CN113997377B - 一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，盖板顶部弧面上跨中对称设置有多组高频振捣装置，盖板的外缘处制出有多个由管片成型模配合限位的定位孔；高频振捣装置包括振捣支架、旋转单元、升降单元、振捣棒以及振捣套管；振捣支架弹性减振连接在盖板的顶部弧面上，振捣支架的低位端及高位端均设置旋转单元、升降单元及振捣棒，振捣支架的低位端及高位端连接为一体；振捣支架的顶部转动并限位支撑旋转单元，旋转单元的输出端连接升降单元；升降单元内垂向插接固定振捣棒，盖板可在模具注浆过程中对浆液进行动态分级振捣，可有效排出盖板底部及模具侧壁沟槽内浆液中的残余气泡，提高管片成型质量，自动化流水线作业，节省人工。

Description

一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板

技术领域

本发明涉及管片模具技术领域，具体为一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板。

背景技术

随着现代化城市建设规模的不断扩大，地铁作为一种行之有效的交通工具，能够解决城市交通压力过大的问题。现阶段地铁管片一般采用预制的方式制作。人们在地铁管片的制作过程中发现预制混凝土表面气泡消除是一个亟待解决的问题。对于气泡这个预制管片生产的质量通病的防治从多个方面进行过分析，对于振捣方式的研究，现有技术是通过插入式振动棒、纵向附着式振动器和人工振动棒的配合来生产预制管片，以减少预制混凝土表面气泡。

现有的纵向附着式振动器以及人工振动棒均无法随着成型模具内注浆量增加而进行分级振捣，且现有的插入式振动棒定位精度较低，易触碰管片内部钢筋，最后人工振动棒振捣施工效率较低不适于自动化流水线作业。

经公开检索，发现以下相关专利：

CN106827177B，该发明公开了一种预制管片生产去除气泡的振捣方法，具体地通过在模具上增加多个横方向振动器替代现有技术的人工振捣棒，通过纵向振动器和横向振动器的配合，使得砼浇筑过程中纵横方向混凝土与预制管片模具表面产生相对运动，振捣过程中混凝土胶浆附着于模具表面，预制构件成型后表面气泡被混凝土胶浆所覆盖，从而改善预制管片横方向成型质量，解决预制管片横方向气泡数量过多的问题。采用该发明的振捣方法比仅采用纵向振动器的方法成型的预制管片横向方向的气泡数减少93％左右。本发明从独特的角度发现问题，采用增加横向振动源，以振动覆盖形式来处理横向方向的气泡，且所需装置制造简单，效果显著，且投入少，易于施工操作和管理，便于推广实施。

经分析，上述公开专利中的振捣方法，与本申请在振捣支撑调节结构、振捣位置及振捣顺序上均存在较大差异，因此不影响本申请的新颖性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，该盖板可在模具注浆过程中对浆液进行动态分级振捣，可有效排出盖板底部及模具侧壁沟槽内浆液中的残余气泡，提高管片成型质量，且自动化流水线作业，节省人工。

一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，该盖板密封压合在管片成型模顶部开口处，且盖板中部开设注浆口；盖板的顶部弧面上跨中对称设置有多组高频振捣装置，且盖板的外缘处制出有多个由管片成型模配合限位的定位孔；高频振捣装置包括振捣支架、旋转单元、升降单元、振捣棒以及振捣套管；振捣支架弹性减振连接在盖板的顶部弧面上，该振捣支架的低位端及高位端均设置旋转单元、升降单元及振捣棒，且振捣支架的低位端及高位端连接为一体；振捣支架的顶部转动并限位支撑旋转单元，该旋转单元的输出端连接升降单元；升降单元内垂向插接固定振捣棒；振捣套管设有多个且均垂向穿透并固接在盖板的顶部弧面上，该振捣套管内部由旋转单元及升降单元控制的振捣棒选择插接，且振捣套管的顶部由封堵单元选择封堵。

