CN102808633A - 盾构机管片输送装置及盾构机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种盾构机管片输送装置，包括多段依次铰接的梁体组成的输送梁、传动机构、输送小车和管片吊升装置，所述传动机构安装在所述输送梁上，所述传动机构可带动所述输送小车沿所述输送梁行走；所述管片吊升装置安装与所述输送小车连接，实现管片的吊起和放下。本发明提供的技术方案，通过液压马达驱动钢丝绳小车沿着输送梁行走，运输效率高，人工操作强度低，所述盾构机管片输送装置更加紧凑，结构更加优化、合理，成本低、可靠性高，油缸通过钢丝绳、滑轮组实现管片的吊起和放下，起吊高度低，占用隧道空间更小。本发明还提供了一种盾构机。

Description

盾构机管片输送装置及盾构机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，更具体而言，涉及一种盾构机管片输送装置及一种盾构机。

背景技术

盾构机是一种集机、电、液、激光、传感、测量、控制、信息、计算机等技术为一体专用于地下隧道工程施工的技术密集型重大工程装备，具有开挖掘削土体、渣土输送、隧道衬砌拼装、测量导向纠偏等功能，广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道等工程领域。管片输送是保证隧道衬砌拼装的重要环节。本环节要求装置能将管片从位于后配套首节台车处的管片小车上运送到管片拼装机抓取装置能够抓取到的地方。

现在的盾构机在此环节采用两段双梁二次吊运的，其由设置在后配套台车和盾尾之间的主双轨梁、副双轨梁、链条、4台电动葫芦30及其行走小车40组成。其结构形式如图1所示。行走小车上安装有驱动电机和链轮，链轮与链条配合，在驱动电机的带动下沿着链条行走，电动葫芦则吊着管片50，从而实现管片的输送。

相关技术中上述吊运装置至少存在如下缺点：吊运装置由于采用两段双梁，需要在运输途中将管片从一对电动葫芦上卸下装到另一对电动葫芦上，再进行吊运，明显运输效率较低，工作人员劳动强度提高；4台电动葫芦的成本也很高，设备的故障率也会提高；由于电动葫芦结构受限，其起吊高度要求较高，不适用于小半径隧道的管片吊运。

发明内容

为了解决上述现有技术中运输效率低，人工操作较复杂，设备可靠性低，不适用小半径隧道吊运等问题或者至少之一，本发明提供了一种盾构机管片输送装置，可以有效克服上述现有技术中的问题。

有鉴于此，本发明提供了一种盾构机管片输送装置，包括多段依次铰接的梁体组成的输送梁、传动机构、输送小车和管片吊升装置，所述传动机构安装在所述输送梁上，所述传动机构可带动所述输送小车沿所述输送梁行走；所述管片吊升装置安装与所述输送小车连接，实现管片的吊起和放下。

本发明提供的技术方案中，输送梁由多段依次铰接的梁体组成，各段梁体之间相互可转动一定的角度，使得在有转弯的隧道内施工时，不必采用两段双梁二次吊运，输送梁成为一体化结构，一次吊运即可将管片输送至指定位置，显著地提高了管片输送效率，减轻工人的劳动强度；同时采用一次吊运，还节省了电葫芦的使用数量，降低成本和设备的故障率。

在上述技术方案中，优选地，所述输送梁包括铰接的第一梁体和第二梁体，所述传动机构的一端安装在所述第一梁体上，所述传动机构的另一端安装在所述第二梁体上。

采用两段梁体组成的输送梁，在提高输送梁的适应性的同时，保持输送梁的结构简单，便于组装和检维修，降低施工故障率，提高生产效率。

在上述技术方案中，优选地，所述管片吊升装置包括滑轮组件和吊升驱动装置，滑轮组件包括：动滑轮，所述动滑轮上安装有抓取所述管片的吊钩；钢丝绳，其两端分别固定在第一梁体和第二梁体上，所述钢丝绳包络所述动滑轮；吊升驱动装置可将所述钢丝绳张紧或放松，以驱动所述动滑轮及所述吊钩升降。

采用动滑轮和钢丝绳来组成滑轮组件，结构简单，零部件采购成本低廉，能降低生产成本，同时采用动滑轮和钢丝绳实现管片的吊起和放下，操作简单，易于实现，工作可靠。

在一种具体技术方案中，优选地，所述吊升驱动装置为伸缩油缸和定滑轮，所述伸缩油缸的一端安装在所述第一梁体上，所述伸缩油缸的另一端上安装有所述定滑轮，且所述伸缩油缸的另一端可相对于所述第一梁体移动；所述钢丝绳包络所述定滑轮和所述动滑轮；所述伸缩油缸通过伸缩推动所述定滑轮运动，以张紧或放松所述钢丝绳。

