CN100393944C - 一种独立施工的自行式水泥混凝土路面纵向传力杆压入机 - Google Patents

Abstract

一种独立施工的自行式水泥混凝土路面纵向传力杆压入机，机架两端装有由第一、第二液压油缸调节高度的履带行走机构和万向轮，机架中部横梁两端经第三、第四液压油缸同机架连接，该横梁下部装有多组带振动器的压叉，机架前后两侧横梁经第五、第六、第七、第八液压油缸分别同下方的两振平梁连接，而装有振动器的振平板两侧经减振弹簧同两振平梁连接，振平板两侧装有由第九液压油缸控制的边模板收放机构，且振平板上设有对应压叉并装有摆动活门的第一贯通槽。本设备可独立施工，效率高，施工精确度高，运输方便，还可保持施工路面与边缘形状完好。

Description

一种独立施工的自行式水泥混凝土路面纵向传力杆压入机

技术领域

本发明涉及水泥路面施工机械。

背景技术

交通的迅速发展，特别是高速重载车辆的大量出现，对道路提出了更高的要求。传统的水泥路面施工方法施工的水泥路面在板块和板块的伸缩缝处经常会出现错台和断板现象。严重影响了水泥路面的使用性能和寿命。经过许多水泥路面专家的长期反复试验论证，得出一致的结论：要避免水泥路面的这种缺陷，需要改进传统的水泥路面施工工艺，即在水泥路面的板块之间增加纵向传力杆和横向传力杆。当相邻的水泥板块出现不同程度的沉降时，由于纵向传力杆和横向传力杆的存在，可以减小它们之间的相对沉降，使路面维持原有状态，从而延长了路面的使用寿命。

横向传力杆的插入设备已经得到了很好的解决。纵向传力杆的插入一直没有得到很好的解决。现在使用的主要方法是：(一)人工植入，这种方法也是现阶段我国主要采用的方法。这种方法是人工预先编织好钢筋笼子，放置到路面需要安置纵向传力杆的位置，然后再铺筑路面。人工植入的主要缺点是：需要大量的人力、物力和时间，并且还不能保证植入钢筋水平和竖直位置的准确程度；(二)摊铺机自带装置植入，这种方法在国外的CMI和WIRTGEN公司已经采用。这种方法是在摊铺机上装有一套纵向传力杆插入器，该设备在施工幅度6m以下路面时质量较好，但在施工6m以上的路面时，当插入器工作时，需要消耗大量的功率，摊铺机会出现动力不足的现象，并且影响到摊铺机的正常摊铺，破坏了稳定匀速摊铺的平衡条件，从而导致铺筑路面的平整度下降。并且该种装置的价格昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，设计一种独立施工的自行式水泥混凝土路面纵向传力杆压入机，它可以独立施工，不受摊铺机摊铺速度限制，不影响摊铺机的动力；且工作速度快、对纵向传力杆压入位置和深度准确，可适用较宽路面，压入纵向传力杆后能保持路面和边缘形状完好。

本发明的技术解决方案是，所述独立施工的自行式水泥混凝土路面纵向传力杆压入机有左端架和右端架，前横梁和后横梁的两端分别同所述左端架和右端架的两端对应连接而构成机架，其结构特点是，所述左端架和右端架上分别装有位于其前部的前轮柱和位于其后部的后轮柱，所述前轮柱的下端经第一液压油缸同履带行走机构连接，后轮柱下端经第二液压油缸装有万向轮，位于所述前横梁和后横梁之间的压入机构横梁的两端分别经相应的第三、第四液压油缸同所述左端架和右端架对应连接，该压入机构横梁的底部沿其长度方向装有至少两组并列的压入机构，每组压入机构由装有高频振动器的构架和装在该构架底部且至少为前、后两排和左、右两列的压叉组成，前振平梁经第五、第六液压油缸同位于其上方的所述前横梁连接，后振平梁经第七、第八液压油缸同位于其上方的所述后横梁连接，振平板的前、后两侧分别经装有减振弹簧的连接杆同位于其上方的所述前振平梁和后振平梁对应连接，且该振平板上装有振动器并设有对应于所述每列压叉的第一贯通槽。

