一种自动衬砌台车的制作方法

1.本技术涉及一种隧道施工设备，尤其是涉及一种自动衬砌台车。


背景技术：

2.隧道衬砌台车是一种组合式钢结构门架支撑大型钢结构模板系统，广泛适用于矿山、冶金、水电、铁路、公路等部门的岩巷、隧道、涵洞的掘进施工。
3.自动衬砌台车包括模板总成、走行系统、顶升机构、横移机构、支撑杆件系统、平台辅助系统、电气液压系统以及自动浇筑系统。模板总成为主受力件，大而厚实的环向筋板和肋板，强度更高；走行系统为四支腿门框结构，支腿下部为顶升机构和走行机构，结构简洁。工程车辆经自动衬砌台车内部行驶穿过，运输混凝土。
4.浇筑隧道内壁衬砌时，安装于四条支腿上的竖支撑油缸将整个自动衬砌台车顶升至作业高度，走行机构脱离走行轨道，电气液压系统带动横移机构动作，将模板总成展开成与隧道内壁适配的形状，随后，自动浇注系统开始运行，由下至上逐层浇筑。
5.针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：自动浇注系统运行时，竖支撑油缸对整个自动衬砌台车及流动的混凝土进行支撑，由于自动衬砌台车的自重较大，且流动的混凝土通过模板总成及支腿对竖支撑油缸进行横向冲击，易造成竖支撑油缸的支撑稳定性受扰动，竖支撑油缸对自动衬砌台车的支撑稳定性变差，导致自动衬砌台车的振动幅度较大，影响隧道衬砌的浇筑施工质量。


技术实现要素：

6.为了提高竖支撑油缸对自动衬砌台车的支撑稳定性，减小自动衬砌台车的振动幅度，改善隧道衬砌的浇筑施工质量，本技术提供一种自动衬砌台车。
7.一种自动衬砌台车采用如下技术方案：一种自动衬砌台车，包括衬砌台车本体，衬砌台车本体包括用以使混凝土成型的模板总成、用以支撑衬砌台车本体的支腿及用以支撑工作状态的衬砌台车本体的竖支撑油缸，竖支撑油缸与支腿的侧壁固接，模板总成包括靠近地面的边模，所述边模与竖支撑油缸的活塞杆共同连接有将边模与竖支撑油缸进行固定连接的斜撑伸缩组件，斜撑伸缩组件的两端分别与边模的底部、竖支撑油缸的活塞杆铰接，边模的底部还铰接有用以支撑边模的竖撑油缸。
8.通过采用上述技术方案，竖支撑油缸的活塞杆从竖支撑油缸内部伸出时，竖撑油缸的活塞杆同时也从竖撑油缸的缸筒内伸出，竖撑油缸对所有的边模进行支撑，进而对整个模板总成进行支撑，以减轻竖支撑油缸的荷载。竖支撑油缸及竖撑油缸共同顶升起衬砌台车本体，使走行系统脱离轨道。在此过程中，斜撑伸缩组价逐渐伸长，当自动衬砌台车被完全顶升后，锁定斜撑伸缩组件，斜撑伸缩组件将竖支撑油缸与边模进行固定连接为一个整体，提高竖支撑油缸的支撑稳定性，进而提高整个自动衬砌台车在浇筑混凝土过程中的稳定性，减小自动衬砌台车的振动幅度，改善隧道衬砌的浇筑施工质量。
9.可选的，所述斜撑伸缩组件包括斜撑外筒、斜撑插杆、锁定环及具有弹性的锁定件，斜撑外筒的周向侧壁开设有让位槽，斜撑插杆插入斜撑外筒内与斜撑外筒滑动配合，斜撑插杆开设有多个沿其自身轴向均匀分布的锁定槽；锁定环套设斜撑外筒且与斜撑外筒转动配合，锁定环的内壁开设有安装槽，锁定件位于安装槽内，锁定件包括锁定部及两个铰接部，两个铰接部分别位于锁定部的两端且与锁定环铰接，锁定部能够穿过让位槽并与锁定槽卡接配合，斜撑外筒、斜撑插杆相互远离的端部分别与边模的底部、竖支撑油缸的活塞杆铰接。
