一种管片运输装置及使用该管片运输装置的盾构机

文档序号:165335 发布日期:2021-10-29 浏览:43次 >En<

阅读说明:本技术 一种管片运输装置及使用该管片运输装置的盾构机 (Segment conveying device and shield machine using same ) 是由 贺飞 王亚威 潘守辰 宁向可 张玉香 于 2021-07-20 设计创作,主要内容包括:本发明涉及盾构机技术领域,具体涉及一种管片运输装置及使用该管片运输装置的盾构机。管片运输装置包括外框架、外框架驱动单元,外框架在使用时支撑在已铺设管片上且可前后移动;外框架驱动单元具有直线伸缩端,直线伸缩端连接在外框架上,外框架驱动单元上设有用于安装在拖车上的安装座,所述外框架驱动单元可将外框架向前驱动以使外框架的前端位于管片拼装机所在的位置处,也可将外框架向后驱动至管片拼装机的后方;外框架上沿前后方向移动装配有管片运载小车,管片运载小车用于放置管片;外框架上还设有小车驱动单元,小车驱动单元用于驱动管片运载小车相对于外框架前后移动。(The invention relates to the technical field of shield tunneling machines, in particular to a duct piece conveying device and a shield tunneling machine using the duct piece conveying device. The duct piece conveying device comprises an outer frame and an outer frame driving unit, wherein the outer frame is supported on the laid duct pieces and can move back and forth when in use; the outer frame driving unit is provided with a linear telescopic end, the linear telescopic end is connected to the outer frame, a mounting seat used for being mounted on a trailer is arranged on the outer frame driving unit, and the outer frame driving unit can drive the outer frame forwards so that the front end of the outer frame is located at the position of the segment erector and can also drive the outer frame backwards to the rear of the segment erector; a duct piece carrying trolley is movably assembled on the outer frame along the front-back direction and used for placing duct pieces; and the outer frame is also provided with a trolley driving unit which is used for driving the segment carrying trolley to move back and forth relative to the outer frame.)

一种管片运输装置及使用该管片运输装置的盾构机

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域,具体涉及一种管片运输装置及使用该管片运输装置的盾构机。

背景技术

近些年来,全断面隧道掘进机因其具有安全、高效、良好的经济性、适合长距离作业等诸多优点而得到了越来越多的应用。在以管片作为支护形式的隧道施工中,管片拼装是关键工序之一,而管片运输又是管片拼装环节中不可或缺的一环。小直径的全断面隧道掘进机机构复杂,布置紧凑,管片运输空间小。常规的管片运输装置布置在拖车上,而拖车通过拖拉油缸连接在管片拼装机的后方,管片运输装置布置在管片拼装机与拖车之间,现有技术的管片运输装置的运输方式为步进式,除了具有前后移动功能以外还具有顶升、下降的功能。当应用在小直径开挖断面时,自身结构外形尺寸往往无法满足狭窄的空间要求。

为此,申请公布号为CN112664241A的中国发明专利申请公开了一种临时管片运输装置及施工方法,其采取在已有管片上铺设轨道,轨道上滑动装配管片运载小车并配备驱动机构的方式来往复驱动管片运载小车,其中的驱动机构为链传动方式。使用时,先将管片运载小车至于起始位,并将管片吊装在管片运载小车上,然后驱动管片运载小车移动至终止位,管片拼装机抓取后管片运载小车空载返回。

现有技术的管片运输装置利用管片运载小车在起始位和终止位之间的往复移动来进行管片的运输,不需要配备顶升结构。但是存在的问题在于,为保证管片运载小车能够行驶至管片拼装机处,轨道需要对应地铺设至管片拼装机所在的位置,但是管片拼装机抓取管片后需要进行转动,以进行下一步的拼装作业,管片转动过程中所需的空间较大,轨道的存在易使管片的边角位置磕碰到轨道上,造成管片、轨道的损坏,以及管片拼装机无法正常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管片运输装置,以解决现有技术的运输装置为管片拼装预留空间较小而导致管片、轨道易损坏以及管片拼装机无法正常工作的技术问题;还提供一种使用该管片运输装置的盾构机,以解决上述技术问题。

为实现上述目的,本发明所提供的管片运输装置的技术方案是:一种管片运输装置,包括:

外框架,使用时支撑在已铺设管片上且可前后移动;

外框架驱动单元,具有直线伸缩端,直线伸缩端连接在外框架上,外框架驱动单元上设有用于安装在拖车上的安装座,所述外框架驱动单元可将外框架向前驱动以使外框架的前端位于管片拼装机所在的位置处,也可将外框架向后驱动至管片拼装机的后方;

管片运载小车,沿前后方向移动装配在外框架上,管片运载小车用于放置管片;

