CN108035744B - 一种管片自动提升旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供一种管片自动提升旋转装置，包括有通过液压式回转驱动轴承连接的滑轮装配平台和管片吊装连接架；所述管片吊装连接架与管片通过吸附作用固定连接，通过所述滑轮装配平台可以提升液压式回转驱动轴承和管片吊装连接架；所述液压式回转驱动轴承可使管片吊装连接架相对滑轮装配平台旋转。本发明创造的有益效果：采用液压式回转驱动轴承，使设于其上的管片吊装连接架相对滑轮装配平台的旋转可控，省去了人工调整、旋转的工序，且管片位置相对稳定，避免了管片运输中产生的对人的安全威胁，提高了安全性，同时节约了劳动时间和劳动成本，提高了生产效率。

Description

一种管片自动提升旋转装置

技术领域

本发明创造属于盾构机结构领域，尤其是涉及一种管片自动提升旋转装置。

背景技术

随着地下轨道交通的快速发展，隧道建设已经成为了其关键环节，目前广泛采取盾构机的施工方法，进行隧道的挖掘。在盾构机的刀盘完成地质层的切割后，后期需要将管片拼装起来，对隧道的内壁进行加固，放置地下水的渗透和地质层的坍塌。管片的拼装涉及了管片的运输、提升、旋转等工序，现有管片提升结构是管片吊装连接架与滑轮结构采用球头铰接连接，钢丝绳绕过滑轮达到提升管片的目的，由于球头铰接及滑轮结构均为不稳地结构，在运输过程中，管片存在左右晃动，摆动不稳的情况，需人工调整稳定性；另外在管片运输到待拼装位置时，需人工旋转管片方向，以适应拼装机的拾取，存在安全风险，工作效率降极低。

发明内容

本发明创造解决的技术问题是提供一种管片自动提升旋转装置，能有效解决管片在运输过程中，存在左右晃动、摆动不稳的问题，且可以自动旋转管片角度，避免了管片在提升、运输过程中的危险性，并极大地提高了管片运输效率。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：

一种管片自动提升旋转装置，包括有通过液压式回转驱动轴承连接的滑轮装配平台和管片吊装连接架；所述管片吊装连接架与管片固定连接，所述滑轮装配平台可以提升液压式回转驱动轴承和管片吊装连接架；所述液压式回转驱动轴承可使管片吊装连接架相对滑轮装配平台旋转；

所述滑轮装配平台上设有一金属条，所述管片吊装支撑架内部设有若干接近开关，所述接近开关位于所述金属条下方,且二者均位于液压式回转驱动轴承的内部空间，所述接近开关与控制器电连接，传递信号给所述控制器，所述控制器与旋转比例阀电连接，所述液压式回转驱动轴承与旋转比例阀相连，所述旋转比例阀接收控制器传递过来的信号，使液压式回转驱动轴承做出反馈完成管片吊装连接架的旋转。

进一步，所述管片吊装连接架包括有主架体、固设于主架体上表面的第一连接板、固设于第一连接板上部的第二连接板，三者轴线相互重合，所述第一连接板为矩形结构，所述第二连接板为圆环状结构，所述主架体与管片之间通过真空吸盘进行吸附连接，所述第二连接板与所述滑轮装配平台通过所述液压式回转驱动轴承转动连接。

进一步，所述液压式回转驱动轴承包括有液压装置、与液压装置连接的回转轴承，所述液压装置固设于所述第一连接板的上表面，并与旋转比例阀相连；所述回转轴承包括有轴承座、设于轴承座内部的回转轴承外圈和回转轴承内圈，所述轴承座设于所述第二连接板与所述滑轮装配平台之间，所述回转轴承外圈与滑轮装配平台通过螺栓固定连接，所述回转轴承内圈与所述第二连接板通过螺栓固定连接，通过所述旋转比例阀控制液压装置工作，使其推动轴承内圈相对轴承外圈转动。

进一步，在所述第二连接板的内壁周向固设有三个连接架，所述连接架沿径向延伸放置，每个所述连接架前端均设有一个接近开关，分别设为第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关，所述接近开关均呈竖直放置。

进一步，所述第二接近开关与第三接近开关相对第二连接板中心呈对称设置，所述第一接近开关位于第二接近开关和第三接近开关连线的垂直平分线上。

进一步，所述滑轮装配平台包括有定滑轮结构和动滑轮结构；所述定滑轮结构包括有定滑轮支撑架以及设于所述定滑轮支撑架内部的定滑轮，所述定滑轮支撑架固设于管片梁上，两个所述定滑轮通过轴承结构对称设于所述定滑轮支撑架内，并可相对定滑轮支撑架转动；

