CN112983475A - 一种小直径盾构管片快速卸载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小直径盾构管片快速卸载装置，包括固定架、托举平台、防转撑靴和顶升机构，所述固定架用于安装托举平台、防转撑靴和顶升机构，且其包括底座、侧立架和主横梁；所述托举平台用于对管片进行托举，并带动管片进行水平方向的位移，且其包括托举臂、微调装置、行走支承和伸缩油缸；所述防转撑靴用于与管片的内壁贴合，所述顶升机构用于驱动托举平台进行竖直方向的运行，且其包括顶升梁和顶升油缸。本发明可在小净空作业环境下，通过顶升机构对托举平台的竖直方向位置的控制，以实现利用托举平台对管片进行快速高效的卸载以及对多块管片进行同时输送，从而节省管片的输运和卸载时间，有利于提高工作效率、降低物料输运成本。

Description

一种小直径盾构管片快速卸载装置

技术领域

本发明属于盾构掘进机技术领域，具体涉及一种小直径盾构管片快速卸载装置。

背景技术

隧道盾构法施工中，盾构管片是盾用来永久衬砌成型断面的内衬构件，承担着抵抗土体压力、地层水压力及其他载荷的作用。目前在实际小断面盾构施工中，由于作业净空尺寸有限，管片经管片运输车运送至指定位置后，由单管片吊机将管片从运输车上卸载至管片预存区域，直至一次载运管片卸载完毕，管片运输车才可返回运载下一次管片。此外，受作业净空间大小的影响，为限制管片运输车和管片存储车管的整体高度，管片运输车上的一处位置最多能够叠放两块管片，这样导致不仅卸载管片的效率低下，面且在长距离盾构施工时，由于管片运输车对管片放置的限制，严重影响了施工效率。

因此，在小断面盾构施工中，如何快速输运管片等物料，提升管片卸载效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够有效解决小断面盾构施工时现有技术中管片卸载与运输效率低的问题的一种小直径盾构管片快速卸载装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种小直径盾构管片快速卸载装置，包括固定架、托举平台、防转撑靴和顶升机构；

所述固定架包括底座、侧立架和主横梁，所述底座上设有用于安装顶升机构的安装孔，所述侧立架连接于底座上，用于安装主横梁；

优选的，所述侧立架与主横梁所构成的夹角内设有限位筋板，且所述限位筋板设置于侧立架与主横梁所构成的夹角内侧上半部。

所述托举平台用于对管片进行托举，且其包括托举臂、行走支承和驱动装置，所述行走支承包括滑动轴和行走轮，所述滑动轴的两端分别安装有行走轮，所述行走轮架立于侧立架上所设置的托举平台支撑导向槽内进行滑动；所述托举臂安装于行走支承的滑动轴上，并通过微调装置对托举臂在滑动轴上的位置进行调节；所述驱动装置的一端与托举臂连接，其另一端通过限位支撑与顶升机构连接，用于驱动托举臂相对于顶升机构进行位移；

优选的，所述托举平台支撑导向槽设置为L形结构，且其水平端的下方还设有以竖直方式设置的对顶升机构的运行进行导向与限位的顶升机构导向槽。

优选的，所述托举臂上还设有用于防滑的垫板。

优选的，所述托举臂上还设有用于对限位支撑进行限位的限位块，所述限位块设置为倒L形结构，其水平端与托举臂连接，其竖直端与托举臂之间形成一个用于卡装限位支撑的凹槽。

优选的，所述微调装置设置为双头油缸。

作为本发明的进一步方案：所述限位支撑包括固定部分、滑动凸台和限位底座，所述固定部分设置于滑动凸台的上端，且所述固定部分上设有用于与驱动装置连接的孔位；所述限位底座设置于滑动凸台的下端，且设置为销键结构，用于安装于微调滑槽内并在微调滑槽内进行滑动。

作为本发明的进一步方案：所述托举平台还包括油缸托架，所述油缸托架设置为榔头结构，且其水平延伸端上设有T型滑槽；所述油缸托架的竖直端的上部分上设有用于安装伸缩油缸固定端的安装底座，其下部分设置为用于对驱动装置支撑的油缸托架支腿，所述油缸托架支腿的下端面延伸至底座的上端面。

