CN104153787A - 一种链式切刀总成机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种链式切刀总成机构，包括刀体、滑模伸缩油缸、链刀、滑模板、驱动装置、立模开合油缸、立模板以及注浆管；驱动装置活动设置在刀体上；链刀装配在刀体上，且与驱动装置相啮合；滑模板与刀体活动连接；滑模伸缩油缸的末端与刀体活动连接，其前端活动设置在滑模板上；注浆管设置在滑模板上，且滑模板上设有与注浆管相通的出浆口；立模板的上端活动设置在滑模板上，立模开合油缸的两端分别设置在滑模板以及立模板上。本发明整体结构精简；刀体、链刀、驱动装置以及从动装置构成切槽机构，带动链刀运动，实现进刀切削以及环向切削；滑模板、立模板、立模开合油缸以及注浆管构成混凝土同步灌注机构，与切槽机构同步动作，实现同步灌注。
Description
技术领域
本发明涉及隧道施工机械装备领域，特别地，涉及一种链式切刀总成机构。
背景技术
我国隧道钻爆法施工中，软弱围岩隧道施工技术相比硬岩而言是一个薄弱环节，主要表现为有效防塌手段不多，设备不配套，在这种情况下就需要采用预支护技术，预切槽法可用于全断面或半断面施工，可大大提高施工的机械化水平，同时可有效控制地表沉降等问题。
我国于上世纪90年代着手研究预切槽设备并完成了预切槽机链锯式工作头及其试验机，但未进行工程实际应用。
预切槽机中链锯式切槽刀头是其关键部件，但现有的研究，现有的链锯式切槽刀头具有以下缺陷：(1)链锯式切槽刀头仅具有切削土体的功能，并无法完成切槽后的混凝土注浆工作，需要别的设备在切槽后进行注浆，存在切槽和注浆时间分离，易出现土体应力释放，甚至是塌陷等问题；(2)注浆过程需要额外的设备进行施工，增加了施工负担和操作的不方便,同时也会大大延长了工期。
因此，设计一种能实现土体切削的同时进行混凝土注浆的链锯式切槽刀头部件具有重要的意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种能实现土体切削的同时进行混凝土注浆的链式切刀总成机构，具体技术方案如下：
一种链式切刀总成机构，包括刀体、滑模伸缩油缸、链刀、滑模板、从动装置、驱动装置、立模开合油缸、立模板以及注浆管；
所述刀体包括前端、末端以及侧面，所述驱动装置以及所述从动装置分别活动设置在所述末端以及所述前端上；
所述链刀装配在所述刀体上，且分别与所述驱动装置以及所述从动装置相啮合；
所述刀体的侧面上由所述前端至所述末端方向设有第一滑动轨道以及第二滑动轨道，所述滑模板的上部与所述第一滑动轨道活动连接；所述滑模伸缩油缸的末端与所述第二滑动轨道活动连接，其前端活动设置在所述滑模板的末端上；
所述注浆管设置在所述滑模板上，且所述滑模板上设有与所述注浆管相通的出浆口；
所述立模板的上端活动设置在所述滑模板的末端上，所述立模开合油缸的上端设置在所述滑模板上，其下端设置在所述立模板上。
以上技术方案中优选的，所述滑模伸缩油缸的前端铰接在所述滑模板上。
以上技术方案中优选的，所述注浆管设置在所述滑模板的内部，且所述滑模板的下表面上均布6-12个与所述注浆管相通的出浆口。
以上技术方案中优选的，所述立模开合油缸能带动所述立模板以所述滑模板的末端为轴心旋转0-90°。
以上技术方案中优选的，所述立模板的末端顶部铰接在所述滑模板的末端上；当所述立模板与所述滑模板相互平行时，所述立模开合油缸的中心轴线与所述滑模板的中心轴线之间的夹角为15-60℃。
以上技术方案中优选的，所述从动装置在所述刀体上能由所述前端至所述末端方向进行往返运动。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的链式切刀总成机构包括刀体、滑模伸缩油缸、链刀、滑模板、从动装置、驱动装置、立模开合油缸、立模板以及注浆管，整体结构精简；刀体、链刀、驱动装置、以及从动装置组合形成切槽机构，驱动装置提供动力，驱动装置以及从动装置带动链刀运动，实现进刀切削以及环向切削；滑模板、立模板、立模开合油缸以及注浆管组合形成混凝土同步灌注机构，其固定在切槽机构上，与切槽机构同步动作，从而实现混凝土的同步灌注，且可实现对土层预支护作用。
(2)本发明中滑模伸缩油缸的前端铰接在滑模板上，既能实现活动固定，又便于安装和拆卸，实用性强。
