一种小直径掘进机后配套渣土运输车
技术领域
本实用新型属于盾构机/TBM施工渣土运输技术领域，具体涉及一种小直径掘进机后配套渣土运输车。
背景技术
近年来随着隧道掘进设备技术的日益成熟，应用场合也从常规的地铁隧道延伸到电缆隧道、引水工程、污水管道、山岭隧道等。盾构机系列化产品不断更新完善，隧道开挖直径从常规的地铁6m级逐步向更大，更小方向发展。小型掘进设备开挖直径往往在4m左右，这就要求整个运输设备小型化、简单化。
地铁隧道、通信及地下电缆的日益建设，盾构在国内得到全速发展，盾构法施工相应的后配套设备也随之发展，盾构后配套设备主要配置以围绕出渣、供料等施工需要，在充分考虑施工工期和盾构始发井场地条件的前提下予以配置。渣土车作为盾构法施工中不可缺少的设备之一，主要负责运输隧道开挖中的渣土。为适应小型掘进设备隧道开挖直径、渣土开挖量、隧道空间等工况条件，导致了对机车和车辆参数的个性化需求差别较大，尤其需要选用不同容量的渣土运输车，其中转向机构、行走机构、减震机构、制动系统等随之改变，常规地铁隧道用渣土运输车转向架如图1，此装置主要包括平衡梁机构1、行走机构2、芯盘机构3、横梁机构4、制动系统5、减震机构6。
该装置为两轴式转向架,平衡梁机构1由钢板拼焊而成,在平衡梁机构1侧架上装有两个滑块,以限制底盘的摆动，从而限制渣土车厢的摆动，实现整个渣土运输车的平衡机理；横梁机构4由钢板组焊而成，连接上下两个平衡梁机构，并通过左右两个行走机构2的轴承座连接方式，使整个转向架机构组成一体，其中车轮为整体铸钢轮,轴箱轴承支承；该装置基础制动方式为气+机械制动，制动系统5由两端制动气室和制动分泵驱动四个闸瓦，接触抱死钢轮双侧制动；下芯盘与转向架焊接在一起,芯盘以上的重量由它通过上芯盘传递到转向架上从而支撑整个渣车的承重；所述装置渣土车运动时通过平衡梁机构1维持平衡、芯盘机构3转向、减震机构6减震，从而实现整车平稳运行。
但由于小型掘进设备隧道开挖直径、渣土开挖量、隧道空间有限等工况条件，不同型号的渣土车的渣斗容量不同，导致与之匹配转向架的型号也不同，使得小型掘进设备所匹配的转向架通用性较低，因此在制造使用中增添了零部件的种类和数量，造成采购成本、物流成本、制造成本和售后维护服务成本普遍较高；小型掘进设备所匹配的转向架结构个性化需求差别较大，小方量渣土运输车不易于实现模块化、系列化；并且由于隧道空间限制，转向架结构复杂，三维占用空间较大，使得此装置不适用于小方量渣土车安装结构中；在此种背景下优化设计出一种适用于小方量渣土运输的渣土运输车已经迫在眉睫。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种小直径掘进机后配套渣土运输车，其能够适应小型掘进设备隧道开挖直径、渣土开挖量、隧道空间有限等工况条件，其行走机构和减震机构的安装方式是一种安全可靠的小方量渣土运输车底盘行走机构安装方式，此种安装方式安装方便，便于防护与修理，可通用于小型掘进设备渣土运输车底盘行走机构，方量改变时渣斗容量改变，而底盘行走机构不用更改，能够尽可能在空间允许的范围内满足使用要求，实现渣土运输车的系列化、模块化。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
一种小直径掘进机后配套渣土运输车，包括车体机构、行走机构和减震机构；所述行走机构包括行走轴、安装在行走轴两端的轮对、固定连接在行走轴中部的轮对安装支架，所述行走轴、轮对、轮对安装支架组成轮对总成，所述车体机构的下部设有轮对总成连接组件，所述轮对总成连接组件套接在所述轮对安装支架的外部，使所述车体机构相对所述轮对安装支架能上下运动一定距离；所述减震机构包括弹簧安装支架和弹簧，所述行走轴上在所述轮对安装支架的两侧各固定安装一个所述弹簧安装支架，所述弹簧安装支架位于所述轮对内侧，弹簧安装支架两端相对行走轴对称的弹簧导套上配套连接有减震弹簧，所述减震弹簧用于支撑车体机构的定位板。
进一步地，在上述地一种小直径掘进机后配套渣土运输车中，所述轮对安装支架设置为矩形管，所述轮对总成连接组件包括倒凹形连接套、连接底板和紧固件，所述倒凹形连接套的两侧固定连接有与连接底板配套的连接固定板，所述倒凹形连接套罩在所述轮对安装支架外部，所述连接底板通过紧固件与所述连接固定板可拆卸连接。
进一步地，在上述地一种小直径掘进机后配套渣土运输车中，所述紧固件包括螺栓、弹簧垫圈和平垫圈。
