盾构机头直径2.8米，适用于小直径盾构机的管片起吊装置

兰江松 李杰杰 常雪琦

法兰泰克重工股份有限公司 苏州 215211

摘 要：指出了现有市场上搭配盾构机使用的管片起吊装置普遍采用悬挂小车加环链葫芦的结构形式，结构限制不能满足小直径盾构机的问题，文中介绍将原起升机构设计为开式结构的改进方法，阐述了设备组成。该改进方法极大限度地降低净空高度及结构尺寸，使其适用于更多的盾构机。

关键词：盾构机；管片起吊装置；起升机构

中图分类号：TH211 .3 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2018）12-0159-02

0 概述

国内地铁建设高潮已经拉开了序幕，我国已经成为世界最大的盾构机市场。管片起吊装置（以下简称管片吊）作为盾构机不可或缺的一部分，市场价值也越来越高。鉴于隧道等特定的施工条件，市场对管片吊提出了净空低、结构尺寸小以及适用于狭小空间使用等要求。目前，管片吊普遍采用悬挂小车加环链葫芦的结构形式，见图1。这种直接选用市场上成熟的环链葫芦作为起升装置的方式，减少了设计周期及加工制造周期。但是碍于市场上环链葫芦尺寸（吊钩到轨底尺寸）及其结构大小的限制，该结构形式不可能将净空设计得足够低，也不可能将结构尺寸设计得足够小，也就不能满足很多小直径盾构机对净空及结构尺寸的要求。

图1 传统管片吊

1 改进方法

为解决传统的管片吊净空不够低、结构尺寸不够小的问题 。 使其能够满足绝大多数盾构机特别是小直径盾构机对于管片吊的要求。同时净空越低，管片吊吊运管片的过程中，能越过的管片数量就越多，也就意味着盾构机掘进的效率越高。所以, 现弃传统的管片吊直接用环链葫芦作为起升机构的方式，将起升机构设计成开式结构，采用将运行三合一与起升三合一分别布置在轨道两侧、4/1 链缠绕及吊具特别设计等方法，达到极大地降低净空高及整个装置结构尺寸的目的。

2 设备组成

图2 所示低净空起升装置包括壳体、吊具、行走单元和起升单元。行走单元包括带动所述壳体沿运行轨道移动的行走电机，起升单元包括带动所述吊具升降的起升电机，起升电机和行走电机分别设置于所述运行轨道的两侧。其中低净空起升装置中起升电机和行走电机分别设置于运行轨道的两侧，该设计不仅能使整个装置净空极大的降低，能将重物抓取的更高。同时也能让整个装置重量分布合理，重心在运行轨道的中心线上，具有净空低和结构尺寸等优点。

主要功能为：

1）行走 运行三合一通过传动齿轮副与传动轴将扭矩传递到行走链轮上，带动行走链轮在运行链条上转动，

1. 运行轨道 2. 运行链条 3. 管片 4. 吊运螺母 5. 运行三一 6. 动齿轮副 7. 传动轴 8. 行走链轮 9. 导向轮 10. 起升三合一 11. 起升链轮 12. 悬挂车轮 13. 墙板 14. 螺栓轴 15. 链条托盘 16. 吊具 17. 起升链条 18. 缓冲器。

图2 低净空单轨悬挂管片吊行走装置

从而带动整个装置沿着运行轨道运动。运行过程中，整个装置通过导向轮纠正运行方向。

2）起升 起升三合一将扭矩传递到起升链轮，带动起升链轮转动。转动的起升链轮通过链条带动吊具上下运动。其中，链轮与链条采用4/1 链缠绕。另外，行走机构中采用链轮链条的方式行走，也可以采用齿轮齿条的方式行走；起升机构中所采用4/1 链缠绕的方式起升，也可换为采用钢丝绳4/1 绳缠绕的方式起升；且装置中采用导向轮调整运行的方向，也可采用带轮缘的悬挂车轮来调整。

3 优势对比

1) 该装置将起升三合一与运行三合一分别布置轨道的两侧。这样，不仅能使起升装置净空极大的降低，能将重物抓取的更高，同时也能让整个装置重量分布合理，重心几乎落在轨道中心线上。

2) 采用4/1 链缠绕的方式通过环链起升。这样不仅能减少起升电机输出扭矩，还可以使吊具垂直起升。

3) 采用链轮链条行走，可以保证在有一定坡度的轨道上不溜坡。

4) 结构紧凑，布置合理，配置有导向装置，可以通过5 度左右的弯道。

5) 吊钩更换方便，可以特别定制，能适应特定的抓取条件。

6) 摒弃传统的链盒、链带，而是采用在吊具上安装托盘的方式来收放起升环链，节省了很多的空间。

4 总结

在原有结构上改进，使设备适合更高要求的使用环境，并在改进后提高了工作效率。该设备不仅可以服务于盾构机，同样适用于工程建筑领域，希望该结构可在类似施工场合发挥更大优势。

参考文献

[1] 文豪. 起重机械[M]. 北京：机械工业出版社，2013.

[2] GB/T 3811—2008 起重机设计规范[S]