CN105673023A - 预切槽喷射装置用伸缩机构及预切槽喷射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种预切槽喷射装置用伸缩机构，包括伸缩油缸以及径向由外而内设置的基本臂、中伸缩臂和内伸缩臂，伸缩油缸的缸筒尾端与基本臂本体的尾端相连，伸缩油缸缸杆前端与中伸缩臂本体的前端相连，油缸伸缩使得中伸缩臂相对于基本臂做伸缩运动；中伸缩臂本体的轴向前端和尾端分别固定设置有第一换向轮和第二换向轮，两换向轮和两链绳的特殊连接使得随油缸伸缩时内伸缩臂与中伸缩臂同步伸缩。而本发明中导向槽和滑块的结构，解决了所述伸缩机构运动时臂与臂之间径向滑动和圆周转动的问题，臂伸缩运动时能完全保持直线型运动。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种用于预切槽喷射装置的伸缩机构及相应的预切槽喷射装置。
背景技术
预切槽技术是指在隧道开挖前，使用设备在隧道断面外沿切割出一道连续窄槽，并灌入混凝土，形成一个起预支护作用的壳体，给后续隧道开挖起预支护作用的技术。如专利201210069001.2中公开了一种中心轴式预切槽设备，其包括行走机构、中心轴装置、机架支撑、前、后立柱、切削装置、注浆系统、电气系统和液压系统；中心轴装置包括套筒和设在套筒内的转轴，套筒固定在所述行走机构上，所述机架支撑设在套筒的前后，前、后立柱分别设在转轴前后端并铰接有支座；所述切削装置包括链刀组件和刀梁，链刀组件和刀梁之间设有第二伸缩机构，所述注浆系统2连接在链刀上，刀梁与支座滑动配合，在刀梁与支座之间设有第三伸缩机构；所述机架支撑包括立柱和设在立柱之下的底板，在立柱和底板之间设有第四伸缩机构。
预切槽喷射装置(注浆系统)是实现混凝土灌注的机构，在预切槽设备中，喷射装置非工作状态下处于收缩状态，工作时根据需要伸长到一定距离，伸缩机构是保证混凝土能否成功灌注的关键部件。现有技术中包含使用一根油缸的预切槽喷射装置用一级伸缩机构，其伸缩距离短，应用受限。而长距离伸缩使用多根油缸或多级油缸，结构复杂，尺寸不紧凑，稳定性差，重量过重。
因此，本领域需要一种结构简单、尺寸紧凑、稳定性好且重量适宜的预切槽喷射装置用多级伸缩机构。
发明内容
因此，本发明提供一种预切槽喷射装置用伸缩机构，包括伸缩油缸以及径向由外而内设置的基本臂、中伸缩臂和内伸缩臂，伸缩油缸的缸筒尾端与基本臂本体的尾端相连，伸缩油缸缸杆前端与中伸缩臂本体的前端相连，油缸伸缩使得中伸缩臂相对于基本臂做伸缩运动；中伸缩臂本体的轴向前端和尾端分别固定设置有第一换向轮和第二换向轮，经第一换向轮换向的第一链绳一端与固定连接在基本臂本体轴向尾端的铰座A连接、另一端与固定连接在内伸缩臂本体轴向尾端的铰座B连接，使得随油缸伸出时内伸缩臂与中伸缩臂同步伸出；经第二换向轮换向的第二链绳一端与固定连接在基本臂本体轴向前端的铰座C连接、另一端与固定连接在内伸缩臂本体轴向前端的铰座D连接，使得随油缸收缩时内伸缩臂与中伸缩臂同步收缩。
本领域技术人员能理解的，所述“随油缸伸出时内伸缩臂3与中伸缩臂2同步伸出”意思是当中伸缩臂2相对基本臂1的速度为v时，内伸缩臂3相对中伸缩臂2的速度同样为v，此时内伸缩臂3相对基本臂1的速度为2v。
在一种具体的实施方式中，所述铰座A12、第二换向轮22和铰座B32在轴向上从尾端到前端依次设置。具体地，所述铰座B32、铰座C11、第一换向轮21和铰座D31在轴向上从尾端到前端依次设置。