小车驱动单元,设于外框架上,用于驱动管片运载小车相对于外框架前后移动。

有益效果:外框架可以被外框架驱动单元驱动而前后移动,保证管片运载小车可以移动至管片拼装机的位置,保证管片拼装机可以抓取管片而进行拼装,也能够保证外框架整体上位于管片拼装机的后方,为管片拼装时的旋转留出空间,避免管片与外框架之间碰撞干涉,避免管片、外框架发生损伤,保证管片拼装机可以正常工作。本发明中,通过外框架的移动以及管片运载小车相对于外框架的移动,能够保证管片运载小车有足够长的行程,而且在使用时,外框架驱动单元和小车驱动单元可以同时工作,缩短管片运输的时间,提高运输效果。

优选地,所述外框架的底部设有导向板,导向板有沿左右方向间隔排布的两侧,两侧的导向板用于伸入已铺设管片的凹槽内,并与凹槽的槽壁挡止配合以实现导向。利用已铺设管片的凹槽来对外框架进行导向,结构简单,且保证了外框架的导向移动。

优选地,所述外框架的底部设有耐磨板,耐磨板用于与已铺设管片直接接触且滑动配合。通过设置耐磨板,能够延长外框架的使用时间。

优选地,所述外框架的左右两侧分别设有前后延伸的滑槽,两侧滑槽的槽口水平相对布置;

所述管片运载小车的两侧分别设有用于支撑在滑槽底部槽壁上的支撑滚轮,还设有用于与滑槽槽底水平挡止配合的导向滚轮,两侧的所述导向滚轮用于配合而对管片运载小车的移动进行导向。通过支撑滚轮能够减小管片运载小车与外框架之间的摩擦力,而导向滚轮保证了管片运载小车的前后导向移动,保证运输平稳。

优选地,所述小车驱动单元包括链传动机构或带传动机构,链传动机构包括转动安装在外框架前后方向其中一端的主动链轮,还包括设于另一端的从动链轮,还包括绕置在主动链轮、从动链轮上的链条,所述链条的两端分别连接在管片运载小车的前后两端;带传动机构包括转动安装在外框架前后方向其中一端的主动带轮,还包括设于另一端的从动带轮,还包括绕置在主动带轮、从动带轮上的传动带,所述传动带的两端分别连接在管片运载小车的前后两端;

小车驱动单元还包括用于调节链条或传动带松紧程度的调节件,所述调节件设于从动链轮或从动带轮与外框架之间,通过改变调节件的长度可调节链条或传动带的松紧程度。无论是链传动机构还是带传动机构,均具有行程长的优点,能够进行管片的长距离运输;而通过调节件能够保证较长的链条、传动带松紧程度适中,保证运输过程顺畅。

本发明盾构机的技术方案是:一种盾构机,包括:

管片拼装机以及设于管片拼装机后方的拖车,所述拖车上设有管片运输装置,管片运输装置设于管片拼装机与拖车之间,管片运输装置用于将管片运输至管片拼装机处;

管片运输装置包括:

外框架,使用时支撑在已铺设管片上且可前后移动;

外框架驱动单元,具有直线伸缩端,直线伸缩端连接在外框架上,外框架驱动单元上设有安装座,所述安装座固设于所述拖车上,所述外框架驱动单元可将外框架向前驱动以使外框架的前端位于管片拼装机所在的位置处,也可将外框架向后驱动至管片拼装机的后方;

管片运载小车,沿前后方向移动装配在外框架上,管片运载小车用于放置管片;

小车驱动单元,设于外框架上,用于驱动管片运载小车相对于外框架前后移动。

有益效果:外框架可以被外框架驱动单元驱动而前后移动,保证管片运载小车可以移动至管片拼装机的位置,保证管片拼装机可以抓取管片而进行拼装,也能够保证外框架整体上位于管片拼装机的后方,为管片拼装时的旋转留出空间,避免管片与外框架之间碰撞干涉,避免管片、外框架发生损伤,保证管片拼装机可以正常工作。本发明中,通过外框架的移动以及管片运载小车相对于外框架的移动,能够保证管片运载小车有足够长的行程,而且在使用时,外框架驱动单元和小车驱动单元可以同时工作,缩短管片运输的时间,提高运输效果。

优选地,所述外框架的底部设有导向板,导向板有沿左右方向间隔排布的两侧,两侧的导向板用于伸入已铺设管片的凹槽内,并与凹槽的槽壁挡止配合以实现导向。利用已铺设管片的凹槽来对外框架进行导向,结构简单,且保证了外框架的导向移动。

优选地,所述外框架的底部设有耐磨板,耐磨板用于与已铺设管片直接接触且滑动配合。通过设置耐磨板,能够延长外框架的使用时间。

优选地,所述外框架的左右两侧分别设有前后延伸的滑槽,两侧滑槽的槽口水平相对布置;

