一种盾构机管片拼装机装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道工程施工机械技术领域，尤其是涉及一种盾构机管片拼装机装置。
【背景技术】
[0002]目前，在盾构机内，一种采用中心回转式管片拼装机、一种采用齿圈形式管片拼装机，两种结构各有利弊，中心回转式管片拼装机，由轴向移动横梁及轴承驱动，轴向移动行程大，利于辅助施工过程中，盾尾刷的更换，但该结构轴承造价昂贵;齿圈形式管片拼装机结构简单，价格便宜，但是轴向移动行程短，不利于施工过程中盾尾刷的更换。因此研发一种既满足施工过程中更换盾尾刷，同时造价的拼装机装置是急需解决的新课题。。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种盾构机管片拼装机装置，该装置可实现轴向长距离移动，可实现管片3个方向的摆动、倾翻、回转等6个自由度动作。
[0004]本发明是通过以下技术方案来实现的:一种盾构机管片拼装机装置，包括拼装机回转架、轴向行走梁机构、内部撑架机构、支撑导轮、管片抓取头、油缸，将隧道的轴向方向设为Z轴，隧道径向水平方向设为X轴，隧道径向垂直方向设为Y轴;所述拼装机回转架设有液压马达、由液压马达驱动的具有外齿形式的齿圈、以及U形臂，所述支撑导轮固定在所述内部撑架机构上，所述拼装机回转架通过支撑导轮啮合所述齿圈而支撑在内部撑架机构上，拼装机回转架通过液压马达沿Z轴旋转，所述内部撑架机构设置在所述轴向行走梁机构上且可沿其进行X轴向移动;所述轴向行走梁机构后端通过轴栓孔固定在盾构机盾体内部，轴向行走梁机构后部的上端设有第一油缸，所述内部撑架机构通过第一油缸与轴向行走梁机构连接且第一油缸伸缩使内部撑架机构沿X轴前后移动;所述U形臂通过螺栓固定在拼装机回转架上，且通过左右两组第二油缸使U形臂在Y轴方向上下运动;所述管片抓取头包括抓取头底板和若干个所述的油缸，管片抓取头通过球面轴承吊装连接在U形臂下方，并在抓取头底板吊装管片；油缸，包括通过伸缩可使管片抓取头沿X轴进行一定角度旋转摆动的第三油缸、通过伸缩可使管片抓取头沿Y轴进行一定角度旋转摆动的第四油缸，通过伸缩可使可使管片抓取头沿Z轴进行旋转摆动的第五油缸。
[0005]所述支撑导轮啮合齿圈带动所述拼装机回转架及管片抓取头沿Z轴旋转，旋转角度大于土 220度。
[0006]本发明的要点在于它的结构和工作原理。其工作原理是:拼装机旋转采用液压马达驱动齿圈，齿圈为外齿形式;支撑导轮固定在内部撑架结构上，齿圈及管片抓取头沿X轴旋转，旋转角度为± 220° ;整个旋转支撑架沿着轴向行走梁机构向X轴方向移动;管片抓取头通过第三油缸向Y轴方向移动。
[0007]本发明的优点是:本装置构思新颖、结构紧凑、满足管片拼装的各种动作和定位精度要求，同时通过轴向行走梁机构进行轴向移动，轴向移动行程大，在盾构机施工过程中，可以辅助盾尾刷更换工作。
【附图说明】
[0008]图1为本发明实施例的主视图；
[0009]图2为本发明实施例的侧视图；
[0010]图3为本发明实施例轴向行走梁机构与轴栓孔的分解示意图；
[0011 ]图4为本发明实施例拼装机回转架与液压马达的结构示意图；
[0012]图5为本发明实施例U形臂固定在拼装机回转架的结构示意图；
[0013]图6为图5中A处的局部放大图；
[0014]图7为本发明实施例管片抓取头与第四油缸、第五油缸的结构示意图；
[0015]图8为本发明实施例管片抓取头与各油缸的结构示意图。
[0016]图中附图标记含义:1、拼装机回转架；111、液压马达;2、轴向行走梁机构;21、轴栓孔;3、内部撑架机构;4、支撑导轮;5、U形臂;51、螺栓;6、管片抓取头;61、球面轴承;62、抓取头底板;7、第一油缸;8、第二油缸;9、第三油缸；10、第四油缸；11、第五油缸;A、局部放大图；x、y、z分别为各方向的轴向。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的内容做进一步详细说明。
[0018]实施例