在一种具体的实施方式中，所述内伸缩臂3设置在用于输送和喷射混凝土的物料输送管的径向外侧。
在一种具体的实施方式中，基本臂本体10径向内侧有第一导向槽13，且在中伸缩臂本体20径向外侧有第一滑块23，使得中伸缩臂相对基本臂运动时第一滑块在第一导向槽内沿轴向前后滑动。
在一种具体的实施方式中，中伸缩臂本体20径向内侧有第二导向槽24，内伸缩臂本体30径向外侧有第二滑块33，使得内伸缩臂相对中伸缩臂运动时第二滑块在第二导向槽内沿轴向前后滑动。
在一种具体的实施方式中，中伸缩臂本体20内部设有将其内腔隔开的隔板25。
在一种具体的实施方式中，所述换向轮为滑轮，相应所述链绳为钢丝绳。或者所述换向轮为链轮，相应所述链绳为链条。
本发明还提供一种预切槽喷射装置，包括如上所述伸缩机构、设置在内伸缩臂本体30径向内侧的物料输送管以及连接在物料输送管长度一端的卷管装置。
本发明首先通过滑轮、油缸和链绳的组合解决了中伸缩臂2和内伸缩臂3同步伸缩的问题。其次，本发明通过合理的导向装置的设置，解决了内含“用于混凝土输送的喷射用管”的伸缩臂本体的准确导向问题。本发明还通过设置隔板将各作用部件隔开，使得装置间不受干扰，装置的可靠性更高。
附图说明
图1为本发明所示伸缩机构轴向的结构示意图，
图2为本发明所示伸缩机构径向的结构示意图；
其中，基本臂1、中伸缩臂2、内伸缩臂3、第一链绳4、第二链绳5、伸缩油缸6、基本臂本体10、铰座C11、铰座A12、第一导向槽13、中伸缩臂本体20、第一换向轮21、第二换向轮22、第一滑块23、第二导向槽24、内伸缩臂本体30、铰座D31、铰座B32、第二滑块33。
具体实施方式
本发明提供一种预切槽喷射装置用伸缩机构，包括伸缩油缸6以及径向由外而内设置的基本臂1、中伸缩臂2和内伸缩臂3，伸缩油缸6的缸筒尾端与基本臂本体10的尾端相连，伸缩油缸6缸杆前端与中伸缩臂本体20的前端相连，油缸伸缩使得中伸缩臂2相对于基本臂1做伸缩运动；中伸缩臂本体20的轴向前端和尾端分别固定设置有第一换向轮21和第二换向轮22，经第一换向轮21换向的第一链绳4一端与固定连接在基本臂本体10轴向尾端的铰座A12连接、另一端与固定连接在内伸缩臂本体30轴向尾端的铰座B32连接，使得随油缸伸出时内伸缩臂3与中伸缩臂2同步伸出；经第二换向轮22换向的第二链绳5一端与固定连接在基本臂本体10轴向前端的铰座C11连接、另一端与固定连接在内伸缩臂本体30轴向前端的铰座D31连接，使得随油缸收缩时内伸缩臂3与中伸缩臂2同步收缩。
本发明中，因为钢丝绳等柔性件只有拉而没有推的作用，因此，在伸缩臂伸出时总是第一换向轮21和第一链绳4在起作用，而伸缩臂缩回时总是第二换向轮22和第二链绳5在起牵拉作用。
本发明中，第一换向轮21和第二换向轮22是固定在中伸缩臂本体20轴向的前后两端，而在径向上，第一换向轮21和第二换向轮22的位置可以任意设置，它可以位于隔板上方或下方，只要各运转部件间不会相互干涉即可。
本发明中，基本臂本体和伸缩臂本体的截面形状不仅限于方管，其还可以是椭圆管或圆管，这在本发明中均不受限制。
本发明中用于预切槽喷射装置的伸缩机构不同于混凝土喷浆车的伸缩机构。混凝土喷浆车中物料输送管(输送混凝土)设置在伸缩臂和基本壁的径向外侧，且物料输送管呈下垂或拉直状态。而本发明中预切槽喷射装置的物料输送管(输送混凝土)设置在伸缩臂的径向内侧，且物料输送管的一端可设置卷管装置使伸缩臂收缩时将物料输送管卷绕。
