。n_〇]鶴地，臟密封件为旋转式骨架密封件，并且所述密封件与所述凹B连通设置。陶]优选地，所述装置还包攤位件，所述密封件与密封法兰固定结合法^远离所述驱辦_麵肖臟雖體娜合设置，臟_件城棚eU疋，用于限制所述密封件沿所述驱动轴的轴向移动。⑴丄入阳、士笛一么阶句_2]优选地，所述固定件靠近所述驱动轴承的1为第^jj括第一至第四阶，所述第一阶与所述轴承支架固定结合，所述第一卩;|与所[0014]优选地，所述固定件与所述轴承支架为螺栓固定，所述固定件远离所述轴承支架的端部顶面向内凹陷形成孔道，所述螺栓的头端贯穿所述固定件，其尾端容纳在所述孔道内。[0015]优选地，所述限位件与所述固定件为螺栓固定。[0016]本发明的有益效果如下：[0017]本发明提供的一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置，通过固定件将与密封件配合，固定件不仅仅起到固定密封件的作用，同时还设置用于油封的凹陷，油封与密封件相配合，极大的增强了驱动轴的密封性能，解决了盾构模型机中轴承旋转的动态密封问题，能够成功解决高水压条件下可达2MPa泥水平衡模型盾构机主驱动轴的密封问题，密封性能好，同时材料简单，成本较低，可操作性强，为搭建大型的泥水平衡盾构综合模拟试验平台提供有力的技术支撑。附图说明[0018]下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。[0019]图1示出本发明一个实施方式中提供的一种高水压泥水平衡盾构模型机结构示意图。[0020]图2示出本发明一个实施方式中提供的一种高水压泥水平衡盾构模型机结构示意图主驱装置。[0021]图3示出图2中A的放大图。具体实施方式[0022]为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。[0023]目前国内外的越江跨海隧道建设或即将建设面临的最高水压达到近2.0Mpa琼州海峡隧道），国内外也未有相似的盾构模型试验能达到2.OMpa，且国内的盾构模型试验多以土压平衡盾构为主，未涉及泥水盾构模型机高水压主驱密封问题。当面临需要高水压试验时，密封问题难以解决，导致试验受阻。[0024]因此，需要提供一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置，解决高水压盾构试验时的密封问题。[0025]本发明通过固定件与密封件、凹陷部之间相配合，密封件与驱动轴贴合设置，因此不影响驱动轴旋转的同时，能够起到密封的作用。[0026]具体的，如图1-3所示，图1示出本发明一个实施方式中提供的一种高水压泥水平衡盾构模型机结构示意图。图2示出本发明一个实施方式中提供的一种高水压泥水平衡盾构模型机结构示意图主驱装置。图3示出图2中A部分的放大图。[0027]本发明的一个方面提供一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置，所述主驱装置3包括:驱动件、固定件M及密封件36;所述驱动件包括驱动轴31、驱动轴承32以及轴承支架33,所述轴承支架33与盾构模型机壳体固定连接，所述驱动轴31的一端与盾构机模型的刀盘1连接固定，另一端与电机2连接，所述驱动轴承32设于所述驱动轴31与轴承支架33之间，并且所述驱动轴承32与所述驱动轴31光滑接触;所述固定件34为环状，并与所述轴承支架33固定连接，其靠近所述驱动轴承32的一端与所述驱动轴承32的侧壁抵接;所述固定件34靠近所述驱动轴31的一侧侧壁表面向内凹陷形成环形的凹陷部37,所述凹陷部37与外部油管连通，所述密封件36为多个，且设置于所述固定件与所述驱动轴之间，并且所述密封件36与所述驱动轴31紧密贴合。[0028]本发明提供的一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置，通过固定件将与密封件配合，固定件不仅仅起到固定密封件的作用，同时还设置用于油封的凹陷，油封与密封件相配合，极大的增强了驱动轴的密封性能，解决了盾构模型机中轴承旋转的动态密封问题，能够成功解决高水压条件下可达2MPa泥水平衡模型盾构机主驱动轴的密封问题，密封性能好，同时材料简单，成本较低，可操作性强，为搭建大型的泥水平衡盾构综合模拟试验平台提供有力的技术支撑。[0029]优选地，所述密封件36与所述驱动轴31之间的接触面均为光滑面。光滑面较少了密封件36与驱动轴31之间的摩擦系数，使得密封的同时不影响驱动轴31的旋转。[0030]优选地，为了防止驱动轴承32脱落或者沿轴向发生位移，所述装置3还包括圆锥滚子轴承38,所述圆锥滚子轴承38约束所述驱动轴承32沿所述驱动轴31的轴向运动。[0031]此外，作为一种优选的实施方式，所述密封件36为旋转式骨架密封件，并且所述密封件36与所述凹陷部37连通设置。密封件36与凹陷部37连通，使得密封件36与高压油封紧密配合，二者内部的压力可通过油量控制为一致，因此极大的加强了密封件36的密封效果，提高了主驱装置3的密封性能。[0032]当然，为了防止密封件36固定不紧密，导致密封件36发生沿驱动轴31轴向的移动，导致密封失败，优选地，所述装置还包括限位件35，所述密封件36与密封法兰361固定结合，所述密封法兰361远离所述驱动轴31的表面与所述限位件35紧密贴合设置，所述限位件35与所述固定件34结合固定，用于限制所述密封件沿所述驱动轴的轴向移动。当然，本领域公知的，也可以采用其他形式限制密封件的移动，本发明不限于此，因此不再赘述。[0033]当然，可选的，所述固定件34靠近所述驱动轴承32的一端为第一台阶结构，所述第一台阶包括第一至第四阶，所述第一阶341与所述轴承支架33固定结合，所述第二阶342与所述驱动轴承32抵接，所述第三阶343固定所述限位件35,所述第四阶M4容纳所述密封件36。所述密封件36和所述限位件35为两个，所述固定件远离所述驱动轴承的一端为第二台阶结构，所述第二台阶包括第五阶和第六阶，所述第五阶345固定所述另一个限位件，所述第六阶346容纳另一个所述密封件36。台阶的设置使得固定件34与轴承支架33、驱动轴承32固定时，其受力为两个垂直方向的受力，因此大大提高了固定件的稳定，使得固定件不易发生偏移、偏转等。[0034]此外，所述固定件34与所述轴承支架33为螺栓固定，所述固定件34远离所述轴承支架33的端部顶面向内凹陷形成孔道，所述螺栓的头端贯穿所述固定件34,其尾端容纳在所述孔道内。孔道使得固定固定件的螺栓长度变短，受力时，力矩变小，使得螺栓更坚固，固定固定件更稳定。[0035]当然，可选的，所述限位件45与所述固定件M为螺栓固定。[0036]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而开非疋对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

