CN110985091B - 一种适用于大直径的烟道板铺设机及其铺设方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于大直径的烟道板铺设机及其铺设方法，解决了现有技术中烟道板铺设装置不能与隧道掘进同时进行、工作效率低的问题。本发明包括主动拖车，主动拖车上设有吊装架，吊装架上设有回转系统，回转系统上设有用于吊装烟道板的吊装系统，回转系统能带动吊装系统转动，回转系统和吊装系统均与设置在主动拖车上的动力‑控制系统相连接。本发明通过吊装系统将烟道板吊起，烟道板起升高度高于烟道板支撑底座时，回转系统将烟道板旋转90°，通过轮对驱动装置驱动拖车前后移动，将烟道板放置在目标位置，实现烟道板的高效铺设。

Description

一种适用于大直径的烟道板铺设机及其铺设方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是指一种适用于大直径的烟道板铺设机及其铺设方法。

背景技术

随着海绵城市的发展，越来越多的地下开发项目采用大直径盾构机施工。大直径隧道底部需要铺设仰拱，顶部需要设计通风通道，现阶段已经实现了同步铺设仰拱，但是通风通道的烟道板的铺设多数是在隧道施工完成后进行。烟道板位于隧道截面上部，通过与隧道顶形成通风通道。施工方法一般是现场搭建支撑，现场浇筑烟道板，或者如申请号为201810459709.6、专利名称为基于叉车的预制烟道板安装机具及其施工方法的叉车安装预制烟道板，这两种安装方法无法与隧道掘进同时进行，施工效率较低，且存在安全隐患。

因此，研制开发一种可以与隧道掘进同时进行的，大直径的烟道板铺设机是一种亟待解决的新课题。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种适用于大直径的烟道板铺设机及其铺设方法，解决了现有技术中烟道板铺设装置的不能与隧道掘进同时进行、工作效率低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种适用于大直径的烟道板铺设机，包括主动拖车，主动拖车上设有吊装架，吊装架上设有回转系统，回转系统上设有用于吊装烟道板的吊装系统，回转系统能带动吊装系统转动，回转系统和吊装系统均与设置在主动拖车上的动力-控制系统相连接。

所述吊装架沿隧道轴向伸出主动拖车，回转系统设置在吊装架的前端，吊装系统位于回转系统的下部。

所述主动拖车为桁架式门型结构，主动拖车的下部设有轮对驱动机构，主动拖车的后端上部设有工作平台，动力-控制系统设置在工作平台上，主动拖车前后两端的立柱上设有激光传感器。

所述轮对驱动机构包括主动轮组件和从动轮组件，主动轮组件和从动轮组件分别设置在主动拖车的左右两侧；主动轮组件上设有第一减速电机，第一减速电机为主动轮组件的转动提供动力，从动轮组件上设有用于探测主动拖车是否脱轨的探轨装置。

所述回转系统包括固定架和回转架，固定架固定设置在吊装架上，固定架上设有变频减速电机，变频减速电机的输出端通过齿形回转轴承与回转架相连接，吊装系统固定在回转架上。

所述固定架上设有与回转架相对应的机械限位件，机械限位件对应于回转架转动+100°和-100°的两个极限位置。

所述吊装系统包括至少一个电动葫芦吊机，电动葫芦吊机链条的下部设有用于吊运烟道板的吊具，吊具上设有称重传感器。

一种适用于大直径的烟道板铺设机的铺设方法，步骤如下：

S1：主动拖车位于掘进机后台拖车的后部，在掘进机掘进过程中，主动拖车在轮对驱动机构的作用下随掘进机同向运动；

S2：回转系统的回转角度位于0°位置，吊装系统（5）的电动葫芦吊机将烟道板沿轴向吊起，缓慢上升，在对烟道板吊装时，通过称重传感器控制起吊重量，防止过载；

S3：当烟道板起升高度高于固定在管片上部的烟道板支撑底座时，回转系统向正向转动90°或向反向转动90°，使回转系统的回转角度位于+90°或-90°，带动吊装系统转动90°，使吊装的烟道板由轴向转动为径向；

S4：吊装系统缓慢放下烟道板，使烟道板落在烟道板支撑底座的目标位置；

S5：重复步骤S2~S4，完成在掘进机掘进过程中，对烟道板的同步铺设。

本发明通过吊装系统将烟道板吊起，烟道板起升高度高于烟道板支撑底座时，回转系统将烟道板旋转90°，通过轮对驱动装置驱动拖车前后移动，将烟道板放置在目标位置，实现烟道板的高效铺设。本发明通过吊装系统和回转系统实现烟道板的自动化铺设，并且主动拖车采用门架式结构，主动拖车内部可以通过管片运输机车和物料运输车，烟道板的铺设和隧道掘进可以同时进行，提高烟道板的铺设效率和施工安全，是隧道施工中烟道板铺设的一大创新，具有较高的推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体主视示意图。

