一种自动升降机构及包含此机构的隧道衬砌台车的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种自动升降机构及包含此机构的隧道衬砌台车。

背景技术：

隧道施工过程中，往往有多条隧道并行施工，在并行的隧道之间设置施工支洞，施工支洞与主洞以非垂直的一定角度相交叉，以方便隧道内物资转运，且施工支洞横断面一般较主洞横断面矮小得多。

隧道断面的多样性决定了台车的专用特征，而现有衬砌台车的脱模收缩量十分有限，只能脱模收缩至距隧道衬砌面不到20厘米，根本无法同时满足主洞衬砌并可通过施工支洞的要求。现有技术中，存在以下问题：(1)衬砌多条较短隧道，需要配置多台衬砌台车，设备成本大大增加；(2)衬砌台车数量多，维护成本、运行使用成本高；(3)多台衬砌台车拆装转运成本高。(4)如使用1台台车衬砌多条隧道则必须重复拆装，人力、物料、工具资源等成本高，拆装转运时间长，时间成本高。

综上所述，急需一种结构精简且同时能满足主洞衬砌并可通过施工支洞的衬砌台车以解决现有技术中存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种结构精简、操作方便的自动升降机构，具体技术方案如下：

一种自动升降机构，包括沿上下方向设置在台车门架立柱上的至少三组卡齿组以及活动设置在带有所述卡齿组的台车门架立柱上的升降部件；

所述升降部件包括由上至下依次套设在台车门架立柱上的第一支撑体以及第二支撑体，所述第一支撑体与所述第二支撑体之间通过沿上下方向进行伸缩的液压油缸组活动连接；所述第一支撑体与所述第二支撑体上均设有能越过所述卡齿组的舌体组，所述舌体组包括位于同一水平面且沿台车门架立柱圆周设置的至少两个舌体，多个所述舌体的下端通过弹性部件相连。

以上技术方案中优选的，所述第一支撑体包括由上至下依次套设在台车门架立柱上的上支撑座和导套，所述第二支撑体包括下支撑座，所述上支撑座和所述导套固定连接，且 所述导套与所述下支撑座之间通过液压油缸组活动连接；所述上支撑座和所述下支撑座上均设有所述舌体组。

以上技术方案中优选的，一组所述卡齿组包括以台车门架立柱的中心轴线对称设置的两个卡齿，所述舌体组包括与两个所述卡齿分别对应设置的两个舌体，两个舌体的下端通过拉紧弹簧相连。

以上技术方案中优选的，所述液压油缸组包括以台车门架立柱的中心轴线对称设置的两组液压油缸。

以上技术方案中优选的，所述液压油缸的上端通过销轴铰接在所述上支撑座上的耳座上，其下端通过销轴铰接在所述下支撑座上；所述舌体组与所述上支撑座之间以及所述舌体组与所述下支撑座之间均通过销轴铰接；所述拉紧弹簧与所述舌体的下端通过销轴铰接。

应用本实用新型的自动升降机构，具有如下效果：本实用新型自动升降机构包括沿上下方向设置在台车门架立柱上的至少三组卡齿组以及活动设置在带有所述卡齿组的台车门架立柱上的升降部件，整体结构精简；卡齿组的具体数量根据实际情况选择，且相邻两组的卡齿组的间距也可以根据实际情况设计，以能实现自动升降机构向上和向下调节为准(以同时满足主洞和支洞尺寸为准)，实用性强；本实用新型通过液压油缸组、舌体和弹性部件三者的组合以及舌体组能越过所述卡齿组的设计，实行自动升降，便于控制，且动作过程稳定性好；第一支撑体和第二支撑体的结构均比较精简，且能满足自动升降机构动作的需求；本实用新型自动升降机构中各连接部位优选销轴铰接，安装和拆卸方便，且能尽可能减小部件之间的机械摩擦，延长使用寿命；卡齿、舌体以及液压油缸均包括两组，使得本实用新型自动升降机构在动作过程中稳定性更好。

本实用新型第二目的还公开一种包含上述自动升降机构的隧道衬砌台车，包括模板系统、门架系统、与所述模板系统连接的液压系统以及分别与所述门架系统和所述液压系统连接的上述的自动升降机构；

