一种可折叠拱架式隧道防水板安装车
技术领域
本发明涉及隧道掘进领域,具体说是一种可折叠拱架式隧道防水板安装车。
背景技术
在隧道施工完成初期支护后,在施工二次衬砌前需要铺设一层防水材料,防水材料铺设作为隧道施工的一个重要环节,防水材料铺设质量和铺设进度直接影响隧道施工的质量。防水材料铺设传统施工方式为人工铺设,人工铺设时需要转动防水材料卷用于展开防水板,同时需要移动防水材料卷,但由于防水材料卷重量很重,操作起来非常不方面,需要人工多,铺设时间长,并且防水材料与初支面密贴性不好,容易产生鼓包而导致二衬混凝土空洞,铺设质量得不到保障。
专利CN105736021A中提供了一种隧道自动防水板台车,主要包括台车主体、行走小车、卷布装置、辗压装置以及小车行走轨道。该隧道自动防水板台车通过卷布装置实现了防水板的自动施放,并通过辗压装置将施放的防水布与隧道壁辗压贴紧,避免防水板发生褶皱,且辗压装置可以随行走小车沿小车行走轨道移动而适用于整个隧道轮廓,但由于其小车行走的方式采用齿轮齿条的形式,齿条安装在小车行走轨道的轨头上表面,由于隧道截面多为不同曲率连接起来的光滑曲线,行走轨道亦为不同曲率连接起来的光滑曲线,所以齿条需要加工成不同曲率且需要布置整个截面,齿条加工精度要求高,加工难度大,长度长,制作成本高,而且其体积是固定大小,不能进行折叠,不易于搬运。专利CN204267053U、CN107559025A分别提供一种采用卷扬结构和链轮链条使小车在小车轨道上行走的防水板台车,滑轮或链轮沿行走轨道和门架上布置多处,滑轮或链轮数量较多,传动设置和安装复杂,制作成本高,安装维护不方便。
因此,设计一种结构简单、易于搬运、安装操作方便、自动铺设防水板、铺设质量好、效率高的隧道防水板安装设备具有重要的意义。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种可折叠拱架式隧道防水板安装车,能够自动铺设防水板,降低工人的劳动强度,施工速度快、效率高,整个设备可不拆装进行运输,到达工地后能快速展开进行施工作业。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种可折叠拱架式隧道防水板安装车,包括下车体、设于下车体上并与所述下车体进行伸展/折叠的支撑架、展板臂架、设于所述展板臂架上的展板压紧装置、可进行伸展/折叠的行走轨道、行走小车和旋转臂架;所述展板臂架和展板压紧装置均与所述行走小车进行伸展/折叠,位于所述支撑架上的旋转臂架通过所述行走小车带动所述展板臂架以及展板压紧装置沿行走轨道移动以实现隧道防水板的安装。
作为优选,所述展板压紧装置包括旋转筒、压紧梁、压紧轮、弹簧,所述旋转筒两端设有转轴,通过两端的转轴安装在展板臂架上,可绕转轴进行旋转,防水板卷安装在旋转筒,通过旋转筒的旋转从而带动防水板卷的展开,压紧梁至少一端的一侧与展板臂架铰接,所述至少一端的另一侧通过弹簧连接到展板臂架,压紧轮安装在压紧梁上,当开挖的隧道断面出现超欠挖时,通过弹簧的伸缩自动调整压紧梁及压紧轮的位置使施放的防水板与隧道壁辗压贴紧。
作为优选,所述展板臂架包括臂架、设于臂架两端一侧的第一铰接座、设于臂架两端另一侧的第二铰接座、展板臂架折叠装置,所述第一铰接座和第二铰接座角度设置,所述第一铰接座用于铰接所述旋转筒两端的转轴,所述第二铰接座用于铰接所述压紧梁,所述臂架通过所述展板臂架折叠装置与行走小车进行伸展/折叠。
作为优选,所述行走轨道依隧道轮廓成型,与隧道轮廓半径同圆心,且其半径小于隧道轮廓半径,行走轨道分为多段,各段通过销轴铰接,且相邻两段通过两端分别与相邻两段铰接的第二支撑油缸进行伸展/折叠。
作为优选,所述行走小车包括车架、可沿所述行走轨道移动的车轮和展板臂架安装座,车架与旋转臂架铰接,所述展板臂架安装座与所述臂架连接,所述行走小车在旋转臂架的作用下可沿着行走轨道移动。
作为优选,所述旋转臂架包括设于所述支撑架上的旋转驱动装置、支撑臂组和伸缩臂组,所述支撑臂组的中部与旋转驱动装置相连,在旋转驱动装置的作用下可绕旋转中心回转,且所述支撑臂组的一端设有槽口供所述伸缩臂组一端插入,所述伸缩臂组另一端连接所述行走小车的车架。
作为优选,所述支撑臂组另一端还设有配重块。
作为优选,所述支撑架包括架体、与下车体铰接的第三铰座、与第一支撑油缸铰接的第四铰座和旋转臂架安装座,所述旋转臂架安装座用于安装所述旋转驱动装置。
