CN114857354A - 一种顶管机推进装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶管机推进装置，包括推进框架、支撑梁组件、顶环组件和推进油缸，推进框架为支撑主体；支撑梁组件可拆卸连接在推进框架的不同位置；顶环组件用于锁紧管道；推进油缸一端与支撑梁组件连接，另一端与顶环组件连接；推进框架远离顶进方向的一端设置有后靠板，后靠板固定连接在地基上，用于对推进框架进行限位；支撑梁组件远离推进油缸的一端与回拖机构连接。本发明的顶管机推进装置，不需要额外的辅助工作和设备，大大提高了推进的施工效率，节约了成本。

Description

一种顶管机推进装置

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种顶管机推进装置。

背景技术

随着社会经济的发展，城市化进程加快，城市内外穿越道路、河流和建筑物的液、气态介质的传输管道工程日趋增多，非开挖技术得到广泛的应用。作为非开挖技术的一种，顶管技术因其具有适应土层广，掘进面稳定，地面沉降小的优点，工程中得到广泛应用。

现有技术中，管道、管幕施工都是在其尾部推进，例如采用顶管、定向钻，每推进一段行程就得加一节管道和顶铁，无法使长距离管道一次性快速顶进，需要很多额外的辅助工作和设备，大大限制了施工效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种顶管机推进装置，不需要额外的辅助工作和设备，大大提高了推进的施工效率，节约了成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种顶管机推进装置，包括：

推进框架，为支撑主体；

支撑梁组件，可拆卸连接在所述推进框架的不同位置；

顶环组件，用于锁紧管道；

推进油缸，一端与所述支撑梁组件连接，另一端与所述顶环组件连接；

所述推进框架远离顶进方向的一端设置有后靠板，所述后靠板固定连接在地基上，用于对所述推进框架进行限位；所述支撑梁组件远离所述推进油缸的一端与回拖机构连接。

可选地，所述推进框架包括两个平行设置的上纵梁和两个平行设置的下纵梁，所述上纵梁和下纵梁通过连接杆连接在一起，两个平行设置的所述下纵梁通过横梁连接在一起，所述横梁上设置有支撑管道的轨道，所述上纵梁上设置有与所述支撑梁组件连接的连接接口。

可选地，所述支撑梁组件包括支撑梁，所述支撑梁的两端均滑动连接有销轴，所述销轴与动力装置连接，通过所述动力装置驱动对应端的所述销轴伸入或者退出所述连接接口；

所述支撑梁的两端设置有第一支撑滑板，所述第一支撑滑板滑动设置在所述上纵梁上。

可选地，所述第一支撑滑板包括第一上滑板和第一下滑板，所述第一上滑板与所述上纵梁的上端限位面对应设置，所述第一下滑板与所述上纵梁的下端限位面对应设置；

所述销轴靠近所述动力装置的位置设置有限位板件，所述销轴滑动连接在所述支撑梁的端板的圆形通孔内；

所述限位板件滑动连接在所述支撑梁上的限位孔槽中，用于限制对应侧的销轴的位移最大值。

可选地，所述动力装置为插拔油缸，所述插拔油缸的一端与对应侧的一所述销轴转动连接，另一端与对应侧的另一所述销轴转动连接。

可选地，所述顶环组件包括与所述推进油缸连接的架体，所述架体远离所述推进油缸的一侧设置有限位环，所述限位环套设在所述管道的外侧，所述限位环上沿所述管道的径向螺纹连接有若干限位螺栓，所述限位螺栓用于对设置在所述限位环处的管道的一端限位。

可选地，所述架体的两端设置有第二支撑滑板，所述第二支撑滑板滑动设置在所述上纵梁上，所述第二支撑滑板包括第二上滑板和第二下滑板，所述第二上滑板与所述上纵梁的上端限位面对应设置，所述第二下滑板与所述上纵梁的下端限位面对应设置。