而且，振捣支架包括固定套筒、橡胶减震柱、支架套筒、垂向支撑杆及水平支撑杆；固定套筒的底部固接在盖板的顶部弧面上，固定套筒的上部轴向固定插接橡胶减震柱；橡胶减震柱的上部轴向固定插接在支架套筒内；支架套筒的顶部同轴固接垂向支撑杆，且靠近盖板边缘位置的垂向支撑杆顶部与靠近盖板中部位置的垂向支撑杆中部通过水平支撑杆固定并振动传导连接。

而且，旋转单元包括扇形板、转座、旋转电机以及水平设置的旋转平台；扇形板沿水平方向固设在垂向支撑杆的顶部，该扇形板的顶面上转动连接有转座，且扇形板的弧形面边缘处开设有垂向贯通的弧形长孔；转座顶部的固定端固接旋转电机，该旋转电机的侧壁上沿水平方向固接旋转平台；旋转平台位于扇形板上方并延伸出扇形板，该旋转平台的自由端固定连接升降单元，且旋转平台的底面上垂向固装有延伸至弧形长孔内部并限制旋转平台最大转角的限位杆。

而且，升降单元包括槽钢架、升降电机及限位挂钩，其中限位挂钩一体制出在旋转平台的侧壁上，该限位挂钩内垂向滑动并水平限位连接槽钢架；升降电机固接在旋转平台上，升降电机上垂向穿透连接有升降螺杆，该升降螺杆的两端分别与槽钢架的背板固定连接；槽钢架的内部垂向固接振捣棒，槽钢架的两侧外壁上制出有向内凹陷的导槽，该导槽内滑动扣接限位挂钩。

而且，封堵单元包括U形块、顶压螺栓及堵头，其中U形块扣装在振捣套管上部，U形块的两端分别与振捣套管的周向外壁转动配合连接，且U形块的中部螺纹穿透连接顶压螺栓；堵头的一端密封插接在振捣套管内，堵头的另一端配合支撑在振捣套管顶部的轴向端面上并由顶压螺栓顶紧连接；振捣套管的周向外壁上径向固装有转动连接U形块的连接轴；堵头露出振捣套管的一端径向固设有便于拔出堵头的受力拉杆。

本发明的优点和技术效果是：

本发明的一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，首先盖板通过定位孔与管片成型模顶部开口处的定位销配合，快速定位盖板；其次管片顶部弧面上分组设置多套高频振捣装置，其中振捣支架用于提供分级共振连接，振捣支架上的旋转单元用于水平调节振捣棒与多个振捣套管的连接关系，该旋转单元上的升降单元用于调节振捣棒升降，即振捣棒伸入至管片成型模内浆液中的位置深度及脱离时间；最后每个振捣支架均设有高位端和低位端，其中高位端靠近盖板中部高位，而低位端靠近盖板两侧低位，其目的是在注浆过程中依次由低位向高位启动注浆振捣，并随着浆液液位上升依次由低位向高位关闭振捣，从而起到分级插入式振捣排气效果。

本发明的一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，每个振捣支架的高位端与低位端均通过水平支撑杆固定连接，其一方面控制该振捣支架上多个振捣棒与其下方振捣套管的同轴度，另一方面每套高频振捣装置均可在盖板的局部范围内形成自身的共振，该共振依次由垂向支撑杆、支架套筒、橡胶减震柱、固定套筒传导至盖板顶面上，即使多根振捣棒传导至振捣支架上的振动动能产生共振，进而提高该高频振捣装置所在区域的振捣排气效果。

最后，本发明的一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，可通过旋转单元及升降单元进行振捣棒的精准定位，同时通过振捣套管约束振捣棒插入管片成型模内的位置，避免振捣棒碰撞管片成型模内布设好的管片钢筋，其振捣定位精度及振捣效果明显优于现有技术。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明图1中A处的局部放大图；

图3为本发明图1的侧面剖视图；

图4为本发明中旋转单元与升降单元连接结构示意图；

图5为本发明中振捣套管于封堵单元的连接结构示意图(局部剖视)；

图6为本发明图5的侧视图；

图中：1-高频振捣装置；2-盖板；3-管片成型模；4-定位销；5-定位孔；6-振捣棒；7-水平支撑杆；8-扇形板；9-垂向支撑杆；10-支架套筒；11-橡胶减震柱；12-固定套筒；13-振捣套管；14-低位端；15-高位端；16-槽钢架；17-导槽；18-升降螺杆；19-升降电机；20-限位挂钩；21-旋转平台；22-限位杆；23-弧形长孔；24-旋转电机；25-转座；26-U形块；27-顶压螺栓；28-堵头；29-连接轴；30-受力拉杆。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。

