一种盾构机牵引车轨道抗倾覆装置

本发明涉及盾构机，特别是涉及一种盾构机牵引车轨道抗倾覆装置。

背景技术：

1、在盾构机掘进过程中，盾构机后部蓄电池牵引车需要将开挖渣土从盾构台车尾部运输至吊出井，并将管片从吊出井运输至盾构台车尾部，运输作业都是牵引车在轨道系统上完成的。全负荷状态下的牵引车需要同时牵引一节浆车、两节管片车、五节渣土车以完成运输作业，车上荷载通过车轮竖向加载在盾构台车平台后部的运输钢板带上，容易造成运输钢板带的形变、侧向滑移，从而牵引车在进行运输作业时容易由于轨道的侧向滑移、形变发生侧滑、侧翻等安全事故，极大地降低了施工效率以及增加了安全隐患。

2、针对轨道倾覆这一问题，现有的抗倾覆装置包括减震抗压防滑移钢板带、轨道弹性滑动抗倾覆钢支座以及具有抗倾覆绝缘垫板的交通用扣件三大类。其中，减震抗压防滑移钢板带通过水平支撑件、竖直承载肋板等将垂直作用的集中荷载均匀分布在管片环下局部承载面上，以此提高牵引车工作中轨道的稳定性，但由于其安装在相邻管片环的缝隙中，会将部分动荷载传递到管片环缝隙，破坏管片环的成型质量；轨道弹性滑动抗倾覆钢支座以及具有抗倾覆绝缘垫板的交通用扣件通过设置多个椭圆形弹性元件，卸载轨道横向纵向倾覆力，但耐久性较差，不能重复使用，且对于牵引车轨道的横纵向约束力较低，不足以满足其抗倾覆要求。

3、因此，如何提供一种设计合理、可重复使用且抗倾覆效果良好的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，以解决现有抗倾覆装置安装不方便，以及不能重复使用、对牵引车轨道的横向约束力较低，导致施工效率低、安全性差的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，所述抗倾覆装置包括球铰约束结构、第一连接结构和第二连接结构，所述球铰约束结构通过所述第一连接结构和牵引车轨道系统可拆卸连接，所述球铰约束结构通过所述第二连接结构和管片螺栓可拆卸连接；

4、所述球铰约束结构包括调节组件和若干旋转臂，相邻所述旋转臂之间通过所述调节组件连接，且相邻所述旋转臂之间的夹角能够通过所述调节组件进行调节并固定；

5、与所述牵引车轨道系统相邻的所述旋转臂和所述第一连接结构转动连接，与所述管片螺栓相邻的所述旋转臂和所述第二连接结构转动连接，且所述旋转臂和所述第一连接结构、所述旋转臂和所述第二连接结构能够通过锁紧结构进行锁紧固定。

6、优选地，所述调节组件包括双向旋转接头和调节部，所述调节部可拆卸连接于所述双向旋转接头；

7、所述双向旋转接头包括壳体和设于所述壳体内的两个压密块，所述调节部和所述压密块通过螺栓转动连接，所述螺栓的两端设有旋向相反的螺纹；

8、每个所述压密块均连接有锁紧块，两个所述锁紧块分别延伸至所述调节组件两端的所述旋转臂内并与所述旋转臂的内壁摩擦连接。

9、优选地，所述螺栓处设有扭矩传感器，所述扭矩传感器与控制终端连接，当所述扭矩传感器检测到的扭矩值超过安全扭矩值时，控制终端接收并发出预警信号。

10、优选地，所述第二连接结构包括第一连接组件和第二连接组件；所述第一连接组件的一端通过第二转动接头与所述旋转臂转动连接，另一端开设有安装孔；所述第二连接组件包括垂直设置的固定连接部和旋转连接部，所述固定连接部可拆卸安装于所述安装孔，所述旋转连接部和所述管片螺栓螺纹连接。

11、优选地，所述第二连接结构还包括锁紧部，所述锁紧部能够穿过所述第一连接组件并抵接于所述固定连接部。

12、优选地，所述旋转连接部包括旋转轴承和螺母，所述螺母连接于所述旋转轴承内壁的两端，所述管片螺栓和所述螺母螺纹连接。

13、优选地，所述牵引轨道系统包括轨道和钢板带，所述钢板带位于所述轨道外侧的一端设有安装槽；所述第一连接结构包括连接部，所述连接部的一端通过第一转动接头与所述旋转臂转动连接，另一端和所述安装槽相匹配。

