CN113187952B - 一种水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置，解决了现有技术中球墨铸铁管道铺设效率低的问题。本发明包括移动车体，移动车体上沿管运动方向依次设有第一顶推机构、支撑机构和第二顶推机构，移动车体的两侧设有顶撑调节机构，移动车体上部设有压管机构，压管机构位于支撑机构上方且与支撑机构相配合。本发明设计巧妙，集成度高，可实现球墨铸铁钢管定位、顶推一体，提供了球墨铸铁钢管的顶推和铺设效率，确保水利施工的高效、安全进行，具有较高的推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及水利施工技术领域，特别是指一种水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置。
背景技术
球墨铸铁管道是水利施工工程中常用管道，由于穿越距离较长，采用现有水平定向钻工法铺设球墨铸铁管道，所需回拖力较大，球墨铸铁管道柔性接头所能承受的最大拖拉力远远不能满足工程要求，无法实现球墨铸铁管道的长距离非开挖铺设，严重制约了球墨铸铁管道这种性能优异的新型管材在给排水工程中的应用。
发明内容
针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置，解决了现有技术中球墨铸铁管道铺设效率低的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置，包括移动车体，移动车体上沿管运动方向依次设有第一顶推机构、支撑机构和第二顶推机构，移动车体的两侧设有顶撑调节机构，移动车体上部设有压管机构，压管机构位于支撑机构上方且与支撑机构相配合。
所述支撑机构包括固定在移动车体上的支撑座，支撑座上设有并列设置的托辊组件，托辊组件通过调节机构设置在支撑座上。
所述托辊组件包括两个调节辊和至少一个支撑辊，调节辊对称铰接在支撑辊的两侧，调节辊通过调节机构设置在支撑座上；所述调节机构包括设置在支撑座上的升降油缸，升降油缸的伸缩端设有耳座，调节辊与耳座铰接。
所述第一顶推机构包括滑动设置在移动车体上的第一支撑架，第一支撑架通过设置在移动车体上的推移油缸相对移动车体运动，第一支撑架上部设有第一顶推油缸、下部设有支调架，所述第一顶推油缸的伸缩端设有管体夹具。
所述管体夹具包括固定座，固定座上铰接有左弧形夹板和右弧形夹板，左弧形夹板和右弧形夹板通过夹紧油缸连接，左弧形夹板和右弧形夹板的内弧面上均设有防滑弹块。
所述支调架上设有竖直设置的调高油缸，调高油缸的伸缩端通过球铰接连接有弧形座，弧形座的内弧面上嵌设有滚球；所述第一顶推油缸通过L型转臂连接在第一支撑架上，L型转臂通过齿轮副与设置在第一支撑架上的转动电机相连接，转动电机提供L型转臂转动的动力。
所述第二顶推机构包括设置在移动车体上的顶升油缸，顶升油缸上设有底座，底座上设有球铰架和滑座，滑座通过推进油缸与底座滑动连接，滑座上设有推进夹具。
所述推进夹具包括U型座，U型座两侧的侧壁上对称设有夹板，夹板滑动设置在U型座内且与设置在U型座上的驱动油缸相连接，夹板为弧面板；所述球铰架包括支架，支架上设有球支座，球支座内部设有球形座，球形座与球支座球面配合，球形座内设有通道。
所述顶撑调节机构包括设置在移动车体底部的伸缩柱和设置在移动车体两侧的撑靴油缸，撑靴油缸的伸缩端设有用于顶撑的靴板，所述伸缩柱的底部转动设有转盘，转盘上设有万向轮组。
所述压管机构包括设置在移动车体上的门形架，移动车体上设有对称设置的丝杠，丝杠的一端与设置在移动车体上的电机相连接，丝杠上螺纹连接有螺座，门形架通过提压油缸固定在螺座上，门形架的中部设有连接座，连接座的前后端均设有轮座，轮座上设有压轮组。