采用伸缩油缸和定滑轮来张紧或放松所述钢丝绳，结构简单，易于实现，同时绳索油缸和定滑轮的结构紧凑，占用空间小，性能稳定，工作可靠性高。

在另一种具体技术方案中，优选地，所述吊升驱动装置包括相连接的滚筒和滚筒驱动部件，所述滚筒驱动部件安装在所述第一梁体上，所述滚筒驱动部件可带动所述滚筒转动；所述钢丝绳的一端固定在所述滚筒上，另一端绕过所述动滑轮后固定在所述第二梁体上；所述滚筒驱动部件带动所述滚筒转动，所述滚筒通过卷绕所述钢丝绳，以驱动所述动滑轮升降。

优选地，所述滚筒驱动件为电机，所述电机的壳体安装在所述第一梁体上，所述电机的输出轴连接所述滚筒。

采用电机和滚筒的配合来张紧或防松钢丝绳，可以实现管片的吊起和放下的自动化控制，提高控制精度和工作稳定性。

优选地，所述传动机构包括链条、第一链轮、第二链轮及动力装置，所述第一链轮设置于所述第一梁体上，所述第二链轮设置于所述第二梁体上，所述链条套设于所述第一链轮和所述第二链轮，所述第一链轮和/或所述第二链轮联接所述动力装置，所述输送小车固定在所述链条上。

采用链轮和链条的配合进行传动，一方面零部件成本低廉，可以降低生产成本；另一方面，链轮、链条的结构简单，占用空间小，同时链轮链条传动平稳，性能可靠。

在另一种优选方案中，所述传动机构包括皮带、第一皮带轮、第二皮带轮和动力装置，所述第一皮带轮设置于所述第一梁体，所述第二皮带轮设置于所述第二梁体，所述皮带套设于所述第一皮带轮和所述第二皮带轮上，所述第一皮带轮和/或所述第二皮带轮联接动力装置，所述输送小车固定在所述皮带上。

采用皮带和皮带轮的传动，噪音小，可以提高施工场所的人性化设计，降低工作人员的疲劳感，同时皮带和皮带轮的传动稳定，可靠性高，零部件成本低，可有效地降低生产成本。

优选地，所述动力装置为液压马达驱动或电机。

另一方面，本发明还提供了一种盾构机，包括如上所述的盾构机管片输送装置。

综上所述，盾构机管片输送装置通过液压马达驱动钢丝绳小车沿着输送梁行走，运输效率高，人工操作强度低，所述盾构机管片输送装置更加紧凑，结构更加优化、合理，成本低可靠性高，油缸通过钢丝绳、滑轮组实现管片的吊起和放下，起吊高度低，占用隧道空间更小；同时多段梁体之间可相互转动，提高了盾构机管片输送装置对工作环环境的适应性。

附图说明

图1是相关技术中盾构机管片输送装置的结构示意图；

图2是根据本发明所述盾构机管片输送装置一实施例的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2的A-A向剖视图；

图5是图2的B-B剖视图；

图6是图2的C-C剖视图；

图7是图2的D-D剖视图；

图8是图2的F-F剖视图；

图9是图3的G-G剖视图。

其中，图1至图9中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1传动机构    2输送小车    3第一链轮    4第二链轮

5吊钩    6滑轮    7第二定滑轮    8伸缩油缸

10第一梁体    20第二梁体    30电动葫芦    40行走小车

50管片

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其它不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明提够了一种盾构机管片输送装置，包括多段依次铰接的梁体组成的输送梁、传动机构、输送小车2和管片吊升装置，所述传动机构安装在所述输送梁上，所述传动机构可带动所述输送小车2沿所述输送梁行走；所述管片吊升装置与所述输送小车2连接，实现管片的吊起和放下。

本发明提供的技术方案中，输送梁由多段依次铰接的梁体组成，各段梁体之间相互可转动一定的角度，使得在有转弯的隧道内施工时，不必采用两段双梁二次吊运，输送梁成为一体化结构，一次吊运即可将管片输送至指定位置，显著地提高了管片输送效率，减轻工人的劳动强度；同时采用一次吊运，还节省了电葫芦的使用数量，降低成本和设备的故障率。

如图2至图9所述，在本实施例中，优选地，所述输送梁包括铰接的第一梁体10和第二梁体20，所述传动机构的一端安装在所述第一梁体10上，所述传动机构的另一端安装在所述第二梁体20上。

