專利名稱：掩護式隧道鉆巷機用方向修正裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于掩護式隧道鉆巷機的方向修正裝置，掩護式隧道鉆巷機采用由頭部和頭部后面的尾部所組成的掩護體;本發(fā)明進一步涉及一種靠修正頭部相對于尾部的方向來修正采掘方向的裝置。
作為一種用于掩護式隧道鉆巷機的方向修正裝置，日本專利特開昭61-23356公開了一種采用圍繞尾部軸線以等角間距設置四個雙作用液壓千斤頂?shù)难b置，其中各千斤頂均有一端與頭部連接而其另一端與尾部相連。
在這種已知的方向修正裝置中，四個千斤頂分為兩組，其中一組將千斤頂設置在穿過尾部軸線的水平線之上;另一組則將千斤頂設置在上述水平線之下。當一組千斤頂分別伸出(或縮回)而另一組千斤頂分別縮回(或伸出)時，頭部相對于尾部向上(或向下)調(diào)整。另一方面，四個千斤頂分成一組設置在相對于穿過于尾部軸線的垂線的左側(cè)，而另一組則設置在相對于上述垂線的右側(cè)。當一組千斤頂分別伸出(或縮回)，而另一組千斤頂分別縮回(或伸出)時，頭部相對于尾部做向左(或向右)方向的調(diào)整。
作為另一種方向修正裝置，日本專利特開昭61-47956公開了一種裝置。這種裝置采用一根一端連接于頭部而另一端連接于尾部的桿，且將其設置在垂直于尾部軸線的垂線上;同時還采用兩個千斤頂，千斤頂?shù)囊欢伺c頭部連接而另一端則與尾部連接。這些千斤頂對稱地設置于上述垂線之上。
在這種已知的方向修正裝置中，當兩個千斤頂分別伸出或縮回時，頭部便相對于尾部做向上或向下方向的調(diào)整。另一方面，當一個千斤頂伸出而另一個千斤頂縮回時，頭部便相對于尾部做向左或向右方向的調(diào)整。
但是，由于日本專利特開昭61-23356所公開的方向修正裝置需要四個千斤頂，因此用于控制這些千斤頂?shù)囊后w管路系統(tǒng)的結構便復雜化了。同樣，日本專利特開昭61-47956所公開的方向修正裝置中，由于桿和兩個千斤頂承受在前移和修正方向時作用于頭部和尾部上的載荷，因此要求千斤頂?shù)某叽巛^大。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于掩護式隧道鉆巷機的方向修正裝置，該裝置不需要任何大尺寸的千斤頂且其結構簡單。
根據(jù)本發(fā)明的用于調(diào)整具有頭部和設于頭部后的尾部的掩護體的方向修正裝置適用于相對于尾部調(diào)整頭部的方向。該裝置包括三個千斤頂，各千斤頂分別具有兩個能在尾部的軸線方向上作相對位移的連接部分，并且有一個將頭部和尾部相互連接的連接體，該連接體使得頭部和尾部可擺動，但它防止頭部和尾部在尾部軸線方向上出現(xiàn)相對位移。每個千斤頂均以一個連接端與頭部相連，而以另一個連接端與尾部相連，且這些千斤頂和連接體圍繞尾部的軸線相間角度設置。
當相鄰連接體的一個千斤頂和不相鄰連接體的一個千斤頂一起伸縮時，頭部便相對于尾部作向上或向下方向的調(diào)整。另一方面，當相鄰連接體的另一個千斤頂和不相鄰連接體的千斤頂一起伸縮時，頭部便相對于尾部作向左或向右方向的調(diào)整。
根據(jù)本發(fā)明的方向修正裝置在數(shù)量上僅需要三個千斤頂，因而與現(xiàn)有技術中采用四個千斤頂?shù)难b置相比，控制千斤頂?shù)囊后w管路系統(tǒng)的結構得以簡化。同樣，由于頭部和尾部之間的載荷作用在連接體和兩個千斤頂上，因此與使用一個連接體和兩個千斤頂?shù)默F(xiàn)有技術中的裝置相比，根據(jù)本發(fā)明的方向修正裝置可以使用尺寸較小的千斤頂。
各千斤頂和連接體最好以相等的角間距設置在圍繞尾部軸線的一個假想圓上。這樣，當頭部相對于尾部做垂直調(diào)整時，通過使兩個千斤頂?shù)纳炜s量與當頭部相對于尾部做左右雙向的調(diào)整時兩個千斤頂?shù)纳炜s量相等的方法，即可使得在垂直方向上的修正量與在左右方向上的修正量相等。
連接體可以包括一根具有兩個連接部份的桿，這根桿的兩個連接部分在尾部的軸線方向上不能相對位移，并分別將其一個連接部分連接于頭部而將另一個連接部分連接于尾部。
所用的各千斤頂可以是在一個缸體中用一個滑動活塞分隔成兩個液壓腔室的雙作用液壓千斤頂。