进一步地，在上述地一种小直径掘进机后配套渣土运输车中，所述车体机构上还连接有制动系统，所述制动系统包括驱动机构、执行机构、闸瓦托和闸瓦，所述驱动机构通过安装支撑结构置于车体机构上，闸瓦托的上端孔通过销轴连接置于车体机构上，中部孔和闸瓦通过销轴连接，下端孔通过销轴连接所述执行机构，驱动机构带动执行机构调节闸瓦托角度，闸瓦托带动闸瓦接触并抱死钢轮。
进一步地，在上述地一种小直径掘进机后配套渣土运输车中，所述驱动机构为弹簧制动缸，所述执行机构包括第一螺杆、螺套和第二螺杆，所述弹簧制动缸与气路系统连接，所述弹簧制动缸的推杆固定连接第一螺杆，所述第一螺杆外部螺接有螺套，所述螺套的另一端内部螺接有第二螺杆，所述第一螺杆和第二螺杆上的螺纹旋向相反，所述第二螺杆的另一端通过销轴连接所述闸瓦托。
进一步地，在上述地一种小直径掘进机后配套渣土运输车中，所述车体机构的上部设有箱体总成，箱体总成的底部设置有U型槽，U型槽用于和车体机构所对应的U型槽落位安装定位,箱体总成和车体机构在以箱体中心对称的车体机构的两端底板位置接触，且在车体机构的U型槽位置无接触安装。
进一步地，在上述地一种小直径掘进机后配套渣土运输车中，所述箱体总成上设置有销轴式起吊机构和销轴旋转式卸渣装置，所述销轴旋转式卸渣装置包括侧部翻转机构和端部翻转机构。
进一步地，在上述地一种小直径掘进机后配套渣土运输车中，所述车体机构两端设置有牵引机构。
上述技术方案所取得的有益效果是：
1、本实用新型通过设计出小方量可通用的底盘安装行走机构，并完善渣土运输车气动机械制动机构和物理平衡弹簧减震机构，提高整体安全性能，能够适应小型掘进设备隧道开挖直径、渣土开挖量、隧道空间有限等工况条件，其行走机构和减震机构的安装方式是一种安全可靠的小方量渣土运输车底盘行走机构安装方式，此种安装方式安装方便，便于防护与修理，可通用于小型掘进设备渣土运输车底盘行走机构，方量改变时渣斗容量改变，而底盘行走机构不用更改，能够尽可能在空间允许的范围内满足使用要求，实现小型掘进设备隧道用渣土运输车的系列化和模块化；
2、采用单轴轮对安装方式，将行走机构控制部位安装在轮对总成中间，并采用简单的轮对安装支架，使轮对安装高度比较低，能够尽可能释放轮对和轨距空间；
3、弹簧安装支架配套相互对称的导套并连接安装减震弹簧，能够实现整车的物理平衡机能和减震机构，使渣土运输车在隧道运行、拐弯时轮对连接安全可靠，提高整体安全性能,减少事故的发生；
4、用两端对称单侧制动气室驱动闸瓦，闸瓦接触抱死车轮实现整车的制动机能，制动系统采用排气制动:排气时(气压为0)，闸瓦通过弹簧制动缸内的制动弹簧，经过杠杆原理机构进行制动,制动性能稳定,不易受外界因素干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。
图1示出了常规地铁隧道用渣土运输车转向架地结构示意图。
图2示出了根据本实用新型实施例的一种小直径掘进机后配套渣土运输车的结构示意图。
图3示出了根据本实用新型实施例的行走机构与减震机构连接的主视结构示意图。
图4示出了根据本实用新型实施例的行走机构与减震机构连接的俯视结构示意图。
图5示出了根据本实用新型实施例的行走机构与车体机构连接的结构示意图。
图6示出了根据本实用新型实施例的制动系统的安装结构示意图。
图7示出了图6的I部放大结构示意图。
图中序号：
1是平衡梁，2是行走机构，3是芯盘机构，4是横梁机构，5是制动机构，6是减震机构，100是起吊机构，200是箱体总成，300是侧部翻转机构，400是端部翻转机构，500是牵引机构，600是车体机构，601是连接固定板，602是紧固件，603是连接底板，604是倒凹形连接套，700是制动系统，701是驱动机构，702是执行机构，7021是第一螺杆、7022是螺套、7023是第二螺杆，703是闸瓦托，704是闸瓦，705是车轮，706是车体机构，800是减震机构，801是弹簧导套，802是减震弹簧，803是弹簧安装支架，900行走机构，901是轮对，902是行走轴，903是轮对安装支架，1000是气路系统。
具体实施方式