作为本发明的进一步方案：所述托举臂设置为两件对称设置的L形支撑臂结构。

所述防转撑靴用于与管片的内壁接触，且其包括撑紧油缸和撑靴板，所述撑紧油缸的固定端安装于侧立架的撑靴油缸安装孔座上，其驱动端与撑靴板连接，用于驱动撑靴板；

优选的，为保证撑靴板与管片内壁的接触有效面积，所述撑靴板与管片内壁接触的面优选设置为弧面，且其弧面的弧度与管片内壁的弧度保持一致；

优选的，所述撑靴板上还设有耐磨防滑层。

所述顶升机构用于驱动托举平台进行竖直方向的运行，且其包括顶升梁和顶升油缸，所述顶升梁上设有微调滑槽，所述微调滑槽用于安装限位支撑；所述顶升油缸的两端分别与顶升梁和底座连接；

优选的，所述顶升梁上还设有T型滑轨和滑块，所述T型滑轨设置于顶升梁上，所述滑块设置于顶升梁的宽度方向的侧面上。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明可在小净空作业环境下，通过顶升机构对托举平台的竖直方向位置的控制，以实现利用托举平台对管片进行快速高效的卸载以及对多块管片进行同时输送，从而节省管片的输运和卸载时间，有利于提高工作效率、降低物料输运成本。

(2)本发明中通过在侧立架与主横梁之间设立限位筋板，即有效保证了固定架的支撑强度，又对托举平台的运行范围进行了限定。

(3)本发明中在侧立架上通过设置凹槽，以对托举平台和顶升机构的运行进行导向。

(4)本发明中通过在L形支撑臂上设置防滑垫，以有效保证L形支撑臂与管片之间的摩擦力，防止管片移位。

(5)本发明中通过在L形支撑臂上设置限位块，以对限位支撑的运行方向进行限位，防止限位支撑在运行过程中产生回转，从而无法顺利的在顶升机构的微调滑槽中实现位移。

(6)本发明中通过设置有前端带T型滑槽的设置为榔头形结构的油缸托架，使其即能通过与顶升机构的连接进行平滑位移，又能为伸缩油缸提供竖直方向的支撑力，以有效保证伸缩油缸的安装钢性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的整体结构轴测示意图；

图2是本发明中固定架整体结构的轴测示意图；

图3是本发明中底座结构示意图；

图4是本发明中侧立架的局部示意图；

图5是本发明中托举平台整体结构的轴测示意图；

图6是本发明中托举平台整体结构右视示意图；

图7是本发明中托举臂的整体结构示意图；

图8是本发明中L形支撑臂的局部剖面示意图；

图9是本发明中油缸托架整体结构的主视示意图；

图10是本发明中限位支撑整体结构的轴测示意图；

图11是本发明中防转撑靴整体结构的主视剖面示意图；

图12是本发明中顶升机构整体结构的轴测示意图。

其中：

1：固定架、101：底座、1011：工艺孔、1012：安装孔、102：左侧立架、1021：撑靴油缸安装孔座、1022：顶升机构导向槽、1023：托举平台支撑导向槽、103：主横梁、104：左限位筋板、105：右侧立架、106：右限位筋板；

2：托举平台、201：托举臂、2011：L形支撑臂、2012：托举垫板、2013：伸缩油缸耳座、2014：微调油缸耳座、2015：限位块、2016：轴孔、2017：注脂孔、2018：油脂槽、202：伸缩油缸、203：行走支承、2031：滑动轴、2032：行走轮、204：油缸托架、2041：T型滑槽、2042：安装底座、2043：油缸托架支腿、205：限位支撑、2051：固定部分、2052：滑动凸台、2053：限位底座、2054：注油孔、2055：储油槽、206：双头油缸、207：固定座；

3：防转撑靴、301：撑紧油缸、302：撑靴板；

4：顶升机构、401：顶升梁、402：T型滑轨、404：顶升油缸、405：微调滑槽、406：滑块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。

参见图1所示，本发明提供的一种小直径盾构管片快速卸载装置，包括固定架1、托举平台2、防转撑靴3和顶升机构4，所述托举平台2与顶升机构4连接，并通过顶升机构4与固定架1的连接对其实现固定；所述防转撑靴3固定安装于固定架1上，用于与管片的内壁贴合，以防止卸载装置在操作过程中产生倾斜；所述顶升机构4的固定端安装于固定架1上，其驱动端与托举平台2连接，用于驱动托举平台2进行竖直方向的位移。

