一種伸縮迴轉機構及水平旋噴鑽機的製作方法

2023-09-21 01:35:05 2

本發明涉及工程機械技術領域，具體涉及一種伸縮迴轉機構及水平旋噴鑽機。

背景技術：

水平旋噴法又被稱作水平旋噴預支護施工技術，在隧道工程中，水平旋噴可作為一種超前支護手段。水平旋噴鑽機需要依據隧道直徑大小而改變工作半徑進行隧道施工。水平旋噴鑽機中的前後舉升搖臂機構是連接工作裝置及機架的重要部件，起到支撐工作裝置和調整工作裝置舉升高度、帶動工作裝置轉動的作用。設備施工時，調整前後舉升搖臂機構的伸縮機構使隧道中心線和設備工作裝置迴轉中心重合，帶動工作裝置繞迴轉中心轉動，使設備沿隧道輪廓進行旋噴注漿。提高水平旋噴鑽機對不同直徑隧道的適用性可以提高設備施工效率。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種伸縮行程長的伸縮迴轉機構及水平旋噴鑽機來提高水平旋噴鑽機對不同直徑隧道的適用性。

本發明涉及的伸縮迴轉機構，包括拆卸式的固定座、滑移伸縮機構、迴轉機構和套筒伸縮機構。固定座與滑移伸縮機構通過滑移油缸連接。固定座兩側設有用於滑移伸縮機構滑移的滑軌。迴轉機構分別與滑移伸縮機構和套筒伸縮機構連接。

滑移伸縮機構與固定座之間通過液壓油缸控制滑移伸縮機構沿固定座兩側的滑軌滑移，形成滑移伸縮。滑移伸縮機構內部也可以採用液壓伸縮油缸控制多級滑移伸縮組合的結構來增加機構伸縮行程。同樣地，套筒伸縮機構內部也可以採用通過多級伸縮油缸控制多級伸縮組合的結構來進一步增加伸縮行程。因此採用滑移伸縮機構與套筒伸縮機構的多級組合迴轉伸縮機構伸縮總行程長，提升了水平旋噴鑽機對不同直徑隧道的適用性，進而提高了設備的施工效率。

優選地，固定座為設有凹槽的箱體。固定座凹槽內設有用於固定滑移油缸缸筒端部的耳座。滑移伸縮機構底部設有用於固定滑移油缸活塞杆端部的耳座。

通過液壓系統來控制滑移油缸的伸縮來控制滑移伸縮機構的伸縮動作，使得滑移伸縮機構的滑移過程平穩，也可以使得整個伸縮機構的結構緊湊。並且採用液壓系統控制的方式，可以保證伸縮機構的承載能力、容易實現伸縮機構的無級調速獲得極低的速度和過載保護以提高整個伸縮機構的可靠性。

優選地，滑移伸縮機構包括一級滑移伸縮機構和二級滑移伸縮機構。一級滑移伸縮機構通過一級滑移油缸與固定座連接。一級滑移伸縮機構與二級滑移伸縮機構通過二級滑移油缸連接。一級滑移伸縮機構兩側設有用於二級滑移伸縮機構滑移的二級滑軌。二級滑移伸縮機構與迴轉機構相連。

多級滑移伸縮機構進一步增加了伸縮迴轉機構的伸縮總行程。通過液壓系統來控制滑移油缸的伸縮來控制一級滑移伸縮機構和二級滑移伸縮機構的工作過程可以確保一級伸縮和二級伸縮過程平穩，也可以使得整個伸縮機構的結構緊湊。並且採用液壓系統控制的方式，可以保證伸縮機構的承載能力、容易實現伸縮機構的無級調速獲得極低的速度和過載保護以提高整個伸縮機構的可靠性。

優選地，一級滑移伸縮機構包括第一滑移座。第一滑移座為設有凹槽的箱體。第一滑移座兩側設有與固定座兩側滑軌配合的拆卸式滑塊。固定座凹槽內和第一滑移座底部分別設有用於固定一級滑移油缸缸筒端部和活塞杆端部的耳座。第一滑移座凹槽底部和所述二級滑移伸縮機構的底部分別設有用於固定所述二級滑移油缸缸筒端部和活塞杆端部的耳座。

拆卸式的滑塊結構保證滑塊的安裝和拆卸簡單快捷。

優選地，第一滑移座底部設有與固定座凹槽兩側面配合的限位裝置。

通過設置的限位裝置可以保證第一滑移座的滑移伸縮過程平穩。

優選地，二級滑移伸縮機構包括第二滑移座。第二滑移座為長條形板式結構。第二滑移座兩側設有與第一滑移座兩側滑軌配合的拆卸式滑塊。

拆卸式的滑塊結構保證滑塊的安裝和拆卸簡單快捷。

帶有凹槽的箱式第一滑移座分別與帶有凹槽的箱式固定座和長條形板式第二滑移座互相配合形成一級滑移伸縮和二級滑移伸縮的伸縮機構在增加伸縮機構伸縮行程的同時保證了伸縮機構的結構緊湊。

