台湾泰炘TAICIN柱塞泵的工作原理

当盾构机在岩石地层掘进时，刀具很容易磨损，需要及时进行更换，但是新刀具比磨损后的刀具高度更高，导致新刀具无法安装到位。针对这一工况，目前主要通过以下几种方式进行刀具安装：

（1）在掌子面稳定性较好的情况下，操作人员进仓对掌子面进行凿坑，方便刀具安装。这要求掌子面稳定性好，比如在破碎地层、复合地层时就存在安全风险；

（2）在主动铰接后部设置撑靴，撑靴伸出撑紧上部洞壁提供摩擦反力，利用铰接油缸回收实现刀盘的后退为新刀具安装提供空间。这要求上部洞壁稳定性好，能提供摩擦反力，比如在上软下硬的复合地层撑靴就不能提供有效的摩擦反力，无法实现刀盘的后退；

（3）通过刀盘的前后伸缩功能为正面刀具安装提供空间，通过刀盘摆动超挖功能为边滚刀提供安装空间。但是该系统目前主要应用于无铰接盾构机或被动铰接盾构机，若应用在主动铰接盾构机中，由于其伸缩油缸一端作用于米字梁，与主动铰接作用位置相同，导致在主动铰接调向时，伸缩油缸和主动铰接油缸同步控制极其困难，所以目前该系统不能应用于主动铰接盾构机。

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FP12-20    FP13-20    FP14-20    FP15-206 

FP12-208   FP12-210   FP12-212

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低压定量叶片泵50T-07，50T-12，50T-14，50T-17台湾泰炘TAICIN叶片泵

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技术实现要素：

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种具备刀盘独立伸缩和摆动超挖能力的主动铰接盾构机，解决了大直径、小曲线、复合地层等情况下主动铰接盾构机转弯和刀具更换困难的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种具备刀盘独立伸缩和摆动超挖能力的主动铰接盾构机，包括相互独立的伸缩摆动铰接系统和主动铰接系统两大系统，主动铰接系统设置在中盾和前盾之间，前盾连接有环形的伸缩铰接油缸支撑架，所述伸缩摆动铰接系统铰接在前盾内部主驱动系统与伸缩铰接油缸支撑架之间。本发明中伸缩摆动铰接系统与主动铰接系统能够相互独立工作，伸缩摆动铰接系统实现了刀盘的前后伸缩和摆动超挖功能，在地层中掘进时，可为正面和弧形区域刀具预留安装空间，方便刀具更换；主动铰接系统实现前盾带动刀盘绕中盾铰接中心转动的功能，在隧道掘进过程中可实现小转弯开挖的目的。

所述主动铰接系统包括周向成环形铰接在中盾和前盾之间的主动铰接油缸，以中盾作为支点，通过控制周向布置在中盾和前盾之间的主动铰接油缸中油缸的伸缩状态，继而控制整个前盾相对于中盾绕隧道轴线偏转，则与前盾相连的伸缩摆动铰接系统、刀盘也随之偏转，能够实现盾构机的小半径曲线转弯；在刀盘相对中盾绕隧道轴线偏转的同时，控制伸缩铰接油缸以伸缩铰接油缸支撑架作为支点带动主驱动系统和刀盘向后回缩，为正面刀具更换提供安装空间；在弧形区域刀具需要更换时，通过控制周向布置的伸缩铰接油缸中油缸的伸缩状态，继而带动刀盘对弧形区域进行摆动超挖，为刀具更换提供安装空间。

进一步地，所述伸缩摆动铰接系统包括伸缩铰接油缸，伸缩铰接油缸的前端通过，主驱动系统的后侧和伸缩铰接油缸支撑架周向环梁前侧周向布置有前后对应的伸缩铰接油缸耳座，伸缩铰接油缸的两端铰接在前后对应的伸缩铰接油缸耳座上。

进一步地，所述主动铰接系统包括主动铰接油缸，前盾后隔板上和中盾前隔板上周向设置有前后对应的主动铰接油缸耳座，主动铰接系统的两端铰接在前后对应的主动铰接油缸耳座上，主动铰接油缸伸缩带动前盾和中盾实现姿态调整。

进一步地，所述前盾和中盾之间设置有铰接密封系统，铰接密封系统固定在中盾的铰接环上。

进一步地，所述铰接密封系统包括柔性铰接密封系统和提供润滑作用的液压流体系统，所述铰接环为球关节结构。

进一步地，所述主驱动系统位于前盾的中心环内，主驱动系统包括与中心环相配合的主轴承系统，主轴承系统与中心环之间设置有轴向伸缩滑道系统和球铰系统，所述伸缩铰接油缸耳座连接在主轴承系统的后端，伸缩铰接油缸伸缩带动主驱动系统伸缩和摆动。

进一步地，所述伸缩铰接油缸支撑架与前盾的后隔板或前盾壳体相连。

进一步地，所述前盾和伸缩铰接油缸支撑架为固定连接的一体式结构。

进一步地，所述伸缩铰接油缸支撑架焊接在前盾后隔板上或前盾壳体内部。

进一步地，所述伸缩铰接油缸沿周向分布为上、下、左、右、左上、左下、右上、右下8组，各组伸缩铰接油缸独立控制，进而能够控制主驱动系统带动刀盘进行姿态调整。

进一步地，所述主动铰接油缸沿周向分布为上、下、左、右、左上、左下、右上、右下8组，各组主动铰接油缸独立控制，进而能够控制前盾和中盾相对转动。