本发明支撑机构采用高度和角度可调的托辊组件，用于对球墨铸铁钢管进行支撑，减小顶推摩擦力，提高顶推方向的微调，确保顶推方向的准确性；第一顶推机构和第二顶推机构用于对球墨铸铁钢管进行向前推进，两者配合使用，提高推进效率，且球铰支撑结构的设置，可实现球墨铸铁钢管的自我调整，实现小转弯或小角度顶推下，球墨铸铁钢管的顺利进管。压管机构与支撑机构相配合，用于对支撑机构上的球墨铸铁钢管进行敷压，提高球墨铸铁钢管在推进过程中的稳定性。本发明设计巧妙，集成度高，可实现球墨铸铁钢管定位、顶推一体，提供了球墨铸铁钢管的顶推和铺设效率，确保水利施工的高效、安全进行，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为本发明整体结构示意图。
图2为本发明托辊组件结构示意图。
图3为本发明管体夹具结构示意图。
图4为本发明支调架结构示意图。
图5为本发明推进夹具结构示意图。
图6为本发明球铰架结构示意图。
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所示，实施例1，一种水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置，包括移动车体1，移动车体上设有驱动自身运动的驱动系统和相应的控制系统，移动车体1上沿管运动方向依次设有第一顶推机构3、支撑机构4和第二顶推机构5，支撑机构用于支撑球墨铸铁钢管，第一顶推机构3和第二顶推机构5用于对球墨铸铁钢管进行向前推进，两者配合使用，提高推进效率。移动车体1的两侧设有顶撑调节机构6，用于在铺设过程中对车体的稳定。移动车体1上部设有压管机构7，压管机构7位于支撑机构4上方且与支撑机构4相配合，用于对支撑机构上的球墨铸铁钢管进行敷压，提高球墨铸铁钢管在推进过程中的稳定性。
进一步，所述支撑机构4包括固定在移动车体1上的支撑座1-1，支撑座1-1上设有并列设置的托辊组件，托辊组件的数量根据需要设置，优选地，相邻两个托辊组件之间的距离为0.5~1m，托辊组件通过调节机构设置在支撑座1-1上，通过调节机构调节托辊组件的支托角度和支托高度，确保球墨铸铁钢管的顺利铺设。优选地，如图2所示，所述托辊组件包括两个调节辊1-2和一个支撑辊1-3，调节辊1-2对称铰接在支撑辊1-3的两侧，调节辊1-2通过调节机构设置在支撑座1-1上；所述调节机构包括设置在支撑座1-1上的升降油缸1-4，升降油缸1-4的伸缩端设有耳座1-5，调节辊1-2与耳座1-5铰接。在钢管铺设前，将钢管放置在支撑座的托辊组件上，然后根据钻孔的位置，调节相应的升降油缸，使托辊组件上的钢辊位于合适位置，便于顺利铺设。
进一步，所述第一顶推机构3包括滑动设置在移动车体1上的第一支撑架3-1，支撑架位于支撑座的推管端，第一支撑架3-1通过设置在移动车体1上的推移油缸3-2相对移动车体1运动，即在推移油缸的作用下，第一支撑架相对移动车体前后运动，用于改变第一顶推机构的顶推位置。第一支撑架3-1上部设有第一顶推油缸3-3、下部设有支调架3-4，所述第一顶推油缸3-3的伸缩端设有管体夹具3-5。管体夹具3-5位于支调架的上方，支调架用于支撑球墨铸铁钢管，然后管体夹具用于对球墨铸铁钢管的夹持，然后在第一顶推油缸的作用下，推动球墨铸铁钢管向前运动。
优选地，如图3所示，所述管体夹具3-5包括固定座3-5-1，固定座3-5-1上铰接有左弧形夹板3-5-2和右弧形夹板3-5-3，左弧形夹板3-5-2和右弧形夹板3-5-3通过夹紧油缸3-5-4连接，左弧形夹板3-5-2和右弧形夹板3-5-3的内弧面上均设有防滑弹块3-5-5。左弧形夹板3-5-2和右弧形夹板3-5-3组成的夹持空间大于球墨铸铁钢管的外径，在夹紧油缸的作用下左弧形夹板3-5-2和右弧形夹板3-5-3实现开合，用于对钢管的夹紧与否，防滑弹块的设置，防止顶推过程中，管体夹具发生滑动，对球墨铸铁钢管造成损伤，同时提高顶推安全系数。
