CN111549795B - 一种并联组合式支撑头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种并联组合式支撑头，包括若干支撑单元、连接件，连接件设置在相邻支撑单元之间，并与支撑单元连接，用于调整支撑单元之间的距离；支撑单元包括千斤顶、齿条A、齿条B、支撑板、传动件，传动件包括齿轮A、行星齿轮组、内齿环A、齿轮B，行星齿轮组包括太阳齿轮、若干行星齿轮，太阳齿轮与行星齿轮啮合，太阳齿轮与齿轮A连接，行星齿轮与内齿环A啮合，并与内齿环A转动连接，齿轮B的端面与内齿环A连接；千斤顶的活塞杆A与齿条A连接，齿条A与齿轮A啮合，齿条B与齿轮B啮合，同时与支撑板连接；经过行星齿轮组的传动，千斤顶的力矩被放大，通过设置连接件，可连接多个支撑单元，增加支撑强度。

Description

一种并联组合式支撑头

技术领域

本发明涉及基坑工程领域，具体来说是一种并联组合式支撑头。

背景技术

深基坑主要分为两种，一种是指开挖深度超过5m的基坑；另一种是指开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑物、构筑物安全的基坑或基槽。

在深基坑的施工过程中需要进行基坑支护，基坑支护是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。

现有技术对基坑侧壁支撑采用的方案是使用钢支撑对基坑侧壁进行支撑，钢支撑的端头连接有支撑头，支撑头与基坑接触，支撑头上设置有支撑板、液压千斤顶，千斤顶增加支撑板与基坑之间的压力，实现支撑的目的，千斤顶有着行程短，活塞顶出速度慢的缺点，采用千斤顶作为动力驱动支撑板，支撑板的行程短，且支撑板移动速度慢，前期施工时需要较多时间对钢支撑进行吊装，同时，当基坑侧壁向内倾斜有坍塌趋势时，不能快速将支撑头向基坑侧壁外推出进行支撑。

再有，现有技术中的支撑头往往只设有一个，支撑面积有限，且支撑完毕后当支撑头发生故障时难以替换。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于：提供一种并联组合式支撑头，可将单个支撑头连接，灵活调整支撑头之间的间距；支撑头的支撑板可迅速推出，减少前期支护需要的吊装时间。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种并联组合式支撑头，包括若干支撑单元、连接件，所述连接件设置在相邻支撑单元之间，并与所述支撑单元连接；

其中，所述支撑单元包括千斤顶、齿条A、齿条B、支撑板、传动件，所述传动件包括齿轮A、行星齿轮组、内齿环A、齿轮B，所述行星齿轮组包括太阳齿轮、若干行星齿轮，所述太阳齿轮与所述行星齿轮啮合，所述太阳齿轮与所述齿轮A连接，所述行星齿轮均与所述内齿环A啮合，并且所述行星齿轮与所述内齿环A转动连接 ，所述齿轮B的端面与所述内齿环A连接，所述齿轮B的齿顶圆直径大于等于所述内齿环A的齿顶圆直径；所述传动件还满足如下条件：所述传动件传动比大于1，通过合理设置所述齿轮B、内齿环A的齿顶圆直径，使得经过所述传动件的减速运动后，所述齿轮B驱动所述齿条B运动时的速度大于所述齿条A的运动速度；

所述千斤顶的活塞杆A与所述齿条A连接，所述齿条A与所述齿轮A啮合，所述齿条B与所述齿轮B啮合，同时与所述支撑板连接；

所述连接件包括基座、若干活塞杆B、阀芯、弹性件、进油通道A、开关件，所述基座内部设有腔体A，所述阀芯与所述腔体A内侧壁滑动配合，所述基座两侧对称设置有腔体B，所述腔体B内均滑动设置有一活塞杆B ，所述腔体A的侧壁开设有进油通道B，所述腔体B与所述腔体A通过所述进油通道B连通， 所述活塞杆B与所述支撑单元连接；

所述进油通道A与所述腔体A的一端连通，所述弹性件设置于所述腔体A的另一端，并与所述阀芯连接，为所述阀芯提供靠近所述进油通道A的弹性力，当所述阀芯运动至所述进油通道B位于所述腔体A内的端头时， 所述阀芯完全封闭所述进油通道B位于所述腔体A内部的开口；

