CN104775837A - 一种铁路隧道锚杆台车 - Google Patents

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蒲长晏
郭玉强
周生伟
尹才刚
贺伟超
刘琦
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蒲长晏
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00Setting anchoring-bolts
    • E21D20/003Machines for drilling anchor holes and setting anchor bolts

Abstract

本发明公开了一种铁路隧道锚杆台车,包括行走机构、安装在行走机构上的可转动的底盘、安装在底盘上的升降平台、安装在升降平台上的可转动的钻臂机构、安装在钻臂机构上的可转动的打钻机构,以及驱动所述行走机构、底盘、升降平台、钻臂机构及打钻机构动作的动力系统。本发明提供的铁路隧道锚杆台车,首次实现了铁路隧道锚杆施工设备专业化,整体结构合理、功能多样,可实现隧道锚杆施工的机械化,减轻工人的劳动强度,提高施工的质量、准确度和效率,使工程的质量有更好的保障。

Description

_种铁路隧道锚杆台车
技术领域
[0001] 本发明涉及铁路隧道锚杆施工台车领域,特别是涉及一种铁路隧道锚杆台车。
背景技术
[0002] 目前国家加强社会基础工程建设,每年大量的铁路工程需要施工,在多山多丘陵地区不可避免的需要开采隧道,隧道的施工需要锚杆施工作业,目前铁路隧道锚杆施工采用风动凿岩机成孔,锚杆钻孔时人站在简易台架上施钻,按照设计间距布孔,成孔后采用高压风清孔,锚杆施工机械化程度低,工人劳动强度大,施工效率低,质量无法保证,搭设简易台架施钻工人在架子上施工安全无法保障。因此研发一种专业化、机械化的隧道锚杆台车有一定的现实意义,可促进隧道锚杆施工生产安全、高效和健康发展。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种铁路隧道锚杆台车,使其实现了铁路隧道锚杆施工设备专业化、机械化,从而克服现有的锚杆钻孔机械化程度低、施工效率低、劳动强度大,且质量无法保证的不足。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
[0005] 一种铁路隧道锚杆台车,包括行走机构、安装在行走机构上的可转动的底盘、安装在底盘上的升降平台、安装在升降平台上的可转动的钻臂机构、安装在钻臂机构上的可转动的打钻机构,以及驱动所述行走机构、底盘、升降平台、钻臂机构及打钻机构动作的动力系统。
[0006] 进一步地,所述动力系统包括液压系统和发动机系统,所述液压系统包括电机、油箱、第一液压油泵、第二液压油泵、液压管路,所述发动机系统包括发动机;所述发动机驱动第一液压油泵从油箱吸油并输出高压油,并通过液压管路连接并驱动所述行走机构及底盘动作;所述电机驱动第二液压油泵从油箱吸油并输出高压油,并通过液压管路连接并驱动所述升降平台、钻臂机构及打钻机构动作。
[0007] 进一步地,所述行走机构为履带式行走机构或胶轮式行走机构。
[0008] 进一步地,所述底盘通过回转支承安装在所述行走机构上。
[0009] 进一步地,所述升降平台通过一组四连杆机构安装在所述底盘上。
[0010] 进一步地,所述底盘上设置有驾驶室。
[0011] 进一步地,所述钻臂机构通过回转式减速器安装在所述升降平台上。
[0012] 进一步地,所述钻臂机构包括摆杆、与摆杆连接的伸缩套筒,所述摆杆及伸缩套筒分别通过油缸驱动。
[0013] 进一步地,所述钻臂机构上连接有人员作业栏。
[0014] 进一步地,所述打钻机构通过摆动油缸安装在所述钻臂机构上。
[0015] 本发明至少具有以下优点:
[0016] 1、台车整体机构合理,刚性好,专业化、机械化程度高。
[0017] 2、全液压控制,通过液压元件控制机械部分执行元件,操作简单、故障率低、维修方便。
[0018] 3、履带行走接地面积大,接地比压小,行走自如可靠,适应在恶劣的环境下工作。
[0019] 4、行走机构与台车机体部之间安装有回转支承,最大可实现台车机体360°旋转,整车工作范围得以拓展。
[0020] 5、具有专门的驾驶室,车辆的行走、平台的升降等动作在驾驶室内完成。
[0021] 6、通过四连杆机构起落的升降平台升降范围大,升降稳定可靠,避免了人工搭建简易台架的不必要的重复性工作,节省了时间,减轻工人劳动强度。
[0022] 7、采用两套钻臂机构,钻臂机构工作范围大,采用液压缸实现钻臂位置调整,安全可靠。
[0023] 8、两套钻臂安装座下部安装有回转式减速器,采用液压驱动,可实现180°角度旋转,工作范围大,能适应不同工况。