優選地，第二滑移座底部設有與所述第一滑移座凹槽兩側面配合的限位裝置。

通過設置的限位裝置可以保證第二滑移座的滑移伸縮過程平穩。

優選地，迴轉機構包括迴轉箱體、迴轉支承、迴轉馬達減速機。迴轉支承的外齒圈布置在迴轉箱體上的。迴轉支承的內圈與第二滑移座連接。迴轉馬達減速機均勻布置在迴轉箱體上，其輸出端齒輪與所述迴轉支承外齒圈嚙合。

通過均勻布置在迴轉箱體上的迴轉馬達減速機驅動迴轉支承外齒圈轉動，帶動整個迴轉箱體轉動從而帶動固定在迴轉箱體上的套筒式伸縮機構相對第二滑移座平穩轉動。

優選地，套筒伸縮機構包括外臂、中臂、內臂、二級伸縮油缸。二級伸縮油缸的第一缸筒端部與內臂連接。二級伸縮油缸第二缸筒端部與中臂連接。二級伸縮油缸的活塞杆端部與外臂連接。外臂下端與迴轉機構連接。

這種三層套筒式結構的伸縮機構，可以通過液壓系統控制二級油缸分別帶動中臂和外臂平穩實現伸縮迴轉機構的三級伸縮和四級伸縮。也可以進一步確保整個伸縮機構結構緊湊的前提下增加伸縮機構的伸縮總行程，進一步保證伸縮機構的承載能力和容易實現套筒式伸縮機構的無級調速獲得極低的速度和過載保護以提高整個迴轉伸縮機構的可靠性。

由於中臂嵌套於外臂內、內臂嵌套於中臂內，這種多級套筒式的伸縮機構在進一步增加伸縮機構的伸縮總行程的前提下進一步確保了整個伸縮機構的結構緊湊。

本發明涉及的水平旋噴鑽機，包括上述所述的伸縮迴轉機構及機架。伸縮迴轉機構的固定座與機架通過機架連接法蘭相連。

本發明提供的伸縮迴轉機構及水平旋噴鑽機，採用滑移伸縮機構與套筒伸縮機構的多級組合迴轉伸縮機構伸縮總行程長，提升了水平旋噴鑽機對不同直徑隧道的適應性。

附圖說明

在下文中將基於實施例並參考附圖來對本發明進行更詳細的描述。其中：

圖1為本發明實施例的伸縮迴轉機構的結構示意圖。

圖2為本發明實施例的伸縮迴轉機構截面示意圖。

圖3為本發明實施例的套筒伸縮機構結構示意圖。

圖4為本發明實施例的伸縮迴轉機構初始狀態示意圖。

圖5為本發明實施例的伸縮迴轉機構舉升高度最高時示意圖。

圖6為本發明實施例的迴轉機構的結構示意圖。

圖7為本發明實施例的水平旋噴鑽機的結構示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖並未按照實際的比例繪製。圖中各標號表示：1、伸縮迴轉機構；10、固定座；11、一級滑軌；12、固定座凹槽；13、機架；14、連接法蘭；2、滑移伸縮機構；21、一級滑移伸縮機構；211、二級滑軌；212、第一滑移座；2121、第一滑移座凹槽；22、二級滑移伸縮機構；221、第二滑移座；3、迴轉機構；31、迴轉箱體；32、迴轉支承；321、外齒圈；322、內圈；33、迴轉馬達減速機；331、輸出端齒輪；4、套筒伸縮機構；41、外臂；42、中臂；43、內臂；44、二級伸縮油缸；441、第一缸筒；442、第二缸筒；443、活塞杆；5、滑移油缸；51、一級滑移油缸；52、二級滑移油缸；6、耳座；7、限位裝置；8、拆卸式滑塊；9、安裝座。

具體實施方式

下面將結合說明書附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明，但並不因此而限制本發明的保護範圍。

如圖1所示，本發明實施例中的伸縮迴轉機構，包括拆卸式的固定座10、滑移伸縮機構2、迴轉機構3和套筒伸縮機構4。固定座10與滑移伸縮機構2通過滑移油缸5連接。固定座10兩側設有用於滑移伸縮機構2滑移的一級滑軌11。迴轉機構3分別與滑移伸縮機構2和套筒伸縮機構4連接。

滑移伸縮機構通過液壓油缸的控制作用沿固定座兩側的滑軌滑移，形成滑移伸縮。滑移伸縮機構內部可以採用液壓伸縮油缸控制多級滑移伸縮組合的結構來增加機構伸縮行程。同樣地，套筒伸縮機構內部也可以採用通過多級伸縮油缸控制多級伸縮組合的結構來進一步增加伸縮行程。採用滑移伸縮機構與套筒伸縮機構的多級組合迴轉伸縮機構伸縮總行程長，能夠提升水平旋噴鑽機對不同直徑隧道的適用性，進而提高設備的施工效率。