所述开关件包括球体，所述基座上设置有球形凹孔，所述球体与所述球形凹孔内侧壁滑动配合，所述球体位于所述球形凹孔中的体积至少为其体积的一半，所述球体内部设置有进油通道C。

进一步地，所述球体上还设置有把手。

进一步地，还包括若干连接法兰，所述连接法兰分别与所述支撑单元、连接件连接。

进一步地，还包括外壳 ，所述千斤顶、齿条A、传动件设置于所述外壳内部。

进一步地，所述阀芯采用不锈钢陶瓷材质制成。

进一步地，所述球体采用耐磨材料制成。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、经过所述行星齿轮组的传动，所述千斤顶的力矩被放大，同时所述支撑板的运动速度大于所述千斤顶的活塞杆A的运动速度，减少安装支护时的吊装时间，当需要加强支撑时能够更加迅速反应。

2、通过设置所述连接件，可连接多个支撑单元，在施工过程中，可根据实际情况灵活增加钢支撑的数量，并且，通过所述连接件将所述支撑单元连接，扩大了支撑面积，相比现有技术支撑头之间单独设置的连接方式支撑更稳固。

3、通过向所述连接件的进油通道C中泵入液压油，所述进油通道C中的液压油通入所述进油通道A中，进而通入所述腔体A中，所述阀芯在油压的作用下向远离所述进油通道A的方向移动，当移动至所述进油通道B被所述阀芯密封的开口开放时，液压油从所述进油通道B通入所述液压油腔中，当所述液压油腔中的油压大于阈值时，所述活塞杆B伸出，所述支撑单元之间的间距增加，可灵活调整所述支撑单元之间的间距，在基坑侧壁变形大的位置可减小支撑单元之间的距离增加支撑强度，在变形小的位置可增加支撑单元之间的距离增加支撑面积。

附图说明

图1为本发明并联组合式支撑头结构图；

图2为连接件内部结构图；

图3为支撑单元内部图；

图4为传动件结构图；

图5为传动件另一角度结构图；

图6为本发明并联组合式支撑头安装示意图。

附图标记列表

1-支撑单元，2-连接件，3-连接法兰，4-钢支撑，101-支撑板，102-传动件，103-千斤顶，104-齿条A，105-齿条B，1021-齿轮A，1022-内齿环A，1023-齿轮B，1024-太阳齿轮，1025-行星齿轮，1026-安装座，201-活塞杆B，202-球体，203-基座，204-阀芯，205-弹性件，206-进油通道A，207-进油通道C，208-把手，209-腔体A。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的 实施例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做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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的限制。

在本发明的描述中，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，一体地连接，也可以是可拆卸连接 ；可以是两个元件内部的连通 ；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1~6所示，一种并联组合式支撑头，包括若干支撑单元1、连接件2，所述连接件2设置在相邻支撑单元1之间，并与所述支撑单元1连接；

其中，所述支撑单元1包括千斤顶103、齿条A104、齿条B105、支撑板101、传动件102，所述传动件102包括齿轮A1021、行星齿轮组、内齿环A1022、齿轮B1023，所述行星齿轮组包括太阳齿轮1024、若干行星齿轮1025，所述太阳齿轮1024与所述行星齿轮1025啮合，所述太阳齿轮1024与所述齿轮A1021连接，所述行星齿轮1025均与所述内齿环A1022啮合，并且所述行星齿轮1025与所述内齿环A1022转动连接 ，所述齿轮B1023的端面与所述内齿环A1022连接，所述齿轮B1023的齿顶圆直径大于等于所述内齿环A1022的齿顶圆直径 ；

所述千斤顶103的活塞杆A与所述齿条A104连接，所述齿条A104与所述齿轮A1021啮合，所述齿条B105与所述齿轮B1023啮合，同时与所述支撑板101连接；

所述连接件2包括基座203、若干活塞杆B201、阀芯204、弹性件205、进油通道A206、开关件，所述基座203内部设有腔体A209，所述阀芯204与所述腔体A209内侧壁滑动配合，所述基座203两侧对称设置有腔体B，所述腔体B内均滑动设置有一活塞杆B201 ，所述腔体A209的侧壁开设有进油通道B，所述腔体B与所述腔体A209通过所述进油通道B连通， 所述活塞杆B201与所述支撑单元1连接；