根據(jù)本發(fā)明的方向修正裝置進一步還包括一臺用于向各千斤頂供應壓力液體以驅(qū)動各千斤頂動作的泵;與各千斤頂相應的電磁控制換向閥，且將這種閥設置于相應的千斤頂和泵之間，用以切換壓力液體的通路，各壓力液體的通路分別與液壓腔相連通;一個用于控制換向閥電流的電路;以及設置于各液體通路中的單向閥，該閥允許壓力液體供應到相應的液壓腔室，同時它還防止壓力液體從相應的液壓腔室中流出。當有壓力作用于與上述液體通路相對應合另一條液體通路時，該閥還可允許壓力液體從相應的流體腔室中流出。
當相應于各千斤頂?shù)母鲹Q向閥使用P型閥調(diào)整連接體，且相應的剩余千斤頂采用中位常開型三位四通閥時，在每個千斤頂處于中位時，這種中位常開型閥起卸載閥的作用，由此使得在既不妨礙每個千斤頂?shù)恼幼饔植挥眯遁d閥的情況下，泵總是可以處于工作狀況。
上述的以及其它的目的，和本發(fā)明的特征將由下面參照相應附圖對本發(fā)明最佳體施例的描述而顯得十分清楚。其中

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的帶方向修正裝置的掩護式隧道鉆巷機的實施例的剖視圖;
圖2表示從掩護式隧道鉆巷機的后面看的桿和各千斤頂之間的位置關系;
圖3是表示一個液壓回路實施例的原理圖;
圖4是表示一個控制電路實施例的原理圖。
參照圖1和2，根據(jù)本發(fā)明，一個掩護式隧道鉆巷機10包括由圓柱形的頭部14和圓柱形的尾部16組成的掩護體12，圓柱形的尾部16通過一個方向修正裝置與頭部的尾端相連。頭部14內(nèi)的空間由隔墻18分隔成在工作面?zhèn)鹊母魤η安繀^(qū)域和與尾部16內(nèi)的空間相連通的隔墻后部區(qū)域。
掩護體12受到一個來自一個推拉裝置(未示出)的推力，該推拉裝置通過尾部16后面的管子20安裝在一根軸(未示出)上。這樣使得掩護體12與管子20一起前移。但是，對于使用本發(fā)明的方向修正裝置的大規(guī)格掩護式隧道鉆巷機來說，對掩護體的推力是由許多千斤頂產(chǎn)生的，其中安裝在掩護體后部的墊板形成一個反作用體。
掩護式隧道鉆巷機10被用于一種管子推進工藝方法，以實現(xiàn)在開掘一個工作面的同時將一段管子推入。因此，掩護式隧道鉆巷機10進一步還包括一個用以切割工作面的切割裝置22。根據(jù)本發(fā)明的方向修正裝置也可以用于另一種掩護式隧道鉆巷機，以實現(xiàn)不用切割組件22的管子推進工藝方法。
切割組件22設置在隔墻的前部區(qū)域，并由隔墻18支承;這樣切割組件22即繞頭部14的軸線旋轉(zhuǎn)。切割組件22由安裝在隔墻18上的旋轉(zhuǎn)機構24旋轉(zhuǎn)以切割工作面。旋轉(zhuǎn)機構24上裝有一個旋轉(zhuǎn)動力源26，旋轉(zhuǎn)動力源可以是一臺馬達和一臺減速裝置28，這種減速裝置與旋轉(zhuǎn)動力源的輸出軸和切割組件22相連接。
泥漿水供水管30和與隔墻前部區(qū)域相通的排水管32均安裝在隔墻18上。由切割組件20切割下來的泥土和砂子通過排水管32與從供水管30輸送到隔墻前部區(qū)域的泥漿水一起排送到掩護式隧道鉆巷機10的后面，由此防止由于隔墻前部區(qū)域中的壓力而產(chǎn)生的工作面塌陷。
尾部16的前端有一個直徑段，且是可擺動地裝在頭部14的后端內(nèi)。在頭部14后端的內(nèi)圓周與尾部16前端的到圓周之間，設置許多環(huán)形密封件34。由此保證在頭部14和尾部16之間的液體密封性。
用于將頭部14相對于尾部16擺動的方向修正裝置包括一根桿36和同樣形狀及尺寸的千斤頂38、40和42。
桿36的前端通過鉸鏈46與設置在頭部14上的支座44相連接，這樣桿36的前端繞與頭部14的軸線方向相垂直的沿水平方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動。另一方面，桿36的后端通過一個萬向聯(lián)軸節(jié)50與設置在尾部16上的支座48相連接，從而使得桿36的后端繞與尾部16的軸線方向相垂直的沿水平方向延伸的軸線和沿垂直方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動。這樣，頭部14即可相對于尾部16擺動，同時又防止頭部在尾部16的軸線方向上相對于尾部16位移。