10.通过采用上述技术方案，在竖支撑油缸将整个自动衬砌台车顶升之前，需要解锁斜撑伸缩组件。转动锁定环，使锁定件的锁定部脱离让位槽以及锁定槽，斜撑外筒和斜撑插杆得到解锁，斜撑插杆能够在斜撑外筒内进行滑动，当竖支撑油缸完全将自动衬砌台车顶升起后，反向转动锁定环，使锁定部再次自动弹入让位槽以及与锁定部对应的锁定槽内，实现斜撑外筒与斜撑插杆的再次固定连接，此后斜撑伸缩组件能够对边模以及竖支撑油缸进行固定连接，整个过程操作简便、快捷高效、省时省力。
11.可选的，所述锁定环的周向外壁固设有多条均匀分布的防滑纹。
12.通过采用上述技术方案，防滑纹能够增加操作员的手掌与锁定环之间的相互摩擦力，使操作员能够更加便利稳定地转动锁定环。
13.可选的，所述支腿的侧壁还固接有辅助竖撑液压缸，辅助竖撑液压缸与竖支撑油缸相互背离。
14.通过采用上述技术方案，辅助竖撑液压缸配合竖支撑油缸，共同对支腿进行支撑，进而对整个自动衬砌台车进行支撑，进一步提高竖支撑油缸的支撑稳定性，提高自动衬砌台车在浇筑混凝土过程中的稳定性。
15.可选的，所述竖支撑油缸的活塞杆与辅助竖撑液压缸的活塞杆之间共同连接有横撑组件，横撑组件包括第一横油缸、横外筒、第二横油缸、横插杆，横外筒与第一横油缸的活塞杆固接，横插杆与第二横油缸的活塞杆固接，横插杆与横外筒插接配合，第一横油缸的缸筒与竖支撑油缸的活塞杆转动连接，第二横油缸的缸筒与辅助竖撑液压缸的活塞杆转动连接。
16.通过采用上述技术方案，当竖支撑油缸以及辅助竖撑液压缸共同将自动衬砌台车顶升起后，转动第一横油缸和第二横油缸使横外筒正对横插杆，使第一横油缸和第二横油缸同时动作，第一横油缸通过活塞杆带动横外筒移动，第二横油缸通过活塞杆带动横插杆移动，横外筒与横插杆逐渐相互靠近，直到横插杆插入横外桶内，实现横插杆与横外筒的插接连接。整个横撑组件将竖支撑油缸与辅助竖撑液压缸连为一体，能够增加竖支撑油缸以及辅助竖撑液压缸对自动衬砌台车的支撑稳定性。
17.可选的，所述横外筒在远离第一横油缸方向上的周向尺寸逐渐增大，横外筒呈扩口状，横插杆与横外筒的形状相适配。
18.通过采用上述技术方案，将横外筒与横插杆进行插接连接时，无需使横插杆正对横外筒，仅需使横插杆大致对准横外筒的开口，在横插杆与横外筒逐渐靠近的过程中，横插杆倾斜的侧壁逐渐抵紧横外筒倾斜的内壁，直至横插杆抵紧横外筒，简化横撑组件的连接过程，且加快其连接速度。
19.可选的，所述竖支撑油缸的活塞杆底端及辅助竖撑液压缸的活塞杆底端均固接有
支撑底座。
20.通过采用上述技术方案，支撑底座增加竖支撑油缸、辅助竖撑液压缸的活塞杆与地面的接触面积，使竖支撑油缸、辅助竖撑液压缸能够更加稳定地支撑自动衬砌台车。
21.可选的，在靠近地面方向，所述支撑底座的周向尺寸逐渐增大，支撑底座的外侧面倾斜设置，同一支腿上的两个支撑底座的两个斜侧面互相倾斜远离。
22.通过采用上述技术方案，地面对同一支腿上的两个支撑底座施加的反作用力的方向相互倾斜正对，使竖支撑油缸、辅助竖撑液压缸共同挤压支腿，既能够提高竖支撑油缸、辅助竖撑液压缸与支腿的连接牢固度，又能够进一步提高支腿对自动衬砌台车的支撑稳固性。
23.可选的，所述支撑底座的底面固设有多块与地面抵接的支撑凸刺。
24.通过采用上述技术方案，支撑凸刺能够插入地面以内，使支撑底座更加稳定地与地面保持相对固定，降低支撑底座与地面发生错动的可能性，支撑底座能够对竖支撑油缸、辅助竖撑液压缸进行更加稳定地支撑，在自动衬砌台车浇筑混凝土时，提高自动衬砌台车的工作稳定性。