如圖2所示，優選地，固定座10為設有凹槽的箱體。固定座凹槽12底部設有用於固定滑移油缸5缸筒端部的耳座6。滑移伸縮機構2底部設有用於固定滑移油缸5活塞杆端部的耳座6。

通過液壓系統來控制滑移油缸的伸縮來控制滑移伸縮機構的伸縮動作，使得滑移伸縮機構的滑移過程平穩，也可以使得整個伸縮機構的結構緊湊。並且採用液壓系統控制的方式，可以保證伸縮機構的承載能力、容易實現伸縮機構的無級調速獲得極低的速度和過載保護以提高整個伸縮機構的可靠性。

固定座10箱體下端有安裝板或機架連接法蘭14通過螺栓與機架13相連。一級滑軌11一般為兩側伸出的翼板。固定座10也可以採用橫截面為凹形的焊接箱形結構，這樣既可以節約材料又可以減輕設備重量。

優選地，滑移伸縮機構2底部設有與固定座凹槽12兩側面相對配合的限位裝置7。

兩側的限位裝置可以保證滑移伸縮機構的定位可靠，滑移過程平穩。

限位裝置7一般為底部突出的翼板。

優選地，滑移伸縮機構2包括一級滑移伸縮機構21和二級滑移伸縮機構22。一級滑移伸縮機構21通過一級滑移油缸51與固定座10連接。一級滑移伸縮機構21與二級滑移伸縮機構22通過二級滑移油缸52連接。一級滑移伸縮機構21兩側設有用於二級滑移伸縮機構22滑移的二級滑軌211。二級滑移伸縮機構22與拆卸式的迴轉機構3相連。

多級滑移伸縮機構進一步增加了伸縮迴轉機構的伸縮總行程。通過液壓系統來控制滑移油缸的伸縮來控制一級滑移伸縮機構和二級滑移伸縮機構的工作過程可以確保一級伸縮和二級伸縮過程平穩，也可以使得整個伸縮機構的結構緊湊。並且採用液壓系統控制的方式，可以保證伸縮機構的承載能力、容易實現伸縮機構的無級調速獲得極低的速度和過載保護以提高整個伸縮機構的可靠性。

二級滑軌211一般為一級滑移伸縮機構21兩側伸出的翼板。

優選地，一級滑移伸縮機構21包括第一滑移座212。第一滑移座212為設有凹槽的箱體。第一滑移座212兩側設有與固定座10兩側一級滑軌11配合的拆卸式滑塊8。固定座凹槽12內和第一滑移座212底部分別設有用於固定一級滑移油缸51兩端的耳座6。第一滑移座凹槽2121底部和二級滑移伸縮機構22底部分別設有用於固定二級滑移油缸52缸筒端部和活塞杆端部的耳座6。

拆卸式的滑塊結構保證滑塊的安裝和拆卸簡單快捷。

第一滑移座212也可以採用橫截面為凹形的焊接箱式結構，這樣既可以節約材料又可以減輕設備重量。

一般地，拆卸式滑塊8通過螺栓安裝在固定座10兩側。

優選地，第一滑移座212底部設有與固定座凹槽12兩側面配合的限位裝置7。

通過設置的限位裝置可以保證第一滑移座的定位可靠且沿固定座兩側滑軌的滑移伸縮過程平穩。

優選地，二級滑移伸縮機構22包括第二滑移座221。第二滑移座221為長條形板式結構。第二滑移座221兩側設有與第一滑移座212兩側二級滑軌211配合的拆卸式滑塊8。

拆卸式的滑塊結構保證滑塊的安裝和拆卸簡單快捷。

一般地，拆卸式滑塊8通過螺栓安裝在第一滑移座212兩側。

帶有凹槽的箱式第一滑移座分別與帶有凹槽的箱式固定座和長條形板式第二滑移座互相嵌入配合形成一級滑移伸縮和二級滑移伸縮的伸縮機構在增加伸縮機構伸縮行程的同時保證了伸縮機構的結構緊湊。

優選地，第二滑移座221底部設有與所述第一滑移座凹槽2121兩側面配合的限位裝置7。

通過均勻布置在迴轉箱體上的迴轉馬達減速機驅動迴轉支承外齒圈轉動，帶動整個迴轉箱體轉動從而帶動固定在迴轉箱體上的套筒式伸縮機構相對第二滑移座平穩轉動。

如圖6所示，優選地，拆卸式的迴轉機構3包括迴轉箱體31、迴轉支承32、迴轉馬達減速機33。迴轉支承32的外齒圈321布置在迴轉箱體31上。迴轉支承32的內圈322與第二滑移座221連接。迴轉馬達減速機33均勻布置在迴轉箱體31上。迴轉馬達減速機33的輸出端齒輪331與迴轉支承32的外齒圈321嚙合。