第一梁体10和第二梁体20之间可以具有一定的夹角，以适应隧道的转弯变化，提高管片输送装置的适应性。

在隧道施工过程中，两段梁体组成的输送梁具有更好地经济效益：一方面，梁体的段数太多，会导致输送梁的结构庞大、复杂，不便于在隧道内的安装和移动，同时故障率高，不便于检维修；另一方面，实际的隧道施工过程中，频繁的转弯和小半径的隧道作业不很常见，太多段的梁体没有实际的应用价值。

采用两段梁体组成的输送梁，在提高输送梁的适应性的同时，保持输送梁的结构简单，便于组装和检维修，降低施工故障率，提高生产效率。

如图2所示，所述管片吊升装置包括滑轮组件和吊升驱动装置，滑轮组件包括：动滑轮6，所述动滑轮6上安装有抓取所述管片的吊钩5；钢丝绳，其两端分别固定在第一梁体10和第二梁体20上，所述钢丝绳包络所述动滑轮6。

所述吊升驱动装置可将所述钢丝绳张紧或放松，以驱动所述动滑轮6及所述吊钩5升降。

采用动滑轮和钢丝绳来组成滑轮组件，结构简单，零部件采购成本低廉，能降低生产成本，同时采用动滑轮和钢丝绳实现管片的吊起和放下，操作简单，易于实现，工作可靠。

如图4所示，所述吊升驱动装置包括伸缩油缸8和定滑轮7，所述伸缩油缸8的一端安装在所述第一梁体10上，所述伸缩油缸8的另一端上安装有所述定滑轮7，且所述伸缩油缸8的另一端可相对于所述第一梁体移动；所述钢丝绳包络所述定滑轮7和所述动滑轮6；所述伸缩油缸8通过伸缩推动所述定滑轮7运动，以张紧或放松所述钢丝绳。

采用伸缩油缸和定滑轮来张紧或放松所述钢丝绳，结构简单，易于实现，同时绳索油缸和定滑轮的结构紧凑，占用空间小，性能稳定，工作可靠性高。

当然，吊升驱动装置还可以采用如下方案：

所述吊升驱动装置包括相连接的滚筒和滚筒驱动件，所述滚筒驱动件安装在所述第一梁体10上，所述滚筒驱动件可带动所述滚筒转动；所述钢丝绳的一端固定在所述滚筒上，另一端绕过所述动滑轮6后固定在所述第二梁体20上；所述滚筒驱动件带动所述滚筒转动，所述滚筒通过卷绕或释放所述钢丝绳，以驱动所述动滑轮6升降。

进一步，所述滚筒驱动件为电机，所述电机的壳体安装在所述第一梁体10上，所述电机的输出轴连接所述滚筒。

采用电机和滚筒的配合来张紧或防松钢丝绳，可以实现管片的吊起和放下的自动化控制，提高控制精度和工作稳定性。

如图9所示，所述传动机构包括链条1、第一链轮、第二链轮及动力装置，所述第一链轮设置于所述第一梁体10上，所述第二链轮设置于所述第二梁体20上，所述链条1套设于所述第一链轮和所述第二链轮，所述第一链轮和/或所述第二链轮联接所述动力装置，所述输送小车2固定在所述链条1上。

采用链轮和链条的配合进行传动，一方面零部件成本低廉，可以降低生产成本；另一方面，链轮、链条的结构简单，占用空间小，同时链轮链条传动平稳，性能可靠。

在另一实施例中，所述传动机构包括皮带、第一皮带轮、第二皮带轮和动力装置，所述第一皮带轮设置于所述第一梁体10，所述第二皮带轮设置于所述第二梁体20，所述皮带套设于所述第一皮带轮和所述第二皮带轮上，所述第一皮带轮和/或所述第二皮带轮联接动力装置，所述输送小车2固定在所述皮带上。

采用皮带和皮带轮的传动，噪音小，可以提高施工场所的人性化设计，降低工作人员的疲劳感，同时皮带和皮带轮的传动稳定，可靠性高，零部件成本低，可有效地降低生产成本。

如图7所示，上述的驱动装置为液压马达。

当然，所述驱动装置还可以是电机。

另一方面，本发明提供了一种盾构机，包括如上所述的盾构机管片输送装置。

具体地，如图3所示，本装置由输送梁、液压马达、伸缩油缸8、输送小车2和链条1以及滑轮6等附件组成。

输送梁分为第一梁体10和第二梁体20，第一梁体10和第二梁体20铰接。

液压马达带动第一链轮或第二链轮转动，第一链轮或第二链轮带动链条1运动，链条1带动输送小车2沿着第一梁体10和第二梁体20行走。

伸缩油缸8通过定滑轮7、钢丝绳、滑轮6实现管片的吊起和放下。

输送管片时，输送小车2在电机驱动下，吊着管片沿着输送梁组成的轨道将管片输送到要求区域。通过伸缩油缸的伸长和缩短来改变钢丝绳的垂下部分的长度，从而实现管片的吊起和放下。