作为本发明的进一步实施例：参见图2至图4所示，所述固定架1包括底座101、左侧立架102、右侧立架105、主横梁103、左限位筋板104和右限位筋板106；

所述底座101上还设有用于减重的工艺孔1011和用于安装顶升机构4的安装孔1012；

所述左侧立架102和右侧立架105分别以底座101的中心轴线对称焊接于底座101上，且左侧立架102和右侧立架105上还分别设有用于与防转撑靴3连接的撑靴油缸安装孔座1021、用于与托举平台2连接的托举平台支撑导向槽1023和用于与顶升机构4连接的顶升机构导向槽1022；

所述主横梁103的两端分别焊接于左侧立架102和右侧立架105上，且主横梁103上设有用于托举平台2贯穿通过的通槽(未标示)和用于操作人员观察托举平台2操作过程中的状态的观察口(未标示)，所述通槽(未标示)设置于主横梁103的下半部分，所述观察口(未标示)设置于主横梁103的上端面上；

所述左限位筋板104的两端分别焊接于左侧立架102和主横梁103上，且设置于左侧立架102和主横梁103的上半部上，用于对托举平台2在向上运行时进行限位、以及增加左侧立架102与主横梁103之间的支撑强度；

所述右限位筋板106的两端分别焊接于右侧立架105和主横梁103上，且设置于右侧立架105和主横梁103的上半部上，用于对托举平台2在向上运行时进行限位、以及增加右侧立架105与主横梁103之间的支撑强度。

作为本发明的进一步实施例：参见图5至图10所示，所述托举平台2包括托举臂201、伸缩油缸202、行走支承203、油缸托架204、限位支撑205、双头油缸206和固定座207；

所述托举臂201包括对称设置的两件L形支撑臂2011，所述的两件L形支撑臂2011分别通过轴孔2016与行走支承203的滑动轴2031连接，并分别通过固定安装于L形支撑臂2011上的微调油缸耳座2014与双驱动的双头油缸206的两驱动端连接，以通过双头油缸206的驱动控制L形支撑臂2011在滑动轴2031上进行向两端或中间的同步位移，以实现两件L形支撑臂2011之间的相对间距L1与L2之间的调节，从而实现对不同宽度的管片进行有效的托举；

优选的，所述的两件L形支撑臂2011上还分别设有用于防滑的托举垫块2012、用于防止限位支撑205进行周向转动的限位块2015、用于润滑油脂注入的注脂孔2017和用于将润滑油脂传送至轴孔2016中的油脂槽2018，所述托举垫块2012通过螺钉安装于L形支撑臂2011的水平端上表面上；所述限位块2015设置为倒置的L形结构，其水平端与L形支撑臂2011的内侧面连接，其竖直端与L形支撑臂2011的内侧面形成一个用于卡装限位支撑205的凹槽(未标示)；所述注脂孔2017设置于L形支撑臂2011竖直端的上端面上，并与油脂槽2018贯通连接，以便润滑油通过注脂孔2017的注入、经由油脂槽2018后流至轴孔2016内，对轴孔2016与滑动轴2031在进行相对运动时提供润滑油。

所述伸缩油缸202的一端分别通过固定连接于L形支撑臂2011的前端上的伸缩油缸耳座2013与L形支撑臂2011连接，另一端分别通过限位支撑205与顶升机构4连接，从而实现L形支撑臂2011相对于顶升机构4进行水平方向的位移，使L形支撑臂2011可伸出至管片的下方或托举管片缩回至管片运载车上。

所述行走支承203包括滑动轴2031和行走轮2032，所述行走轮2032设置有两件，且分别安装于滑动轴2031的两端，并分别架立于托举平台支撑导向槽1023内，以通过伸缩油缸202的驱动使行走轮2032在托举平台支撑导向槽1023内进行滑移，从而实现对L形支撑臂2011的运行进行导向。

所述油缸托架204设置为榔头形或┫形结构，且其水平延伸端开设有T形滑槽2041，其竖直端的上部分设有用于与伸缩油缸202连接的安装底座2042，其竖直端的下部分设置为用于为伸缩油缸202提供竖直方向支撑力的油缸托架支腿2043，所述油缸托架支腿2043的下端面通过与底座101的上端面的直接接触，以对伸缩油缸202的竖直方向支撑力的有效提供。

