CN104373139B - 一种盾构机用管片吊机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盾构机用管片吊机系统，在行走单元中，齿轮齿条机构设置在行走梁顶部内侧且一并穿设在连接件的顶部凹槽中；电机的输出轴末端设有负重轮，负重轮与齿轮齿条机构啮合；在升降单元中，第一升降臂和第二升降臂顶部均与连接件底部铰接，第一升降臂和第二升降臂底部分别与第四升降臂和第三升降臂顶部铰接，且第一升降臂底部和第四升降臂顶部的铰接点与第二升降臂底部和第三升降臂顶部的铰接点之间设有电动推杆，而第四升降臂底部和第三升降臂底部均与旋转连接组件顶部铰接。本发明提供的盾构机用管片吊机系统不仅结构简单，负载小，其在遭遇有正负坡度的隧道时能正常工作，可在任意位置停止启动，安全系数高，且使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及一种盾构机用管片吊机系统。
背景技术
随着现代社会的快速发展及广大人民生活水平的提高，生活节奏不断加快，人民的出行需求越来越大，对公共交通的要求也越来越高。现在国家大力提倡和鼓励各地发展地下交通，尤其是一些经济发达的大中城市积极修建地铁交通。地下隧道作为地铁运输的主要形式，其建设的高效性，技术性，安全性等受到所有人重视。现在地下隧道的施工一般都采用大型盾构机进行掘进，同时利用预制混凝土管片支护的方法，该方法快速高效，机械化程度高，对环境影响小，隧道的施工质量可以保证。
在地下隧道的施工过程中，管片吊机的作用是将管片从管片运输车上将管片卸下并且运至喂片机上，故管片吊机的高效性及可靠性会直接影响到施工的进度。传统的管片吊机一般采用电动葫芦直接吊起管片，然后通过电机驱动行走轮在轨道上行走，由于需要频繁的调整管片的位置及姿态，使得电机需要频繁的启停刹车，这样导致电机运转的工况十分恶劣，极易被损坏，并且由于行走轮和轨道之间的摩擦力，在遇到有坡度隧道施工时，电机负载大，经常由于摩擦力不够导致不能正常行走，很大程度上影响了工程进度并且还可能产生安全事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中管片吊机中电机极易被损坏、负载大、遭遇有坡度的隧道施工时不能正常行走且易产生安全事故等上述缺陷，提供一种结构简单、可减小负载、遭遇有正负坡度的隧道时能正常工作、可在任意位置停止启动、安全系数高且使用寿命长的盾构机用管片吊机系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
一种盾构机用管片吊机系统，包括相互连接的行走单元、升降单元和旋转单元；
行走单元包括行走梁、齿轮齿条机构、电机和连接件，升降单元包括第一升降臂、第二升降臂、第三升降臂和第四升降臂，且旋转单元包括旋转连接组件、起吊轴、卡座和起吊件；
齿轮齿条机构设置在行走梁顶部内侧且一并穿设在连接件的顶部凹槽中；电机通过其输出轴与顶部凹槽的侧壁相连，且输出轴末端设有负重轮，而负重轮与齿轮齿条机构啮合；
第一升降臂顶部和第二升降臂顶部均与连接件底部铰接，第一升降臂底部和第二升降臂底部分别与第四升降臂顶部和第三升降臂顶部铰接，且第一升降臂底部和第四升降臂顶部的铰接点与第二升降臂底部和第三升降臂顶部的铰接点之间设有电动推杆，而第四升降臂底部和第三升降臂底部均与旋转连接组件顶部铰接；
起吊轴顶部置于旋转连接组件的底部腔体中，其底部卡设在卡座的顶部空腔内；起吊件顶部嵌设在卡座的底部空腔内，且其底端与另设的隧道管片相连。
本发明所述盾构机用管片吊机系统包括相互连接的行走单元、升降单元和旋转单元，其中，行走单元包括行走梁、齿轮齿条机构、电机和连接件，升降单元包括第一升降臂、第二升降臂、第三升降臂和第四升降臂，且旋转单元包括旋转连接组件、起吊轴、卡座和起吊件，结构十分简单，而且齿轮齿条机构设置在行走梁顶部内侧并穿设在连接件的顶部凹槽中，电机通过其输出轴与顶部凹槽的侧壁相连，且输出轴末端设有负重轮，负重轮与齿轮齿条机构啮合，这样的设计可将管片及所述盾构机用管片吊机系统自身的负荷传递到行走梁上，因为齿轮齿条机构设置在行走梁顶部内侧，故该齿轮齿条机构不会承受任何径向载荷，减小了负载，电机只需传递所述盾构机用管片吊机系统向前行走的动力，即使在遭遇有正负坡度的隧道时通过齿轮齿条机构的传动仍能正常工作，且由于电机带有刹车，使得所述盾构机用管片吊机系统可以在任意位置停止启动。
