一種應用於超大斷面馬蹄形盾構管片拼裝機抓舉裝置的製作方法

2023-12-10 12:30:52 2

本發明屬於隧道施工設備技術領域，尤其涉及一種應用於超大斷面馬蹄形盾構管片拼裝機抓舉裝置。

背景技術：

在目前隧道施工中，盾構技術以其自動化程度高、施工安全度高、施工進度快、汙染小、成本低等優勢，逐步得到廣泛應用。其中，盾構機是一種採用盾構法的集機械、電子、液壓、雷射和控制等技術於一體的高度機械化和自動化的掘進襯砌成套設備。

目前，盾構機主要應用於斷面多為圓形的隧道。由於異形隧道施工中存在隧道斷面開挖、管片襯砌等技術難題，盾構機應用於異形斷面隧道較少。管片襯砌包括管片抓取運輸和管片拼裝兩個過程。常規的管片抓取和拼裝採用單吊點機械式或真空吸盤式。具體採用何種方式主要取決於管片水泥強度、管片重量、管片形狀、管片運動軌跡等因素。單起吊點機械式抓取方式適合於單塊管片質量小於6噸的管片，真空吸盤適合於單塊質量大的圓形管片。而大直徑異形隧道的管片因重量大（達8噸以上），形狀複雜，拼裝時單塊管片的運動軌跡複雜。採用上述兩種方式均不能滿足使用要求，異形管片的拼裝技術已成為制約盾構機應用於大直徑異形隧道的瓶頸。因此，如何實現對異形斷面隧道管片的快速高效的拼裝，提高掘進機的掘進效率，降低施工成本，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明為解決現有技術中存在的問題，提出一種應用於超大斷面馬蹄形盾構管片拼裝機抓舉裝置。

本發明的技術方案是這樣實現的：

1.一種應用於超大斷面馬蹄形盾構管片拼裝機抓舉裝置，其組成包括：抓舉機構（1），抓舉機構（1）包括箱體（101），箱體（101）兩側設置有支撐板（102）、箱體（101）內側安裝有十字接頭（105）、箱體（101）中心為提升裝置（107）、箱體（101）下側為下抓持板（103），位於提升裝置（107）下部的均衡梁（108）、以及連接銷軸和油缸，均衡梁（108）下側擁有三個孔槽，孔槽抓緊兩個起吊螺釘（4），均衡梁（108）上側耳板與提升裝置（107）關於Z軸鉸接；提升裝置（107）位於箱體（101）中心，銷軸C（106）環繞在提升裝置（107）在外部，提升裝置（107）由提升油缸UY（1071） 和轉換接頭（1072）組成；銷軸C（106）的底部與下抓持板（103）中心通過螺栓固定；十字接頭（105）與銷軸C（106）鉸接，十字接頭（105）通過銷軸B（104）與外圍的箱體（101）鉸接。

抓舉機構（1）的輔助機構包括：移動架（2）、軛梁（3）、起吊螺釘（4）；移動架（2）由銷軸A（201）、油缸UZ（202）、油缸RZ（203）組成；抓舉機構（1）通過銷軸A（201）鉸接在移動架（2）上，同時移動架（2）能在軛梁軌道（301）上滑動，移動架（2）油缸UZ（202）驅動；油缸RZ（203）的兩端分別鉸接在箱體（101）和移動架（2）上。

油缸RY（112）為均衡梁（108）提供關於Y軸旋轉的動力；油缸RX（111）為均衡梁（108）提供關於X軸旋轉的動力；油缸RZ（203）為均衡梁（108）提供關於Z軸旋轉的動力 。