(3)本发明中注浆管设在滑模板的内部，且滑模板的下表面上均布6-12个与注浆管相通的出浆口，既能很好地保护注浆管，便于施工，同时又能起到很好地美观效果；出浆口的数量为多个，且均匀分布在滑模板的下表面上，提高注浆效率。
(4)本发明中立模开合油缸能带动立模板以滑模板的末端为轴心旋转0-90°，当立模板与滑模板平行设置时，便于进刀切削，待切削一定深度和宽度槽后，调整立模板与滑模板保持垂直设置，便于将槽内的混凝土封堵严实，减小隧道开挖导致土层的应力应变释放而产生的变形，显著提高了施工安全性。
(5)本发明中立模板的末端顶部铰接在滑模板的末端上，且当立模板与滑模板相互平行时，立模开合油缸的中心轴线与滑模板的中心轴线之间的夹角为15-60℃，立模开合油缸的位置的设置结合立模板与滑模板之间采用铰接方式固定，便于实现立模开合油缸带动立模板以滑模板的末端为轴心旋转0-90°。
(6)本发明中从动装置在刀体上能由所述前端至所述末端方向作往返运动，能实现具体施工中对链刀的松紧的调节，满足不同工况的需求，实用性强。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例1的链式切刀总成机构的整体结构示意图；
图2是图1立模板收起时的C向视图；
图3是图1中立模板、滑模板以及立模开合油缸的连接关系图；
图4是图1中链式切刀总成机构在具体工况中的状态示意图；
图5是图1中链式切刀总成机构在具体工况中的另一状态示意图；
1-刀体，11-前端，12-末端，13-侧面，14-第一滑动轨道，15-第二滑动轨道，2-滑模伸缩油缸，3-链刀，4-滑模板，5-从动装置，6-驱动装置，7-立模开合油缸，8-立模板，9-注浆管，01-混凝土拱壳，04-隧道岩土。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
一种链式切刀总成机构，详见图1、图2以及图3，具体包括刀体1、滑模伸缩油缸2、链刀3、滑模板4、从动装置5、驱动装置6、立模开合油缸7、立模板8以及注浆管9，其中刀体1、链刀3、从动装置5以及驱动装置6组合形成切槽机构，滑模伸缩油缸2、滑模板4、立模开合油缸7、立模板8以及注浆管9组合形成混凝土同步灌注机构，混凝土同步灌注机构固定在切槽机构上，与切槽机构同步动作，整体结构精简。
所述刀体1包括前端11、末端12以及侧面13，所述驱动装置6以及所述从动装置5分别活动设置在所述末端12以及所述前端11上；所述链刀3装配在所述刀体1上，且分别与所述驱动装置6以及所述从动装置5相啮合，驱动装置提供动力，驱动装置以及从动装置带动链刀运动，实现进刀切削以及环向切削。
所述刀体1的侧面13上由所述前端11至所述末端12方向设有第一滑动轨道14以及第二滑动轨道15，所述滑模板4的上部与所述第一滑动轨道14活动连接；所述滑模伸缩油缸2的末端与所述第二滑动轨道15活动连接，其前端铰接在所述滑模板4的末端上，在滑模伸缩油缸2的作用下实现滑模板4在所述刀体1上由所述前端11至所述末端12方向进行往返运动。
所述注浆管9设置在所述滑模板4的内部，且所述滑模板4的下表面上均布6-12个与所述注浆管9相通的出浆口，注浆管9的进口端通过泵或者其他压力装置等与外界浆料存储罐连通，注浆管9设置在滑模板4的内部，既能很好地保护注浆管，便于施工，同时又能起到很好地美观效果；出浆口的数量为多个，且均匀分布在滑模板的下表面上，提高注浆效率。出浆口还可以根据不同隧道的切深要求设定不同的位置和数目。
所述立模板8的末端顶部铰接在所述滑模板4的末端上，所述立模开合油缸7的上端铰接在所述滑模板4上，其下端铰接在所述立模板8上，所述立模开合油缸7能带动所述立模板8以所述滑模板4的末端为轴心旋转0-90°，当立模板与滑模板平行设置时，便于进刀切削，待切削一定深度和宽度槽后，调整立模板与滑模板保持垂直设置，便于将槽内的混凝土封堵严实，减小隧道开挖导致土层的应力应变释放而产生的变形，显著提高了施工安全性。
最好是当所述立模板8与所述滑模板4相互平行时，所述立模开合油缸7的中心轴线L1与所述滑模板4的中心轴线L2之间的夹角A为15-60℃，便于实现立模开合油缸带动立模板以滑模板的末端为轴心旋转0-90°。
所述从动装置5在所述刀体1上能由所述前端11至所述末端12方向进行往返运动，能实现具体施工中对链刀的松紧的调节，满足不同工况的需求，实用性强。
使用本发明的链式切刀总成机构，具体工作原理如下：