优选地，如图4所示，所述支调架3-4上设有竖直设置的调高油缸3-6，调高油缸3-6的伸缩端通过球铰接连接有弧形座3-7，弧形座3-7的内弧面的内径大于对球墨铸铁钢管的外径，用于支撑对球墨铸铁钢管，同时采用球铰接，可实现球墨铸铁钢管的自我调整，实现小转弯或小角度顶推下，球墨铸铁钢管的顺利进管。弧形座3-7的内弧面上嵌设有滚球3-8，减小球墨铸铁钢管与弧形座之间的摩擦力。所述第一顶推油缸3-3通过L型转臂3-9连接在第一支撑架3-1上，L型转臂通过回转件（如轴承）转动设置在第一支撑架行，L型转臂3-9通过齿轮副与设置在第一支撑架3-1上的转动电机3-10相连接，转动电机3-10提供L型转臂3-9转动的动力。转动电机转动，通过L型转臂带动第一顶推油缸和管体夹具转动，用于其位置的调节，放置钢管时将第一顶推油缸和管体夹具转离支调架上方，放置发生干涉，当需要向前顶推时，将第一顶推油缸和管体夹具转至支调架上方，提供稳定推力。
实施例2，一种水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置，所述第二顶推机构5包括设置在移动车体1上的顶升油缸5-1，顶升油缸5-1上设有底座5-2，在顶升油缸的作用下，底座进行升降，用于调节其高度。底座5-2上设有球铰架5-3和滑座5-4，球铰架靠近顶推端，滑座5-4通过推进油缸5-5与底座5-2滑动连接，滑座5-4上设有推进夹具5-6。在推进油缸的作用下，推进夹具带动夹持的球墨铸铁钢管向前步进，配合第一顶推机构，实现球墨铸铁钢管的快速且安全、稳定步进。
优选地，如图5所示，所述推进夹具5-6包括U型座5-6-1，U型座5-6-1两侧的侧壁上对称设有夹板5-6-2，夹板5-6-2滑动设置在U型座5-6-1内且与设置在U型座5-6-1上的驱动油缸5-6-3相连接，即U型座的两侧壁上设有滑道，驱动油缸水平连接在U型座的两侧壁上，通过伸缩带动夹板在滑道内滑动，实现相向或向背运动，完成其夹紧或松开动作。为便于对钢管的夹持，夹板5-6-2为弧面板，保证对钢管的稳定夹持。优选地，如图6所示，所述球铰架5-3包括支架5-3-1，支架5-3-1上设有球支座5-3-2，球支座5-3-2内部设有球形座5-3-3，球形座5-3-3与球支座5-3-2球面配合，球形座5-3-3内设有用于支撑钢管的通道。球形座与球支座球面配合，形成球铰接支座结构，减小钢管推进过程中，小转弯或小角度摆动产生的扭矩，提高顶推效率。
进一步，所述顶撑调节机构6包括设置在移动车体1底部的伸缩柱6-1和设置在移动车体1两侧的撑靴油缸6-2，伸缩柱6-1采用伸缩油缸，竖直设置在移动车体底部。撑靴油缸6-2的伸缩端设有用于顶撑的靴板6-3，提高支撑稳定性。所述伸缩柱6-1的底部转动设有转盘6-5，转盘通过轴承与伸缩柱转动连接，转盘6-5上设有万向轮组6-6。撑靴油缸可横向设置或竖向设置，根据施工环境进行选择，在具有洞壁的施工环境，撑靴油缸横向设置；没有洞壁环境下，撑靴油缸竖直设置；在顶管开始前或顶管过程中，伸缩柱向下伸出，支撑移动车体离地，然后通过撑靴油缸调节移动车体的位置或倾斜方向，便于钢管以合适的姿态进行向前铺设，提高施工灵活性。
进一步，所述压管机构7包括设置在移动车体1上的门形架7-1，门形架7-1横跨支撑机构，避免发生干涉。移动车体1上设有对称设置的丝杠7-2，丝杠7-2的一端与设置在移动车体1上的电机7-4相连接，丝杠7-2上螺纹连接有螺座7-3，螺座上设有导向机构，避免发生转动。门形架7-1通过提压油缸7-5固定在螺座7-3上，在电机的作用下，丝杠转动，带动螺座沿螺柱运动，进而实现门形架沿移动车体运动。门形架7-1的中部设有连接座7-6，连接座7-6的前后端均设有轮座7-7，轮座7-7上设有压轮组7-8。提压油缸伸缩，带动门形架上下运动，进而实现压轮组对支撑机构上的钢管的压扶，确保顶推过程中，钢管始终处于平稳状态，提高铺设效率。
其他结构与实施例1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)
1.一种水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置，其特征在于：包括移动车体（1），移动车体（1）上沿管运动方向依次设有第一顶推机构（3）、支撑机构（4）和第二顶推机构（5），移动车体（1）的两侧设有顶撑调节机构（6），移动车体（1）上部设有压管机构（7），压管机构（7）位于支撑机构（4）上方且与支撑机构（4）相配合；