作为优选,还包括行走装置和用于调整所述可折叠拱架式隧道防水板安装车的液压系统,所述行走装置用于所述可折叠拱架式隧道防水板安装车的行走移动,所述液压系统包括用于折叠支撑架的第一支撑油缸、用于折叠行走轨道的多个第二支撑油缸,还包括电控系统,所述电控系统分别对所述第一支撑油缸、第二支撑油缸、旋转驱动装置、展板臂架折叠装置、行走装置进行控制。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、可折叠拱架式隧道防水板安装车设有行走轨道和旋转臂架,行走轨道为与隧道轮廓形状相似的弧形,旋转臂架既能绕回转中心旋转,长度又能伸缩可变,在旋转过程中受到行走轨道的限制,旋转臂架长度随之伸缩调整,使展板压紧装置可以沿特定路线移动,实现自动沿隧道断面进行铺板作业。
2、行走轨道分为多段,各段通过销轴铰接,可进行折叠,并且支撑架和展板臂架都可以折叠,折叠后可大大降低设备所占空间,整个设备可不拆装进行运输,易于搬运,到达工地后能快速展开进行施工作业,大大降低施工辅助时间。
3、一个隧道完工后,只需更换行走轨道就可以适用到其它隧道,其余部分可以重复多次利用,具有通用性强、安全可靠,效率高、成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的工作状态结构示意图;
图2是本发明的折叠状态结构示意图;
图3是本发明下车体1的结构示意图;
图4是本发明支撑架2的结构示意图;
图5是本发明展板压紧装置3的结构示意图;
图6是本发明行走轨道4展开时的结构示意图;
图7是本发明行走轨道4折叠时的结构示意图;
图8是本发明行走小车5的结构示意图;
图9是本发明旋转臂架6的结构示意图;
图10是本发明展板臂架7的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合图1至图10详细说明本发明,在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
一种可折叠拱架式隧道铣挖机,包括下车体、设于下车体上并与所述下车体进行伸展/折叠的支撑架2、展板臂架7、设于所述展板臂架上的展板压紧装置3、可进行伸展/折叠的行走轨道4、行走小车5和旋转臂架6;所述展板臂架和展板压紧装置均与所述行走小车进行伸展/折叠,位于所述支撑架上的旋转臂架通过所述行走小车带动所述展板臂架以及展板压紧装置沿行走轨道移动以实现隧道防水板的安装。
所述展板压紧装置3包括旋转筒3a、压紧梁3b、压紧轮3c、弹簧3d,所述旋转筒3a两端设有转轴,通过两端的转轴安装在展板臂架上,可绕转轴进行旋转,防水板卷安装在旋转筒,通过旋转筒的旋转从而带动防水板卷的展开,压紧梁3b至少一端的一侧与展板臂架铰接,所述至少一端的另一侧通过弹簧3d连接到展板臂架7,压紧轮3c安装在压紧梁3b上,当开挖的隧道断面出现超欠挖时,通过弹簧3d的伸缩自动调整压紧梁3b及压紧轮3c的位置使施放的防水板与隧道壁辗压贴紧。
所述展板臂架7包括臂架7a、设于臂架两端一侧的第一铰接座7d、设于臂架两端另一侧的第二铰接座7c、展板臂架折叠装置7b,所述第一铰接座和第二铰接座角度设置,所述第一铰接座用于铰接所述旋转筒两端的转轴,所述第二铰接座用于铰接所述压紧梁,所述臂架通过所述展板臂架折叠装置与行走小车5进行伸展/折叠。
所述行走轨道依隧道轮廓成型,与隧道轮廓半径同圆心,且其半径小于隧道轮廓半径。行走轨道4的形状为与隧道轮廓形状相似的弧形,与隧道轮廓半径同圆心但比隧道轮廓半径小,行走轨道为型钢弯制焊接形成,供行走小车5沿轨道进行行走,行走轨道4安装在支撑架2上。行走轨道4约束了旋转臂架6的伸缩长度,在工作状态下可以使展板压紧装置3沿行走轨道4移动的过程中所形成的轨迹正好是隧道断面,实现自动沿隧道断面进行铺板作业。行走轨道的两端分别设置有限位器,当行走小车走到端头时,触发限位器,发出信号给控制器,使旋转臂架自动停止动作。
所述行走轨道分为多段,各段通过销轴铰接,且相邻两段通过两端分别与相邻两段铰接的第二支撑油缸9进行伸展/折叠,方便运输和转场。
所述行走小车包括车架5a、可沿所述行走轨道移动的车轮5b和展板臂架安装座5c,车架5a与旋转臂架6铰接,所述展板臂架安装座5c与所述臂架连接,用于安装所述展板臂架,所述行走小车在旋转臂架6的作用下可沿着行走轨道移动。
旋转臂架6是驱动行走小车5沿行走轨道4移动的动力部件,主要提供行走小车5沿行走轨道4移动的动力,所述旋转臂架包括设于所述支撑架2上的旋转驱动装置6a、支撑臂组6b和伸缩臂组6c,所述支撑臂组的中部与旋转驱动装置相连,在旋转驱动装置6a的作用下可绕旋转中心回转。