所述门架系统包括门架横梁以及台车门架立柱，所述模板系统通过纵梁桁架活动设于所述门架横梁上，且所述台车门架立柱均设于所述模板系统的外部；

所述自动升降机构活动设置在所述台车门架立柱上，其内部的液压油缸与所述液压系统连接，其内部的第一支撑体与所述门架横梁固定连接。

以上技术方案中优选的，所述台车门架立柱为全导柱的形式。

应用本实用新型的隧道衬砌台车，具有以下效果：(1)隧道衬砌台车具有上述自动升降机构，台车门架立柱为全导柱形式，配合自动升降机构的操作，使得满足主洞施工的衬砌台车能尽可能缩小(具体是：可使衬砌台车的模板尽可能向内收缩，即使衬砌台车模板能够有较大的收缩量)以满足施工支洞的要求；(2)大大减少衬砌台车的投入数量，从而降低设备投入成本和维护成本；(3)衬砌台车转移过程中，可直接行走完成，无需多次拆卸和拼装，大大降低人力成本和运输成本，且缩短施工周期。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例1的衬砌台车的结构示意图；

图2是图1中自动升降机构和台车门架立柱的连接关系图；

图3是图2中自动升降机构的爬升过程示意图；

图4是图2中自动升降机构的下降过程示意图；

其中，1、自动升降机构，11、卡齿组，111、卡齿，12、升降部件，121、第一支撑体，1211、上支撑座，1212、导套，122、第二支撑体，1221、下支撑座，13、液压油缸组，131、液压油缸，14、舌体组，141、舌体，15、弹性部件，16、销轴，C、耳座，2、模板系统，21、纵梁桁架，3、门架系统，31、台车门架立柱，4、地面。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1，一种隧道衬砌台车，包括模板系统2、门架系统3、与所述模板系统2连接的液压系统以及分别与所述门架系统3和所述液压系统连接的自动升降机构1。

所述门架系统3包括门架横梁以及台车门架立柱31(门架系统的其他部位结构可参考现有技术)，所述模板系统2(模板系统的结构可参考现有技术)通过纵梁桁架21活动设于所述门架横梁上，所述模板系统2的内部不设有所述台车门架立柱31。

所述自动升降机构1活动设置在所述台车门架立柱31上，且其内部的液压缸组13中的液压油缸131与所述液压系统连接。

所述台车门架立柱31为全导柱的形式，或者表述为：台车门架立柱31采用由下端至上端等间距设有多组卡齿组11且导套与台车门架立柱之间通过导轨活动连接的形式，可实现自动升降机构在台车门架立柱上由下至上或者由上至下的自由调节。

所述自动升降机构1的结构详见图2和图3，具体是：包括沿上下方向设置在台车门架立柱上的多组(至少三组)卡齿组11以及活动设置在带有所述卡齿组11的台车门架立柱上的升降部件12。一组所述卡齿组11包括以台车门架立柱31的中心轴线对称设置的两个卡齿111。

所述升降部件12的结构详见图2，具体包括由上至下依次套设在台车门架立柱上的第一支撑体121以及第二支撑体122，所述第一支撑体121包括由上至下依次套设在台车门架立柱上的上支撑座1211和导套1212(门架横梁和导套固定连接，导套与台车门架立柱之间可以采用导轨活动连接，可参照现有技术)，所述第二支撑体122包括下支撑座1221，所述上支撑座1211和所述导套1212固定连接，且所述导套1212与所述下支撑座1221之间通过液压油缸组13活动连接，所述液压油缸组13包括以台车门架立柱的中心轴线对称设置的两组液压油缸131；所述上支撑座1211和所述下支撑座1221上均设有舌体组14。

所述舌体组14包括位于同一水平面且沿台车门架立柱圆周设置的两个舌体141(舌体和卡齿对应设置)，两个舌体141的下端通过弹性部件15(此处采用拉紧弹簧)相连。所述弹性部件15的自然长度为L1，所述弹性部件15在所述舌体组14越过所述卡齿组11时的长度为L2，所述弹性部件15在所述舌体组14紧贴台车门架立柱圆周时的长度为L3，所述弹性部件15的最大长度为L4，则L1小于等于L2小于等于L4且L1小于L3小于L2。使得本实用新型自动升降机构在升降过程中舌体组能自如越过所述卡齿组11，操作方便。

