一种用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置及使用方法与流程

1.本发明涉及盾构施工技术领域，特别涉及一种用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置及使用方法。


背景技术：

2.盾构机被广泛的应用于城市地铁隧道的修建工程，作为地下施工的大型机械设备，在盾构机掘进过程中盾构机刀盘通过切削辊压使前方的土层刮除破碎，再使用管片对隧道进行支护，并将渣土排出，盾构机通过推压后方管片使自身向前推进，从而实现盾构机的掘进工作。
3.盾构机刀盘的切削转动动力来自于多个主驱动电机或主驱动马达输出动力并由减速机传递至主驱动小齿轮，主驱动小齿轮再带动大齿圈转动，大齿圈与刀盘间为螺栓刚性连接，再轴承的支撑下从而实现刀盘转动，结合盾构机向前推进，刀盘便可对前方土体进行切削辊压等操作。
4.由于盾构机主轴承是盾构机刀盘转动和核心支撑结构部件，在盾构机施工生产过程中，如发生主驱动故障引起盾构机停机，盾构施工将会面临一系列施工风险，需要对主驱动进行及时维修。由于盾构机前盾主驱动部位空间狭小，在以往拆卸安装主轴承小齿轮时由于作业空间不足，无法高质量快速开展作业，装卸过程中往往伴随着可能对一些重要结构部件进行二次损坏，产生人员作业伤害、长期无法恢复推进作业带来的施工安全隐患等等。
5.以往盾构机维修主驱动小齿轮常在盾构机维保场地中进行，盾构机前盾为立式摆放，小齿轮可通过安装孔位垂直吊装放入，但在盾构机掘进过程中，前盾水平放置，安装小齿轮需要水平推入主驱动内部，由于小齿轮自重较大，前盾作业空间较小，小齿轮安装需要伸入主驱动内部，致使垂直方向吊装无法进行主驱动小齿轮安装作业，在盾构施工作业时需要安装主驱动小齿轮的作业任务将无法开展。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明旨在提出一种用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置及使用方法，通过设置支撑盘以及花键盘，花键盘安装于支撑盘中心位置，支撑盘中心设有用于与主轴承小齿轮花键相固定的螺栓孔，花键盘上设置有与主驱动小齿轮的主轴承小齿轮花键相对应配合的连接套筒，支撑盘与定位安装于连接套筒内的主轴承小齿轮花键之间通过螺栓孔配合第一固定螺栓进行固定，支撑盘周向上设有若干与前盾盾体上用于安装减速机的法兰螺栓位置相对应配合的定位螺栓孔，通过定位螺栓孔、法兰螺栓位置中安装丝杆用于对位固定安装，丝杆与支撑盘的连接的前后位置均设置移动螺母，通过先后缓慢转动对应内、外侧的移动螺母，从而实现主驱动小齿轮朝向安装位置稳定缓慢水平移动，以此实现主驱动小齿轮的井下水平安装。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.一种用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置，包括支撑盘以及花键盘，所述花键盘安装于支撑盘中心位置，所述支撑盘中心设有用于与主轴承小齿轮花键相固定的螺栓孔，所述花键盘上设置有与主驱动小齿轮的主轴承小齿轮花键相对应配合的连接套筒，所述支撑盘与定位安装于连接套筒内的主轴承小齿轮花键之间通过螺栓孔配合第一固定螺栓进行固定，所述支撑盘周向上设有若干与前盾盾体上用于安装减速机的法兰螺栓位置相对应配合的定位螺栓孔，通过定位螺栓孔、法兰螺栓位置中安装丝杆用于对位固定安装，所述丝杆与支撑盘的连接的前后位置均设置移动螺母。
9.进一步的，所述主驱动小齿轮上安装有轴承以及轴承座，所述支撑盘上设有与所述轴承座相对应配合的两道轴承座弧形固定槽。
10.进一步的，所述轴承座与两道轴承座弧形固定槽之间还安装有定位丝杆。