所述动滑轮结构包括有装配台，所述装配台中部设有一安装通槽，两个动滑轮支撑梁固设于所述通槽内，动滑轮通过轴承结构设于所述动滑轮支撑梁之间，所述动滑轮可相对动滑轮支撑梁相对转动。

进一步，两个所述动滑轮支撑梁的底端设有一连接板，所述连接板下部固设有所述金属方条，所述金属方条为长条状的碳钢材质。

进一步，所述金属方条的下表面与所述接近开关的触头平面相互平行，且其垂直距离为5mm。

本发明创造具有的优点和积极效果是：本发明创造采用接近开关检测管片偏移信号，并通过控制器控制液压式回转驱动轴承，使管片在隧道的轴向运输过程中，管片横向轴线与隧道轴线保持平行，不轻易发生角度旋转不可控的现象，省去了人工调整的工序；同时，管片运输到待拼装位置时，控制器传递信号传给液压式回转驱动轴承，使其驱动管片旋转90°，使管片方向与拼装机拾取盘方向一致，省去了人工旋转的工序；本发明创造避免了管片运输中产生的对人的安全威胁，提高了安全性，同时节约了劳动时间和劳动成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为实施例中管片自动提升旋转装置的整体示意图；

图2为实施例中片管片自动提升旋转装置的剖视图；

图3为实施例中接近开关与金属方条位置关系示意图；

图4为实施例中片管片自动提升旋转装置的控制原理图；

图5为实施例中片管片自动提升旋转装置的控制逻辑图。

图中：1-定滑轮结构；11-定滑轮；12-定滑轮支撑架；2-动滑轮结构；21-动滑轮支撑梁；22-动滑轮；23-装配台；24-金属方条；3-液压式回转驱动轴承；31-轴承外圈；32-轴承内圈；33-轴承座；34-液压装置；4-管片吊装连接架；41-主架体；42-第一连接板；43-第二连接板；44-连接架；5-接近开关；51-第一接近开关；52-第二接近开关；53-第三接近开关；6-管片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

本实施例提供一种管片自动提升旋转装置，包括有通过液压式回转驱动轴承3连接的滑轮装配平台和管片吊装连接架4；所述滑轮装配平台主要负责管片6的提升作业，所述液压式回转驱动轴承3则负责管片6与滑轮装配平台的连接及管片6的旋转作业。

针对管片的提升作业，本实施例提供了如下技术方案：

所述滑轮装配平台包括有定滑轮结构1和动滑轮结构2；所述定滑轮结构1包括有定滑轮支撑架12以及设于所述定滑轮支撑架12内部的定滑轮11，所述定滑轮支撑架12固设于管片梁上，两个所述定滑轮11通过轴承结构对称设于所述定滑轮支撑架12内，并可相对定滑轮支撑架12转动；

所述动滑轮结构2包括有装配台23，所述装配台23中部设有一安装通槽，两个动滑轮支撑梁21固设于所述通槽内，动滑轮22通过轴承结构设于所述动滑轮支撑梁21之间，所述动滑轮22可相对动滑轮支撑梁21相对转动；

用于提升管片的钢丝绳可以依次绕过一侧的定滑轮11、动滑轮22以及另一侧的定滑轮11；再利用油缸的外力拉动钢丝绳，通过钢丝绳在动滑轮22和定滑轮11之间的滑动配合，钢丝绳带动动滑轮22向上运动，从而可以提升整个动滑轮结构2；所述定滑轮支撑架12中部设有动滑轮22进入的凹槽，给予了动滑轮22向上的空间，在动滑轮22向上提升时，动滑轮22可进入该凹槽中，起到定位稳定作用。

由于滑轮装配平台是通过液压式回转驱动轴承3与所述管片吊装连接架4连接的，而所述管片吊装连接架4与所述管片6是可以通过吸附作用固定连接的，因此，所述动滑轮结构2可以带动管片6的提升。

针对管片的旋转作业，本实施例提供了如下技术方案：

所述管片吊装连接架4包括有主架体41、固设于主架体41上表面的第一连接板42、固设于第一连接板42上部的第二连接板43，三者轴线相互重合，所述第一连接板42为矩形结构，所述第二连接板43为圆环状结构，所述主架体41与管片之间通过真空吸盘进行吸附连接，所述第二连接板43与所述装配台23通过所述液压式回转驱动轴承3转动连接；