但是，桿36的前端和頭部14也可以這樣相互連接，以使其繞與頭部軸線方向垂直的沿水平方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動，又繞沿垂直方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動;桿36的后端和尾部16還可以這樣相互連接，以使其繞與尾部軸線方向垂直的沿水平方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動。同樣，作為連接桿36前端和頭部14的鉸鏈及連接桿36后端與尾部16的鉸鏈，可以采用萬向聯(lián)軸節(jié)將兩者連接在一起，以使其可繞兩條相互垂直的軸線轉(zhuǎn)動。頭部14和尾部16還可進一步通過萬向聯(lián)軸節(jié)直接互相連接，以實現(xiàn)繞兩條相互垂直的軸線轉(zhuǎn)動。
如圖1中所示的千斤頂38、40和42中的任一個都是具有兩個液體腔室的雙作用千斤頂，這兩個腔室由在缸體52中滑動的活塞54形成，即一種允許活塞桿56推拉動作的千斤頂。千斤頂38、40和42最好采用液壓千斤頂，或氣動千斤頂，其它千斤頂亦可采用。
如圖1所示的千斤頂38、40和42中的任一個，每個千斤頂?shù)那岸?圖示實施例中的油缸52)通過鉸鏈60與設置在頭部14上的支座58相連，從而使得每個千斤頂?shù)那岸司@與頭部14的軸線方向相垂直的沿水平方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動。另一方面，每個千斤頂?shù)暮蠖?在圖示實施例中為桿56)均通過一個萬向聯(lián)軸節(jié)64與設置在尾部16上的支座62相連接，從而使得每個千斤頂?shù)暮蠖死@與尾部16的軸線方向相垂直的沿水平方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動，并繞沿垂直方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動。
但是，每個千斤頂?shù)那岸撕皖^部14可這樣連接，即使其繞與頭部的軸線方向相垂直的沿水平方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動，并繞沿垂直方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動;每個千斤頂?shù)暮蠖撕臀膊?6可這樣連接，即使其繞與尾部軸線方向相垂直的沿水平方向延伸的軸線轉(zhuǎn)動。同樣，作為將每個千斤頂?shù)那岸伺c頭部14相互連接的鉸鏈及將每個千斤頂?shù)暮蠖伺c尾部16相互連接的鉸鏈，可以采用一個萬向聯(lián)軸節(jié)將兩件相連以使其繞相互垂直的兩根軸轉(zhuǎn)動。
作為將桿36與頭部14或尾部16相互連接的萬向聯(lián)軸節(jié)，以及將千斤頂38、40、42與頭部14或尾部16相互連接的萬向聯(lián)軸節(jié)，也可采用另一種連接結構，如在日本專利特開昭61-47956中公開的那種鉸鏈。
如圖2所示，桿36和千斤頂38、40和42以相等的角間隔(如90°)圍繞著尾部16的軸線布置，這樣它們的軸線便位于與尾部16的軸線同軸的一個假想圓65上。在圖示的實施例中，桿36和千斤頂38、40和42這樣布置，即使得桿36和千斤頂38被分別設置在千斤頂42和40的下面。但桿36也可設置在千斤頂38、40和42的任意位置上。同樣，桿36和千斤頂38、40和42亦可這樣布置，即使桿36和千斤頂38分別設置在千斤頂42和40的上面、左邊和右邊。
當千斤頂40和42同步收縮時，頭部14便相對于尾部16向上抬起;當千斤頂40和42同步伸出時，頭部14相對于尾部16向下擺動。另一方面，當千斤頂40和38同步收縮時，頭部14便相對于尾部16向左擺動;當千斤頂40和38同步伸出時，頭部14便相對于尾部16向右擺動。