可选地，所述回拖机构包括卷扬机，所述卷扬机的动力输出端连接有钢丝绳的一端，所述钢丝绳依次绕过第一滑轮和第二滑轮后与所述支撑梁组件连接；

所述卷扬机和第一滑轮设置在地基上，所述第二滑轮设置在所述后靠板上。

可选地，所述推进框架的底端设置有若干微调机构，所述微调机构包括垂直地基设置的调节支撑杆，所述调节支撑杆的下端通过第一螺纹段螺纹连接在支撑座上，上端通过第二螺纹段螺纹连接在连接套内；

所述连接套固定连接在所述推进框架的底部，所述连接套的轴线垂直地基设置；

所述第一螺纹段和第二螺纹段的螺纹旋向相反。

可选地所述推进框架的底端设置有若干行走机构，所述行走机构包括行走轮和支撑导轨，所述行走轮通过转轴转动连接在所述推进框架的底端，所述行走轮滚动设置在所述支撑导轨上；

所述支撑导轨垂直所述推进框架的长度方向设置。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的顶管机推进装置，支撑梁组件通过推进油缸推进管道，且支撑梁组件可拆卸连接在推进框架的不同位置上，从而实现与支撑梁组件连接的推进油缸的多步步进推进，通过改变支撑梁组件连接在推进框架的位置，不需要每推进一段行程增加管道和顶铁，实现了长距离管道一次性快速推进施工，不需要额外的辅助工作和设备，大大提高了推进的施工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明实施例提供的顶管机推进装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的部分推进框架的结构示意图；

图3为图2的A向结构示意图；

图4为本发明实施例提供的支撑梁组件的一种角度的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的支撑梁组件的另一种角度的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的支撑梁的横截面结构示意图；

图7为本发明实施例提供的顶环组件的一种角度的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的顶环组件的另一种角度的结构示意图；

图9为图2的B部放大结构示意图；

图10为图2的C部放大结构示意图。

其中：

1、推进框架，101、上纵梁，102、连接接口，103、下纵梁，104、连接杆，105、横梁，106、轨道；

2、推进油缸；

3、顶环组件，301、架体，302、限位螺栓，303、第二上滑板，304、第二下滑板，305、第二推进油缸连接板，306、限位环；

4、支撑梁组件，401、支撑梁，402、销轴，403、动力装置，404、限位板件，405、第一上滑板，406、第一下滑板，407、回拖拉耳，408、第一推进油缸连接板；

5、微调机构，501、调节支撑杆，502、支撑座，503、连接套，504、插杆孔，505、加强肋板；

6、行走机构，601、行走轮，602、转轴，603、支撑导轨；

7、后靠板；

8、回拖机构，801、第二滑轮，802、第一滑轮，803、卷扬机；

9、管道。

具体实施方式

本发明公开了一种顶管机推进装置，不需要额外的辅助工作和设备，大大提高了推进的施工效率，节约了成本。

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。

请参阅图1至图3，本发明的顶管机推进装置，包括推进框架1、支撑梁组件4、顶环组件3和推进油缸2。推进框架1为整个装置的支撑主体，用于支撑管道9。支撑梁组件4可拆卸连接在推进框架1的不同位置上。顶环组件3用于连接锁紧管道9。推进油缸2的一端与支撑梁组件4连接，另一端与顶环组件3连接。为了对推进框架1进行限位，推进框架1远离顶进方向的一端设置有后靠板7，后靠板7固定连接在地基上。支撑梁组件4远离推进油缸2的一端与回拖机构8连接。

其中，推进框架1为型钢及板材焊接组成的承载架体结构。后靠板7用于在推进油缸2对管道9推进时对推进框架1限位，避免推进框架1向管道9推进的反向运动。顶环组件3不仅用于锁紧管道9的非推进端，且将推进油缸2的推力传递给管道9。回拖机构8用于在推进结束时将支撑梁组件4拉回靠近后靠板7的位置，准备下一次推进，开始另一工程位置的管道或管幕的施工准备。推进油缸2由控制器控制。后靠板7贴紧工程承载面，把由推进框架1传递的载荷传递分散到工程承载面。