所述进油通道A206与所述腔体A209的一端连通，所述弹性件205设置于所述腔体A209的另一端，并与所述阀芯204连接，为所述阀芯204提供靠近所述进油通道A206的弹性力，当所述阀芯204运动至所述进油通道B位于所述腔体A209内的端头时， 所述阀芯204完全封闭所述进油通道B位于所述腔体A209内部的开口；

所述开关件包括球体202，所述基座203上设置有球形凹孔，所述球体202与所述球形凹孔内侧壁滑动配合，所述球体202位于所述球形凹孔中的体积至少为其体积的一半，所述球体202内部设置有进油通道C207。

当所述球体202旋转至某一角度时，所述进油通道C207与所述进油通道A206连通。

当需要支撑头支撑时，向所述千斤顶103内通入液压油，所述千斤顶103的活塞杆A伸出，带动所述齿条A104开始运动，由于所述齿轮A1021与所述齿条A104啮合，所述齿轮A1021在所述齿条A104的作用下开始旋转，进而所述太阳齿轮1024开始旋转，经过所述行星齿轮组的传动，所述太阳齿轮1024的转矩被放大的同时所述齿条B105的运动速度大于所述齿条A104的移动速度，所述支撑头的移动速度也随之变快，相比于传统的支撑头，在需要同等压力的情况下，本发明所述支撑单元1对千斤顶103的油缸大小要求更小，同时对泵站的要求也更低。

在本发明中，所述内齿环可以为盖状结构，并设置一个安装座1026，所述行星齿轮1025与所述安装座1026通过转轴连接，所述太阳齿轮1024与所述安装座1026可旋转连接，所述内齿环盖盖设于所述安装座1026上，将所述行星齿轮组密封于其中，防止灰尘损伤齿轮。

在本发明中，初始状态时，所述进油通道B位于所述腔A中的开口被所述阀芯204密封。

通过所述连接件2，可连接多个支撑单元1，在施工过程中，可根据实际情况灵活增加钢支撑4的数量，并且，通过所述连接件2将所述支撑单元1连接，扩大了支撑面积，相比现有技术支撑头之间单独设置的连接方式支撑更稳固，当需要增加相邻支撑单元1之间的距离时，通过向所述进油通道C207中泵入液压油，所述进油通道C207中的液压油通入所述进油通道A206中，进而通入所述腔体A209中，所述阀芯204在油压的作用下向远离所述进油通道A206的方向移动，当移动至所述进油通道B被所述阀芯204密封的开口开放时，液压油从所述进油通道B通入所述液压油腔中，当所述液压油腔中的油压大于阈值时，所述活塞杆B201伸出，所述支撑单元1之间的间距增加，当所述支撑单元1之间的距离调整到位时，旋转所述球体202，所述球体202的外壁将所述进油通道A206的入口密封，实现锁止功能。

在本发明中，所述传动件102传动比大于1，通过合理设置所述齿轮B1023、内齿环A1022的齿顶圆直径，使得经过所述传动件102的减速运动后，所述齿轮B1023驱动所述齿条B105运动时的速度大于所述齿条A104的运动速度。

进一步地，所述球体202上还设置有把手208。通过设置所述把手208，当需要旋转所述球体202时，扳动所述把手208，所述球体202即可旋转。

进一步地，还包括若干连接法兰3，所述连接法兰3分别与所述支撑单元1、连接件2连接。

通过设置多个连接，当只需要设置一列钢支撑4时，可灵活选择钢支撑4的位置，当需要设置多列钢支撑4增加支撑强度时，通过将钢支撑4通过螺纹与所述连接法兰3连接即可实现。

进一步地，还包括外壳 ，所述千斤顶103、齿条A104、传动件102设置于所述外壳内部。在本发明中，所述齿条A104可以和所述外壳滑动配合，通过设置所述外壳，对所述千斤顶103、齿条A104、传动件102起到保护作用。