25.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.斜撑伸缩组件将竖支撑油缸与边模进行固定连接为一个整体，提高竖支撑油缸的支撑稳定性，进而提高整个自动衬砌台车在浇筑混凝土过程中的稳定性，减小自动衬砌台车的振动幅度，改善隧道衬砌的浇筑施工质量；2.竖撑油缸对所有的边模进行支撑，进而对整个模板总成进行支撑，能够减轻竖支撑油缸的荷载，提高竖支撑油缸的支撑稳定性，进而提高整个自动衬砌台车在浇筑混凝土过程中的稳定性，减小自动衬砌台车的振动幅度，改善隧道衬砌的浇筑施工质量；3.整个横撑组件将竖支撑油缸与辅助竖撑液压缸连为一体，能够增加竖支撑油缸以及辅助竖撑液压缸对自动衬砌台车的支撑稳定性。
附图说明
26.图1是本技术实施例自动衬砌台车的结构示意图；图2是体现副连接耳的结构示意图；图3是体现让位槽的结构示意图；图4是体现固定轴的剖视图；图5是体现横插杆的爆炸图。
27.附图标记说明：1、衬砌台车本体；2、模板总成；21、边模；211、筒连接耳；212、副连接耳；22、竖撑油缸；3、支腿；31、竖支撑油缸；311、杆连接耳；32、辅助竖撑液压缸；4、斜撑伸缩组件；41、斜撑外筒；411、让位槽；412、筒铰接柱；42、斜撑插杆；421、锁定槽；422、杆铰接柱；43、锁定环；431、安装槽；432、固定轴；433、防滑纹；44、锁定件；441、锁定部；442、铰接部；5、横撑组件；51、第一横油缸；52、横外筒；53、第二横油缸；54、横插杆；6、套环；7、环形槽；8、支撑底座；81、支撑凸刺。
具体实施方式
28.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
29.本技术实施例公开一种自动衬砌台车，参照图1和图2，一种自动衬砌台车包括衬砌台车本体1，衬砌台车本体1包括用以使混凝土成型的模板总成2、用以支撑衬砌台车本体1的四条竖直的支腿3。模板总成2包括靠近地面的多块边模21，所有的边模21在水平方向排列延伸，且相邻的边模21相互抵接。每条支腿3相互背离的两侧均固定连接有竖支撑油缸31、辅助竖撑液压缸32，竖支撑油缸31与辅助竖撑液压缸32的外形相同，竖支撑油缸31靠近边模21。最靠近竖支撑油缸31的边模21与竖支撑油缸31的活塞杆共同连接有将边模21与竖支撑油缸31进行固定连接且可伸缩的斜撑伸缩组件4，斜撑伸缩组件4的两端分别与边模21的底部、竖支撑油缸31的活塞杆铰接。边模21的底部铰接有竖撑油缸22，竖撑油缸22远离边模21的一端与地面抵接。竖支撑油缸31的活塞杆与辅助竖撑液压缸32的活塞杆之间共同连接有可伸缩的横撑组件5，横撑组件5将竖支撑油缸31与辅助竖撑液压缸32连为一体。竖支撑油缸31的活塞杆底端及辅助竖撑液压缸32的活塞杆底端均固定连接有支撑底座8。
30.竖支撑油缸31的活塞杆从竖支撑油缸31内部伸出时，竖撑油缸22的活塞杆同时也从竖撑油缸22的缸筒内伸出，竖撑油缸22对所有的边模21进行支撑，进而对整个模板总成2进行支撑，以减轻竖支撑油缸31的荷载。竖支撑油缸31及竖撑油缸22共同顶升起衬砌台车本体1，使走行系统脱离轨道。在此过程中，斜撑伸缩组价逐渐伸长，当自动衬砌台车被完全顶升后，锁定斜撑伸缩组件4，斜撑伸缩组件4将竖支撑油缸31与边模21进行固定连接为一个整体，提高竖支撑油缸31的支撑稳定性，进而提高整个自动衬砌台车在浇筑混凝土过程中的稳定性，减小自动衬砌台车的振动幅度，改善隧道衬砌的浇筑施工质量。