所述管片运载小车的两侧分别设有用于支撑在滑槽底部槽壁上的支撑滚轮,还设有用于与滑槽槽底水平挡止配合的导向滚轮,两侧的所述导向滚轮用于配合而对管片运载小车的移动进行导向。通过支撑滚轮能够减小管片运载小车与外框架之间的摩擦力,而导向滚轮保证了管片运载小车的前后导向移动,保证运输平稳。

优选地,所述小车驱动单元包括链传动机构或带传动机构,链传动机构包括转动安装在外框架前后方向其中一端的主动链轮,还包括设于另一端的从动链轮,还包括绕置在主动链轮、从动链轮上的链条,所述链条的两端分别连接在管片运载小车的前后两端;带传动机构包括转动安装在外框架前后方向其中一端的主动带轮,还包括设于另一端的从动带轮,还包括绕置在主动带轮、从动带轮上的传动带,所述传动带的两端分别连接在管片运载小车的前后两端;

小车驱动单元还包括用于调节链条或传动带松紧程度的调节件,所述调节件设于从动链轮或从动带轮与外框架之间,通过改变调节件的长度可调节链条或传动带的松紧程度。无论是链传动机构还是带传动机构,均具有行程长的优点,能够进行管片的长距离运输;而通过调节件能够保证较长的链条、传动带松紧程度适中,保证运输过程顺畅。

附图说明

图1为本发明所提供的管片运输装置处于起始位置的结构示意图;

图2为本发明所提供的管片运输装置处于终止位置的结构示意图;

图3为图2的俯视图;

图4为图1中A-A截面的示意图;

图5为图4中B处的放大图;

附图标记说明:

1、外框架驱动单元;2、安装座;3、主动链轮;4、驱动件;5、待输送管片;6、管片运载小车;7、链条;8、外框架;9、从动链轮;10、调节件;11、已铺设管片;12、管片拼装机抓取装置;13、凹槽;14、导向板;15、滑槽;16、支撑滚轮;17、导向滚轮;18、耐磨板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明,即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是,术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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,可能出现的术语“设有”应做广义理解,例如,“设有”的对象可以是本体的一部分,也可以是与本体分体布置并连接在本体上,该连接可以是可拆连接,也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的管片运输装置的具体实施例1:

如图1至图5所示,管片运输装置布置在管片拼装机、拖车之间,能够将待输送管片5运送至管片拼装机抓取装置12处,其中,拖车与管片拼装机通过拖拉油缸相连,随管片拼装机步进式向前移动。

为方便描述,定义管片拼装机、管片运输装置、拖车由前向后依次排布,管片运输装置将待输送管片5向前输送,并空载向后返回,本实施例中的管片运输装置布置在已铺设管片11上。管片运输装置包括放置在已铺设管片11上的外框架8,外框架8为顶部开口、四周和底部封闭的结构。外框架8与已铺设管片11之间直接接触,能够在已铺设管片11前后往复移动。为对外框架8的前后移动进行导向,如图4和图5所示,在外框架8的底部固定安装有两处导向板14,两处导向板14沿左右方向间隔排布,两处导向板14能够伸入到已铺设管片11的前后延伸的凹槽13中,导向板14与凹槽13的槽壁左右挡止,实现对外框架8的导向。如图5所示,为了防止外框架8在使用时底部磨损过大,在外框架8的底部设置有耐磨板18,耐磨板18选用耐磨材质加工而成,能够延长使用时间。

如图1至图3所示,管片运输装置还包括能够驱动外框架8往复移动的外框架驱动单元1,此处的外框架驱动单元1为油缸,油缸包括缸体和活塞杆,其中活塞杆作为油缸的直线伸缩端与外框架8相连,而缸体上固定有安装座2,具体地,安装座2可以采用抱箍夹紧固定的方式固定安装在缸体上,其中,安装座2与拖车相连,或者可以为拖车的一部分,使得外框架驱动单元1安装在拖车上,随管片拼装机一同前进能够驱动外框架8前后移动。

如图1所示,外框架8处于起始位置,外框架8的前端位于管片拼装机抓取装置12的后方;如图2所示,外框架8处于终止位置,外框架8的前端被驱动至管片拼装机抓取装置12处。

如图1至图3所示,在外框架8上沿前后方向导向装配有管片运载小车6,管片运载小车6用来承载待输送管片5,管片运载小车6的上部有V形块,保证待输送管片5在运动中保持稳定。如图5所示,在外框架8的左右两侧分别开设有滑槽15,滑槽15沿前后方向延伸,而且两个滑槽15的槽口均水平开设,两个滑槽15的槽口相对布置。在管片运载小车6的两侧分别安装有支撑滚轮16,支撑滚轮16支撑在滑槽15的底部槽壁上,使得管片运载小车6能够前后行走。同时,在管片运载小车6的两侧还分别安装有导向滚轮17,导向滚轮17的轴线上下延伸,导向滚轮17支撑在滑槽15的槽底上,且与滑槽15的槽底水平挡止。通过两个导向滚轮17的配合,能够保证管片运载小车6前后移动的平稳,对管片运载小车6的前后移动进行导向。