一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，该盖板2密封压合在管片成型模3顶部开口处，且盖板中部开设注浆口；盖板的顶部弧面上跨中对称设置有多组高频振捣装置1，且盖板的外缘处制出有多个由管片成型模配合限位的定位孔5；高频振捣装置包括振捣支架、旋转单元、升降单元、振捣棒6以及振捣套管13；振捣支架弹性减振连接在盖板的顶部弧面上，该振捣支架的低位端14及高位端15均设置旋转单元、升降单元及振捣棒，且振捣支架的低位端及高位端连接为一体；振捣支架的顶部转动并限位支撑旋转单元，该旋转单元的输出端连接升降单元；升降单元内垂向插接固定振捣棒；振捣套管设有多个且均垂向穿透并固接在盖板的顶部弧面上，该振捣套管内部由旋转单元及升降单元控制的振捣棒选择插接，且振捣套管的顶部由封堵单元选择封堵。

而且，振捣支架包括固定套筒12、橡胶减震柱11、支架套筒10、垂向支撑杆9及水平支撑杆7；固定套筒的底部固接在盖板的顶部弧面上，固定套筒的上部轴向固定插接橡胶减震柱；橡胶减震柱的上部轴向固定插接在支架套筒内；支架套筒的顶部同轴固接垂向支撑杆，且靠近盖板边缘位置的垂向支撑杆顶部与靠近盖板中部位置的垂向支撑杆中部通过水平支撑杆固定并振动传导连接。

而且，旋转单元包括扇形板8、转座25、旋转电机24以及水平设置的旋转平台21；扇形板沿水平方向固设在垂向支撑杆的顶部，该扇形板的顶面上转动连接有转座，且扇形板的弧形面边缘处开设有垂向贯通的弧形长孔23；转座顶部的固定端固接旋转电机，该旋转电机的侧壁上沿水平方向固接旋转平台；旋转平台位于扇形板上方并延伸出扇形板，该旋转平台的自由端固定连接升降单元，且旋转平台的底面上垂向固装有延伸至弧形长孔内部并限制旋转平台最大转角的限位杆22。

而且，升降单元包括槽钢架16、升降电机19及限位挂钩20，其中限位挂钩一体制出在旋转平台的侧壁上，该限位挂钩内垂向滑动并水平限位连接槽钢架；升降电机固接在旋转平台上，升降电机上垂向穿透连接有升降螺杆18，该升降螺杆的两端分别与槽钢架的背板固定连接；槽钢架的内部垂向固接振捣棒，槽钢架的两侧外壁上制出有向内凹陷的导槽17，该导槽内滑动扣接限位挂钩。

而且，封堵单元包括U形块26、顶压螺栓27及堵头28，其中U形块扣装在振捣套管上部，U形块的两端分别与振捣套管的周向外壁转动配合连接，且U形块的中部螺纹穿透连接顶压螺栓；堵头的一端密封插接在振捣套管内，堵头的另一端配合支撑在振捣套管顶部的轴向端面上并由顶压螺栓顶紧连接；振捣套管的周向外壁上径向固装有转动连接U形块的连接轴29；堵头露出振捣套管的一端径向固设有便于拔出堵头的受力拉杆30。

另外，本发明优选的，管片成型模的顶面外缘垂向固设有定位销4，该定位销插接固定在盖板外缘的定位孔内，用于在管片成型模上精准快捷定位盖板。

另外，本发明优选的，旋转电机及升降电机均采用现有技术中的成熟产品，其中升降电机带动升降螺杆垂向升降的传动连接方式采用现有技术中的成熟技术手段；并且升降螺杆的两端可安装现有技术中的行程开关，该行程开关的触发端分别朝向旋转平台的顶面及底面，行程开关用于控制升降电机的电路通断，便于控制升降螺杆、槽钢支架及振捣棒的上行/下行最大位移。