本发明的顶管机推进装置，支撑梁组件4通过推进油缸2推进管道9，且支撑梁组件4可拆卸连接在推进框架1的不同位置上，从而实现与支撑梁组件4连接的推进油缸2的多步步进推进，通过改变支撑梁组件4连接在推进框架1的位置，不需要每推进一段行程增加管道和顶铁，实现了长距离管道一次性快速推进施工，不需要额外的辅助工作和设备，大大提高了推进的施工效率。

具体的，如图2和图3所示，推进框架1包括两个平行设置的上纵梁101和两个平行设置的下纵梁103，上纵梁101和下纵梁103通过连接杆104连接在一起。连接杆104可以为斜拉杆，也可以为垂直上纵梁101的杆。两个平行设置的下纵梁103通过横梁105连接在一起，两个上纵梁101之间不设置连接杆件，从而使推进框架1的上端易于放置管道9。为了提高管道9的稳定性，利于管道9推进，横梁105上设置有支撑管道9的轨道106。在一实施例中，轨道106由工字钢靠近管道9的支撑面组成，如图3所示。在其他实施例中，为了降低管道9推进的摩擦阻力，轨道106也可以由间隔设置的支撑滚构成，所述支撑滚转动连接在横梁105上。

为了便于与支撑梁组件4连接，上纵梁101上设置有与支撑梁组件4连接的连接接口102，连接接口102为贯穿上纵梁101侧面的通孔，便于与支撑梁组件4插接。上纵梁101上设置有若干个沿上纵梁101长度方向均布的连接接口102，支撑梁组件4沿管道9的推进方向依次更换插接的连接接口102，以实现推进油缸2和支撑梁组件4的步进移动。

如图4和图5所示，支撑梁组件4包括支撑梁401，支撑梁401可以为钢板焊接的矩形梁，其横截面如图6所示。支撑梁401的两端均滑动连接有销轴402，销轴402与动力装置403连接，通过动力装置403驱动对应端的销轴402伸入或者退出连接接口102。动力装置403通过控制器控制器工作。销轴402与动力装置403水平设置在矩形的支撑梁401的空腔内，支撑梁401两端的端板上设置有圆形通孔，所述圆形通孔如图6所示，销轴402滑动连接在所述圆形通孔内，所述圆形通孔的孔径与销轴402的外径对应，从而用于对销轴402导向。支撑梁401靠近回拖机构8的一侧设置有回拖拉耳407，回拖拉耳407用于与回拖机构8连接。支撑梁401靠近推进油缸2的一侧设置有第一推进油缸连接板408，第一推进油缸连接板408用于与推进油缸2连接。

为了实现对支撑梁组件4在推进框架1步进换位时限位，以便于支撑梁组件4连接到推进框架1的下一个连接接口102，支撑梁401的两端设置有第一支撑滑板，所述第一支撑滑板滑动设置在上纵梁101上，支撑梁401两端的所述第一支撑滑板搭接在推进框架1两侧的框梁上，起到支撑和防偏转的作用。

进一步的，所述第一支撑滑板包括第一上滑板405和第一下滑板406，第一上滑板405与上纵梁101的上端限位面对应设置，第一下滑板406与上纵梁101的下端限位面对应设置。销轴402靠近动力装置403的位置设置有限位板件404，限位板件404限制两侧销轴402伸出或缩回到设定的位置。限位板件404滑动连接在支撑梁401上侧板上的限位孔槽中，用于限制对应侧的销轴402的位移最大值，避免销轴402从两侧的所述圆形通孔脱出，也保证了两侧的销轴402的伸出长度一致。所述限位孔槽的长度方向沿动力装置403的伸缩方向设置。

具体的，动力装置403为插拔油缸。所述插拔油缸的两端连接销轴402，所述插拔油缸伸缩实现销轴402的伸出缩回。管道9推进工作时，销轴402伸出至推进框架1上的连接接口102内，在推进过程中传递载荷至推进框架1上。为了保证销轴402伸出缩回的顺畅性，所述插拔油缸的一端与对应侧的一销轴402转动连接，另一端与对应侧的另一销轴402转动连接。