[0019]参阅图1至图8，为一种盾构机管片拼装机装置，包括拼装机回转架1、轴向行走梁机构2、内部撑架机构3、支撑导轮4、管片抓取头6、油缸，将隧道的轴向方向设为Z轴，隧道径向水平方向设为X轴，隧道径向垂直方向设为Y轴;拼装机回转架I设有液压马达111、由液压马达111驱动的具有外齿形式的齿圈、以及U形臂5，支撑导轮4固定在内部撑架机构3上，拼装机回转架I通过支撑导轮4啮合齿圈而支撑在内部撑架机构3上，拼装机回转架I通过液压马达111沿Z轴旋转，内部撑架机构3设置在轴向行走梁机构2上且可沿其进行X轴向移动;轴向行走梁机构2后端通过轴栓孔21固定在盾构机盾体内部，轴向行走梁机构2后部的上端设有第一油缸7，内部撑架机构3通过第一油缸7与轴向行走梁机构2连接且第一油缸7伸缩使内部撑架机构3沿X轴前后移动;U形臂5通过螺栓51固定在拼装机回转架I上，且通过左右两组第二油缸8使U形臂5在Y轴方向上下运动;管片抓取头6包括抓取头底板62和若干个的油缸，管片抓取头6通过球面轴承61吊装连接在U形臂5下方，并在抓取头底板62吊装管片；油缸，包括通过伸缩可使管片抓取头6沿X轴进行一定角度旋转摆动的第三油缸9、通过伸缩可使管片抓取头6沿Y轴进行一定角度旋转摆动的第四油缸10，通过伸缩可使可使管片抓取头6沿Z轴进行一定角度旋转摆动的第五油缸11。
[0020]支撑导轮4啮合齿圈带动拼装机回转架I及管片抓取头6沿Z轴旋转，旋转角度大于±220度。
[0021]拼装机旋转采用液压马达111驱动齿圈，齿圈为外齿形式;支撑导轮4固定在内部撑架结构上，齿圈及管片抓取头6沿X轴旋转，旋转角度为± 220° ;整个旋转支撑架沿着轴向行走梁机构2向X轴方向移动;管片抓取头6通过第三油缸9向Y轴方向移动。
[0022]该拼装机装置吊装管片后，通过第二油缸8可在U形臂5在Y轴方向进行提升，通过第一油缸7在轴向行走梁上沿Z轴移动，通过液压马达111沿Z轴进行回转运动，通过第三油缸9、第四油缸10、第五油缸11协同工作可使管片进行小范围精确调整，保证管片能进行大范围移动并且能高精度衬砌。
[0023]上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
【主权项】
1.一种盾构机管片拼装机装置，包括拼装机回转架(I)、轴向行走梁机构(2)、内部撑架机构(3)、支撑导轮(4)、管片抓取头(6)、油缸，其特征在于:将隧道的轴向方向设为Z轴，隧道径向水平方向设为X轴，隧道径向垂直方向设为Y轴;所述拼装机回转架(I)设有液压马达(111)、由液压马达(111)驱动的具有外齿形式的齿圈、以及U形臂(5)，所述支撑导轮(4)固定在所述内部撑架机构(3)上，所述拼装机回转架(I)通过支撑导轮(4)啮合所述齿圈而支撑在内部撑架机构(3)上，拼装机回转架(I)通过液压马达(111)沿Z轴旋转，所述内部撑架机构(3)设置在所述轴向行走梁机构(2)上且可沿其进行X轴向移动;所述轴向行走梁机构(2)后端通过轴栓孔(21)固定在盾构机盾体内部，轴向行走梁机构(2)后部的上端设有第一油缸(7)，所述内部撑架机构(3)通过第一油缸(7)与轴向行走梁机构(2)连接且第一油缸(7)伸缩使内部撑架机构(3)沿X轴前后移动;所述U形臂(5)通过螺栓(51)固定在拼装机回转架(I)上，且通过左右两组第二油缸(8)使U形臂(5)在Y轴方向上下运动;所述管片抓取头(6)包括抓取头底板(62)和若干个所述的油缸，管片抓取头(6)通过球面轴承(61)吊装连接在U形臂(5)下方，并在抓取头底板(62)吊装管片；油缸，包括通过伸缩可使管片抓取头(6)沿X轴进行一定角度旋转摆动的第三油缸(9)、通过伸缩可使管片抓取头(6)沿Y轴进行一定角度旋转摆动的第四油缸(10)，通过伸缩可使可使管片抓取头(6)沿Z轴进行旋转摆动的第五油缸(11)。2.根据权利要求1所述的盾构机管片拼装机装置，其特征在于:所述支撑导轮(4)啮合齿圈带动所述拼装机回转架(I)及管片抓取头(6)沿Z轴旋转，旋转角度大于±220度。
【专利摘要】本发明公开了一种盾构机管片拼装机装置，包括拼装机回转架、轴向行走梁机构、内部撑架机构、支撑导轮、管片抓取头、油缸；拼装机回转架通过支撑导轮啮合齿圈而支撑在内部撑架机构上，拼装机回转架通过液压马达沿Z轴旋转，内部撑架机构设置在轴向行走梁机构上且可沿其进行X轴向移动；内部撑架机构通过第一油缸与轴向行走梁机构连接且第一油缸伸缩使内部撑架机构沿X轴前后移动；U形臂固定在拼装机回转架上且通过第二油缸使U形臂在Y轴方向上下运动；管片抓取头包括抓取头底板和若干个油缸。本装置满足管片拼装的各种动作和定位精度要求，同时通过轴向行走梁机构进行轴向移动，轴向移动行程大，在盾构机施工过程中，可以辅助盾尾刷更换工作。
【IPC分类】E21D9/06
【公开号】CN105443136
【申请号】CN201511029334
【发明人】潘志, 陈国荣, 宗伟奇, 马超良, 蔡洪斌
【申请人】中船重型装备有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月30日