所述液压式回转驱动轴承3包括有液压装置34、与液压装置34连接的回转轴承，所述液压装置34固设于所述第一连接板42的上表面；所述液压装置34与旋转比例阀连接，外部的液压油可以经过旋转比例阀后流入液压装置34；所述旋转比例阀与控制器电连接，并接收控制器的信号，做出相应的反馈；所述回转轴承包括有轴承座33、设于轴承座33内部的回转轴承外圈31和回转轴承内圈32；所述液压装置34为液压马达结构，外部的液压油可以在经过旋转比例阀后进入液压马达内，油液驱动液压马达旋转工作，液压马达带动与其同轴的蜗杆旋转，所述蜗杆与轴承内圈32上的齿啮合，实现轴承内外圈的相对转动；所述轴承座33设于所述第二连接板43与所述装配台23之间，所述回转轴承外圈31与滑轮装配平台的装配台23通过螺栓固定连接，所述回转轴承内圈32与所述第二连接板43通过螺栓固定连接。具体实施时，控制器传递给旋转比例阀的相关反馈信号，旋转比例阀再根据信号自动调节液压油排量给液压装置34，液压装置34推动轴承内圈32与外圈的相对转动，从而使所述管片吊装平台可相对滑轮装配平台转动。本实施例中的液压式回转驱动轴承3及其控制原理均为现有技术，优选地，所述液压式回转驱动轴承3型号为WD 0343-04557。

在管片提升的过程中，由于管片吊装连接架4与滑轮装配平台通过液压式回转驱动轴承3连接，使得管片6可以相对滑轮装配平台转动，但管片6处于不稳定状态，有一定的危险性，因此，为达到可控目的，在所述第二连接板43的内部空间设有若干接近开关5，所述接近开关5与所述控制器电连接，并可传递信号给控制器；在所述第二连接板43的内壁周向固设有三个连接架44，所述连接架44沿径向延伸放置，每个所述连接架44前端均设有一个接近开关，分别设为第一接近开关51、第二接近开关52、第三接近开关53，所述接近开关均呈竖直放置，所述接近开关顶部均设有感应触头；所述第二接近开关52与第三接近开关53相对第二连接板43中心呈对称设置，所述第一接近开关51位于所述第二接近开关52与第三接近开关53连线的垂直平分线上，如图3所示；管片转动会带动第二连接板43上的三个接近开关转动。

本实施例选取的接近开关5型号为GHMF18-PBP9M-E2P6/2M-FRJ1，它能检测到金属物体，然后产生触发开关信号并输出。当有金属物体接近所述触头时，若触头与金属物体的距离在5mm内，则可反馈信号，若距离大于5mm，则无信号反馈。

在本实施例中，两个所述动滑轮支撑梁21的底端设有一连接板，所述连接板下部固设有一金属方条24，所述金属方条24为长条状，可为普通的碳钢材料，所述金属方条24的下表面与所述接近开关5的触头平面相互平行，且其垂直距离为5mm，在此距离下所述触头可以检测到正上方金属方条24，感知其位置接近情况：即在所述第一接近开关51位于所述金属方条24正下方时，可以产生反馈信号，而所述第二接近开关52与所述第三接近开关53远离该金属方条24，无法产生信号；当所述管片吊装连接架4顺时针转动90度后，所述第二连接板43上的第二接近开关52位于所述金属方条24下方，可以产生信号，而第三接近开关53和第一接近开关51远离，无法产生信号；同理，当第二连接板43逆时针转动90度后，所述第三接近开关53位于所述金属方条24下方，可以产生信号，而第一接近开关51和第二接近开关52远离，无法产生信号。

所述金属方条24的长度要能保证位于其正下方的接近开关可以灵敏地产生信号，而其他两个接近开关无法产生信号，使得管片6角度的稳定性控制更加灵敏稳定，金属方条24的长度设置可参考图3.

接近开关在本实施例中的工作原理：在管片6初始位置确定后，金属方条24位于接近开关的触头的正上方，接近开关的触头可以检测到金属方条24的信号，并产生相应信号传递给控制器；若管片6发生被动旋转，接近开关会跟着转动，远离金属方条24，相应的接近开关则无法产生反馈信号，并将相关信号传递给控制器，控制器紧接着发出相应的信号给旋转比例阀，旋转比例阀控制进入液压装置34的液压油排量，所述液压装置34再推动轴承内圈32相对轴承外圈31转动，带动管片6旋转回最初位置，相应的接近开关则又可以感应到金属方条24的信号，并传递给控制器，使管片6维持在初始设定的位置。因此所述接近开关在本实施例中，可以监测管片的角度，一旦管片相对于设定角度有所偏移，接近开关可以产生反馈信号，最终信号传递给液压式回转驱动轴承3的液压装置34，所述液压装置34控制轴承内圈32相对轴承外圈31的旋转，使管片6恢复至设定角度。同时，在所述管片6需要旋转90度作业时，控制器可以传递信号给液压式回转轴承信号3，使第二连接板43上的另一接近开关位于所述金属方条24正下方，再利用相同的原理维持管片在此角度下的稳定性，其控制原理如图4和5所示。