11.进一步的，所述连接套筒内设有与主轴承小齿轮花键相对应的花键齿。
12.进一步的，所述花键盘的连接套筒周向上设有固定法兰盘，所述固定法兰盘与支撑盘固定相连。
13.进一步的，所述固定法兰盘与支撑盘的周向上分别设有若干对应匹配的螺栓安装孔，通过在螺栓安装孔内安装第二固定螺栓用于实现刚性连接。
14.进一步的，所述支撑盘上螺栓安装孔之间还对称设有两个转动孔。
15.进一步的，所述丝杆为高强度螺纹丝杆用于固定支撑盘。
16.为了实现上述目的，本发明还公开了一种用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置的使用方法，包括以下步骤：
17.s1：将主驱动小齿轮与轴承、轴承座连接完成，再在主轴承小齿轮花键套入花键盘，然后通过两个转动孔对支撑盘进行转动，将支撑盘的螺栓安装孔与花键盘的螺栓安装孔对齐，通过安装第二固定螺栓完成两者之间的有效连接；
18.s2：通过第一固定螺栓将支撑盘与主轴承小齿轮花键相固定，并将花键盘与支撑盘通过第二固定螺栓连接固定紧密；
19.s3：将合适尺寸的定位丝杆穿过支撑盘的轴承座弧形固定槽与轴承座连接，此时，主驱动小齿轮安装前的准备工作完毕；
20.s4：在前盾盾体上用于安装减速机安装法兰的螺栓孔上固定丝杆，并在每根丝杆外端旋入一圈移动螺母，将移动螺母旋入固定丝杆内2-3厘米的位置，此时，移动螺母在同一垂直方向；
21.s5：使用吊带将备好的小齿轮套件吊起，吊起后将主驱动小齿轮轴向朝向调整至水平方向，支撑盘位于后方，而后缓慢推入主驱动小齿轮安装孔位中并使支撑盘周向上的定位螺栓孔全部与丝杆一一对应嵌套，并在支撑盘外侧的丝杆再次旋入移动螺栓；
22.s6：通过顶部吊带支撑，将位于支撑盘前端的移动螺母一一缓缓拧松，而后将支撑盘后端的移动螺母一一旋紧，此时保持支撑盘方向始终与减速机法兰安装面平行；
23.s7：通过前后移动螺母的松紧可以实现主驱动小齿轮向前缓慢移动，经过多次操作后主驱动小齿轮被推入安装位置，确认小齿轮纵向得到有效支撑后依次拆除装置，并将轴承座进行固定，即可实现井下水平安装主驱动小齿轮的作业。
24.有益效果：本发明通过设置支撑盘以及花键盘，花键盘安装于支撑盘中心位置，支撑盘中心设有用于与主轴承小齿轮花键相固定的螺栓孔，花键盘上设置有与主驱动小齿轮
的主轴承小齿轮花键相对应配合的连接套筒，支撑盘与定位安装于连接套筒内的主轴承小齿轮花键之间通过螺栓孔配合第一固定螺栓进行固定，支撑盘周向上设有若干与前盾盾体上用于安装减速机的法兰螺栓位置相对应配合的定位螺栓孔，通过定位螺栓孔、法兰螺栓位置中安装丝杆用于对位固定安装，丝杆与支撑盘的连接的前后位置均设置移动螺母，通过先后缓慢转动对应内、外侧的移动螺母，从而实现主驱动小齿轮朝向安装位置稳定缓慢水平移动，以此实现主驱动小齿轮的井下水平安装。
附图说明
25.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
26.图1为本发明实施例所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置的俯视图；
27.图2为图1中a-a剖视图；
28.图3为本发明实施例所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置与轴承座安装示意图；
29.图4为本发明实施例所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置与轴承座、轴承、主驱动小齿轮之间的安装示意图；
30.图5为本发明实施例所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置工作状态示意图。
具体实施方式
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