图2为本发明在隧道内布置示意图。

图3为本发明回转系统结构示意图。

图4为主动轮组件结构示意图。

图5为从动轮组件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~2所示，实施例1，一种适用于大直径的烟道板铺设机，包括主动拖车1，主动拖车可在自身的驱动作用下运动。主动拖车1位于管片10底部的底拱9上，在底拱上运动。主动拖车1上设有吊装架2，吊装架的下部设有第一连接法兰201，第一连接法兰201与设置在主动拖车1上的第二连接法兰102通过螺栓202相连接，实现吊装架与主动拖车的固定连接，优选地螺栓202上设有垫片203。吊装架2上设有回转系统4，回转系统可进行自转。回转系统4上设有用于吊装烟道板6的吊装系统5，回转系统4能带动吊装系统5转动，进而实现管片的转动；回转系统4和吊装系统5均与设置在主动拖车1上的动力-控制系统相连接，动力-控制系统控制回转系统4和吊装系统5的转动、吊运动作，实现自动化操作。

优选地，所述吊装架2沿隧道轴向伸出主动拖车1，便于对烟道板安装在管片内的烟道管支撑底座11上。回转系统4设置在吊装架2的前端，吊装系统5位于回转系统4的下部，在回转系统的作用下带动吊装系统5转动。所述主动拖车1为桁架式门型结构，主动拖车1内净空满足隧道掘进时管片和物料的运输，确保隧道掘进可以同时进行。结构形式为桁架式，增强拖车强度。主动拖车1的下部设有轮对驱动机构3，主动拖车1的后端上部设有工作平台103，拖车上还设有一个扶梯104，方便工作人员从拖车底部进入拖车上部的工作平台103。动力-控制系统设置在工作平台103上。主动拖车1前后两端的立柱105上设有激光传感器，目的是探测前进方向是否有障碍物。

如图4、5所示，实施例2，一种适用于大直径的烟道板铺设机，所述轮对驱动机构3包括主动轮组件301和从动轮组件302，主动轮组件301和从动轮组件302分别设置在主动拖车1的左右两侧；主动轮组件301上设有第一减速电机306，主动轮组件301包括设置在主动轮座3013上的一个主动轮前轮3011和一个主动轮后轮3012，第一减速电机306设置在主动轮座上，主动轮座3013通过第一轮座法兰3014与主动拖车上的法兰101通过螺栓连接。第一减速电机306为主动轮组件301的转动提供动力，实现主动拖车的自行走。从动轮组件302包括设置在从动轮座305上的一个从动前轮3051和一个从动后轮3052，从动轮座305上部设有第二轮座法兰3053，第二轮座法兰3053通过螺栓304与拖车固定连接。从动轮组件302上设有用于探测主动拖车1是否脱轨的探轨装置303，探轨装置303采用现有的轨道检测装置，主要用于对主动拖车是否脱轨进行检测，如发生脱轨现象，将信号传递给动力-控制系统，动力-控制系统控制第一减速电机停止工作，使主动拖车停止运动，避免发生意外，提高装置的安全性。

优选地，如图3所示，所述回转系统4包括固定架404和回转架402，固定架404固定设置在吊装架2上，即固定架404通过螺栓410和垫片411连接在吊装架2上。固定架404上设有变频减速电机403，变频减速电机403通过螺栓405和垫片406固定在固定架404上。变频减速电机403的输出端通过齿形回转轴承401与回转架402相连接，吊装系统5固定在回转架402上。齿形回转轴承401外圈的一端通过螺栓407和垫片408连接在固定架404上，一端通过螺栓409连接在回转架402上，齿形回转轴承401的内圈与变频减速电机403的输出固定连接，变频减速电机403转动，带动回转架相对固定架转动。

优选地，所述固定架404上设有与回转架402相对应的机械限位件，机械限位件对应于回转架402转动+100°和-100°的两个极限位置，防止回转架转动角度过大。回转系统包括2个接近开关，旋转接近0°，+90°，-90°时，转速降低；当旋转至0°，+90°，-90°时，将会停止旋转，实现管片进行90度旋转，转动精度高，便于烟道板的安装。

优选地，所述吊装系统5包括两个电动葫芦吊机501，电动葫芦吊机501链条的下部设有用于吊运烟道板的吊具502，吊具502上设有称重传感器，防止过载，吊装系统还包括水平调节PLC，监控烟道板6吊装时的倾斜度，防止过载和过渡倾斜，保证平稳安全吊运烟道板6。动力-控制系统包括柴油发电机7、配电柜8、遥控器。柴油发电机7给整个设备供电。配电柜8是整个系统的控制中心。遥控器可以确保远程遥控吊机起升，下降和旋转。