所述限位支撑205采用一体成型设置，以有效保证限位支撑205的支撑强度，且其包括固定部分2051、滑动凸台2052和限位底座2053，所述固定部分2051设于滑动凸台2052的上端，并通过设置于固定部分2051上的通孔(未标示)与伸缩油缸202连接，以为伸缩油缸202提供支撑力；所述限位底座2053设于滑动凸台2052的下端，且其设置为销键结构，以通过与顶升梁401上所设置的微调滑槽405的间隙配合，从而实现托举平台2与顶升机构4的连接，并通过限位底座2053在微调滑槽405内的滑动，为L形支撑臂2011在双头油缸206驱动下的位移进行导向与限位；所述滑动凸台2052上设有用于注入润滑油脂的注油孔2054和用于将润滑油脂传送至限位底座2053上的储油槽2055，所述注油孔2054设置于滑动凸台2052的上，并与储油槽2055连接，以使润滑油通过注油孔2054的注入，为限位底座2053与微调滑槽405之间的运动进行润滑。

所述双头油缸206的固定端通过固定座207与滑动轴2031连接，以实现对双头油缸206的固定。

作为本发明的进一步实施例：参见图11所示，所述防转撑靴3包括撑紧油缸301、撑靴板302和耐磨防滑层303，所述撑紧油缸301的固定端安装于撑靴油缸安装孔座1021上，其驱动端与撑靴板302固定连接，以驱动撑靴板302进行竖直方向的位移；所述撑靴板302与管片内壁相接触的表面优选设置为弧面结构，且其弧面的弧度与管片内壁的弧度保持一致，以使撑靴板302与管片内壁保持紧密贴合，从而防止卸载装置在操作过程中产生倾斜或倾倒，以至无法顺利实现对管片的卸载；所述耐磨防滑层303固定设置于撑靴板302的上表面，以有效增加与管片内壁之间的摩擦力。

作为本发明的进一步实施例，参见图12所示，所述顶升机构4包括顶升梁401和顶升油缸404，所述顶升油缸404的驱动端与顶升梁401连接，其固定端安装于底板101上所设的安装孔1012上，用于驱动顶升梁401进行竖直方向的位移；

优选的，为实现顶升机构4与托举平台2之间的连接，所述顶升梁401上设有微调滑槽405和T型滑轨402，所述微调滑槽405贯穿设置于顶升梁401上，所述T型滑轨402固定设置于顶升梁401长度方向的侧面上，以通过与油缸托架204上所设的T型滑槽2041的连接，为L形支撑臂2011在滑动轴2031上的位移进行进一步的导向。

优选的，为实现顶升机构4与固定架1之间的连接，所述顶升梁401的两宽度方向的侧面上分别设有滑块406，所述滑块406通过安装于顶升机构导向槽1022内，以实现顶升机构4在进行竖直方向的位移时进行导向。

作为本发明的进一步实施例：根据管片小车的运载量，为有效快速的对管片进行卸载，在使用时，优选采用两组本装置共同使用，且将两组装置的运行动作设置成一致，以保持两组装置运行时的动作同步。

本发明的工作流程具体如下：

步骤1：将卸载装置进行安装并调试；

步骤2、将调试完成后的卸载装置安装于隧道内等待工作指令；

步骤3、管片运输车将管片运输至指定位置；

步骤4、向卸载装置传达工作指令并控制撑紧油缸和伸缩油缸伸出，以将撑靴板的上表面与隧道顶部的管片内壁相接触，以及使L形支撑臂运行至指定位置；

步骤5、伸缩油缸和撑紧油缸停止运行；

步骤6、控制微调油缸伸出，并根据实际工况对L形支撑臂之间的相对间距进行调节，使L形支撑臂可有效对管片进行托举；

步骤7、微调油缸停止运行；

步骤8、控制顶升油缸伸出，以带动托举平台进行向上运行，从而使L形支撑臂与管片内壁进行接触，实现对管片的托举；

步骤9、顶升油缸不断伸出直至管片托举至设定的托举高度，同时，撑紧油缸根据撑靴板的受力情况对其伸出量进行持续调节，以防止卸载装置倾覆；

步骤10、待管片从管片运输车上托举完成后，管片运输车返程，盾构机前部设置的管片存储车后退至设定位置，等待存储管片；

步骤11、顶升油缸缩回，以带动托举平台缓慢下降，以将管片运送至管片存储车上；

步骤12、待全部的管片均放置在管片存储车上后，伸缩油缸开始缩回，以驱动L形托举臂运行至原起始位置，此时撑紧油缸回缩，卸掉对顶部管片的挤压力，完成对管片的卸载；

步骤13、管片存储车向前运行至管片吊机位置，进入下一作业循环。

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)