具体实施时，钢丝绳依次绕过定滑轮11、动滑轮22和定滑轮11，通过外力拉动钢丝绳，使其提升动滑轮22及与动滑轮结构2相互连接的液压式回转驱动轴承3和管片吊装连接架4。首先设定管片6轴线与隧道轴线平行为管片的初始位置，此时第一接近开关51位于金属方条24正下方，在管片6运输过程中，若管片6产生微偏，第一接近开关51可检测到偏移信号，此时显示屏上相应的旋转手柄闪烁(旋转手柄是在显示屏上的一个信号，例如可为一个小圆点，当收到反馈信号后，在显示屏上闪亮，起到标记的作用)，这时操作人员看到闪烁知道管片偏转。而控制器在接到信号后，其内部逻辑程序做出判断，发出信号给旋转比例阀，旋转比例阀自动调节液压油流量给液压式回转驱动轴承3，通过液压装置34的液压马达结构控制回转轴承内外圈的相对转动，可以实现自动调整管片6方向，使其轴线与隧道轴线平行，第一接近开关51回至金属方条24下方，管片位置维持初态，保持稳定；当管片运输到待拼装位置，需要进行旋转90度作业时，控制器传递相关信号传给液压式回转驱动轴承3，使轴承内圈32带动管片旋转至管片轴线与隧道轴线垂直，此时第二接近开关52或第三接近开关53位于金属方条24正下方，可以检测到反馈信号，管片6在此位置可保持平衡，有一定的稳定性，此时管片方向也与拼装机拾取盘方向一致，可以实现拾取作业。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种管片自动提升旋转装置，其特征在于，包括有通过液压式回转驱动轴承连接的滑轮装配平台和管片吊装连接架；所述管片吊装连接架与管片固定连接，所述滑轮装配平台可以提升液压式回转驱动轴承和管片吊装连接架；所述液压式回转驱动轴承可使管片吊装连接架相对滑轮装配平台旋转；

所述滑轮装配平台上设有一金属条，所述管片吊装支撑架内部设有若干接近开关，所述接近开关位于所述金属条下方,且二者均位于液压式回转驱动轴承的内部空间，所述接近开关与控制器电连接，传递信号给所述控制器，所述控制器与旋转比例阀电连接，所述液压式回转驱动轴承与旋转比例阀相连，所述旋转比例阀接收控制器传递过来的信号，使液压式回转驱动轴承做出反馈完成管片吊装连接架的旋转；

所述管片吊装连接架包括有主架体、固设于主架体上表面的第一连接板、固设于第一连接板上部的第二连接板，三者轴线相互重合，所述第一连接板为矩形结构，所述第二连接板为圆环状结构，所述主架体与管片之间通过真空吸盘进行吸附连接，所述第二连接板与所述滑轮装配平台通过所述液压式回转驱动轴承转动连接；

所述液压式回转驱动轴承包括有液压装置、与液压装置连接的回转轴承，所述液压装置固设于所述第一连接板的上表面，并与旋转比例阀相连；所述回转轴承包括有轴承座、设于轴承座内部的回转轴承外圈和回转轴承内圈，所述轴承座设于所述第二连接板与所述滑轮装配平台之间，所述回转轴承外圈与滑轮装配平台通过螺栓固定连接，所述回转轴承内圈与所述第二连接板通过螺栓固定连接，通过所述旋转比例阀控制液压装置工作，使其推动轴承内圈相对轴承外圈转动；

所述滑轮装配平台包括有定滑轮结构和动滑轮结构；所述定滑轮结构包括有定滑轮支撑架以及设于所述定滑轮支撑架内部的定滑轮，所述定滑轮支撑架固设于管片梁上，两个所述定滑轮通过轴承结构对称设于所述定滑轮支撑架内，并可相对定滑轮支撑架转动；

所述动滑轮结构包括有装配台，所述装配台中部设有一安装通槽，两个动滑轮支撑梁固设于所述通槽内，动滑轮通过轴承结构设于所述动滑轮支撑梁之间，所述动滑轮可相对动滑轮支撑梁相对转动；

在所述第二连接板的内壁周向固设有三个连接架，所述连接架沿径向延伸放置，每个所述连接架前端均设有一个接近开关，分别设为第一接近开关、第二接近开关、第三接近开关，所述接近开关均呈竖直放置；

所述第二接近开关与第三接近开关相对第二连接板中心呈对称设置，所述第一接近开关位于第二接近开关和第三接近开关连线的垂直平分线上。

2.如权利要求1所述的一种管片自动提升旋转装置，其特征在于，两个所述动滑轮支撑梁的底端设有一连接板，所述连接板下部固设有金属条，所述金属条为长条状的碳钢材质。

3.如权利要求2所述的一种管片自动提升旋转装置，其特征在于，所述金属条的下表面与所述接近开关的触头平面相互平行，且其垂直距离为5mm。