在上述结构的升降单元中包括第一升降臂、第二升降臂、第三升降臂和第四升降臂；其中，第一升降臂顶部和第二升降臂顶部均与连接件底部铰接，第一升降臂底部和第二升降臂底部分别与第四升降臂顶部和第三升降臂顶部铰接，第四升降臂底部和第三升降臂底部均与旋转连接组件顶部铰接，且第一升降臂底部和第四升降臂顶部的铰接点与第二升降臂底部和第三升降臂顶部的铰接点之间设有电动推杆，即本发明所述升降单元采用电动推杆推动四杆的方案，这样的方案可以将起吊管片时竖直方向的复合负荷转换为水平方向的负荷。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，行走梁截面呈“工”字形，且齿轮齿条机构设置在行走梁的顶板底部。将行走梁截面设计为“工”字形，不仅为齿轮齿条机构的安装提供了便利，而且还有助于减轻行走梁的自身重量。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，连接件包括截面呈“U”形的连接件本体及设置在连接件本体底端的升降臂连接件，且顶部凹槽位于连接件本体顶部，而第一升降臂顶部和第二升降臂顶部均与升降臂连接件铰接。将连接件设计为截面呈“U”形的连接件本体，且在该连接件本体底端设有升降臂连接件，该连接件本体和升降臂连接件的设置分别为行走单元的安装、第一升降臂及第二升降臂顶部的铰接提供了便利。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，旋转连接组件包括第一旋转连接板及与第一旋转连接板底端相连的第二旋转连接板，第一旋转连接板底部和第二旋转连接板底部分别设有第一腔体和第二腔体，且第一腔体和第二腔体连通形成所述底部腔体；
第四升降臂底部和第三升降臂底部均与第一旋转连接板顶部铰接。
在上述结构的旋转连接组件中，第一旋转连接板的设置方便了第三升降臂底部和第四升降臂底部的铰接，即该第三升降臂底部和第四升降臂底部均与第一旋转连接板铰接，第二旋转连接板有助于增强第一旋转连接板的增强，且由第一腔体和第二腔体连通形成的底部腔体方便了起吊轴顶部的安装。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，起吊件为起吊螺栓。
作为对本发明所述技术方案的一种改进，电动推杆为涡轮蜗杆。将电动推杆选择为涡轮蜗杆，增强了电动推杆的传动比，在很大程度上减小了电机的负载，有利于延长所述盾构机用管片吊机系统的使用寿命，且因为涡轮蜗杆传动具有自锁功能，可以防止由于电机突然停电时管片掉落而引起的安全事故，大大提高了所述盾构机用管片吊机系统的安全性能。
另外，在本发明所述技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。
因此，本发明的有益效果是提供了一种盾构机用管片吊机系统，该管片吊机系统不仅结构简单，负载小，其在遭遇有正负坡度的隧道时能正常工作，可在任意位置停止启动，安全系数高，且使用寿命长。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明盾构机用管片吊机系统的结构示意图；
图2是行走单元与升降单元的结构示意图；
图3是图2中A处的局部放大图；
图4是图2中B处的局部放大图；
图5是图2中C处的局部放大图；
图6是旋转单元的结构示意图；
图7是图6中D处的局部放大图；
图8是图6的剖视图；
图9是图8中E处的局部放大图；
现将附图中的标号说明如下：1为行走梁，1.1为顶板，2为齿轮齿条机构，3为电机，4为连接件，4.1为连接件本体，4.2为升降臂连接件，5为第一升降臂，6为第二升降臂，7为第三升降臂，8为第四升降臂，9为起吊轴，10为卡座，10.1为卡座本体，10.2为左卡板，10.3为右卡板，11为起吊件，12为负重轮，13为电动推杆，14为隧道管片，15为旋转连接组件，16为第一旋转连接板，17为第二旋转连接板，18为销轴，19为第一铰接板，20为第二铰接板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明较佳实施例中，如图1所示，一种盾构机用管片吊机系统包括相互连接的行走单元、升降单元和旋转单元。
如图3所示，上述行走单元包括行走梁1、齿轮齿条机构2、电机3和连接件4；其中，如图2所示，该行走梁1截面呈“工”字形，该齿轮齿条机构2设置在行走梁1的顶板1.1底部且一并穿设在上述连接件4的顶部凹槽中；又如图3所示，该连接件4包括截面呈“U”形的连接件本体4.1及设置在该连接件本体4.1底端的升降臂连接件4.2，上述顶部凹槽设置在该连接件本体4.1顶部位置；上述电机3通过其输出轴与上述顶部凹槽的侧壁相连，且该输出轴末端设有负重轮12，而该负重轮12与齿轮齿条机构2啮合。