33.实施例1
34.参见图1-5：一种用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置，包括支撑盘1以及花键盘2，所述花键盘2安装于支撑盘1中心位置，所述支撑盘1中心设有用于与主轴承小齿轮花键301相固定的螺栓孔101，所述花键盘2上设置有与主驱动小齿轮3的主轴承小齿轮花键301相对应配合的连接套筒201，所述支撑盘1与定位安装于连接套筒201内的主轴承小齿轮花键301之间通过螺栓孔101配合第一固定螺栓4进行固定，所述支撑盘1周向上设有若干与前盾盾体上用于安装减速机的法兰螺栓位置相对应配合的定位螺栓孔102，通过定位螺栓孔102、法兰螺栓位置中安装丝杆103用于对位固定安装，所述丝杆103与支撑盘1的连接的前后位置均设置移动螺母104。
35.本实施例通过设置支撑盘以及花键盘，花键盘安装于支撑盘中心位置，支撑盘中心设有用于与主轴承小齿轮花键相固定的螺栓孔，花键盘上设置有与主驱动小齿轮的主轴承小齿轮花键相对应配合的连接套筒，支撑盘与定位安装于连接套筒内的主轴承小齿轮花键之间通过螺栓孔配合第一固定螺栓进行固定，支撑盘周向上设有若干与前盾盾体上用于安装减速机的法兰螺栓位置相对应配合的定位螺栓孔，通过定位螺栓孔、法兰螺栓位置中安装丝杆用于对位固定安装，丝杆与支撑盘的连接的前后位置均设置移动螺母，通过先后缓慢转动对应内、外侧的移动螺母，从而实现主驱动小齿轮朝向安装位置稳定缓慢水平移
动，以此实现主驱动小齿轮的井下水平安装。
36.在一具体的实例中，所述主驱动小齿轮3上安装有轴承302以及轴承座303，所述支撑盘1上设有与所述轴承座303相对应配合的两道轴承座弧形固定槽105。
37.本实施例的支撑盘上设有与轴承座相对应配合的两道轴承座弧形固定槽，通过两道轴承座弧形固定槽实现支撑盘与轴承座之间的支撑定位安装，进一步提高支撑盘与主驱动小齿轮之间定位连接的牢固性，从而提高主驱动小齿轮水平安装的精确度、安全性以及稳定性。
38.在一具体的实例中，所述轴承座303与两道轴承座弧形固定槽105之间还安装有定位丝杆5。
39.本实施例通过定位丝杆能够防止轴承座与支撑盘之间脱离并进行定位，提高主驱动小齿轮水平安装的准确度以及安全性。
40.在一具体的实例中，所述连接套筒201内设有与主轴承小齿轮花键301相对应的花键齿。
41.本实施例的连接套筒内设有与主轴承小齿轮花键相对应的花键齿，从而提高连接套筒与主轴承小齿轮花键定位安装的准确性，防止发生转动。
42.在一具体的实例中，所述花键盘2的连接套筒201周向上设有固定法兰盘202，所述固定法兰盘202与支撑盘1固定相连。
43.本实施例的连接套筒周向上固定法兰盘与连接套筒一体成型，通过固定法兰盘实现花键盘与支撑盘之间的固定安装。
44.在一具体的实例中，所述固定法兰盘202与支撑盘1的周向上分别设有若干对应匹配的螺栓安装孔，通过在螺栓安装孔内安装第二固定螺栓6用于实现刚性连接。
45.本实施例的固定法兰盘与支撑盘之间通过第二固定螺栓实现可拆卸式刚性连接，结构牢固，安装拆卸便捷。
46.在一具体的实例中，所述支撑盘1上螺栓安装孔之间还对称设有两个转动孔106。
47.本实施例通过两个转动孔可以便于对支撑盘进行转动调节，使得支撑盘与固定法兰盘之间的螺栓安装孔更易对齐，便于安装。
48.在一具体的实例中，所述丝杆103为高强度螺纹丝杆用于固定支撑盘1。
49.需要说明的是，由于主驱动小齿轮重量达到几百斤以上，本实施例的支撑盘周向上最多可设置16组高强度螺纹丝杆，提高支撑盘与前盾盾体之间的支撑连接牢固性，从而更好的支撑主驱动小齿轮。
50.在具体实现中，本实施例的固定螺栓为高强度螺栓，用于各部件之间实现刚性连接；移动螺母为高强度螺母，其尺寸与丝杆螺纹尺寸配套，嵌套在丝杆上，用于对支撑盘起到加持固定、调节正位、移动的功能。