14、优选地，所述第一连接结构还包括固定部，所述固定部能够穿过所述安装槽的侧壁并固定于所述连接部。

15、优选地，所述牵引车轨道系统还包括支撑件，所述支撑件设于所述钢板带顶部并与所述轨道的外侧连接。

16、优选地，所述轨道的两侧分别设有红外线发射器和红外线接收器，当轨道未发生偏移时，所述红外线接收器能够识别并捕捉到所述红外线发射器信号；当轨道倾覆角度超过安全阈值时，所述红外线接收器不能识别并捕捉所述红外线发射器的信号，控制终端发出预警。

17、本发明提供了一种盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，与现有技术相比，其有益效果在于：

18、本发明的旋转臂和第一连接结构、第二连接结构均为转动连接，通过转动可以调整旋转臂的朝向，使得靠近管片螺栓一端的旋转臂能够偏向于管片螺栓的位置，当旋转臂的朝向调节至合适位置后可以通过液压锁紧实现快速固定；通过调节组件可以对相邻旋转臂之间的夹角进行调节并固定，当旋转臂的朝向和夹角均调整至合适位置后，即可通过第二连接结构实现球铰约束结构与管片螺栓的连接，避免了由于盾构管片环和横向钢板带的相对位置不确定而导致装置安装不方便的现象。

19、本发明中球铰约束结构与牵引车轨道系统、管片螺栓分别通过第一连接结构、第二连接结构可拆卸连接，拆卸过程不会对原有轨道系统造成损坏，安装便捷，可以重复使用；并且由于球铰约束结构可以使得盾构管片环和横向钢板带的位置相对确定，因此有效增加了牵引车轨道的横向约束力，提高了牵引车轨道系统在受到横向作用力时的稳定性。

技术特征：

1.一种盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，其特征在于，所述抗倾覆装置包括球铰约束结构、第一连接结构和第二连接结构，所述球铰约束结构通过所述第一连接结构和牵引车轨道系统可拆卸连接，所述球铰约束结构通过所述第二连接结构和管片螺栓可拆卸连接；

2.根据权利要求1所述的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，其特征在于，所述调节组件包括双向旋转接头和调节部，所述调节部可拆卸连接于所述双向旋转接头；

3.根据权利要求2所述的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，其特征在于，所述螺栓处设有扭矩传感器，所述扭矩传感器与控制终端连接，当所述扭矩传感器检测到的扭矩值超过安全扭矩值时，控制终端接收并发出预警信号。

4.根据权利要求1所述的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，其特征在于，所述第二连接结构包括第一连接组件和第二连接组件；

5.根据权利要求4所述的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，其特征在于，所述第二连接结构还包括锁紧部，所述锁紧部能够穿过所述第一连接组件并抵接于所述固定连接部。

6.根据权利要求4所述的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，其特征在于，所述旋转连接部包括旋转轴承和螺母，所述螺母连接于所述旋转轴承内壁的两端，所述管片螺栓和所述螺母螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，其特征在于，所述牵引轨道系统包括轨道和钢板带，所述钢板带位于所述轨道外侧的一端设有安装槽；

8.根据权利要求7所述的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，其特征在于，所述第一连接结构还包括固定部，所述固定部能够穿过所述安装槽的侧壁并固定于所述连接部。

9.根据权利要求7所述的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，其特征在于，所述牵引车轨道系统还包括支撑件，所述支撑件设于所述钢板带顶部并与所述轨道的外侧连接。

10.根据权利要求7所述的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，其特征在于，所述轨道的两侧分别设有红外线发射器和红外线接收器，当轨道未发生偏移时，所述红外线接收器能够识别并捕捉到所述红外线发射器信号；当轨道倾覆角度超过安全阈值时，所述红外线接收器不能识别并捕捉所述红外线发射器的信号，控制终端发出预警。

技术总结
本发明涉及盾构机技术领域，公开了一种盾构机牵引车轨道抗倾覆装置，抗倾覆装置包括球铰约束结构、第一连接结构和第二连接结构，球铰约束结构包括调节组件、若干旋转臂、第一转动接头和第二转动接头，相邻旋转臂之间通过调节组件连接，相邻旋转臂之间的夹角能够通过调节组件进行调节并固定；第一转动接头的一端和第一连接结构连接，另一端和靠近牵引车轨道系统一端的旋转臂转动连接并能液压锁紧；第二转动接头的一端和第二连接结构连接，另一端和靠近管片螺栓一端的旋转臂转动连接并能液压锁紧。本发明的盾构机牵引车轨道抗倾覆装置能随意调整横向支撑的方向、角度、高度，并且可以实时监测约束的强度，避免牵引车侧翻事故的发生。

技术研发人员：叶飞,李墨涵,苏恩杰,任超,韩兴博,范越,张俊元,崔浩,朱文豪,王培源,朱立龙,郑林腾,陈峰
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/26