为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图2-图5，本实施例公开了一种小直径掘进机后配套渣土运输车，包括车体机构、行走机构和减震机构；行走机构包括行走轴、安装在行走轴两端的轮对、固定连接在行走轴中部的轮对安装支架，行走轴、轮对、轮对安装支架组成轮对总成，车体机构的下部设有轮对总成连接组件，轮对总成连接组件套接在轮对安装支架的外部，使车体机构相对轮对安装支架能上下运动一定距离；减震机构包括弹簧安装支架和弹簧，行走轴上在轮对安装支架的两侧各固定安装一个弹簧安装支架，弹簧安装支架孔中心轴线和行走轴中心轴线重合并固定于行走轴轴上，弹簧安装支架位于轮对内侧，弹簧安装支架两端相对行走轴中心轴线对称的弹簧导套上配套连接有减震弹簧，其中减震弹簧支撑底板分布在轮对总成前后两端合适位置上，且在同一水平面上，误差不超过0.5mm，形成一组物理平衡弹簧减震机构，减震弹簧用于支撑车体机构的定位板。
本实施例中，优选地，轮对安装支架设置为矩形管，轮对总成连接组件包括倒凹形连接套、连接底板和紧固件，倒凹形连接套的两侧固定连接有与连接底板配套的连接固定板，倒凹形连接套罩在轮对安装支架外部，连接底板通过紧固件与连接固定板可拆卸连接；具体地，紧固件包括螺栓、弹簧垫圈和平垫圈，即轮对安装支架和车体机构地连接固定板用螺栓（配套弹簧垫圈和平垫圈）固定。
本实施例中，优选地，如图6所示，车体机构上还连接有制动系统，制动系统包括驱动机构、执行机构、闸瓦托和闸瓦，驱动机构通过安装支撑结构置于车体机构上，闸瓦托的上端孔通过销轴连接置于车体机构上，中部孔和闸瓦通过销轴连接，下端孔通过销轴连接执行机构，驱动机构带动执行机构调节闸瓦托角度，实现闸瓦托物理杠杆原理转动，闸瓦托带动闸瓦接触并抱死钢轮。
具体地，驱动机构为弹簧制动缸，执行机构包括第一螺杆、螺套和第二螺杆，弹簧制动缸与气路系统连接，弹簧制动缸的推杆固定连接第一螺杆，第一螺杆外部螺接有螺套，螺套的另一端内部螺接有第二螺杆，第一螺杆和第二螺杆上的螺纹旋向相反，第二螺杆的另一端通过销轴连接闸瓦托；弹簧制动缸的推杆缩回时，推杆带动第一螺杆从螺套内部分退出，螺套旋转，推动第二螺杆也从螺套中部分退出，第二螺杆推动闸瓦托旋转角度。制动系统采用排气制动:排气时(气压为0)，闸瓦通过弹簧制动缸内的制动弹簧，经过杠杆原理机构进行制动,制动性能稳定,不易受外界因素干扰；当列车管压力为4kg/cm2时，闸瓦缓解；其中渣土车之间制动管路连接采用快速接头连接并设置闸阀，使渣土车既可单独使用又可编组使用。通过气路系统控制驱动机构，使闸瓦接触车轮实现该装置基础制动方式为气+机械制动，气路系统的执行单元工作驱动同侧两个闸瓦，同时接触并抱死钢轮，完成小型掘进设备隧道用渣土运输车的制动。
本实施例中，优选地，车体机构的上部设有箱体总成，箱体总成主体结构由不同厚度钢板压型拼焊而成，箱体总成的底部设置有U型槽，U型槽由四周挡板拼焊而成；U型槽用于和车体机构所对应的U型槽落位安装定位,箱体总成和车体机构在以箱体中心对称的车体机构的两端底板位置接触，且在车体机构的U型槽位置无接触安装，这样可保证起吊装置作用于渣斗工作，而车体机构不会有任何影响。具体地，箱体总成上设置有销轴式起吊机构和销轴旋转式卸渣装置，销轴旋转式卸渣装置包括侧部翻转机构和端部翻转机构；车体机构两端设置有牵引机构。
起吊装置为销轴式，起吊轴及翻转轴材料为45#钢调质处理，抗弯强度和抗扭强度校核足够，并焊接于土箱上；起吊轴置于土箱两外侧上方纵向中心轴线适当位置，龙门吊板梁钩形吊钩可直接起吊。
卸渣装置为销轴旋转式，端部销轴置于土箱两外侧下方纵向偏离中心轴线适当位置，侧部销轴置于土箱偏离横向中心轴线对称的底端适当位置，土箱端部和侧部偏心销轴置于土箱上的固定支架上产生偏矩旋转卸渣，其中土箱上横向中心轴线对称的中部位置设置有挡泥板，翻转卸渣时用于分割两端渣土走向，提高渣土倒净率。
牵引机构由钢板拼焊而成，两端均设置有牵引耳板，用于安装环扣、弓形带螺母卸扣和连接安全环链，保证同编组车辆连接时安全可靠，并设置有牵引销和牵引拉杆使其整个水平运输编组牵引高在同一水平直线上，可在隧道上平稳安全运行。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一”、“二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本实用新型提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。