如图7和图8所示，顶环组件3包括与推进油缸2连接的架体301，架体301为板体焊接件。架体301远离推进油缸2的一侧设置有限位环306，限位环306套设在管道9的外侧。限位环306上沿管道9的径向螺纹连接有若干限位螺栓302，限位螺栓302用于对设置在限位环306处的管道9的一端限位。通过调节限位螺栓302，可以使顶环组件3适用不同管径的管道9的固定需求，以满足施工需求。

进一步的，架体301的两端设置有第二支撑滑板，所述第二支撑滑板滑动设置在上纵梁101上。如图8所示，所述第二支撑滑板包括第二上滑板303和第二下滑板304，所述第二上滑板303与上纵梁101的上端限位面对应设置，第二下滑板304与上纵梁101的下端限位面对应设置。两侧的所述第二支撑滑板，直接搭接在推进框架1两侧的上纵梁101上，起到支撑架体301和防偏转的作用。架体301靠近推进油缸2的一侧固定设置有第二推进油缸连接板305，第二推进油缸连接板305用于连接推进油缸2。

其中，回拖机构8包括卷扬机803，卷扬机803的动力输出端连接有钢丝绳的一端，所述钢丝绳依次绕过第一滑轮802和第二滑轮801后与支撑梁组件4的回拖拉耳407连接。第一滑轮802和第二滑轮801均为定滑轮。卷扬机803和第一滑轮802设置在地基上，第二滑轮801设置在后靠板7上。需要回拖时，所述钢丝绳连接支撑梁组件4，由卷扬机803的转动拖回推进油缸2、顶环组件3和支撑梁组件4至始发位置。

为了便于调整推进框架1的高度，推进框架1的底端设置有若干微调机构5。具体的，微调机构5包括垂直地基设置的调节支撑杆501，调节支撑杆504的下端通过第一螺纹段螺纹连接在支撑座502上，上端通过第二螺纹段螺纹连接在连接套503内。连接套503固定连接在推进框架1的底部，连接套503的轴线垂直地基设置。在一实施例中，连接套503固定连接在下纵梁103上，如图9所示。其中，所述第一螺纹段和第二螺纹段的螺纹旋向相反，以便转动调节支撑杆501时，推进框架1上升或者下降。支撑座502与地基通过预埋螺栓连接固定。为了提高支撑座502的支撑稳定性和支撑强度，支撑座50的侧面焊接有加强肋板505。通过调节支撑杆501的旋转，实现推进框架1的高度调节，保证施工的始发和推进过程的导向和同轴度。为了方便转动调节支撑杆501，调节支撑杆501上固定连接有转动环，所述转动环上设置有插杆孔504，以便插入杆件，通过插入的杆件旋转调节支撑杆501，降低劳动强度。

为了便于推进框架1平移，推进框架1的底端设置有若干行走机构6。如图10所示，行走机构6包括行走轮601和支撑导轨603，行走轮601通过转轴602转动连接在推进框架1的底端。行走轮603滚动设置在支撑导轨603上。行走轮601通过行走架连接在推进框架1下方两侧的下纵梁103上，支撑导轨603铺设在地基上，通过施加外力，行走轮601在支撑导轨603上行走，实现推进框架1的平移，此处的平移是指垂直管道9的推进方向移动。可以理解的，支撑导轨603垂直推进框架1的长度方向设置。

本发明的顶管机推进装置，通过推进油缸2步进推进，实现长距离一次推进施工完成工程需求。推进框架1可以为一体结构，也可以为多个分体框架组合拼接成，以实现不同距离的工程需求。施工过程大大减少了辅助工作，提高了工程效益。

在本方案的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“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设备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方案的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本方案的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种顶管机推进装置，其特征在于，包括：

