盾构机管片移动和起吊装置的制作方法

本发明涉及盾构机技术领域，具体的说是涉及一种盾构机管片移动和起吊装置。

背景技术：

盾构机喂片机到拼装机下方的管片运输和起吊是由位于桥架双轨梁上的管片吊机负责的。目前的管片吊机一般由两部分组成，第一部分是电机、减速机组成的行走机构，负责管片的水平方向运输；第二部分是电机、减速机、刹车装置和环链卷盘组成的升降机构，负责管片的垂直方向运输。但是电机、减速机等装置线路易受隧道施工过程中潮湿、滴水等恶劣环境影响，刹车制动装置频繁损坏且维修更换操作较困难，以上因素导致设备本身成本和维修保养成本均高。由于电控是核心，因此对使用环境要求较高，因此需要设计一种无需电机驱动和刹车制动的管片起吊装置。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种盾构机管片移动和起吊装置，无电机驱动和刹车制动，大大降低设备成本和维修保养成本。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种盾构机管片移动和起吊装置，包括对称设置在桥架的一对行走梁上的一对水平行走机构，以及分别位于一对所述水平行走机构下方的一对升降机构，所述行走梁的截面呈工字型，以盾构机的掘进方向为正向，其特征在于：所述水平行走机构包括固定于所述行走梁的前端梁上的第二液压卷盘、固定于所述行走梁的后端梁上的第一液压卷盘，以及位于所述行走梁下方用于水平行走的移动滑轮组；所述移动滑轮组包括第一轮体支架、第二轮体支架、固定于所述第一轮体支架的前后两端的第二滑轮和第一滑轮，以及固定于所述第二轮体支架上的第三滑轮；所述第一轮体支架和第二轮体支架的内侧分别通过行走轮移动定位于所述行走梁的下端部的左右两侧，所述第一滑轮、第二滑轮和第三滑轮的轴线分别垂直于所述盾构机的掘进方向；所述升降机构包括间隔设于所述移动滑轮组下方的第三轮体支架，以及固定于所述第三轮体支架上的第四滑轮和第五滑轮，该第四滑轮和第五滑轮的轴线分别平行于所述盾构机的掘进方向；另设有钢丝绳，该钢丝绳的一端固定于所述第一液压卷盘上并缠绕所述第一液压卷盘若干圈，所述钢丝绳的中部依次绕过第一滑轮、第四滑轮、第三滑轮、第五滑轮和第二滑轮至所述第二液压卷盘上，所述钢丝绳的另一端沿与所述第一液压卷盘相同的缠绕方向缠绕所述第二液压卷盘若干圈后固定于所述第二液压卷盘上；所述第一轮体支架上设有用于控制绕过所述第一滑轮的钢丝绳部分移动的第一锁绳器，以及用于控制绕过所述第二滑轮的钢丝绳部分移动的第二锁绳器；一对所述行走梁下方的两个所述第三轮体支架上设有起吊扁担。

作为本发明的进一步改进，所述锁绳器为液压锁绳器，包括锁绳器外壳，该锁绳器外壳内部设有腔室，该腔室朝向所述锁绳器外壳的一端分别设有进油口和出油口，该腔室的相对的另一端内设有能够上下移动的移动内芯，该移动内芯和所述锁绳器外壳之间设有回复弹簧，所述移动内芯靠近所述腔室的另一端的一侧和所述腔室的另一端上分别对应设有半圆柱形通道。

作为本发明的进一步改进，每一所述行走梁上的第一轮体支架和第二轮体支架之间设有连接板。

作为本发明的进一步改进，所述第一轮体支架和第二轮体支架至少其中之一上设有电磁铁吸盘。

作为本发明的进一步改进，所述第一轮体支架设于所述行走梁的外侧，所述第二轮体支架设有所述行走梁的内侧。

作为本发明的进一步改进，所述第一液压卷盘和第二液压卷盘分别固定于所述行走梁的外侧面上。

作为本发明的进一步改进，所述第一液压卷盘和第二液压卷盘分别包括用来限制钢丝绳的移动行程的上行程限位器和下行程限位器。

本发明的有益效果是：该盾构机管片移动和起吊装置通过液压卷盘、移动滑轮组和上下滑轮分别形成水平行走机构和升降机构，结构设计精简、巧妙，通过滑轮组的有机结合实现水平方向运输和上下方向的升降运输，无需电动驱动和刹车制动，不仅降低了对环境的要求，具有较高的使用寿命，而且降低了设备成本和维修保养成本，同时操作便捷，提高了加工效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明所述液压锁绳器的剖面结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1——第一液压卷盘 2——第二液压卷盘

3——第一滑轮 4——第二滑轮

5——第三滑轮 6——第一锁绳器

7——第二锁绳器 8——第四滑轮

9——第五滑轮 10——第一轮体支架

11——第二轮体支架 12——第三轮体支架

13——起吊扁担 14——钢丝绳

15——电磁铁吸 16——行走轮

17——连接板 18——行走梁

20——腔室 21——锁绳器外壳

22——回复弹簧 23——移动内芯

24——半圆柱形通道 25——进油口

26——出油口

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的一个较佳实施例作详细说明。但本发明的保护范围不限于下述实施例，即但凡以本发明申请专利范围及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖范围之内。