进一步地，所述阀芯204采用不锈钢陶瓷材质制成。不锈钢陶瓷材料拉伸强度高、不易变形、耐高温、耐低温、耐磨损、不腐蚀，拥有优良密封性能，增加所述连接件2的使用寿命。

进一步地，所述球体202采用耐磨材料制成，在本发明中，所述耐磨材料可以为高铬合金耐磨材料，所述球体202在长时间使用后容易磨损；当磨损达到一定程度后，所述球体202与所述基座203之间的密封性降低，通过使用耐磨材料，增加所述球体202的耐磨性，增加装置的使用寿命。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实说明书中实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (6)

1.一种并联组合式支撑头，其特征在于，包括若干支撑单元（1）、连接件（2），所述连接件（2）设置在相邻支撑单元（1）之间，并与所述支撑单元（1）连接；

其中，所述支撑单元（1）包括千斤顶（103）、齿条A（104）、齿条B（105）、支撑板（101）、传动件（102），所述传动件（102）包括齿轮A（1021）、行星齿轮组、内齿环A（1022）、齿轮B（1023），所述行星齿轮组包括太阳齿轮（1024）、若干行星齿轮（1025），所述太阳齿轮（1024）与所述行星齿轮（1025）啮合，所述太阳齿轮（1024）与所述齿轮A（1021）连接，所述行星齿轮（1025）均与所述内齿环A（1022）啮合，并且所述行星齿轮（1025）与所述内齿环A（1022）转动连接，所述齿轮B（1023）的端面与所述内齿环A（1022）连接，所述齿轮B（1023）的齿顶圆直径大于等于所述内齿环A（1022）的齿顶圆直径，所述传动件（102）还满足如下条件：所述传动件（102）传动比大于1，通过合理设置所述齿轮B（1023）、内齿环A（1022）的齿顶圆直径，使得经过所述传动件（102）的减速运动后，所述齿轮B（1023）驱动所述齿条B（105）运动时的速度大于所述齿条A（104）的运动速度；

所述千斤顶（103）的活塞杆A与所述齿条A（104）连接，所述齿条A（104）与所述齿轮A（1021）啮合，所述齿条B（105）与所述齿轮B（1023）啮合，同时与所述支撑板（101）连接；

所述连接件（2）包括基座（203）、若干活塞杆B（201）、阀芯（204）、弹性件（205）、进油通道A（206）、开关件，所述基座（203）内部设有腔体A（209），所述阀芯（204）与所述腔体A（209）内侧壁滑动配合，所述基座（203）两侧对称设置有腔体B，所述腔体B内均滑动设置有一活塞杆B（201），所述腔体A（209）的侧壁开设有进油通道B，所述腔体B与所述腔体A（209）通过所述进油通道B连通，所述活塞杆B（201）与所述支撑单元（1）连接；

所述进油通道A（206）与所述腔体A（209）的一端连通，所述弹性件（205）设置于所述腔体A（209）的另一端，并与所述阀芯（204）连接，为所述阀芯（204）提供靠近所述进油通道A（206）的弹性力，当所述阀芯（204）运动至所述进油通道B位于所述腔体A（209）内的端头时，所述阀芯（204）完全封闭所述进油通道B位于所述腔体A（209）内部的开口；

所述开关件包括球体（202），所述基座（203）上设置有球形凹孔，所述球体（202）与所述球形凹孔内侧壁滑动配合，所述球体（202）位于所述球形凹孔中的体积至少为其体积的一半，所述球体（202）内部设置有进油通道C（207）。

2.根据权利要求1所述的并联组合式支撑头，其特征在于，所述球体（202）上还设置有把手（208）。

3.根据权利要求1所述的并联组合式支撑头，其特征在于，还包括若干连接法兰（3），所述连接法兰（3）分别与所述支撑单元（1）、连接件（2）连接。

4.根据权利要求1所述的并联组合式支撑头，其特征在于，还包括外壳，所述千斤顶（103）、齿条A（104）、传动件（102）设置于所述外壳内部。

5.根据权利要求1所述的并联组合式支撑头，其特征在于，所述阀芯（204）采用不锈钢陶瓷材质制成。

6.根据权利要求1所述的并联组合式支撑头，其特征在于，所述球体（202）采用耐磨材料制成。

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