另外，本发明优选的，盖板的注浆口位置及结构，以及盖板与管片成型模的固定连接结构，均采用现有技术中的成熟技术手段。

另外，本发明优选的，振捣棒采用现有技术中的成熟产品，该振捣棒的供电方式采用现有技术中的成熟技术手段。

另外，本发明优选的，转座采用现有技术中的成熟产品，该转座与旋转电机及旋转平台的连接方式采用现有技术中的成熟技术手段。

为了更清楚地说明本发明的具体实施方式，下面提供一种实施例：

现有技术中的常规振捣施工后，管片侧模存在较多直径3mm以上的气泡。后期需要修补，增加人工和修补材料费。为了减少气泡，本发明的一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，沿侧模长度方向每侧布置4个高频振捣棒。

本发明的一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，能满足1.2米宽度和1.5宽度的不同型号管片的浇筑施工，可用于标准块(B),也可以用于邻接块(L)。传统的模具每个模具自带盖板，在混凝土施工前拧紧盖板；混凝土浇筑后打开盖板收面并及时清理盖板和涂油。为了减少用于盖板的人工，提供效率，在振动台处设立整体盖板。

盖板快速定位方面：在施工过程中盖板偏向某一侧模或者某一端头的情况经常发生，因此需要多次起降调整盖板位置。为了解决此问题，在管片成型模顶部上焊接了一个定位销，在盖板外缘处开设定位孔，达到了快速定位的目的。

高频振捣装置能兼顾1.2米宽度和1.5宽度的不同型号管片的浇筑施工，切换方便(通过振捣棒插入不同位置的振捣套筒即可实现)。盖板设计时按1.5米宽度的设计。开设振捣套筒的通孔时需要依据模具的尺寸图、钢筋布置图设置，其目的是避开钢筋，避免振捣棒接触管片钢筋，考虑振捣棒的作用半径；其中在宽度方向上，盖板靠近其中心位置的8个焊接振捣套筒的孔，用于振捣加工1.2米型号的管片；盖板靠近其两侧位置的8个焊接振捣套筒的孔，用于振捣加工1.5米型号的管片。通过旋转单元旋转平推升降单元及振捣棒，实现振捣套筒的快速切换。不用的振捣套筒采用封堵单元封堵，做到了堵孔严密不漏浆，操作方便。

振捣动力方面：采用高频振捣棒，产生振动频率高达12000次/分钟，重量轻，噪音低。振捣棒升降过程速度均匀、行程控制精准、多个振捣棒可分级/同步控制、遥控器远程操作方便快捷，其实现原理如下：①升降电机驱动升降螺杆轴向升降运动并周向限位，升降螺杆带动槽钢架和振捣棒执行升降动作；②通过行程开关对振捣棒上下行程距离进行定位，避免行程不到位或过位。③振捣棒采用二级控制，通过供电线路并联，让同一侧同一高度的振捣棒成组，即沿侧模延伸方向的同一侧同一高度的振捣棒同步振捣作业，实现振捣支架低位端与高位端的振捣棒分级动作功能；另外分级控制还体现在整体控制与单独控制上，整体同步控制时为一级控制，同时每个振捣棒有单独通断开关实现二级控制；④用无线遥控器控制旋转电机、升降电机动作以及振捣棒电源开闭，提高方便性，遥控器采用24V安全电压，对主线路接触器进行间接控制，控制着振捣棒的升、降、振动及停止，提高安全性。

另外，本发明优选的，在整体盖板上布设16个振捣套筒，其中1.5m环宽管片用8个，1.2m环宽管片用8个；振捣前，振捣棒全部通过振捣套筒插入模具，而后混凝土经盖板上的下料口下料；混凝土浇筑过程中液面逐渐升高，当液面达到振捣支架低位端的振捣套筒位置时，振捣棒开启振捣，振捣35秒之后提升；而后液面继续升高，当液面达到振捣支架高位端的振捣套筒位置时，振捣棒开启振捣，振捣35秒之后提升；混凝土浇筑满后，盖板的下料口周围可采用人工振捣方式排出下料口附近侧边的气泡。