(1)详见图4，首先在驱动装置6以及从动装置5的带动下利用链刀3对隧道岩土04进行切槽和排渣作业，达到设计切深后开始环向切削，直至拥有足够空间容纳滑模板4和立模板8后停止切槽；切槽时，可以根据需要沿所述刀体1的前端11至末端12方向调节从动装置5，满足链刀3松或紧的不同需求；
(2)详见图5，通过滑模伸缩油缸2将滑模板4推至空槽的内部，通过立模开合油缸7将立模板8调整至与滑模板4相互垂直的位置保证立模板8完全封堵住槽口，然后开始同步切槽注浆，浆液经注浆管9由所述滑模板4下表面上的出浆口注入到空槽内，从而形成混凝土拱壳01，接下来沿着隧道环形进行切削土体和混凝土注浆的同步进行，完成一个工作循环。
应用本发明的链式切刀总成机构，预切槽机切槽与混凝土灌注同步进行，混凝土成型迅速，可及时对土层进行预支护，该链式切刀总成机构及其施工方法极大程度地减小了隧道开挖导致土层的应力应变释放而产生的变形，显著提高了施工安全性；混凝土拱壳能形成支护块，在其保护下可全断面开挖，有效的缩短了施工工期；该链式切刀总成机构操作工艺简单，操作过程安全可靠，具有广泛的适用性。
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 (6)
1.一种链式切刀总成机构，其特征在于：包括刀体(1)、滑模伸缩油缸(2)、链刀(3)、滑模板(4)、从动装置(5)、驱动装置(6)、立模开合油缸(7)、立模板(8)以及注浆管(9)；
所述刀体(1)包括前端(11)、末端(12)以及侧面(13)，所述驱动装置(6)以及所述从动装置(5)分别活动设置在所述末端(12)以及所述前端(11)上；
所述链刀(3)装配在所述刀体(1)上，且分别与所述驱动装置(6)以及所述从动装置(5)相啮合；
所述刀体(1)的侧面(13)上由所述前端(11)至所述末端(12)方向设有第一滑动轨道(14)以及第二滑动轨道(15)，所述滑模板(4)的上部与所述第一滑动轨道(14)活动连接；所述滑模伸缩油缸(2)的末端与所述第二滑动轨道(15)活动连接，其前端活动设置在所述滑模板(4)的末端上；
所述注浆管(9)设置在所述滑模板(4)上，且所述滑模板(4)上设有与所述注浆管(9)相通的出浆口；
所述立模板(8)的上端活动设置在所述滑模板(4)的末端上，所述立模开合油缸(7)的上端设置在所述滑模板(4)上，其下端设置在所述立模板(8)上。
2.根据权利要求1所述的链式切刀总成机构，其特征在于：所述滑模伸缩油缸(2)的前端铰接在所述滑模板(4)上。
3.根据权利要求1所述的链式切刀总成机构，其特征在于：所述注浆管(9)设置在所述滑模板(4)的内部，且所述滑模板(4)的下表面上均布6-12个与所述注浆管(9)相通的出浆口。
4.根据权利要求1所述的链式切刀总成机构，其特征在于：所述立模开合油缸(7)能带动所述立模板(8)以所述滑模板(4)的末端为轴心旋转0-90°。
5.根据权利要求4所述的链式切刀总成机构，其特征在于：所述立模板(8)的末端顶部铰接在所述滑模板(4)的末端上；当所述立模板(8)与所述滑模板(4)相互平行时，所述立模开合油缸(7)的中心轴线(L1)与所述滑模板(4)的中心轴线(L2)之间的夹角(A)为15-60℃。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的链式切刀总成机构，其特征在于：所述从动装置(5)在所述刀体(1)上能由所述前端(11)至所述末端(12)方向进行往返运动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 410100 No. 88 East 7 Line, Changsha Economic and Technological Development Zone, Hunan Province Patentee after: China Railway Construction Heavy Industry Co.,Ltd. Address before: 410100 Changsha Province, the city of Hunan by the East Road, No. seven, No. 88 Patentee before: China Railway Construction Heavy Industry Co.,Ltd. |