权利要求：1.一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置，其特征在于，所述主驱装置包括：驱动件、固定件及密封件；所述驱动件包括驱动轴、驱动轴承以及轴承支架，所述轴承支架与盾构棂型机冗体固定连接，所述驱动轴的一端与盾构机模型的刀盘连接固定，另一端与电机连接，所述驱动轴承设于所述驱动轴与轴承支架之间，并且所述驱动轴承与所述驱动轴光滑接触；_、、所述固定件为环状，并与所述轴承支架固定连接，其靠近所述驱动轴承的一端与所述驱动轴承的侧壁抵接；^所述固定件靠近所述驱动轴的一侧侧壁表面向内凹陷形成环形的凹陷部，所述凹陷^与外部油管连通，所述密封件为多个，且设置于所述固定件与所述驱动轴之间，并且所述密封件与所述驱动轴紧密贴合。2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述密封件与所述驱动轴之间的接触面均为光滑面。、、_3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承约束所述驱动轴承沿所述驱动轴的轴向运动。、、4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述密封件为旋转式骨架密封件，并且所述密封件与所述凹陷部连通设置。5.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述装置还包括限位件，所述密封件与密封法兰固定结合，所述密封法兰远离所述驱动轴的表面与所述限位件紧密贴合设置，所述限位件与所述固定件结合固定，用于限制所述密封件沿所述驱动轴的轴向移动。6.根据权利要求5所述装置，其特征在于，所述固定件靠近所述驱动轴承的一端为第一台阶结构，所述第一台阶包括第一至第四阶，所述第一阶与所述轴承支架固定结合，所述第二阶与所述驱动轴承抵接，所述第三阶固定所述限位件，所述第四阶容纳所述密封件。7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述密封件和所述限位件为两个，所述固定件远离所述驱动轴承的一端为第二台阶结构，所述第二台阶包括第五台阶和第六阶，所述第五阶固定所述另一个限位件，所述第六阶容纳另一个所述密封件。8.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述固定件与所述轴承支架为螺栓固定，所述固定件远离所述轴承支架的端部顶面向内凹陷形成孔道，所述螺栓的头端贯穿所述固定件，其尾端容纳在所述孔道内。_9.根据权利要求1、5或6任一项所述装置，其特征在于，所述限位件与所述固定件为螺栓固定。

百度查询： 北京交通大学 一种高水压泥水平衡盾构模型机主驱装置

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