51.实施例2
52.为了实现上述目的，本实施例还公开了一种用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置的使用方法，包括以下步骤：
53.s1：将主驱动小齿轮3与轴承302、轴承座303连接完成，再在主轴承小齿轮花键301套入花键盘2，然后通过两个转动孔106对支撑盘1进行转动，将支撑盘1的螺栓安装孔与花键盘2的螺栓安装孔对齐，通过安装第二固定螺栓6完成两者之间的有效连接；
54.s2：通过第一固定螺栓4将支撑盘1与主轴承小齿轮花键301相固定，并将花键盘2与支撑盘1通过第二固定螺栓6连接固定紧密；
55.s3将合适尺寸的定位丝杆5穿过支撑盘1的轴承座弧形固定槽105与轴承座303连接，此时，主驱动小齿轮3安装前的准备工作完毕；
56.s4：在前盾盾体上用于安装减速机安装法兰的螺栓孔上固定丝杆103，并在每根丝杆103外端旋入一圈移动螺母104，将移动螺母104旋入固定丝杆103内2-3厘米的位置，此时，移动螺母104在同一垂直方向；
57.s5：使用吊带将备好的小齿轮套件吊起，吊起后将主驱动小齿轮3轴向朝向调整至水平方向，支撑盘1位于后方，而后缓慢推入主驱动小齿轮安装孔位中并使支撑盘1周向上的定位螺栓孔102全部与丝杆103一一对应嵌套，并在支撑盘1外侧的丝杆再次旋入移动螺栓104；
58.s6：通过顶部吊带支撑，将位于支撑盘1前端的移动螺母104一一缓缓拧松，而后将支撑盘后端的移动螺母104一一旋紧，此时保持支撑盘1方向始终与减速机法兰安装面平行；
59.s7通过前后移动螺母104的松紧可以实现主驱动小齿轮3向前缓慢移动，经过多次操作后主驱动小齿轮3被推入安装位置，确认小齿轮纵向得到有效支撑后依次拆除装置，并将轴承座303进行固定，即可实现井下水平安装主驱动小齿轮的作业。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置，其特征在于，包括支撑盘(1)以及花键盘(2)，所述花键盘(2)安装于支撑盘(1)中心位置，所述支撑盘(1)中心设有用于与主轴承小齿轮花键(301)相固定的螺栓孔(101)，所述花键盘(2)上设置有与主驱动小齿轮(3)的主轴承小齿轮花键(301)相对应配合的连接套筒(201)，所述支撑盘(1)与定位安装于连接套筒(201)内的主轴承小齿轮花键(301)之间通过螺栓孔(101)配合第一固定螺栓(4)进行固定，所述支撑盘(1)周向上设有若干与前盾盾体上用于安装减速机的法兰螺栓位置相对应配合的定位螺栓孔(102)，通过定位螺栓孔(102)、法兰螺栓位置中安装丝杆(103)用于对位固定安装，所述丝杆(103)与支撑盘(1)的连接的前后位置均设置移动螺母(104)。2.根据权利要求1所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置，其特征在于，所述主驱动小齿轮(3)上安装有轴承(302)以及轴承座(303)，所述支撑盘(1)上设有与所述轴承座(303)相对应配合的两道轴承座弧形固定槽(105)。3.根据权利要求2所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置，其特征在于，所述轴承座(303)与两道轴承座弧形固定槽(105)之间还安装有定位丝杆(5)。4.根据权利要求1所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置，其特征在于，所述连接套筒(201)内设有与主轴承小齿轮花键(301)相对应的花键齿。5.根据权利要求1所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置，其特征在于，所述花键盘(2)的连接套筒(201)周向上设有固定法兰盘(202)，所述固定法兰盘(202)与支撑盘(1)固定相连。