如图6和图7所示，上述旋转单元包括旋转连接组件15、起吊轴9、卡座10和起吊件11，且该旋转连接组件15包括第一旋转连接板16及与该第一旋转连接板16底端相连的第二旋转连接板17；如图8和图9所示，该第一旋转连接板16底部和第二旋转连接板17底部分别设有第一腔体和第二腔体，且该第一腔体和第二腔体连通形成底部腔体。
又如图9所示，上述卡座10包括卡座本体10.1，且该卡座本体10.1顶端设有左卡板10.2和右卡板10.3，而该左卡板10.2和右卡板10.3与卡座本体10.1之间形成顶部空腔；上述底部空腔设置在卡座本体10.1底部。
如图2所示，上述升降单元包括第一升降臂5、第二升降臂6、第三升降臂7和第四升降臂8，该第一升降臂5顶部和第二升降臂6顶部均与上述升降臂连接件4.2铰接；如图4所示，该第一升降臂5底部和第四升降臂8顶部通过第一铰接板19铰接，如图5所示，该第二升降臂6底部和第三升降臂7顶部通过第二铰接板20铰接，且该第一铰接板19和第二铰接板20之间设有电动推杆13，而该第四升降臂8底部和第三升降臂7底部均与第一旋转连接板16顶部铰接。
又如图9所示，上述起吊轴9顶部置于上述底部腔体中，其底部通过销轴18卡设在上述左卡板10.2和右卡板10.3之间；上述起吊件11顶部嵌设在卡座10的底部空腔内，且其底端与另设的隧道管片14相连。
在本实施例中，上述起吊件11为起吊螺栓，上述电动推杆13为涡轮蜗杆。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种盾构机用管片吊机系统，其特征在于，包括相互连接的行走单元、升降单元和旋转单元；
所述行走单元包括行走梁（1）、齿轮齿条机构（2）、电机（3）和连接件（4），所述升降单元包括第一升降臂（5）、第二升降臂（6）、第三升降臂（7）和第四升降臂（8），且所述旋转单元包括旋转连接组件（15）、起吊轴（9）、卡座（10）和起吊件（11）；
所述齿轮齿条机构（2）设置在所述行走梁（1）顶部内侧且一并穿设在所述连接件（4）的顶部凹槽中；所述电机（3）通过其输出轴与所述顶部凹槽的侧壁相连，且所述输出轴末端设有负重轮（12），而所述负重轮（12）与所述齿轮齿条机构（2）啮合；
所述第一升降臂（5）顶部和第二升降臂（6）顶部均与所述连接件（4）底部铰接，所述第一升降臂（5）底部和第二升降臂（6）底部分别与所述第四升降臂（8）顶部和第三升降臂（7）顶部铰接，且所述第一升降臂（5）底部和第四升降臂（8）顶部的铰接点与所述第二升降臂（6）底部和第三升降臂（7）顶部的铰接点之间设有电动推杆（13），而所述第四升降臂（8）底部和第三升降臂（7）底部均与所述旋转连接组件（15）顶部铰接；
所述起吊轴（9）顶部置于所述旋转连接组件（15）的底部腔体中，其底部卡设在所述卡座（10）的顶部空腔内；所述起吊件（11）顶部嵌设在所述卡座（10）的底部空腔内，且其底端与另设的隧道管片（14）相连。
2.根据权利要求1所述的盾构机用管片吊机系统，其特征在于，所述行走梁（1）截面呈“工”字形，且所述齿轮齿条机构（2）设置在所述行走梁（1）的顶板（1.1）底部。
3.根据权利要求1所述的盾构机用管片吊机系统，其特征在于，所述连接件（4）包括截面呈“U”形的连接件本体（4.1）及设置在所述连接件本体（4.1）底端的升降臂连接件（4.2），且所述顶部凹槽位于所述连接件本体（4.1）顶部，而所述第一升降臂（5）顶部和第二升降臂（6）顶部均与所述升降臂连接件（4.2）铰接。
4.根据权利要求1所述的盾构机用管片吊机系统，其特征在于，所述旋转连接组件（15）包括第一旋转连接板（16）及与所述第一旋转连接板（16）底端相连的第二旋转连接板（17），所述第一旋转连接板（16）底部和第二旋转连接板（17）底部分别设有第一腔体和第二腔体，且所述第一腔体和第二腔体连通形成所述底部腔体；
所述第四升降臂（8）底部和第三升降臂（7）底部均与所述第一旋转连接板（16）顶部铰接。
5.根据权利要求1所述的盾构机用管片吊机系统，其特征在于，所述起吊件（11）为起吊螺栓。
6.根据权利要求1所述的盾构机用管片吊机系统，其特征在于，所述电动推杆（13）为涡轮蜗杆。
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