隧洞支护钢拱架安装装置及夹具的制作方法
【专利摘要】一种隧洞支护钢拱架安装装置，包括挖掘机，托架固定安装在挖掘机的铲斗上，在托架的上端设有用于夹持型钢拱架的夹具。夹具的结构为：二个夹头与夹具座铰接，二个夹头对称布置；在位于二个夹头的夹头销轴之下的位置，设有偏心凸轮，在夹头上与偏心凸轮外缘配合的位置设有夹头调整螺栓；偏心凸轮与搬杆连接。另一可选的夹具的结构为：二个夹头与夹具座铰接，二个夹头对称布置；在位于二个夹头之间的位置，设有一个或二个伸缩缸，伸缩缸与夹头通过连杆与夹头连接或者直接与夹头连接。本实用新型提供的一种隧洞支护钢拱架安装装置及夹具，利用液压挖掘机履带式底盘的稳定性与自行走功能，可以方便地用于型钢拱架的辅助安装。
【专利说明】隧洞支护钢拱架安装装置及夹具
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种隧洞开挖支护施工领域，特别是一种隧洞支护钢拱架安装装 置及夹具。
【背景技术】
[0002] 在隧道开挖支护中、根据洞内岩石等级不同，为了确保隧洞不产生塌方，需对不良 地段的岩石安装锚栓、架设型钢拱架、挂网喷射混凝土等安全支护。型钢弯成的拱架与隧洞 的开挖结构尺寸很接近，其重量较重，一般利用人工不能搬运安装，需要人工配合辅助机械 进行搬运安装，钢拱架在洞内的安装费工费力，且不安全。外购隧道钢拱架安装机、费用非 常高昂、如钢拱架的数量不是太多的话经济上非常不划算。
【发明内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种隧洞支护钢拱架安装装置，可以利用 履带式液压挖掘机辅助安装型钢拱架。
[0004] 本实用新型所要解决的另一个技术问题是提供一种用于夹持型钢拱架的夹具，可 以将型钢拱架固定在液压挖掘机的铲斗上。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种隧洞支护钢拱架安 装装置，包括挖掘机，托架固定安装在挖掘机的铲斗上，在托架的上端设有用于夹持型钢拱 架的夹具；
[0006] 夹具的结构为：二个夹头与夹具座铰接，二个夹头对称布置；
[0007] 在位于二个夹头的夹头销轴之下的位置，设有偏心凸轮，在夹头上与偏心凸轮外 缘配合的位置设有夹头调整螺栓；
[0008] 偏心凸轮与搬杆连接；
[0009] 或者夹具的结构为：二个夹头与夹具座铰接，二个夹头对称布置；
[0010] 在位于二个夹头之间的位置，设有一个或二个伸缩缸，伸缩缸与夹头通过连杆与 夹头连接或者直接与夹头连接。
[0011] 托架下端通过托架固定螺栓与铲斗固定连接，托架中部通过吊钩与铲斗挂接；
[0012] 还设有拉杆，拉杆一端与托架的上端连接，拉杆的另一端与铲斗连接。
[0013] 一种用于夹持型钢拱架的夹具，包括用于连接铲斗的托架，托架的上端设有用于 夹持型钢拱架的夹具。
[0014] 夹具的结构为：二个夹头与夹具座铰接，二个夹头对称布置；
[0015] 在位于二个夹头的夹头销轴之下的位置，设有偏心凸轮，在夹头上与偏心凸轮外 缘配合的位置设有夹头调整螺栓；
[0016] 偏心凸轮与搬杆连接；
[0017] 搬杆的端头设有绳索；
[0018] 在夹头与夹具座之间还设有回位弹簧；
[0019] 或者夹具的结构为：二个夹头与夹具座铰接，二个夹头对称布置；
[0020] 在位于二个夹头之间的位置，设有一个或二个伸缩缸，伸缩缸与夹头通过连杆与 夹头连接或者直接与夹头连接。