参阅图1-3，为本发明所述的一种盾构机管片移动和起吊装置。

1)管片吊机水平行走机构

管片吊机的水平行走机构包括固定在双行走梁上的四个液压卷盘和在双行走梁上行走的两个滑轮组。液压卷盘和水平行走滑轮组在双行走梁两侧呈对称分布，以一侧叙述为例：固定在桥架双行走梁外侧的液压卷盘包括第一液压卷盘1和第二液压卷盘2。第一液压卷盘1固定在掘进方向后端梁上某处，第二液压卷盘2固定在掘进方向前端梁上某处，每个液压卷盘包括上行程限位器和下行程限位器用来限制钢丝绳的移动行程。在梁上水平行走的移动滑轮组包括第一滑轮3、第二滑轮4及两者共用的第一轮体支架10、固定在第一轮体支架10上的第一液压锁绳器6、第二液压锁绳器7；第三滑轮5及其第二轮体支架11、固定在第二轮体支架11上的电磁铁吸盘15，第一轮体支架10和第二轮体支架11均安装有行走轮16，且两者用连接板17固定在一起，保持运动的同步性。

第一轮体支架10置于桥架梁的外侧，第一轮体支架10上的第一滑轮3和第二滑轮4沿水平方向平行分布，第一轮体支架10下端第一液压锁绳器6用来控制绕过第一滑轮3的钢丝绳14的移动，第一轮体支架10下端的第二液压锁绳器7用来控制绕过第二滑轮4的钢丝绳14的移动；第二轮体支架11置于桥架梁的内侧，第二轮体支架11上的第三滑轮5的轴线与第一滑轮3和第二滑轮4的轴线平行，均与掘进方向垂直，固定在第二轮体支架11上的电磁铁吸盘15用来将移动滑轮组固定在指定位置。

2)管片吊机升降机构

升降机构主要是由固定在双行走梁上的液压卷盘通过钢丝绳带动起吊扁担两端的滑轮组，由于两个滑轮组在起吊扁担13上呈对称分布，以一侧叙述为例：滑轮组包括第三轮体支架12及第三轮体支架12上固定的第四滑轮8和第五滑轮9，两个滑轮呈同轴线分布，轴线与掘进方向平行。

3)钢丝绳走线方式

由于液压卷盘，行走滑轮组和升降滑轮组在桥架两侧呈对称分布，因此以一侧叙述为例，以掘进方向为方向参考，以图一作为结构参考：一根钢丝绳14的首尾两端分别固定在第一液压卷盘1和第二液压卷盘2上。从第一液压卷盘1上开始的钢丝绳绕过第一滑轮3的上部，然后从第一液压锁绳器6自上而下穿过,再以逆时针方向绕过第四滑轮四8，上行的钢丝绳在另一侧的第三滑轮5上方绕过，方向转为下行，并以顺时针方向绕过第五滑轮五9，上行的钢丝绳从第二液压锁绳器7自下而上穿过，最后绕过第二滑轮4的上部，与第二液压卷盘2相连接。

4)管片吊机工作过程

在工作时，桥架双行走梁两侧的液压卷盘、行走滑轮组和升降滑轮组的运动动作保持一致，因此，以一侧的运动动作叙述为例，以掘进方向为方向参考，以图一作为结构参考：在管片向掘进方向运动时，驱动第一液压锁绳器6和第二液压锁绳器7同时锁紧穿过的钢丝绳，使行走滑轮组与起吊扁担13之间的钢丝绳高度不变。从主视图方向看，第一液压卷盘1和第二液压卷盘2同时逆时针旋转，带动行走滑轮组及其下方连接的起吊扁担13一同运动。在到达指定位置后，给电磁铁吸盘通电，产生的磁性使行走滑轮组固定在指定位置，驱动第一液压锁绳器6和第二液压锁绳器7同时松开穿过的钢丝绳，从主视图图一方向看，第一液压卷盘1逆时针旋转，第二液压卷盘2顺时针旋转，使起吊扁担13下降。

5)液压锁绳器结构和工作原理

以图3液压锁绳器的俯视图叙述为例，液压锁绳器结构包括锁绳器外壳21、回复弹簧22、移动内芯23。锁绳器外壳一端有可供移动内芯运动的腔室20，腔室的一端开有进出液压油的进油口25和出油口26，腔室的另一端开有用于钢丝绳穿过的半圆柱形通道24；圆柱形的移动内芯23通过弹簧与腔室一端的内壁相连，移动内芯的另一端开有用于钢丝绳穿过的半圆柱形通道。

在工作时，液压油通过进油口进入腔室，推动移动内芯23运动到腔室另一侧，腔室与移动内芯23的两个半圆柱形通道在压力的作用下，组合成截面为椭圆形的通道，椭圆的小径小于钢丝绳的直径，因此把钢丝绳夹紧。当液压油通过出油口泄出时，作用在移动内芯上的压力移除，在回复弹簧的弹力作用下，移动内芯略微回缩，钢丝绳由夹紧状态变为放松，能够自由的在锁绳器通道内移动。

由此可见，该盾构机管片移动和起吊装置通过液压卷盘、移动滑轮组和上下滑轮分别形成水平行走机构和升降机构，结构设计精简、巧妙，通过滑轮组的有机结合实现水平方向运输和上下方向的升降运输，无需电动驱动和刹车制动，不仅降低了对环境的要求，具有较高的使用寿命，而且降低了设备成本和维修保养成本，同时操作便捷，提高了加工效率，降低了生产成本。