旋转驱动装置6a安装在支撑架2的旋转臂架安装座2d上,提供支撑臂组6b、伸缩臂组6c旋转的动力并设置有制动保护装置,可选择液压马达-减速机、电机-减速机、液压油缸-连杆机构的至少一种,伸缩臂组6c可由至少一组伸缩臂组成,支撑臂组6b中部与旋转驱动装置6a相连,在旋转驱动装置6a的作用下能绕旋转中心回转,支撑臂组6b另一端设置有配重,一端设置有槽口供伸缩臂组6c一端插入,配重可以平衡展板压紧装置3、展板臂架7、支撑臂组6b、伸缩臂组6c等引起的转矩,在上升时可以有效降低所需要的转矩、在下降时可有效避免下降速度过快导致的设备损坏等危险,伸缩臂组6c的一端插入支撑臂组6b的槽口内,伸缩臂组6c可沿支撑臂组6b做相对伸缩移动,伸缩臂组6c另一端与行走小车5的车架5a相连接,该连接可采取铰接方式。伸缩臂组6c与支撑臂组6b的相对移动,可以适应旋转中心点到行走轨道5不同位置时引起的距离变化。
所述支撑架2包括架体2a、与下车体1铰接的第三铰座2b、与第一支撑油缸铰接的第四铰座2c和旋转臂架安装座2d,所述旋转臂架安装座用于安装所述旋转驱动装置。
还包括行走装置8和用于调整所述可折叠拱架式隧道防水板安装车的液压系统,所述行走装置用于所述可折叠拱架式隧道防水板安装车的行走移动,所述液压系统包括用于折叠支撑架的第一支撑油缸11、用于折叠行走轨道的多个第二支撑油缸,还包括电控系统10,所述电控系统分别对所述第一支撑油缸11、第二支撑油缸、旋转驱动装置、展板臂架折叠装置、行走装置进行控制。行走装置8设置在下车体的下端,用于驱动整个铣挖机进行行走,行走装置可选择轮轨式、轮胎式、履带式以及步履式中的至少一种。
液压系统由液压泵站、支撑油缸、多个折叠油缸以及油管等构件组成。液压泵站为液压系统提供动力,支撑油缸连接下车体和支撑架,在支撑油缸的伸缩作用下,可以调节支撑架的角度,实现支撑架的折叠;多个折叠油缸连接各段行走轨道,在折叠油缸的伸缩作用下,行走轨道可以进行折叠。
电控系统10主要包括电机、限位器、信号灯、遥控收发装置、控制器等电气设备,主要有各电机的起停控制、遥控、信号显示、警示等功能。行走轨道的两端和中部分别设置有限位器,当行走小车走到端头时,触发限位器,发出信号给控制器,使旋转臂架自动停止动作;只有检测到行走小车行走到行走轨道中部触发中部限位器信号时,行走轨道折叠油缸才能进行折叠和展开动作,以避免误动作使设备产生破坏。所述液压系统和电控系统的设置实现了防水板安装车防水板安装的自动化,提高安装精确度,其具体液压系统和电控系统均是现有技术,本发明只需要能实现具体功能即可,此处不做具体叙述。
可折叠拱架式隧道防水板安装车的原理就是在支撑架上安装行走轨道,行走小车可在旋转臂架的带动下沿行走轨道移动,安装有展板压紧装置的展板臂架安装在行走小车上,展板压紧装置在行走小车带动下可沿行走轨道的导轨做沿隧道断面移动,实现自动沿隧道断面进行铺板作业。行走轨道分为多段,各段通过销轴铰接,可进行折叠,并且支撑架和展板臂架都可以折叠,折叠后可大大降低设备所占空间,整个设备可不拆装进行运输,到达工地后能快速展开进行施工作业,大大降低施工辅助时间。
具体实施过程中,本发明包括以下实施步骤:
1、可折叠拱架式隧道防水板安装车定位:控制行走装置8使可折叠拱架式隧道防水板安装车到达指定位置。
2、支撑架展开:控制支撑油缸伸出使支撑架展开至与地面垂直。
3、行走轨道展开:检测行走轨道4中部限位器信号,如果检测到信号,则控制系统允许控制折叠油缸动作,展开行走轨道;如果未检测到信号,则控制系统发生报警信号,提示设备异常。
4、旋转臂架定位:启动旋转驱动装置6a,将行走小车5移动到行走轨道4的一端。
5、展板臂架展开:启动展板臂架折叠装置7b使展板臂架7展开至设定角度。
6、安装防水板卷:将防水板卷安装到展板压紧装置的旋转筒上,将防水板的自由端拉开,置于压紧轮处,将展开的防水板压紧于隧道壁上。
7、旋转臂架自动旋转:根据限位器信号,控制器启动旋转驱动装置6a,行走小车沿行走轨道4往另一端移动,直到控制器接收到另一端的限位器信号,控制器发出控制指令使旋转驱动装置6a停止,开始下一个循环。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明实施例,在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。