[0021] 托架下端通过托架固定螺栓与铲斗固定连接，托架中部通过吊钩与铲斗挂接；
[0022] 还设有拉杆，拉杆一端与托架的上端连接，拉杆的另一端与铲斗连接。
[0023] 本实用新型提供的一种隧洞支护钢拱架安装装置及夹具，为了节省费用扩大现有 设备的使用效率、利用液压挖掘机履带式底盘的稳定性与自行走功能、铲斗与大小臂具有 举升能力的特性，配合特制的夹具夹持型钢拱架，可以方便地用于型钢拱架的辅助安装。设 置的夹具，可以方便地将型钢拱架固定在铲斗上，以便于液压挖掘机的举升。
[0024] 本实用新型将钢拱架安装机具设在铲斗上，扩大了挖掘机的使用范围，铲斗安装 完钢拱架后能自动脱离不用上人脱钩。本实用新型设计构思新颖结构简练、操作方便安全 可靠，具有很大技术经济优势。解决了大中型隧洞型钢拱架安装等施工难题。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
[0026] 图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0027] 图2为本实用新型中夹具的局部放大示意图。
[0028] 图3为图2的左视图。
[0029] 图4为本实用新型中夹具的结构之一，图中显示的夹持状态。
[0030] 图5为图4中夹具的结构示意图，图中显示的松开状态。
[0031] 图6为本实用新型中吊钩的结构示意图。
[0032] 图7为本实用新型中夹具的另一种结构示意图，图中采用双伸缩缸的结构。
[0033] 图8为本实用新型中夹具的另一种结构示意图，图中采用单伸缩缸配合连杆的结 构。
[0034] 图中：型钢拱架1，绳索2,搬杆3,夹具座4,夹具固定轴销5,回位弹簧6,夹头销轴 7,夹头8,偏心凸轮9,夹具主销轴10,锁定销11，夹头调整螺栓12,夹具立轴13,立轴套14， 托架15,拉杆16,吊钩17,吊钩销18,托架销19,铲斗20,托架固定螺栓21，伸缩缸22,连杆 23〇
【具体实施方式】
[0035] 实施例1 :
[0036] 如图1~8中，一种隧洞支护钢拱架安装装置，包括挖掘机，托架15固定安装在挖掘 机的铲斗20上，在托架15的上端设有用于夹持型钢拱架1的夹具。由此结构，通过夹具 夹持型钢拱架1，由挖掘机的液压臂将型钢拱架1举升到隧洞的顶部，即可便于施工人员安 装。从而节省了大型隧道钢拱架安装机具，降低了安装成本，但是相比人工安装，也提高了 安全性。
[0037] 可选的方案如图4、5中，夹具的结构为：二个夹头8的中部与夹具座4铰接，二个 夹头8对称布置；
[0038] 在位于二个夹头8的夹头销轴7之下的位置，设有偏心凸轮9,本例中的偏心凸轮 9为一个椭圆形凸轮，在夹头8上与偏心凸轮9外缘配合的位置设有夹头调整螺栓12 ;通过 椭圆形凸轮的转动，带动夹头8锁紧；
[0039] 优选的如图4、5中，在夹头8与夹具座4之间还设有回位弹簧6,回位弹簧6 -端 与夹头8的上端连接，另一端与夹具固定轴销5连接。由此结构，实现夹头8自动松开。
[0040] 优选的如图1飞中，偏心凸轮9与搬杆3连接，操作搬杆3即可实现夹头8锁紧或 松开，在搬杆3的端头还设有绳索2,这样操作人员在地面拉动绳索2即可使夹具松开，提高 了安全性，降低了劳动强度。进一步优化的，在拉杆16和夹具座4之间还设有锁定销11，以 使夹头8保持在锁定状态。