6.根据权利要求5所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置，其特征在于，所述固定法兰盘(202)与支撑盘(1)的周向上分别设有若干对应匹配的螺栓安装孔，通过在螺栓安装孔内安装第二固定螺栓(6)用于实现刚性连接。7.根据权利要求6所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置，其特征在于，所述支撑盘(1)上螺栓安装孔之间还对称设有两个转动孔(106)。8.根据权利要求1所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置，其特征在于，所述丝杆(103)为高强度螺纹丝杆用于固定支撑盘(1)。9.一种根据权利要求1-8任一所述的用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：将主驱动小齿轮(3)与轴承(302)、轴承座(303)连接完成，再在主轴承小齿轮花键(301)套入花键盘(2)，然后通过两个转动孔(106)对支撑盘(1)进行转动，将支撑盘(1)的螺栓安装孔与花键盘(2)的螺栓安装孔对齐，通过安装第二固定螺栓(6)完成两者之间的有效连接；s2：通过第一固定螺栓(4)将支撑盘(1)与主轴承小齿轮花键(301)相固定，并将花键盘(2)与支撑盘(1)通过第二固定螺栓(6)连接固定紧密；s3：将合适尺寸的定位丝杆(5)穿过支撑盘(1)的轴承座弧形固定槽(105)与轴承座(303)连接，此时，主驱动小齿轮(3)安装前的准备工作完毕；s4：在前盾盾体上用于安装减速机安装法兰的螺栓孔上固定丝杆(103)，并在每根丝杆(103)外端旋入一圈移动螺母(104)，将移动螺母(104)旋入固定丝杆(103)内2-3厘米的位置，此时，移动螺母(104)在同一垂直方向；s5：使用吊带将备好的小齿轮套件吊起，吊起后将主驱动小齿轮(3)轴向朝向调整至水
平方向，支撑盘(1)位于后方，而后缓慢推入主驱动小齿轮安装孔位中并使支撑盘(1)周向上的定位螺栓孔(102)全部与丝杆(103)一一对应嵌套，并在支撑盘(1)外侧的丝杆再次旋入移动螺栓(104)；s6：通过顶部吊带支撑，将位于支撑盘(1)前端的移动螺母(104)一一缓缓拧松，而后将支撑盘后端的移动螺母(104)一一旋紧，此时保持支撑盘(1)方向始终与减速机法兰安装面平行；s7：通过前后移动螺母(104)的松紧可以实现主驱动小齿轮(3)向前缓慢移动，经过多次操作后主驱动小齿轮(3)被推入安装位置，确认小齿轮纵向得到有效支撑后依次拆除装置，并将轴承座(303)进行固定，即可实现井下水平安装主驱动小齿轮的作业。

技术总结
本发明提供了一种用于盾构机井下安装主驱动小齿轮的装置及使用方法，花键盘安装于支撑盘中心位置，支撑盘中心设有用于与主轴承小齿轮花键相固定的螺栓孔，花键盘上设置有与主驱动小齿轮的主轴承小齿轮花键相对应配合的连接套筒，支撑盘与定位安装于连接套筒内的主轴承小齿轮花键之间通过螺栓孔配合第一固定螺栓进行固定，支撑盘周向上设有若干与前盾盾体上用于安装减速机的法兰螺栓位置相对应配合的定位螺栓孔，通过定位螺栓孔、法兰螺栓位置中安装丝杆用于对位固定安装，丝杆与支撑盘的连接的前后位置均设置移动螺母。本发明通过先后缓慢转动对应内、外侧的移动螺母，实现主驱动小齿轮朝向安装位置稳定缓慢水平移动，实现主驱动小齿轮水平安装。现主驱动小齿轮水平安装。现主驱动小齿轮水平安装。


技术研发人员：吕健 张保平 张岩 张运生 姜学广 连文江 曹伟
受保护的技术使用者：中铁四局集团有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/7/22