通過均勻布置在迴轉箱體上的迴轉馬達減速機驅動齒輪帶動迴轉支承轉動，使得迴轉機構繞迴轉支承軸線相對第二滑移座平穩轉動。

迴轉支承32的內圈322通過螺栓安裝在第二滑移座221上。

如圖3所示，優選地，拆卸式的套筒伸縮機構4包括外臂41、中臂42、內臂43、二級伸縮油缸44。二級伸縮油缸44的第一缸筒441端部與內臂43連接。二級伸縮油缸44第二缸筒442端部與中臂42連接。二級伸縮油缸44的活塞杆443端部與外臂41連接。外臂41與迴轉機構3連接。

採用三層套筒式結構的伸縮機構，通過液壓系統控制二級伸縮油缸分別帶動中臂和外臂平穩實現伸縮迴轉機構的三級伸縮和四級伸縮。可以進一步確保增加伸縮機構的伸縮總行程，進一步保證伸縮機構的承載能力和實現套筒式伸縮機構的無級調速獲得極低的速度和過載保護以提高整個迴轉伸縮機構的可靠性。同時由於中臂嵌套於外臂內、內臂嵌套於中臂內，這種多級套筒式的伸縮機構在進一步增加伸縮機構的伸縮總行程的前提下進一步確保了整個伸縮機構的結構緊湊。

外臂41通過螺栓固定在迴轉箱體31上。外臂41與二級伸縮油缸44的活塞杆443端部通過耳座連接。中臂42與二級伸縮油缸44第二缸筒442端部通過法蘭連接。內臂43頂端通過銷軸與二級伸縮油缸44的第一缸筒441端部連接。內臂43頂端有安裝座9與設備工作裝置連接，使得整個套筒伸縮機構能在馬達減速機的驅動下帶動工作裝置繞迴轉中心進行轉動。

本發明實施例中的伸縮迴轉機構舉升高度最低時，一級滑移油缸51、二級滑移油缸52、二級伸縮油缸44處於收回狀態。如圖4所示。

本發明實施例中的伸縮迴轉機構舉升高度最高時，一級滑移油缸51、二級滑移油缸52、二級伸縮油缸44處於完全伸出狀態。如圖5所示。

如圖7所示，本發明實施例中的水平旋噴鑽機，包括機架13及上述伸縮迴轉機構1。伸縮迴轉機構1的固定座10與機架13通過機架連接法蘭14相連。

本發明實施例中的伸縮迴轉機構工作過程如下：

通過液壓系統對一級滑移油缸51的控制作用，第一滑移座212在固定座10上沿一級滑軌11上下滑移，實現一級伸縮。然後通過液壓系統對二級滑移油缸52的控制作用，第二滑移座221在第一滑移座212上沿二級滑軌211上下滑移，實現二級伸縮。

迴轉機構3與第二滑移座221連接，固定在迴轉機構3上的減速馬達驅動迴轉機構3繞其中心相對於第二滑移座221轉動。套筒伸縮機構4中的外臂41與迴轉機構3連接，另一端與工作裝置連接，帶動工作裝置伸縮並隨迴轉機構3轉動。

拆卸式的套筒伸縮機構4包括外臂41、中臂42、內臂43、二級伸縮油缸44。二級伸縮油缸44的第一缸筒441端部與內臂43連接。二級伸縮油缸44的第二缸筒442端部與中臂42連接。二級伸縮油缸44的活塞杆443端部與外臂41連接。外臂41下端與迴轉機構3連接。

通過液壓系統控制二級伸縮油缸44分別帶動中臂42和外臂41平穩實現伸縮迴轉機構的三級伸縮和四級伸縮。

通過兩級滑移伸縮機構和兩級套筒伸縮機構相結合的伸縮方式增加了工作裝置的舉升行程，提升了水平旋噴鑽機對不同直徑隧道的適應性從而提高了設備的施工效率。

由於二級滑移伸縮機構中的固定座和第一滑移座及第二滑移座均採用箱式嵌入配合形式，二級套筒式伸縮機構中的中臂嵌套於外臂中、內臂嵌套於中臂中，在形成四級伸縮機構保證了整個伸縮機構伸縮總行程長的前提下還確保了整個伸縮機構的結構緊湊。

雖然已經參考優選實施例對本發明進行了描述，但在不脫離本發明的範圍的情況下，可以對其進行各種改進並且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結構衝突，各個實施例中所提到的各項技術特徵均可以任意方式組合起來。本發明並不局限於文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的範圍內的所有技術方案。