其他结构与实施例1相同。

实施例3，一种适用于大直径的烟道板铺设机的铺设方法，步骤如下：如图1~2所示：S1：主动拖车1位于掘进机后台拖车的后部，在掘进机掘进过程中，主动拖车1在轮对驱动机构3的作用下随掘进机同向运动。

S2：回转系统4的回转角度位于0°位置，吊装系统5的电动葫芦吊机501将烟道板6沿轴向吊起，缓慢上升，在对烟道板6吊装时，通过称重传感器控制起吊重量，防止过载。

S3：当烟道板起升高度高于固定在管片上部的烟道板支撑底座11时，回转系统4向正向转动90°或向反向转动90°，使回转系统4的回转角度位于+90°或-90°，带动吊装系统5转动相应方向的90°，使吊装的烟道板6由轴向转动为径向，以适应与烟道板支撑底座的位置。

S4：吊装系统5缓慢放下烟道板6，使烟道板的两端落在烟道板支撑底座11的目标位置，完成一个烟道板的铺设。

S5：重复步骤S2~S4，完成在掘进机掘进过程中，对烟道板的同步铺设。

其他结构与实施例2相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (5)

1.一种适用于大直径的烟道板铺设机，其特征在于：包括主动拖车（1），主动拖车（1）位于掘进机后台拖车的后部，在掘进机掘进过程中，主动拖车（1）在轮对驱动机构（3）的作用下随掘进机同向运动；主动拖车（1）上设有吊装架（2），吊装架（2）上设有回转系统（4），回转系统（4）上设有用于吊装烟道板（6）的吊装系统（5），回转系统（4）能带动吊装系统（5）转动，回转系统（4）和吊装系统（5）均与设置在主动拖车（1）上的动力-控制系统相连接；

所述回转系统（4）包括固定架（404）和回转架（402），固定架（404）固定设置在吊装架（2）上，固定架（404）上设有变频减速电机（403），变频减速电机（403）的输出端通过齿形回转轴承（401）与回转架（402）相连接，吊装系统（5）固定在回转架（402）上；所述固定架（404）上设有与回转架（402）相对应的机械限位件，机械限位件对应于回转架（402）转动+100°和-100°的两个极限位置；

所述主动拖车（1）为桁架式门型结构，主动拖车（1）的下部设有轮对驱动机构（3），主动拖车（1）的后端上部设有工作平台（103），动力-控制系统设置在工作平台（103）上，主动拖车（1）前后两端的立柱（105）上设有激光传感器。

2.根据权利要求1所述的适用于大直径的烟道板铺设机，其特征在于：所述吊装架（2）沿隧道轴向伸出主动拖车（1），回转系统（4）设置在吊装架（2）的前端，吊装系统（5）位于回转系统（4）的下部。

3.根据权利要求1所述的适用于大直径的烟道板铺设机，其特征在于：所述轮对驱动机构（3）包括主动轮组件（301）和从动轮组件（302），主动轮组件（301）和从动轮组件（302）分别设置在主动拖车（1）的左右两侧；主动轮组件（301）上设有第一减速电机（306），第一减速电机（306）为主动轮组件（301）的转动提供动力，从动轮组件（302）上设有用于探测主动拖车（1）是否脱轨的探轨装置（303）。

4.根据权利要求1或2或3所述的适用于大直径的烟道板铺设机，其特征在于：所述吊装系统（5）包括至少一个电动葫芦吊机（501），电动葫芦吊机（501）链条的下部设有用于吊运烟道板的吊具（502），吊具（502）上设有称重传感器。

5.一种如权利要求4所述的适用于大直径的烟道板铺设机的铺设方法，其特征在于：步骤如下：

S1：主动拖车（1）位于掘进机后台拖车的后部，在掘进机掘进过程中，主动拖车（1）在轮对驱动机构（3）的作用下随掘进机同向运动；

S2：回转系统（4）的回转角度位于0°位置，吊装系统（5）的电动葫芦吊机（501）将烟道板（6）沿轴向吊起，缓慢上升，在对烟道板（6）吊装时，通过称重传感器控制起吊重量，防止过载；

S3：当烟道板起升高度高于固定在管片上部的烟道板支撑底座（11）时，回转系统（4）向正向转动90°或向反向转动90°，使回转系统（4）的回转角度位于+90°或-90°，带动吊装系统（5）转动90°，使吊装的烟道板（6）由轴向转动为径向；

S4：吊装系统（5）缓慢放下烟道板（6），使烟道板落在烟道板支撑底座（11）的目标位置；

S5：重复步骤S2~S4，完成在掘进机掘进过程中，对烟道板的同步铺设。

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