下抓持板（103）設置有四個長度不同的支撐臂（1031），且在支撐臂（1031）上安裝尼龍板。

支撐板（102）的兩翼對下抓持板（103）的兩翼形成機械限位。

本發明的有益效果是：因均衡梁下側擁有三個孔槽，可同時抓緊2個4起吊螺釘，管片上預製有2個起吊螺釘的安裝位置，那麼該異形盾構拼裝機就可以抓舉重量大於10噸的管片，相對於傳統圓形盾構的單起吊點機械式抓舉設備，本發明提高了拼裝機的工作能力，同時利於管片分塊數量減少以及管片拼裝效率的提高，為整個隧道襯砌的高質量高效率提供的保證。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明主體結構的主視圖；

圖2為本發明主體結構A-A向視圖；

圖3為本發明抓舉機構的結構示意圖；

圖4為圖2的向左剖視圖C-C；

圖5為圖2的向下剖視圖B-B；

圖6為下抓持板的結構示意圖；

圖7為均衡梁的結構示意圖；

圖8為提升裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

如圖1所示，本發明的管片拼裝機的結構，包括：抓舉機構1、移動架2、軛梁3、起吊螺釘3等組成；軛梁3由軛梁軌道301和鋼結構組成；移動架2由銷軸A201、油缸UZ202、油缸RZ203和鋼結構組成。

起吊螺釘4連接在抓舉裝置1下側，且可以與之分離；抓舉機構1通過銷軸A201鉸接在移動架2上，且油缸RZ203的伸縮可以令抓舉機構1產生關於Z軸的小角度旋轉；此外，油缸UZ202的伸縮，可以令移動架2沿著軛梁軌道301產生前後方向的位移，抓舉機構1也隨之移動。

如圖2、3、4所示，抓舉機構1包括：箱體101、支撐板102、下抓持板103、銷軸B104、十字接頭105、銷軸C 106、提升裝置107、均衡梁108、軸套B109、軸套C110、油缸RX111、油缸RY112以及其他附屬結構。

如圖7所示，提升裝置107由提升油缸UY 1071、轉換接頭1072組成。

如圖5所示，下抓持板103由支撐臂1031、套筒1032、主板1033、擋塊1034組成，在主板1033下側設置有四個長度不同的支撐臂1031，其上側設置有擋塊1034，且在支撐臂1031上安裝尼龍板，用以使用多種尺寸管片的不同弧度。

如圖6所示，均衡梁108下側擁有三個孔槽，可同時抓緊兩個起吊螺釘4，其上側耳板與提升裝置107鉸接；提升裝置107固定於箱體101中心，被銷軸C106環繞在內部；銷軸C106的底部與下抓持板的套筒1032中間通過螺栓固定；十字接頭105能夠與銷軸C106鉸接，同時通過銷軸B104與外圍的箱體101鉸接。

支撐板102的兩翼對下抓持板103的兩翼擋塊1034形成機械限位，輔助支撐板102的固定。

馬蹄形斷面隧道的管片由三種半徑的管片組成，且分塊尺寸不同，相應的管片拼裝機擁有六自由度調節能力的同時，也需要具備二次Z軸轉角的調節能力。

(1)關於Y軸旋轉的功能：油缸RY112一端鉸接在箱體101上，另一端鉸接在下抓持板103，油缸RY112的行程轉化為轉角的傳遞路線為下抓持板103→軸套C110→銷軸C106→提升裝置107→均衡梁108→管片，以銷軸C106為旋轉中心。

（2）關於X軸旋轉的功能：油缸RX111一端鉸接在下抓持板103，另一端鉸接在箱體101上，油缸RX111的行程轉化為轉角的傳遞路線為：下抓持板103→軸套B109→銷軸C106→提升裝置107→均衡梁108→管片，以銷軸B104為旋轉中心。

（3）關於Z軸旋轉的功能：油缸RZ203 一端鉸接在移動架2，另一端鉸接在箱體101上，油缸RZ203的行程轉化為轉角的傳遞路線為箱體101→軸套B109→銷軸B104→十字接頭105→銷軸C106→提升裝置107→均衡梁108→管片，以銷軸A201為旋轉中心。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。