[0041] 如图7、8中所示，另一可选的夹具的结构为：二个夹头8与夹具座4铰接，二个夹 头8对称布置；
[0042] 在位于二个夹头8之间的位置，设有一个或二个伸缩缸22,伸缩缸22与夹头8通 过连杆23与夹头8连接或者直接与夹头8连接。
[0043] 如图7中所示，采用了二个伸缩缸22的结构，本例中优选液压缸，由于挖掘机是采 用液压驱动的，增设的伸缩缸22采用液压驱动是较为便利的，如图7中，液压缸的一端与夹 具座4铰接，另一端与夹头8的下端铰接，通过换向阀即可方便地控制二个夹头8之间的开 合，从而控制锁紧或松开型钢拱架1。
[0044] 如图8中所示，采用一个伸缩缸22的结构，本例中优选液压缸，两根连杆23的一 端绞接在一起并与液压缸的一端连接，两根连杆23的另一端分别与夹头8的下端绞接，液 压缸的另一端与夹具座4连接。通过伸缩缸22的伸缩，即可带动夹头8开合。
[0045] 在上述的各个优选方案中，通过调节夹头调整螺栓12即可调节夹头8之间的开合 览度。
[0046] 如图1、2中所示，托架15下端通过托架固定螺栓21与铲斗20固定连接，托架15 中部通过吊钩17与铲斗20挂接。吊钩17的设计可以在不改变铲斗20结构的情况下，即 可方便地将托架15可靠地固定安装在铲斗20上，托架15通过托架销19与吊钩17的一端 连接，吊钩17的另一端设有一个弯钩，钩在在铲斗20的转动销上，在吊钩17上还设有铰接 段，铰接段通过吊钩销18与吊钩17连接，以适应不同的铲斗20。还设有拉杆16,拉杆16 一端与托架15的上端连接，拉杆16的另一端与铲斗20连接，以强化连接结构。
[0047] 实施例2 :
[0048] 本实用新型的夹具也是一种单独的结构，其中夹具结构与实施例1中相同，如图 2~8中所示，一种用于夹持型钢拱架的夹具，包括用于连接铲斗20的托架15,托架15的上 端设有用于夹持型钢拱架1的夹具。
[0049] 夹具的结构为：二个夹头8与夹具座4铰接，二个夹头8对称布置；
[0050] 在位于二个夹头8的夹头销轴7之下的位置，设有偏心凸轮9,在夹头8上与偏心 凸轮9外缘配合的位置设有夹头调整螺栓12 ;
[0051] 偏心凸轮9与搬杆3连接。
[0052] 搬杆3的端头设有绳索2。
[0053] 在夹头8与夹具座4之间还设有回位弹簧6。
[0054] 另一可选的夹具的结构为：二个夹头8与夹具座4铰接，二个夹头8对称布置；
[0055] 在位于二个夹头8之间的位置，设有一个或二个伸缩缸22,伸缩缸22与夹头8通 过连杆23与夹头8连接或者直接与夹头8连接。
[0056] 如图7中所示，采用了二个伸缩缸22的结构，本例中优选液压缸，由于挖掘机是采 用液压驱动的，增设的伸缩缸22采用液压驱动是较为便利的，如图7中，液压缸的一端与夹 具座4铰接，另一端与夹头8的下端铰接，通过换向阀即可方便地控制二个夹头8之间的开 合，从而控制锁紧或松开型钢拱架1。
[0057] 如图8中所示，采用一个伸缩缸22的结构，本例中优选液压缸，两根连杆23的一 端绞接在一起并与液压缸的一端连接，两根连杆23的另一端分别与夹头8的下端绞接，液 压缸的另一端与夹具座4连接。通过伸缩缸22的伸缩，即可带动夹头8开合。
[0058] 托架15下端通过托架固定螺栓21与铲斗20固定连接，托架15中部通过吊钩17 与铲斗20挂接；
[0059] 还设有拉杆16,拉杆16 -端与托架15的上端连接，拉杆16的另一端与纟产斗20连 接。