在修正方向和前移時作用于頭部和尾部之間的載荷分布在桿36和千斤頂38、40和42上。因此，通過使用一根桿和三個千斤頂，尺寸較小的千斤頂可以與使用一根桿和兩個千斤頂?shù)默F(xiàn)有技術中的裝置相比，且這種用于壓力液體(即工作液)的管路系統(tǒng)的設備與現(xiàn)有技術中采用四個千斤頂?shù)脑O備相比較更簡單。
通過控制在頭部14相對于尾部16作垂直修正時，千斤頂40和42的伸縮量與當頭部14相對于尾部16作向左或向右方向修正時，千斤頂38和40的伸縮量相等的方式，使得在垂直方向上的修正量與在左右方向上的修正量相等。因此，若將一根桿和三個千斤頂以相等的角間距布置，將使修正操作很容易。
在使用一根桿和兩個千斤頂?shù)默F(xiàn)有技術裝置中，向左右方向的修正是由伸出一個千斤頂而縮回另一個千斤頂來實現(xiàn)的;向上或向下的修正則是由同步地伸出或收縮兩個千斤頂來實現(xiàn)的。因此，當兩個千斤頂?shù)纳斐龌蚴湛s量調(diào)整到相等的時候，向上或向下的修正量與向左或向右的修正量相比大大地降低。這將導致，為使向上或向下的修正量與向左或向右的修正量相等，對兩個千斤頂伸縮量的控制就必然變得復雜化。
參照圖3，控制千斤頂38、40和42的這種以控制油為工作液的液壓系統(tǒng)中，包括儲存工作液的油箱66，與油箱相連接的泵68，驅(qū)動泵68運轉(zhuǎn)的馬達和為千斤頂38、40和42設置的方向控制閥(即換向閥)72、74和76。
每個換向閥72和76都是P型中位(中立)三位四通電磁換向閥，而與換向閥72和76中的任一個同步動作的換向閥74是一個中位常開型三位四通電磁換向閥。
每個換向閥均具有一個通過公共管路78與泵68的壓力液出口相通的口，另一個口則通過公共管路80與油箱66相通，另一個通過管路82與相應的千斤頂活塞腔相通，剩下的口則通過管路84與千斤頂?shù)幕钊麠U腔相通。管路78通過管路86和限壓閥88與油箱相通。
單向閥90和92分別設置于管路82和84中。單向閥90和92都是液控單向閥，它允許工作液體進入相應的液壓腔，而阻止工作液體通過相應的管路從相應的液壓腔中流出。同樣，當另一條管路中有壓力時，每個單向閥均允許工作液體通過相應的管路從相應的液壓腔室中流出。
當頭部14相對于尾部16向上調(diào)整時，各換向閥74和76均處于連通相應管路78和84的閥位上;當頭部14相對于尾部16向下調(diào)整時，各換向閥74和76均處于連通相應管路78和82的閥位上。當頭部14相對于尾部16向左調(diào)整時，各換向閥72和74均處于連通相應管路78和84的閥位上;當頭部14相對于尾部16向右調(diào)整時，各換向閥72和74均處于連通相應的管路78和82的閥位上。
當千斤頂38和40(或40和42)伸出或縮回時，與另一個千斤頂42(或38)的液壓腔相連的管路82和84分別由相應的單向閥90和92關閉。因此，另一個千斤頂42(或38)即不伸出也不縮回;這樣，另一個千斤頂42(或38)即成為與連接桿相似的一種連接頭部和尾部的裝置。
根據(jù)圖3所示的液壓系統(tǒng)?？刂圃O置在桿36對面的千斤頂40的換向閥74是一個中位常開型三位四通換向閥，而其它控制千斤頂38和42的換向閥72和76是P型中位換向閥，這樣泵68總是處于即不妨礙各千斤頂?shù)恼９ぷ鳎嗖挥迷O置泄載閥的工作狀態(tài)。
參照圖4，換向閥72、74和76的控制線路包括，兩組換向開關100和102，換向開關100和102分別具有六個常開開關104、106、108、110、112和114，及常開開關116、118、120、122、124和126。每個換向開關中的開關分為兩組，每組由三只開關組成。
當換向開關100和102中的每一個開關用手工從中位換向到第一位置時，在一組中的各開關均接通;在第二位置時，另一組中的各開關接通。所謂中位是各開關均處于關斷位置。
在換向開關100中的一只開關與換向開關102中的一只開關一起與換向閥72、74或76中的一只線圈相對應，并且與相應的線圈一起與供電線路128和130串聯(lián)。開關106和118之間的中點和開關112和124之間的中點相互接通。