所述第一顶推机构（3）包括滑动设置在移动车体（1）上的第一支撑架（3-1），第一支撑架（3-1）通过设置在移动车体（1）上的推移油缸（3-2）相对移动车体（1）运动，第一支撑架（3-1）上部设有第一顶推油缸（3-3）、下部设有支调架（3-4），所述第一顶推油缸（3-3）的伸缩端设有管体夹具（3-5）；
所述第二顶推机构（5）包括设置在移动车体（1）上的顶升油缸（5-1），顶升油缸（5-1）上设有底座（5-2），底座（5-2）上设有球铰架（5-3）和滑座（5-4），滑座（5-4）通过推进油缸（5-5）与底座（5-2）滑动连接，滑座（5-4）上设有推进夹具（5-6）；
所述压管机构（7）包括设置在移动车体（1）上的门形架（7-1），移动车体（1）上设有对称设置的丝杠（7-2），丝杠（7-2）的一端与设置在移动车体（1）上的电机（7-4）相连接，丝杠（7-2）上螺纹连接有螺座（7-3），门形架（7-1）通过提压油缸（7-5）固定在螺座（7-3）上，门形架（7-1）的中部设有连接座（7-6），连接座（7-6）的前后端均设有轮座（7-7），轮座（7-7）上设有压轮组（7-8）；
所述支调架（3-4）上设有竖直设置的调高油缸（3-6），调高油缸（3-6）的伸缩端通过球铰接连接有弧形座（3-7），弧形座（3-7）的内弧面上嵌设有滚球（3-8）；所述第一顶推油缸（3-3）通过L型转臂（3-9）连接在第一支撑架（3-1）上，L型转臂（3-9）通过齿轮副与设置在第一支撑架（3-1）上的转动电机（3-10）相连接，转动电机（3-10）提供L型转臂（3-9）转动的动力；
所述推进夹具（5-6）包括U型座（5-6-1），U型座（5-6-1）两侧的侧壁上对称设有夹板（5-6-2），夹板（5-6-2）滑动设置在U型座（5-6-1）内且与设置在U型座（5-6-1）上的驱动油缸（5-6-3）相连接，夹板（5-6-2）为弧面板；所述球铰架（5-3）包括支架（5-3-1），支架（5-3-1）上设有球支座（5-3-2），球支座（5-3-2）内部设有球形座（5-3-3），球形座（5-3-3）与球支座（5-3-2）球面配合，球形座（5-3-3）内设有通道。
2.根据权利要求1所述的水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置，其特征在于：所述支撑机构（4）包括固定在移动车体（1）上的支撑座（1-1），支撑座（1-1）上设有并列设置的托辊组件，托辊组件通过调节机构设置在支撑座（1-1）上。
3.根据权利要求2所述的水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置，其特征在于：所述托辊组件包括两个调节辊（1-2）和至少一个支撑辊（1-3），调节辊（1-2）对称铰接在支撑辊（1-3）的两侧，调节辊（1-2）通过调节机构设置在支撑座（1-1）上；所述调节机构包括设置在支撑座（1-1）上的升降油缸（1-4），升降油缸（1-4）的伸缩端设有耳座（1-5），调节辊（1-2）与耳座（1-5）铰接。
4.根据权利要求1~3任一项所述的水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置，其特征在于：所述管体夹具（3-5）包括固定座（3-5-1），固定座（3-5-1）上铰接有左弧形夹板（3-5-2）和右弧形夹板（3-5-3），左弧形夹板（3-5-2）和右弧形夹板（3-5-3）通过夹紧油缸（3-5-4）连接，左弧形夹板（3-5-2）和右弧形夹板（3-5-3）的内弧面上均设有防滑弹块（3-5-5）。
5.根据权利要求1~3任一项所述的水利施工用球墨铸铁钢管铺设装置，其特征在于：所述顶撑调节机构（6）包括设置在移动车体（1）底部的伸缩柱（6-1）和设置在移动车体（1）两侧的撑靴油缸（6-2），撑靴油缸（6-2）的伸缩端设有用于顶撑的靴板（6-3），所述伸缩柱（6-1）的底部转动设有转盘（6-5），转盘（6-5）上设有万向轮组（6-6）。
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