[0024] 9、采用专业的液压打钻机构,避免了人工用风动凿岩机作业,减轻工人劳动强度,显著提高作业效率。
[0025] 10、综上所述,本发明提供的铁路隧道锚杆台车,丰富和完善了锚杆台车的功能,首次实现了铁路隧道锚杆施工设备专业化,台车集合了施工平台与液压打钻等功能,整体结构合理、设计新颖、功能多样,实现了隧道锚杆施工的机械化,减轻了工人的劳动强度,提高了施工的质量、准确度和效率,使工程的质量有了更好的保障,可实现我国铁路隧道施工行业安全、高效、机械化作业的目标。
附图说明
[0026] 上述仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0027] 图1是本发明的铁路隧道锚杆台车工作状态示意图。
[0028]图2是本发明的铁路隧道锚杆台车收缩状态主视图。
[0029]图3是本发明的铁路隧道锚杆台车收缩状态左视图。
[0030] 图4是本发明的铁路隧道锚杆台车打开状态示意图
[0031] 图5是打钻机构的结构示意图。
具体实施方式
[0032] 本发明提供一种铁路隧道锚杆台车,包括行走机构、安装在行走机构上的可转动的底盘、安装在底盘上的升降平台、安装在升降平台上的可转动的钻臂机构、安装在钻臂机构上的可转动的打钻机构,以及驱动所述行走机构、底盘、升降平台、钻臂机构及打钻机构动作的动力系统。
[0033] 具体地,所述台车可设置为如下形式:
[0034] 请参阅图1、2、3所示,台车的底部为履带式行走机构I,履带式行走机构I包括涨紧油缸、行走马达和减速机。其中,涨紧油缸的伸缩运动可调整履带的涨紧程度;行走马达提供行走动力,带动行走机构向前移动。行走机构装有自锁阀,在台车停车时按下自锁阀,台车不能行走移动;通过控制阀打开行走机构自锁阀,行走马达带动减速机,通过链轮带动履带实现行走机构行走。
[0035] 上述设置中,行走机构I优选但不限于图中所示的履带式行走机构,也可采用胶轮式行走机构。
[0036] 履带式行走机构I上安装有回转支承2,底盘安装在回转支承2上,底盘上为台车机体,包括驾驶室3、升降平台6、钻臂机构、打钻机构13等。
[0037] 升降平台6通过一组四连杆机构4安装在底盘上,四连杆机构4通过连杆油缸5驱动并实现升降平台6的稳固升降,升降平台6下方固定有供工作人员上下的爬梯。
[0038] 升降平台6上安装有钻臂机构,钻臂机构包括摆杆9、与摆杆9连接的伸缩套筒11,摆杆9通过摆杆油缸10驱动,伸缩套筒11通过内置的油缸(图中未示出)驱动,摆杆9的摆动和伸缩套筒11的伸缩动作可实现打钻机构13的位置调整,调整方便灵活,且采用液压缸实现摆杆9和伸缩套筒11的位置调整,安全可靠。为实现钻臂的旋转动作,钻臂机构下部安装有回转式减速器8,图中所示钻臂机构设置为两套,每套钻臂机构可实现180°角度旋转,使得工作范围大大提高,能适应不同工况。如图4所示,两套钻臂机构底部的回转式减速器8转动一定角度,使得两个钻臂处于打开状态。
[0039] 进一步地,所述台车还可配置人员作业栏14,连接于钻臂机构的端部。
[0040] 打钻机构13通过摆动油缸12安装在钻臂机构7上,摆动油缸12可360°旋转,便于打钻机构13的旋转定位。
[0041] 请配合参阅图5所示,所述的打钻机构13利用上、下两层(每层两根)圆柱形轨道81作为一级推进和二级推进的导轨,四根圆柱形轨道81通过螺纹连接方式固定在两块钢板82上,组成一个中空支撑架,利用一级推进油缸84将中空支撑架一端与滑移底板83连接,其中,下层两根导轨分别穿过用螺钉固定在滑移底板83上的分离式耐磨铜套85,使支撑架在一级推进油缸84的驱动下在耐磨铜套85中滑移,实现一级推进的动作;二级推进油缸86活塞杆一端利用螺母固定在中空支撑架的另一个钢板82上,且二级推进油缸86活塞筒上前、后各有一个导向轮87,闭合的链条套在导向轮87上,其中链条底端固定在中空支撑架内的一固定底板80上,链条顶端则与打钻底座89固定,马达88固定于打钻底座89上,当控制液压阀驱动二级推进油缸86时,活塞杆一端固定,活塞筒移动,因链条底端固定在中空支撑架上,从而使得活塞筒带动导向轮87驱动链条形成一个“动滑轮”,实现打钻底座89移动距离是活塞筒移动距离的2倍,此链条倍速机构,可实现较大的打钻行程。利用液压阀控制液压马达88工作,配合一级二级推进,从而实现打钻工作。打钻采用打钻马达驱动,输出扭矩大,结构简单,工作可靠,维护方便。
[0042] 本发明的台车还包括动力系统,动力系统用于驱动上述行走机构1、底盘、升降平台6、钻臂机构及打钻机构13的动作。
[0043] 所述动力系统包括液压系统和发动机系统,所述液压系统包括电机、油箱、第一液压油泵、第二液压油泵、平衡阀、液压管路、液压管路上的控制阀、油压表等。所述发动机系统包括发动机单元(含发动机、冷却器、中冷器、消音器、空气滤清器等)、弹性联轴器、柴油箱、启动马达等。其中液压油泵可选用柱塞泵。