而后，关闭所有振捣棒，待全部高频振捣装置弱振结束后，松开盖板夹紧气囊，提升整体盖板，松开模具下方夹紧气囊，模具由流水线输送装置向前输送运行；另外，下一级的空管片成型模输送至盖板下方，准备下一片管片的浇筑振捣。

需要说明的是，本发明可不安装旋转电机，由扇形板直接转动支撑转座，由转座支撑旋转平台，当需要调节振捣棒的水平位置时，可将振捣棒提出振捣套筒，而后操作人员人工在扇形板上水平拨动旋转平台，使振捣棒对准下个位置的振捣套筒即可。该设计可节约设备成本，降低电气设备故障概率。

最后，本发明的未述之处均采用现有技术中的成熟产品及成熟技术手段。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，该盖板密封压合在管片成型模顶部开口处，且盖板中部开设注浆口；其特征在于：所述盖板的顶部弧面上跨中对称设置有多组高频振捣装置，且盖板的外缘处制出有多个由管片成型模配合限位的定位孔；所述高频振捣装置包括振捣支架、旋转单元、升降单元、振捣棒以及振捣套管；所述振捣支架弹性减振连接在盖板的顶部弧面上，该振捣支架的低位端及高位端均设置旋转单元、升降单元及振捣棒，且振捣支架的低位端及高位端连接为一体；所述振捣支架的顶部转动并限位支撑旋转单元，该旋转单元的输出端连接升降单元；所述升降单元内垂向插接固定振捣棒；所述振捣套管设有多个且均垂向穿透并固接在盖板的顶部弧面上，该振捣套管内部由旋转单元及升降单元控制的振捣棒选择插接，且振捣套管的顶部由封堵单元选择封堵；

所述振捣支架包括固定套筒、橡胶减震柱、支架套筒、垂向支撑杆及水平支撑杆；所述固定套筒的底部固接在盖板的顶部弧面上，固定套筒的上部轴向固定插接橡胶减震柱；所述橡胶减震柱的上部轴向固定插接在支架套筒内；所述支架套筒的顶部同轴固接垂向支撑杆，且靠近盖板边缘位置的垂向支撑杆顶部与靠近盖板中部位置的垂向支撑杆中部通过水平支撑杆固定并振动传导连接。

2.根据权利要求1所述的一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，其特征在于：所述旋转单元包括扇形板、转座、旋转电机以及水平设置的旋转平台；所述扇形板沿水平方向固设在垂向支撑杆的顶部，该扇形板的顶面上转动连接有转座，且扇形板的弧形面边缘处开设有垂向贯通的弧形长孔；所述转座顶部的固定端固接旋转电机，该旋转电机的侧壁上沿水平方向固接旋转平台；所述旋转平台位于扇形板上方并延伸出扇形板，该旋转平台的自由端固定连接升降单元，且旋转平台的底面上垂向固装有延伸至弧形长孔内部并限制旋转平台最大转角的限位杆。

3.根据权利要求1所述的一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，其特征在于：所述升降单元包括槽钢架、升降电机及限位挂钩，其中限位挂钩一体制出在旋转平台的侧壁上，该限位挂钩内垂向滑动并水平限位连接槽钢架；所述升降电机固接在旋转平台上，升降电机上垂向穿透连接有升降螺杆，该升降螺杆的两端分别与槽钢架的背板固定连接；所述槽钢架的内部垂向固接振捣棒，槽钢架的两侧外壁上制出有向内凹陷的导槽，该导槽内滑动扣接限位挂钩。

4.根据权利要求1所述的一种盾构管片成型模具用分级插入式高频振捣盖板，其特征在于：所述封堵单元包括U形块、顶压螺栓及堵头，其中U形块扣装在振捣套管上部，U形块的两端分别与振捣套管的周向外壁转动配合连接，且U形块的中部螺纹穿透连接顶压螺栓；所述堵头的一端密封插接在振捣套管内，堵头的另一端配合支撑在振捣套管顶部的轴向端面上并由顶压螺栓顶紧连接；所述振捣套管的周向外壁上径向固装有转动连接U形块的连接轴；所述堵头露出振捣套管的一端径向固设有便于拔出堵头的受力拉杆。

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