以下做出进一步说明。

如图1至图4所示，本发明有左端架5和右端架26(参见图2)，前横梁27和后横梁2的两端分别同所述左端架5和右端架26的两端对应连接而构成机架，其结构特点是，所述左端架5和右端架26上分别装有位于其前部的前轮柱28和位于其后部的后轮柱29(参见图3)，所述前轮柱28的下端经第一液压油缸30同履带行走机构15连接，后轮柱29下端经第二液压油缸31装有万向轮17，位于所述前横梁27和后横梁2之间的压入机构横梁7的两端分别经相应的第三液压油缸1、第四液压油缸32同所述左端架5和右端架26对应连接(参见图2)，该压入机构横梁7的底部沿其长度方向装有至少两组并列的压入机构33(参见图1、图4)，每组压入机构33由装有高频振动器6的构架和装在该构架底部且至少为前、后两排和左、右两列的压叉9组成，前振平梁4经第五液压油缸3、第六液压油缸34同位于其上方的所述前横梁27连接，后振平梁35经第七液压油缸36、第八液压油缸37同位于其上方的所述后横梁2连接，振平板12的前、后两侧分别经装有减振弹簧11的连接杆同位于其上方的所述前振平梁4和后振平梁35对应连接，且该振平板12上装有振动器8并设有对应于所述每列压叉9的第一贯通槽38(参见图1)。

参见图5，可在振平板12上方的小车轨道46上的第二贯通槽47一侧设置一个由横置弹簧39顶起且上侧铰接在槽侧边上的摆动活门40；当传力杆18未受到压叉9作用时，该摆动活门40不打开，传力杆8不会掉下，而当其受到压叉9向下的压力时，则会克服弹簧39的张力使摆动活门40打开，传力杆18随压叉9的下压而通过所述第二贯通槽47，并随压叉9继续运动，通过振平板12上的第一贯通槽38，最后压入水泥混凝土中。

还可在振平板12上方的小车轨道19上设置一传力杆放置小车10(参见图5)，其上装有相应数量的传力杆18，该小车10同装在所述机架上的卷扬机的钢索相连接，而可由其牵引在振平板12上的小车轨道19上实现由左向右或由右向左的往复运动。

参见图6，为了使传力杆压入施工中保持水泥混凝土路面及边缘的平整，可在振平板12的左、右两侧分别设置边模板收放机构。该机构的组成是，第九液压油缸13的缸体后端同机架(左端架5或右端架26)相铰接，而其活塞前端经铰接销23同一弯臂连接件25的弯折部相铰接该弯臂连接件25的一个臂前端22同机架相铰接而另一个臂前端24同边模板14的背面相铰接。当第九液压油缸13的活塞伸出至图6中实线位置时，则边模板14设置为施工状态；而其为该图中虚线位置时，则边模板14为收回状态。

履带行走机构15可采用已有技术结构。

参见图7，履带行走机构15的一种实施例结构是，液压马达42的液压油管路同装在机架上的液压泵站41连接构成工作回路，该液压马达42的动力轴同履带行走机构15中的行星轮边减速器43的动力输入轴连接，所述行星轮边减速器43的动力输出轴同履带驱动轮45连接，该履带驱动轮45的轮齿同履带内表面的从动齿相啮合；其工作原理是，液压泵站41来的动力，到达液压马达42，液压马达42驱动行星轮边减速器43，再驱动履带行走机构的驱动轮45，最后，驱动履带44，实现履带行走机构的行走。

本发明的工作原理和过程是：

第一步：通过分别调节四个轮柱的第一、第二液压油缸的高度，将压入机构的工作装置相对于已铺好的路面平行放平，并调整好整个装置与已铺好的路面的相对高度。

第二步：水泥混凝土路面纵向传力杆压入机由液压泵、马达和减速器提供驱动力。行走时速度约为4.5m/min，而滑模摊铺机的工作速度约为1.5m/min，这样可以保证压入机有足够的工作时间；左右两侧履带速度可以不同，以实现差速转向；当压入机行走到需要放置纵向传力杆的位置时，泵和马达停止工作，停止在工作位置处。

第三步：通过分别调节连接振平板的第五、六、七、八液压油缸的伸缩，将振平板底面与已铺好的路面表面距离固定为5mm左右的地方(可由位置传感器精确定位)。

第四步：启动第九液压油缸放下边模板，浮动边模板可以与不同的路边缘的形状适应，确保边模板在压紧的过程中不会损坏已经铺筑好的路边缘，并且可以保证已铺好路边缘形状的完好。

第五步：在机器行走和调试的过程中，可由人工在传力杆放置小车的钢筋笼子中放入相应数量的钢筋(传力杆)，小车通过卷扬机的带动，作横向行走，在从左边向右边行驶过程中，遇到一个拉杆放置位置时，会自动掉下一根钢筋，直至运动到最右边，刚好每一个放钢筋的位置都有一根钢筋。随后小车又在卷扬机的带动下回到最左端。