當兩個換向開關100和102處于中位時，任意一只開關均不接通，因此換向閥72、74和76不動作。
當換向開關100和102被切換到第一位置時，開關104、106和108以及開關116、118和120接通。這樣換向閥72和74動作，千斤頂38和40縮回，從而導致頭部相對于尾部向左位移。
當開關100和102被切換到第二位置時，開關110、112和114，以及開關122、124和126接通。這樣換向閥72和74動作，千斤頂38和40伸出，從而導致頭部相對于尾部向右位移。
當換向開關100被切換到第一位置而換向開關102被切換到第二位置時，開關104、106和108以及開關122、124和126接通。這樣，換向閥74和76動作，千斤頂40和42伸出，從而導致頭部相對于尾部向下位移。
當換向開關100被切換到第二位置而換向開關102切換到第一位置時，開關110、112和114以及開關116、118和120接通。這樣，換向閥74和76動作，千斤頂40和42收縮，從而使得頭部相對于尾部傾斜向上位移。
根據(jù)圖4所示控制線路，頭部相對于尾部的方向由切換兩個開關100和102到第一或第二位置來修正，因此修正操作得以簡化。
權利要求
1.一種用于具有由頭部和設置于頭部后面的尾部所組成的掩護體的掩護式隧道鉆巷機的方向修正裝置，包括三個千斤頂，各千斤頂分別具有可在所說的尾部的軸線方向上相對位移的第一和第二連接部分；一個用于將所說的頭部與所說的尾部相互連接以使得所說的頭部和所說的尾部可擺動，且能防止所說的頭部與所說的尾部在所說的尾部的軸線方向上出現(xiàn)相對位移的連接體；各所說的千斤頂均在所說的第一連接部分與所說的頭部相連接，而在所說的第二部分與所說的尾部相連接；所說的千斤頂和所說的連接體相間角度圍繞所說的尾部的軸線布置；借此相對于所說的尾部調(diào)整所說的頭部的方向。
2.一種如權利要求1所述的用于掩護式隧道鉆巷機的方向修正裝置，其特征在于，所說的千斤頂和所說的連接體以相等的角間距布置在圍繞所說的尾部的軸線的一個假想圓上。
3.一種如權利要求1所述的用于掩護式隧道鉆巷機的方向修正裝置，其特征在于，所說的連接體包括一根具有第三和第四連接部分的桿，這些連接部分在所說的尾部軸線方向上不會產(chǎn)生相對位移，所說的桿的第三連接部分與所說的頭部相連，而所說的另一個第四連接部分與所說的尾部相連。
4.一種如權利要求1所述的用于掩護式隧道鉆巷機的方向修正裝置，其特征在于，所說的各千斤頂部是一種具有在一個缸體內(nèi)由一個滑動活塞所形成的兩個液壓腔室的雙作用液壓千斤頂。
5.一種如權利要求4所述的用于掩護式隧道鉆巷機的方向修正裝置，其特征在于，該裝置進一步包括一個用于向所說的千斤頂供應壓力液體以驅(qū)動所說的千斤頂動作的泵，一個與所說的各千斤頂相對應的電磁控制換向閥，該閥設置于相應的千斤頂和所說的泵之間以切換所說的壓力液體的通路，所說的各通路分別與所說的液壓腔室相通，一個用于控制供給所說的換向閥電流的控制電路，及設置于所說的各通路中允許所說的壓力液體流入相應的液壓腔室中而防止所說的液體從所說的相應液壓腔室中流出的單向閥，當有壓力作用在與所說的相應通路相對的另一條通路中時，所說的單向閥允許所說的壓力液體從所說的相應液壓腔室中流出。
6.一種如權利要求5所述的用于掩護式隧道鉆巷機的方向修正裝置，其特征在于，與各千斤頂相對應調(diào)整所說的連接體的各換向閥是一種P型閥，而與其余千斤頂相對應的閥是一種中位常開的三位四通閥。
全文摘要
一種用于具有分成頭部和連接于頭部之后的尾部的掩護體的掩護式隧道鉆巷機用方向修正裝置，包括三個千斤頂，各千斤頂具有兩個在尾部軸線方向上可相對位移的連接部分，及一個用于將頭部和尾部相互連接的連接體，它允許頭部和尾部擺動，但防止頭部和尾部在尾部的軸線方向上相互位移。各千斤頂?shù)囊粋€連接端與頭部相連，而其另一個連接端與尾部相連，且各千斤頂和連接體以等角間距圍繞尾部軸線布置。
文檔編號E21D9/087GK1048909SQ90104760
公開日1991年1月30日 申請日期1990年7月19日 優(yōu)先權日1989年7月19日
發(fā)明者明坂登始夫 申請人:株式會社伊薩基開發(fā)工機