[0044] 所述发动机系统是整车行走、回转等动作的动力源,为台车正常工作提供有力保障。具体而言,所述发动机驱动第一液压油泵,第一液压油泵吸油口与油箱之间通过液压管路所含的胶管、接头、法兰等标准件连接,发动机驱动第一液压油泵运转,第一液压油泵将从油箱吸入的液压油转变为高压液压油从出油口排出,流向液压管路,第一液压油泵将发动机动力系统的机械能转变为为台车提供动力的液压能。从第一液压油泵出油口排出的高压油通过液压管路流入不同功能的控制阀,根据要完成的动作,人工控制各执行元件所对应的控制阀,实现台车的行走、底盘的回转等动作;
[0045] 第二液压油泵通过联轴器与电机相连接,同样地,第二液压油泵吸油口与液压油箱通过液压管路所含的胶管、接头、法兰等标准件连接,电机驱动第二液压油泵运转,第二液压油泵将从油箱吸入的液压油转变为高压液压油从出油口排出,排出的高压油通过液压管路流入不同功能的控制阀,根据要完成的动作,人工控制各执行元件所对应的控制阀,实现台车的升降平台起落、钻臂机构旋转、打钻机构旋转及施工等动作。
[0046] 本发明的台车还包括电气系统,主要包括发电机、电瓶、电控柜、照明灯、急停按钮、电缆、接线盒、启动器等。上述发动机系统中的发动机连接并带动发电机发电,并向电瓶充电,电瓶提供电气元件正常工作所需电源,启动器通过电缆连接并控制发动机系统中的启动马达,从而间接控制发动机的启动。电控柜是电气系统核心保护单元,内有断路器、熔断器等过载保护元件,有效的保证了电气系统的安全工作。急停按钮用于紧急停车,将发动机熄火,切断动力源,防止因误操作或其他危险情况造成人员伤亡或台车损坏。与第二液压油泵连接的电机通过外接电缆和隧道内设置的变电站连接。
[0047] 上述的液压系统的油箱、发动机系统以及电气系统均设置在底盘上,驾驶室3的后端O
[0048] 如图1所示,工作时,驾驶员在驾驶室3内操作,可实现台车的行走,升降平台的起落,整个台车机体的旋转等动作。驾驶室3采用封闭式,以保护驾驶员避免高空落物的不必要的人身伤害。当到达目的地时,整个台车停止行走,通过回转支承2使台车机身转动合适角度,便于施工。四连杆油缸5的活塞杆伸出使四连杆机构4运动,带动升降平台6升到一定高度,通过液压驱动回转式减速器8旋转,两个钻臂张开,驱动摆杆油缸10调整摆杆9位置,结合伸缩套筒11内置液压缸的伸缩,调整打钻机构13至合适位置,通过摆动油缸12旋转,调整角度,实现打钻机构13垂直施工墙壁,打钻机构13通过马达输出扭矩实现钻孔,通过液压油缸一级推进、二级推进完成钻孔作业。
[0049] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰,均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种铁路隧道锚杆台车,其特征在于,包括行走机构、安装在行走机构上的可转动的底盘、安装在底盘上的升降平台、安装在升降平台上的可转动的钻臂机构、安装在钻臂机构上的可转动的打钻机构,以及驱动所述行走机构、底盘、升降平台、钻臂机构及打钻机构动作的动力系统。
2.根据权利要求1所述的铁路隧道锚杆台车,其特征在于,所述动力系统包括液压系统和发动机系统,所述液压系统包括电机、油箱、第一液压油泵、第二液压油泵、液压管路,所述发动机系统包括发动机; 所述发动机驱动第一液压油泵从油箱吸油并输出高压油,并通过液压管路连接并驱动所述行走机构及底盘动作;所述电机驱动第二液压油泵从油箱吸油并输出高压油,并通过液压管路连接并驱动所述升降平台、钻臂机构及打钻机构动作。
3.根据权利要求1所述的铁路隧道锚杆台车,其特征在于,所述行走机构为履带式行走机构或胶轮式行走机构。
4.根据权利要求1所述的铁路隧道锚杆台车,其特征在于,所述底盘通过回转支承安装在所述行走机构上。
5.根据权利要求1所述的铁路隧道锚杆台车,其特征在于,所述升降平台通过一组四连杆机构安装在所述底盘上。
6.根据权利要求1所述的铁路隧道锚杆台车,其特征在于,所述底盘上设置有驾驶室。
7.根据权利要求1所述的铁路隧道锚杆台车,其特征在于,所述钻臂机构通过回转式减速器安装在所述升降平台上。
8.根据权利要求1所述的铁路隧道锚杆台车,其特征在于,所述钻臂机构包括摆杆、与摆杆连接的伸缩套筒,所述摆杆及伸缩套筒分别通过油缸驱动。
9.根据权利要求1所述的铁路隧道锚杆台车,其特征在于,所述钻臂机构上连接有人员作业栏。
10.根据权利要求1所述的铁路隧道锚杆台车,其特征在于,所述打钻机构通过摆动油缸安装在所述钻臂机构上。
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