第六步：压入机构在第三、第四液压油缸的带动下向下运动，当其压力叉将钢筋压到混凝土的表面时，其上的振动器开始振动，钢筋在振动器的作用力和液压缸的作用力下被压到已铺好混凝土路面厚度的一半位置(可压入深度由行程开关控制)。

第七步：在压入的过程中，振平板会不停地振动，振平板的作用是将传力杆压入混凝土后表面上留下的痕迹进行整平，以保证整个路面的平整度。

第八步：工作结束后，各个工作装置回复原位，该设备行驶到下一个工作位置，进行下一个循环的工作。

由以上可知，本发明为一种独立施工的自行式水泥混凝土路面纵向传力杆压入机，其特点有：

(1)该设备设计为自带动力的结构，克服了传统的传力杆压入设备与摊铺机装在一起，拉杆压入工作时，摊铺机动力不足的缺点。该设备可以独立施工，不受摊铺机摊铺速度的限制。

(2)该设备工作速度快，整个过程约需60秒，可以与滑模摊铺机配合作业，能够保证水泥混凝土路面的正常施工。

(3)该设备进行的纵向传力杆压入过程是在摊铺路面之后，可以保证纵向传力杆压入位置和深度的准确性，偏差不大于5mm，相对于在摊铺路面之前预放置纵向传力杆机械的放置位置和深度精确度要高很多。

(4)该设备左右两侧行走履带的宽度和距离与水泥混凝土滑模式摊铺机两侧履带的宽度和距离一致，在运行过程中不需要另外铺设模板或为行走机构铺设道路，就能保证该设备的正常运行。