上述液压油缸131的上端通过销轴16铰接在所述上支撑座1211上的耳座C上，其下端通过销轴16铰接在所述下支撑座1221上。

上述舌体141与所述上支撑座1211之间以及所述舌体141与所述下支撑座1221之间均通过销轴16铰接；所述拉紧弹簧与所述舌体141的下端均通过销轴16铰接。

应用本实用新型的衬砌台车，具体是：

衬砌台车爬升时，详见图3(从左至右依次是：准备爬升状态、下支撑座1221上的舌体组141向上运动碰触卡齿11时的状态、下支撑座1221上的舌体组141越过卡齿11后的状态、上支撑座1211上的舌体组14向上运动碰触卡齿11时的状态以及上支撑座1211上的舌体组14越过卡齿11后的状态)，控制液压油缸131使油缸收缩，带动第二支撑体122(具体是下支撑座1221)上升，从而带动下支撑座1221上的舌体组141做上升运动，当舌体141触碰卡齿111后，在液压油缸以及舌体组和卡齿之间相互作用力的共同作用下拉紧弹簧伸长至一定长度，确保舌体组能越过设有卡齿的部位；当越过之后，拉紧弹簧自然缩短，确保舌体组紧贴台车门架立柱；控制液压油缸131使油缸伸长，带动第一支撑体121(具体是上支撑座1211和导套1212整体)上升，从而带动上支撑座1211上的舌体组14做上升运动，当舌体141触碰卡齿111后，在液压油缸以及舌体组和卡齿之间相互作用力的共同作用下拉紧弹簧伸长至一定长度，确保舌体组能越过设有卡齿的部位；当越过之后，拉紧弹簧自然缩短，确保舌体组紧贴台车门架立柱。完成单次爬升(爬升距离为相邻两组卡齿组之间的距离)。若需爬升多次时，重复上述过程即可(单次爬升的高度依据液压油缸的单次行程决定)。

衬砌台车下降时的操作原理同爬升过程，详见图4(从左至右依次是：准备爬升状态、人工协助操作支撑座1211上的舌体组14使得拉紧弹簧处于伸长状态、上支撑座1211上的舌体组14越过卡齿11后的状态、上支撑座1211上的舌体组14向上运动碰触卡齿11时的状态、下支撑座1221上的舌体组141越过卡齿11后的状态、下支撑座1221上的舌体组141向下运动碰触卡齿11时的状态)，具体是：控制液压油缸131使油缸伸长，带动第二支撑体122(具体是下支撑座1221)向下运动(此时人工辅助操作)，从而带动下支撑座1221上的舌体组14做向下运动，当舌体141触碰卡齿111后，在液压油缸以及舌体组和卡齿之间相互作用力的共同作用下拉紧弹簧伸长至一定长度，确保舌体组能越过设有卡齿的部位；当越过之后，拉紧弹簧自然缩短，确保舌体组紧贴台车门架立柱；控制液压油缸131使油缸缩短，带动第一支撑体121(具体是上支撑座1211和导套1212整体)下降，从而带动上支撑座1211上的舌体组14做向下运动，当舌体141触碰卡齿111后，在液压油 缸以及舌体组和卡齿之间相互作用力的共同作用下拉紧弹簧伸长至一定长度，确保舌体组能越过设有卡齿的部位；当越过之后，拉紧弹簧自然缩短，确保舌体组紧贴台车门架立柱。完成单次下降(下降距离为相邻两组卡齿组之间的距离)。若需爬升多次时，重复上述过程即可(单次下降的高度依据液压油缸的单次行程决定)。

采用本实用新型的技术方案，衬砌台车能完成较大的升降量(由于衬砌台车模板系统内部没有门架立柱，通过衬砌台车的液压系统可使衬砌台车的模板系统尽可能向内收缩，使衬砌台车的体积能最大化缩小)，使得满足主洞施工的衬砌台车能尽可能缩小以满足施工支洞的要求，具有以下效果：(1)大大减少衬砌台车的投入数量，大大降低设备投入成本和维护成本；(2)衬砌台车转移过程中，可直接行走完成，无需多次拆卸和拼装，大大降低人力成本和运输成本，且缩短施工周期。

某水电站8台发电机组引水隧洞二衬施工本实用新型和现有技术直接成本对比详见表1。

表1本实用新型与现有技术的对比表

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。