推进框架，为支撑主体；

支撑梁组件，可拆卸连接在所述推进框架的不同位置；

顶环组件，用于锁紧管道；

推进油缸，一端与所述支撑梁组件连接，另一端与所述顶环组件连接；

所述推进框架远离顶进方向的一端设置有后靠板，所述后靠板固定连接在地基上，用于对所述推进框架进行限位；所述支撑梁组件远离所述推进油缸的一端与回拖机构连接。

2.根据权利要求1所述的顶管机推进装置，其特征在于，所述推进框架包括两个平行设置的上纵梁和两个平行设置的下纵梁，所述上纵梁和下纵梁通过连接杆连接在一起，两个平行设置的所述下纵梁通过横梁连接在一起，所述横梁上设置有支撑管道的轨道，所述上纵梁上设置有与所述支撑梁组件连接的连接接口。

3.根据权利要求2所述的顶管机推进装置，其特征在于，所述支撑梁组件包括支撑梁，所述支撑梁的两端均滑动连接有销轴，所述销轴与动力装置连接，通过所述动力装置驱动对应端的所述销轴伸入或者退出所述连接接口；

所述支撑梁的两端设置有第一支撑滑板，所述第一支撑滑板滑动设置在所述上纵梁上。

4.根据权利要求3所述的顶管机推进装置，其特征在于，所述第一支撑滑板包括第一上滑板和第一下滑板，所述第一上滑板与所述上纵梁的上端限位面对应设置，所述第一下滑板与所述上纵梁的下端限位面对应设置；

所述销轴靠近所述动力装置的位置设置有限位板件，所述销轴滑动连接在所述支撑梁的端板的圆形通孔内；

所述限位板件滑动连接在所述支撑梁上的限位孔槽中，用于限制对应侧的销轴的位移最大值。

5.根据权利要求3或4所述的顶管机推进装置，其特征在于，所述动力装置为插拔油缸，所述插拔油缸的一端与对应侧的一所述销轴转动连接，另一端与对应侧的另一所述销轴转动连接。

6.根据权利要求1所述的顶管机推进装置，其特征在于，所述顶环组件包括与所述推进油缸连接的架体，所述架体远离所述推进油缸的一侧设置有限位环，所述限位环套设在所述管道的外侧，所述限位环上沿所述管道的径向螺纹连接有若干限位螺栓，所述限位螺栓用于对设置在所述限位环处的管道的一端限位。

7.根据权利要求6所述的顶管机推进装置，其特征在于，所述架体的两端设置有第二支撑滑板，所述第二支撑滑板滑动设置在所述上纵梁上，所述第二支撑滑板包括第二上滑板和第二下滑板，所述第二上滑板与所述上纵梁的上端限位面对应设置，所述第二下滑板与所述上纵梁的下端限位面对应设置。

8.根据权利要求1所述的顶管机推进装置，其特征在于，所述回拖机构包括卷扬机，所述卷扬机的动力输出端连接有钢丝绳的一端，所述钢丝绳依次绕过第一滑轮和第二滑轮后与所述支撑梁组件连接；

所述卷扬机和第一滑轮设置在地基上，所述第二滑轮设置在所述后靠板上。

9.根据权利要求1-8任一项所述的顶管机推进装置，其特征在于，所述推进框架的底端设置有若干微调机构，所述微调机构包括垂直地基设置的调节支撑杆，所述调节支撑杆的下端通过第一螺纹段螺纹连接在支撑座上，上端通过第二螺纹段螺纹连接在连接套内；

所述连接套固定连接在所述推进框架的底部，所述连接套的轴线垂直地基设置；

所述第一螺纹段和第二螺纹段的螺纹旋向相反。

10.根据权利要求1-8任一项所述的顶管机推进装置，其特征在于，所述推进框架的底端设置有若干行走机构，所述行走机构包括行走轮和支撑导轨，所述行走轮通过转轴转动连接在所述推进框架的底端，所述行走轮滚动设置在所述支撑导轨上；

所述支撑导轨垂直所述推进框架的长度方向设置。

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