(5)该设备的横向的最大宽度可达13.5m，可以满足12m以内宽水泥混凝土路面纵向传力杆施工的要求。

(6)该设备可设计为纵向长度为1.5m，高度为2.5m，能在长距离运输时整体装到半挂车上，可以做到不超长、超宽、超高。

(7)该设备可采用外置式发电机组提供动力，减少了操作人员工作时的噪音影响。

(8)该设备自带振平装置，可消除传力杆压入路面以后对路面平整度和粗糙度的影响。

(9)该设备装有浮动边模板，可以与不同的路边缘的形状适应，确保边模板在压紧的过程中不会损坏已经铺筑好的路边缘，并且可以保证已铺好路边缘形状的完好。

(10)可采用反变形梁结构，消除了梁的挠度变形对整个工作装置平行度的影响。

附图说明

图1是一种实施例正视结构示意图(带局部剖视)；

图2是图1所示装置的俯视结构图；

图3是图1所示装置的左视结构图；

图4是图1中A-A向视图；

图5是振平板上贯通槽及传力杆放置小车的一种实施例结构；

图6是边模板收放装置的一种实施例结构。

图7是履带行走机构的一种实施例结构示意图。

在图中：

1-第三液压油缸，    2-后横梁，

3-第五液压油缸，    4-前振平梁，

5-左端架，          6-高频振动器，

7-压入机构横梁，    8-振动器，

9-压叉，            10-传力杆放置小车，

11-减振弹簧，       12-振平板，

13-第九液压油缸，   14-边模板，

15-履带行走机构，   17-万向轮，

18-传力杆(钢筋)，   19-小车轨道，

21-水泥混凝土路面， 22-臂前端，

23-铰接销，         24-臂前端，

25-弯臂连接件，     26-右端架，

27-前横梁，         28-前轮柱，

29-后轮柱，         30-第-液压油缸，

31-第二液压油缸，   32-第四液压油缸，

33-压入机构，       34-第六液压油缸，

35-后振平梁，       36-第七液压油缸，

37-第八液压油缸，   38-第一贯通槽，

39-弹簧，           40-摆动活门，

41-液压泵站，       42-液压马达，

43-行星轮边减速器， 44-履带，

45-履带驱动轮，     46-传力杆轨道，

47-第二贯通槽。

具体实施方式

按照附图及上述结构的本发明装置，前横梁27和后横梁2两端分别同左端架5和右端架26连接构成机架，左端架5和右端架26上分别装有前轮柱28和后轮柱29，前轮柱28的下端经第一液压油缸30同履带行走机构15连接，后轮柱29下端经第二液压油缸31装有万向轮17，位于前、后横梁27、2之间的压入机构横梁7的两端分别经第三液压油缸1或第四液压油缸32同左端架5和右端架26相连接，该横梁7上装有五组并列的压入机构33，每组压入机构33由装有高频振动器6的构架和装在该构架底部且为前、后两排和左、右两列的压叉9组成，前振平梁4经第五液压油缸3、第六液压油缸34同位于其上方的前横梁27连接，后振平梁35经第七液压油缸36、第八液压油缸37同位于其上方的后横梁2连接，振平板12的前、后两侧分别经两根装有减振弹簧11的连接杆同位于其上方的前振平梁4和后振平梁35对应连接，振平板12上装有振动器8并设有对应于每列压叉9的贯通槽。所述第一贯通槽38一侧设有一个由横置弹簧39顶起且上侧铰接在槽侧边上的摆动活门40。在振平板12左、右两侧各设有边模板收放机构，其结构是，两只第九液压油缸13的缸体后端同机架相铰接而其活塞前端经铰接销23同一弯臂连接25的弯折部相铰接，该弯臂连接件25的一个臂前端22同机架相铰接而另一个臂前端24同边模板14的背面相铰接。履带行走机构15的结构是，液压马达42的液压油管路同装在机架上的液压泵站41连接构成工作回路，该液压马达42的动力轴同履带行走机构15中的行星轮边减速器43的动力输入轴连接，所述行星轮边减速器43的动力输出轴同履带驱动轮45连接，该履带驱动轮45的轮齿同履带内表面的从动齿相啮合；驱动履带44，实现履带行走机构的行走。

设备的主要评价指标

(1)插入传力杆后的路面和传力杆的评价指标：

评价指标	数值
		插入纵向传力杆后路面的平整度	5mm
传力杆的插入深度误差	±10mm
		传力杆插入后水平面内倾斜误差	±0.5°
传力杆插入后垂直面内倾斜误差	±1°
		两组传力杆之间的间隔距离误差(可根据具体施工的要求调整)	±100mm
一组传力杆中相邻两根之间的距离误差	±5mm
		最边缘一根传力杆距路面边缘距离误差	±10mm

(2)传力杆插入装置的考核指标：

传力杆装置就位和调整时间	≤1min
		整个传力杆装置的工作时间	≤1min

Claims (4)

1.一种独立施工的自行式水泥混凝土路面纵向传力杆压入机，有左端架(5)和右端架(26)，前横梁(27)和后横梁(2)的两端分别同所述左端架(5)和右端架(26)的两端对应连接而构成机架，其特征是，所述左端架(5)和右端架(26)上分别装有位于其前部的前轮柱(28)和位于其后部的后轮柱(29)，所述前轮柱(28)的下端经第一液压油缸(30)同履带行走机构(15)连接，后轮柱(29)下端经第二液压油缸(31)装有万向轮(17)，位于所述前横梁(27)和后横梁(2)之间的压入机构横梁(7)的两端分别经相应的第三、四液压油缸(1、32)同所述左端架(5)和右端架(26)对应连接，该压入机构横梁(7)的底部沿其长度方向装有至少两组并列的压入机构(33)，每组压入机构(33)由装有高频振动器(6)的构架和装在该构架底部且至少为前、后两排和左、右两列的压叉(9)组成，前振平梁(4)经第五、六液压油缸(3、34)同位于其上方的所述前横梁连接，后振平梁(35)经第七、八液压油缸(36、37)同位于其上方的所述后横梁(2)连接，振平板(12)的前、后两侧分别经装有减振弹簧(11)的连接杆同位于其上方的所述前振平梁(4)和后振平梁(35)对应连接，且该振平板(12)上装有振动器并设有对应于所述每列压叉(9)的第一贯通槽(38)。

2.根据权利要求1所述独立施工的自行式水泥混泥土路面纵向传力杆压入机，其特征是，在振平板(12)上方的传力杆轨道(46)上的第二贯通槽(47)一侧设置一个由横置弹簧(39)顶起且上侧铰接在槽侧边上的摆动活门(40)。

3.根据权利要求1所述独立施工的自行式水泥混泥土路面纵向传力杆压入机，其特征是，在振平板(12)的左、右两侧分别设置边模板收放机构，该机构的组成是，第九液压油缸(13)的缸体后端同机架相铰接，而其活塞前端经铰接销(23)同一弯臂连接件(25)的弯折部相铰接，该弯臂连接件(25)的一个臂前端(22)同机架相铰接而另一个臂前端(24)同边模板(14)的背面相铰接。

4.根据权利要求1所述独立施工的自行式水泥混泥土路面纵向传力杆压入机，其特征是，履带行走机构(15)的结构是，液压马达(42)的液压油管路同装在机架上的液压泵站(41)连接构成工作回路，该液压马达(42)的动力轴同履带行走机构(15)中的行星轮边减速器(43)的动力输入轴连接，所述行星轮边减速器(43)的动力输出轴同履带驱动轮(45)连接，该履带驱动轮(45)的轮齿同履带内表面的从动齿相啮合；驱动履带(44)，实现履带行走机构的行走。

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