31.辅助竖撑液压缸32配合竖支撑油缸31，共同对支腿3进行支撑，进而对整个自动衬砌台车进行支撑，进一步提高竖支撑油缸31的支撑稳定性，提高自动衬砌台车在浇筑混凝土过程中的稳定性。整个横撑组件5将竖支撑油缸31与辅助竖撑液压缸32连为一体，能够增加竖支撑油缸31以及辅助竖撑液压缸32对自动衬砌台车的支撑稳定性。
32.参照图1和图2，边模21的底面中部一体成型有两片相互正对的副连接耳212，竖撑油缸22的活塞杆的端部位于两片副连接耳212之间，螺栓贯穿两片副连接耳212及竖撑油缸22的活塞杆，螺栓的末端螺纹连接有螺母，螺栓将竖撑油缸22与边模21铰接。
33.参照图3和图4，斜撑伸缩组件4包括斜撑外筒41、斜撑插杆42、锁定环43及具有弹性的锁定件44。斜撑外筒41的周向侧壁开设有让位槽411，斜撑插杆42插入斜撑外筒41内与斜撑外筒41滑动配合，斜撑插杆42开设有多个沿其自身轴向均匀分布的锁定槽421。斜撑外筒41远离斜撑插杆42的端部一体成型有筒铰接柱412，斜撑插杆42远离斜撑外筒41的端部一体成型有杆铰接柱422。最靠近竖支撑油缸31的边模21的底面固定连接有两片相互正对的筒连接耳211，筒铰接柱412位于两片筒连接耳211之间，螺栓贯穿两片筒连接耳211及筒铰接柱412，螺栓的末端螺纹连接有螺母，螺栓将边模21与斜撑外筒41铰接。竖支撑油缸31的活塞杆固定连接有两片相互正对的杆连接耳311，杆铰接柱422位于两片杆连接耳311之间，螺栓贯穿两片杆连接耳311及杆铰接柱422，螺栓的末端螺纹连接有螺母，螺栓将斜撑插杆42与竖支撑油缸31进行铰接。锁定环43套设斜撑外筒41且与斜撑外筒41转动配合，锁定环43的周向外壁一体成型有多条均匀分布的防滑纹433，锁定环43的内壁开设有安装槽431。锁定件44位于安装槽431内，锁定件44采用弹性材质原材料制作，弹性材质可以是铍青铜。锁定件44包括锁定部441及两个铰接部442，两个铰接部442分别位于锁定部441的两端且与锁定部441一体成型，锁定环43在安装槽431内的两端均一体成型有固定轴432，固定轴
432贯穿铰接部442且与铰接部442铰接；锁定部441贯穿让位槽411且与任一锁定槽421卡接配合。
34.在竖支撑油缸31将整个自动衬砌台车顶升之前，需要解锁斜撑伸缩组件4。转动锁定环43，使锁定件44的锁定部441脱离让位槽411以及锁定槽421，斜撑外筒41和斜撑插杆42得到解锁，斜撑插杆42能够在斜撑外筒41内进行滑动，当竖支撑油缸31完全将自动衬砌台车顶升起后，反向转动锁定环43，使锁定部441再次自动弹入让位槽411以及与锁定部441对应的锁定槽421内，实现斜撑外筒41与斜撑插杆42的再次固定连接，此后斜撑伸缩组件4能够对边模21以及竖支撑油缸31进行固定连接，整个过程操作简便、快捷高效、省时省力。
35.参照图2和图5，横撑组件5包括第一横油缸51、横外筒52、第二横油缸53、横插杆54。横外筒52与第一横油缸51的活塞杆固定连接，横插杆54与第二横油缸53的活塞杆固定连接，横外筒52在远离第一横油缸51方向上的周向尺寸逐渐增大，横外筒52呈扩口形的圆台状，横插杆54与横外筒52的形状相适配，横插杆54与横外筒52插接配合。竖支撑油缸31和辅助竖撑液压缸32的活塞杆在同一高度均开设有环形槽7；第一横油缸51的缸筒、第二横油缸53的缸筒在相互背离的端部均固定连接有套环6，套环6位于环形槽7内，套环6与竖支撑油缸31的活塞杆、辅助竖撑液压缸32的活塞杆转动连接，第一横油缸51的缸筒与竖支撑油缸31的活塞杆转动连接，第二横油缸53的缸筒与辅助竖撑液压缸32的活塞杆转动连接。