为驱动管片运载小车6相对于外框架8前后移动,在外框架8上设置有驱动管片运载小车6前后移动的小车驱动单元,本实施例中的小车驱动单元包括链传动机构,链传动机构包括安装在外框架8前端的从动链轮9和安装在外框架8后端的主动链轮3,以及与从动链轮9、主动链轮3均啮合的链条7,链条7的两端分别连接在管片运载小车6的前后两端,通过主动链轮3的正反转来驱动管片运载小车6前后移动。为驱动主动链轮3正反转,在外框架8上安装有驱动件4,此处的驱动件4为驱动电机,驱动电机与主动链轮3相连。

如图1和图2所示,为了调节链条7的松紧程度,保证链条7与主动链轮3、从动链轮9啮合顺畅,在外框架8的前端安装有调节件10,从动链轮9安装在调节件10上,具体地可以在调节件10上开孔并用销轴进行安装。调节件10自身的长度能够改变,从而能够改变从动链轮9、主动链轮3之间的间距,进而调节链条7的松紧程度。此处的调节件10可以为机械式的结构,比如可以包括分别于外框架8、从动链轮9相连的螺杆,两个螺杆螺纹旋向相反,还包括套装在两个螺杆外部的螺套,通过转动螺套来改变调节件10的长度。其他实施例中,调节件可以为液压式、气压式或者电动式的伸缩结构。

本发明在使用时,初始状态下,外框架驱动单元1收缩、管片运载小车6置于最右端,管片吊机将待输送管片5卸载到管片运载小车6上。外框架驱动单元1伸出,同时驱动件4工作,使外框架8和管片运载小车6移动至最前端的位置,此时管片运载小车6置于管片拼装机的拼装区域,管片拼装机抓取装置12抓取待输送管片5。管片拼装机抓取装置12抓取待输送管片5后,外框架驱动单元1收缩至极限位置,同时驱动件4驱动管片运载小车6移动至后极限位置,等待管片吊机卸载下一个管片。而外框架8向后移动之后,管片拼装机开始旋转管片进行拼装,此时,由于外框架8已经后退,在管片拼装机所在的位置处会留出较大的空间,避免管片与外框架8之间发生碰撞。

应当说明的是,本实施例中的外框架8底部、四周可以为板体,也可以为框架结构。本实施例中,主动链轮3位于外框架8的后端,从动链轮9位于外框架8的前端,其他实施例中,主动链轮、从动链轮的位置可以进行互换。

本实施例中,驱动件4为驱动电机。其他实施例中,驱动件为液压马达。

本实施例中,驱动管片运载小车6往复移动的为链传动机构。其他实施例中,将链传动机构更换为带传动机构,带传动机构包括安装在外框架上的主动带轮和从动带轮,以及与主动带轮、从动带轮配合的传动带,传动带与管片运载小车相连,通过驱动主动带轮正反转来驱动管片运载小车往复移动。

本实施例中,小车驱动单元包括链传动机构。其他实施例中,小车驱动单元为具有直线伸缩端的气缸、油缸或者电推杆等。

本实施例中,外框架的左右两侧有滑槽,管片运载小车的两侧有支撑滚轮和导向滚轮。其他实施例中,将导向滚轮取消,仅保留支撑滚轮;或者,其他实施例中,将支撑滚轮和导向滚轮全部取消,在管片运载小车上设置滑块,通过滑块与滑槽的配合实现导向移动。其他实施例中,将外框架上的滑槽取消,在管片运载小车的底部安装滚轮,管片运载小车通过滚轮支撑在外框架上。

本实施例中,外框架的底部有耐磨板。其他实施例中,将耐磨板取消。其他实施例中,在外框架的底部安装滚轮,外框架与已铺设管片之间滚动配合。

本实施例中,在外框架的底部安装有导向板。其他实施例中,将导向板取消,依靠外框架驱动单元来控制外框架的移动轨迹。

本实施例中,外框架驱动单元为油缸。其他实施例中,外框架驱动单元可以为气缸、电推杆等结构。

本发明盾构机的具体实施例:

盾构机包括管片拼装机和连接在管片拼装机后方的拖车,拖车通过拖拉油缸与管片拼装机相连,在拖车上安装有位于管片拼装机、拖车之间的管片运输装置,其中,管片运输装置的结构与上述管片运输装置各实施例的结构相同,在此不再赘述。

最后需要说明的是,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,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

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