本发明中，所述“前端”和“尾端”均不限定在轴向长度的端点位置，二者分别指相应部件轴向长度的前1/3部分和尾1/3部分。
在一种具体的实施方式中，基本臂本体10径向内侧有第一导向槽13，且在中伸缩臂本体20径向外侧有第一滑块23，使得中伸缩臂相对基本臂运动时第一滑块在第一导向槽内沿轴向前后滑动。且中伸缩臂本体20径向内侧有第二导向槽24，内伸缩臂本体30径向外侧有第二滑块33，使得内伸缩臂相对中伸缩臂运动时第二滑块在第二导向槽内沿轴向前后滑动。本领域技术人员可知的，同样可以在基本臂本体10和中伸缩臂本体20径向内侧分别设置滑块，而在中伸缩臂本体20和内伸缩臂本体30径向外侧分别设置导向槽，同样可以对伸缩臂的滑动实现稳定导向的作用。
结合附图可知，本发明目的在于为预切槽喷射装置提供一种使用一根油缸就完成两级同步伸缩的伸缩机构，具体方案如下：
如图1，部件1是基本臂，基本臂本体10的头部固定设置有铰座C11，尾部固定设置有铰座A12；部件2是中伸缩臂，中伸缩臂本体20的头部固定设置有滑轮21，尾部固定设置有滑轮22；部件3是内伸缩臂，内伸缩臂本体30头部固定设置有铰座31，尾部固定设置有铰座32；第一钢丝绳4两端分别连接铰座A12、铰座B32，并绕过滑轮21；第二钢丝绳5两端分别连接铰座C11、铰座D31，并绕过滑轮22；伸缩油缸6缸筒尾端与基本臂本体10的尾端相连，伸缩油缸6缸杆前端与中伸缩臂本体20的前端相连。
当伸缩油缸6伸长时，基本臂1不动，中伸缩臂2相对于基本臂1以一倍油缸伸长速度(v)伸出，在钢丝绳4作用下，内伸缩臂3相对于基本臂1以两倍油缸速度(2v)伸出；此即内伸缩臂3相对于中伸缩臂2速度为一倍油缸伸长速度(v)，也即内伸缩臂3和中伸缩臂2同步伸出。当伸缩油缸缩回时，基本臂1不动，中伸缩臂相对于基本臂以一倍油缸缩回速度缩回，在钢丝绳5作用下，内伸缩臂3相对于基本臂1以两倍油缸速度缩回，此时，内伸缩臂相对于中伸缩臂速度为一倍油缸缩回速度，也即内伸缩臂3和中伸缩臂2同步缩回。
如图2，基本臂本体10径向内侧有第一导向槽13，且在中伸缩臂本体20径向外侧有第一滑块23，中伸缩臂相对基本臂运动时，第一滑块23在第一导向槽13内滑动，第一导向槽13对第一滑块23进行除轴向以外的其余方向限位。中伸缩臂本体20径向内侧有第二导向槽24，内伸缩臂本体30径向外侧有第二滑块33，内伸缩臂相对中伸缩臂运动时，第二滑块33在第二导向槽24内滑动，第二导向槽24对第二滑块33进行除轴向以外的其余方向限位。
此外，中伸缩臂本体20内部设有将内腔隔开的隔板25，隔板25将中伸缩臂内部空间分割为两个空间，一个空间用于安装伸缩油缸6，另一个空间用于安装其他结构。两个空间相互独立，互不影响。
本发明中，所用钢丝绳不仅限于单根，可以是钢丝绳组。
此外，不仅可以在中伸缩臂内设置隔板将其分隔成两个独立空间，也可以使用隔板将基本臂本体和内伸缩臂本体的内腔都分隔成两个或多个独立空间。
本发明使用油缸、滑轮和钢丝绳结构实现三节臂结构的中伸缩臂和内伸缩臂同步伸缩，与现有技术中使用两根伸缩油缸结构相比，减少了一根伸缩油缸，减少伸缩时间，提高伸缩效率，且提高伸缩臂负载能力，降低成本，简化物料输送管的布置，减轻重量。也就是说，本发明与使用多级油缸相比，该结构尺寸紧凑，伸缩效率高，伸缩过程中不容易失稳，成本更低。导向槽和滑块的结构，解决了运动时臂与臂之间径向滑动和圆周转动的问题，臂伸缩运动时能完全保持直线型。中伸缩臂通过隔板隔开为两个独立空间，使液压油缸和其他结构安装时互不影响，排除了干涉隐患。