1.一种小直径盾构管片快速卸载装置，其特征在于：包括固定架(1)、托举平台(2)、防转撑靴(3)和顶升机构(4)；

所述固定架(1)包括底座(101)、侧立架和主横梁(103)，所述底座(101)上设有用于安装顶升机构(4)的安装孔(1012)，所述侧立架连接于底座(101)上，用于安装主横梁(103)；

所述托举平台(2)用于对管片进行托举，且其包括托举臂(201)、行走支承(203)和驱动装置，所述行走支承(203)包括滑动轴(2031)和行走轮(2032)，所述滑动轴(2031)的两端分别安装有行走轮(2032)，所述行走轮(2032)架立于侧立架上所设置的托举平台支撑导向槽(1023)内进行滑动；所述托举臂(201)安装于行走支承(203)的滑动轴(2031)上，并通过微调装置对托举臂(201)在滑动轴(2031)上的位置进行调节；所述驱动装置的一端与托举臂(201)连接，其另一端通过限位支撑(205)与顶升机构(4)连接，用于驱动托举臂(201)相对于顶升机构(4)进行位移；

所述防转撑靴(3)用于与管片的内壁接触，且其包括撑紧油缸(301)和撑靴板(302)，所述撑紧油缸(301)的固定端安装于侧立架的撑靴油缸安装孔座(1021)上，其驱动端与撑靴板(302)连接，用于驱动撑靴板(302)；

所述顶升机构(4)用于驱动托举平台(2)进行竖直方向的运行，且其包括顶升梁(401)和顶升油缸(404)，所述顶升梁(401)上设有微调滑槽(405)，所述微调滑槽(405)用于安装限位支撑(205)；所述顶升油缸(404)的两端分别与顶升梁(401)和底座(101)连接。

2.根据权利要求1所述的小直径盾构管片快速卸载装置，其特征在于：所述侧立架与主横梁(103)所构成的夹角内设有限位筋板。

3.根据权利要求2所述的小直径盾构管片快速卸载装置，其特征在于：所述托举平台支撑导向槽(1023)设置为L形结构，且其水平端的下方还设有以竖直方式设置的对顶升机构(4)的运行进行导向与限位的顶升机构导向槽(1022)。

4.根据权利要求1所述的小直径盾构管片快速卸载装置，其特征在于：所述托举臂(201)上还设有用于防滑的垫板(2012)。

5.根据权利要求4所述的小直径盾构管片快速卸载装置，其特征在于：所述托举臂(201)上还设有用于对限位支撑(205)进行限位的限位块(2015)，所述限位块(2015)设置为倒L形结构，其水平端与托举臂(201)连接，其竖直端与托举臂(201)之间形成一个用于卡装限位支撑(205)的凹槽。

6.根据权利要求5所述的小直径盾构管片快速卸载装置，其特征在于：所述限位支撑(205)包括固定部分(2051)、滑动凸台(2052)和限位底座(2053)，所述固定部分(2051)设置于滑动凸台(2052)的上端，且所述固定部分(2051)上设有用于与驱动装置连接的孔位；所述限位底座(2053)设置于滑动凸台(2052)的下端，且设置为销键结构，用于安装于微调滑槽(405)内并在微调滑槽(405)内进行滑动。

7.根据权利要求6所述的小直径盾构管片快速卸载装置，其特征在于：所述托举平台(2)还包括油缸托架(204)，所述油缸托架(204)设置为榔头结构，且其水平延伸端上设有T型滑槽(2041)；所述油缸托架(204)的竖直端的上部分上设有用于安装伸缩油缸固定端的安装底座(2042)，其下部分设置为用于对驱动装置支撑的油缸托架支腿(2043)，所述油缸托架支腿(2043)的下端面延伸至底座(101)的上端面。

8.根据权利要求4-6任意一项所述的小直径盾构管片快速卸载装置，其特征在于：所述托举臂(201)设置为两件对称设置的L形支撑臂结构。

9.根据权利要求8所述的小直径盾构管片快速卸载装置，其特征在于：所述微调装置设置为双头油缸。

10.根据权利要求1所述的小直径盾构管片快速卸载装置，其特征在于：所述顶升梁(401)上还设有T型滑轨(402)和滑块(406)，所述T型滑轨(402)设置于顶升梁(401)上，所述滑块(406)设置于顶升梁(401)的宽度方向的侧面上。

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