36.当竖支撑油缸31以及辅助竖撑液压缸32共同将自动衬砌台车顶升起后，转动第一横油缸51和第二横油缸53使横插杆54大致对准横外筒52的开口，使第一横油缸51和第二横油缸53同时动作，第一横油缸51通过活塞杆带动横外筒52移动，第二横油缸53通过活塞杆带动横插杆54移动，横外筒52与横插杆54逐渐相互靠近，直到横插杆54插入横外桶内，在横插杆54与横外筒52逐渐靠近的过程中，横插杆54倾斜的侧壁逐渐抵紧横外筒52倾斜的内壁，直至横插杆54抵紧横外筒52，整个横撑组件5将竖支撑油缸31与辅助竖撑液压缸32连为一体，能够增加竖支撑油缸31以及辅助竖撑液压缸32对自动衬砌台车的支撑稳定性。
37.参照图2和图5，在靠近地面方向，支撑底座8的周向尺寸逐渐增大，支撑底座8的外侧面倾斜设置，同一支腿3上的两个支撑底座8的两个斜侧面互相倾斜远离；支撑底座8的底面一体成型有多块矩阵分布的支撑凸刺81。
38.支撑凸刺81能够插入地面以内，使支撑底座8更加稳定地与地面保持相对固定，降低支撑底座8与地面发生错动的可能性。地面对同一支腿3上的两个支撑底座8施加的反作用力的方向相互倾斜正对，使竖支撑油缸31、辅助竖撑液压缸32共同挤压支腿3，既能够提高竖支撑油缸31、辅助竖撑液压缸32与支腿3的连接牢固度，又能够进一步提高支腿3对自动衬砌台车的支撑稳固性，在自动衬砌台车浇筑混凝土时，提高自动衬砌台车的工作稳定性。
39.本技术实施例一种自动衬砌台车的实施原理为：竖支撑油缸31的活塞杆从竖支撑油缸31内部伸出时，辅助竖撑液压缸32的活塞杆、竖撑油缸22的活塞杆同时也伸出，竖撑油缸22对所有的边模21进行支撑，进而对整个模板总成2进行支撑，以减轻竖支撑油缸31的荷载。
40.辅助竖撑液压缸32配合竖支撑油缸31，共同对支腿3进行支撑，进而对整个自动衬砌台车进行支撑。竖支撑油缸31、辅助竖撑液压缸32及竖撑油缸22共同顶升起衬砌台车本体1，使走行系统脱离轨道。在此前，需要解锁斜撑伸缩组件4。
41.转动锁定环43，使锁定件44的锁定部441脱离让位槽411以及锁定槽421，斜撑外筒41和斜撑插杆42得到解锁，斜撑插杆42能够在斜撑外筒41内进行滑动，当自动衬砌台车被完全顶升起后，反向转动锁定环43，使锁定部441再次自动弹入让位槽411以及与锁定部441对应的锁定槽421内，实现斜撑外筒41与斜撑插杆42的再次固定连接，此后斜撑伸缩组件4能够对边模21以及竖支撑油缸31进行固定连接。
42.转动第一横油缸51和第二横油缸53使横插杆54大致对准横外筒52的开口，使第一横油缸51和第二横油缸53同时动作，第一横油缸51通过活塞杆带动横外筒52移动，第二横油缸53通过活塞杆带动横插杆54移动，横外筒52与横插杆54逐渐相互靠近，直到横插杆54插入横外桶内，在横插杆54与横外筒52逐渐靠近的过程中，横插杆54倾斜的侧壁逐渐抵紧横外筒52倾斜的内壁，直至横插杆54抵紧横外筒52，整个横撑组件5将竖支撑油缸31与辅助竖撑液压缸32连为一体，能够增加竖支撑油缸31以及辅助竖撑液压缸32对自动衬砌台车的支撑稳定性。
43.斜撑伸缩组件4、竖撑油缸22及辅助竖撑液压缸32共同提高自动衬砌台车在浇筑混凝土过程中的稳定性。
44.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。