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)
1.一种预切槽喷射装置用伸缩机构，包括伸缩油缸(6)以及径向由外而内设置的基本臂(1)、中伸缩臂(2)和内伸缩臂(3)，伸缩油缸(6)的缸筒尾端与基本臂本体(10)的尾端相连，伸缩油缸(6)缸杆前端与中伸缩臂本体(20)的前端相连，油缸伸缩使得中伸缩臂(2)相对于基本臂(1)做伸缩运动；
中伸缩臂本体(20)的轴向前端和尾端分别固定设置有第一换向轮(21)和第二换向轮(22)，经第一换向轮(21)换向的第一链绳(4)一端与固定连接在基本臂本体(10)轴向尾端的铰座A(12)连接、另一端与固定连接在内伸缩臂本体(30)轴向尾端的铰座B(32)连接，使得随油缸伸出时内伸缩臂(3)与中伸缩臂(2)同步伸出；经第二换向轮(22)换向的第二链绳(5)一端与固定连接在基本臂本体(10)轴向前端的铰座C(11)连接、另一端与固定连接在内伸缩臂本体(30)轴向前端的铰座D(31)连接，使得随油缸收缩时内伸缩臂(3)与中伸缩臂(2)同步收缩。
2.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述铰座A(12)、第二换向轮(22)和铰座B(32)在轴向上从尾端到前端依次设置。
3.根据权利要求2所述的伸缩机构，其特征在于，所述铰座B(32)、铰座C(11)、第一换向轮(21)和铰座D(31)在轴向上从尾端到前端依次设置。
4.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述内伸缩臂(3)设置在用于输送和喷射混凝土的物料输送管的径向外侧。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的伸缩机构，其特征在于，基本臂本体(10)径向内侧有第一导向槽(13)，且在中伸缩臂本体(20)径向外侧有第一滑块(23)，使得中伸缩臂相对基本臂运动时第一滑块在第一导向槽内沿轴向前后滑动。
6.根据权利要求5所述的伸缩机构，其特征在于，中伸缩臂本体(20)径向内侧有第二导向槽(24)，内伸缩臂本体(30)径向外侧有第二滑块(33)，使得内伸缩臂相对中伸缩臂运动时第二滑块在第二导向槽内沿轴向前后滑动。
7.根据权利要求1～4中任意一项所述的伸缩机构，其特征在于，中伸缩臂本体(20)内部设有将其内腔隔开的隔板(25)。
8.根据权利要求1～4中任意一项所述的伸缩机构，其特征在于，所述换向轮为滑轮，所述链绳为钢丝绳。
9.根据权利要求1～4中任意一项所述的伸缩机构，其特征在于，所述换向轮为链轮，所述链绳为链条。
10.一种预切槽喷射装置，包括如权利要求1～9中任意一项所述伸缩机构、设置在内伸缩臂本体(30)径向内侧的物料输送管以及连接在物料输送管长度一端的卷管装置。
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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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160615 |