综上所述，盾构机管片输送装置通过液压马达驱动钢丝绳小车沿着输送梁行走，运输效率高，人工操作强度低，所述盾构机管片输送装置更加紧凑，结构更加优化、合理，成本低可靠性高，油缸通过钢丝绳、滑轮组实现管片的吊起和放下，起吊高度低，占用隧道空间更小；输送梁由依次铰接的多段梁体组成，使得各段梁体之间可转动，形成一定的角度，提高了管片输送装置的适应范围。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盾构机管片输送装置，其特征在于，包括多段依次铰接的梁体组成的输送梁、传动机构、输送小车（2）和管片吊升装置，

所述传动机构安装在所述输送梁上，所述传动机构可带动所述输送小车（2）沿所述输送梁行走；

所述管片吊升装置与所述输送小车（2）连接，实现管片的吊起和放下。

2.根据权利要求1所述的盾构机管片输送装置，其特征在于，所述输送梁包括铰接的第一梁体（10）和第二梁体（20），所述传动机构的一端安装在所述第一梁体（10）上，所述传动机构的另一端安装在所述第二梁体（20）上。

3.根据权利要求2所述的盾构机管片输送装置，其特征在于，所述管片吊升装置包括滑轮组件和吊升驱动装置，滑轮组件包括：

动滑轮（6），所述动滑轮（6）上安装有抓取所述管片的吊钩（5）；

钢丝绳，其两端分别固定在第一梁体（10）和第二梁体（20）上，所述钢丝绳包络所述动滑轮（6）；

所述吊升驱动装置可将所述钢丝绳张紧或放松，以驱动所述动滑轮（6）及所述吊钩（5）升降。

4.根据权利要求3所述的盾构机管片输送装置，其特征在于，所述吊升驱动装置包括伸缩油缸（8）和定滑轮（7），所述伸缩油缸（8）的一端安装在所述第一梁体（10）上，所述伸缩油缸（8）的另一端上安装有所述定滑轮（7），且所述伸缩油缸（8）的另一端可相对于所述第一梁体移动；

所述钢丝绳包络所述定滑轮（7）和所述动滑轮（6）；

所述伸缩油缸（8）通过伸缩推动所述定滑轮（7）运动，以张紧或放松所述钢丝绳。

5.根据权利要求3所述的盾构机管片输送装置，其特征在于，所述吊升驱动装置包括相连接的滚筒和滚筒驱动件，所述滚筒驱动件安装在所述第一梁体（10）上，所述滚筒驱动件可带动所述滚筒转动；

所述钢丝绳的一端固定在所述滚筒上，另一端绕过所述动滑轮（6）后固定在所述第二梁体（20）上；

所述滚筒驱动件带动所述滚筒转动，所述滚筒通过卷绕或释放所述钢丝绳，以驱动所述动滑轮（6）升降。

6.根据权利要求5所述的盾构机管片输送装置，其特征在于，所述滚筒驱动件为电机，所述电机的壳体安装在所述第一梁体（10）上，所述电机的输出轴连接所述滚筒。

7.根据权利要求4所述的盾构机管片输送装置，其特征在于，所述传动机构包括链条（1）、第一链轮、第二链轮及动力装置，所述第一链轮设置于所述第一梁体（10）上，所述第二链轮设置于所述第二梁体（20）上，所述链条（1）套设于所述第一链轮和所述第二链轮，所述第一链轮和/或所述第二链轮联接所述动力装置，所述输送小车（2）固定在所述链条（1）上。

8.根据权利要求4所述的盾构机管片输送装置，其特征在于，所述传动机构包括皮带、第一皮带轮、第二皮带轮和动力装置，所述第一皮带轮设置于所述第一梁体（10），所述第二皮带轮设置于所述第二梁体（20），所述皮带套设于所述第一皮带轮和所述第二皮带轮上，所述第一皮带轮和/或所述第二皮带轮联接动力装置，所述输送小车（2）固定在所述皮带上。

9.根据权利要求7或8所述的盾构机管片输送装置，其特征在于，所述动力装置为液压马达或电机。

10.一种盾构机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的盾构机管片输送装置。

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