[0060] 使用时，将安装好夹具的托架15,通过吊钩17吊挂在液压挖掘机的铲斗20上，并 用托架固定螺栓21将托架15与铲斗20下端固定牢固，将拉杆16上端、托架15下端与铲 斗20连接，操作挖掘机铲斗20使夹具4靠近钢拱架1，向下搬动搬杆3,或驱动伸缩缸22 动作，使型钢拱架1落入夹具内，向上搬动搬杆3,或驱动伸缩缸22动作，使夹头8夹紧型 钢拱架1，操作挖掘机的铲斗20向上举升至隧洞顶部安装位置，将型钢拱架1与岩壁上的 锚杆焊接在一起，待型钢拱架1焊接加固完后，操作人员站在隧洞底拉动在搬杆3上的绳索 2,或者驱动伸缩缸22动作，让夹具的夹头8松开脱离型钢拱架1，则铲斗20可以自动脱离 型钢拱架1，完成钢拱架安装工序。
【权利要求】
1. 一种隧洞支护钢拱架安装装置，包括挖掘机，其特征是：托架（15)固定安装在挖掘 机的铲斗（20)上，在托架（15)的上端设有用于夹持型钢拱架（1)的夹具； 夹具的结构为：二个夹头（8)与夹具座（4)铰接，二个夹头（8)对称布置； 在位于二个夹头（8)的夹头销轴（7)之下的位置，设有偏心凸轮（9)，在夹头（8)上与偏 心凸轮（9)外缘配合的位置设有夹头调整螺栓（12); 偏心凸轮（9)与搬杆（3)连接； 或者夹具的结构为：二个夹头（8)与夹具座（4)铰接，二个夹头（8)对称布置； 在位于二个夹头（8 )之间的位置，设有一个或二个伸缩缸（22 )，伸缩缸（22 )与夹头（8 ) 通过连杆（23)与夹头（8)连接或者直接与夹头（8)连接。
2. 根据权利要求1所述的一种隧洞支护钢拱架安装装置，其特征是：托架（15)下端通 过托架固定螺栓（21)与铲斗（20)固定连接，托架（15)中部通过吊钩（17)与铲斗（20)挂 接； 还设有拉杆（16)，拉杆（16)-端与托架（15)的上端连接，拉杆（16)的另一端与铲斗 (20)连接。
3. -种用于夹持型钢拱架的夹具，包括用于连接铲斗（20)的托架（15)，其特征是：托 架（15)的上端设有用于夹持型钢拱架（1)的夹具， 夹具的结构为：二个夹头（8)与夹具座（4)铰接，二个夹头（8)对称布置； 在位于二个夹头（8)的夹头销轴（7)之下的位置，设有偏心凸轮（9)，在夹头（8)上与偏 心凸轮（9)外缘配合的位置设有夹头调整螺栓（12); 偏心凸轮（9)与搬杆（3)连接； 搬杆（3)的端头设有绳索（2); 在夹头（8)与夹具座（4)之间还设有回位弹簧（6); 或者夹具的结构为：二个夹头（8)与夹具座（4)铰接，二个夹头（8)对称布置； 在位于二个夹头（8 )之间的位置，设有一个或二个伸缩缸（22 )，伸缩缸（22 )与夹头（8 ) 通过连杆（23 )与夹头（8 )连接或者直接与夹头（8 )连接。
4. 根据权利要求3所述的一种用于夹持型钢拱架的夹具，其特征是：托架（15)下端通 过托架固定螺栓（21)与铲斗（20)固定连接，托架（15)中部通过吊钩（17)与铲斗（20)挂 接； 还设有拉杆（16)，拉杆（16)-端与托架（15)的上端连接，拉杆（16)的另一端与铲斗 (20)连接。
【文档编号】E21D15/58GK203835417SQ201420019972
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】陈谋建, 左秋平, 赵志忠, 王望红, 张万兴, 孙斌, 丁志, 余静理, 李桥, 毕昌林, 高杨, 李洪蛟, 李树军 申请人:中国葛洲坝集团国际工程有限公司, 葛洲坝集团第一工程有限公司