一种管片自动抹光设备

本技术涉及工程机械领域，具体涉及一种管片自动抹光设备。

背景技术：

1、盾构管片作为隧道支撑体系的结构，是隧道结构的重要部分；是隧道的最外层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片几何形状为弧板状，一般是分块分段连续拼装，生产材料通常采用高强抗渗混凝土。生产中模具在密封浇灌混凝土后，经修型、抹光、固化即可得到弧形板状的盾构管片。生产中的抹光工序分为粗抹和精抹两步,粗抹需要收集余料、补足缺料，保证混凝土的密实度；清理模具边残留水泥浆；清除外弧表面气泡、杂质，保证弧面与模具侧板弧边齐平，无较大的凸起和凹陷。精抹要实现抹面光滑平整、无缺棱、掉角、麻面、无痕迹、无凹凸。

2、cn202022375777.x公开了一种用于盾构管片生产的粗抹面装置，通过x轴行走机构、y轴行走机构、z轴行走机构以及旋转伺服电机、回转伺服电机的设置，实现盾构管片外弧面粗抹面机械化作业，该装置只能完成盾构管片的修型工作，无法实现对盾构管片的抹光。

3、cn 202120303283.2公开了一种用于混凝土盾构管片收面抹光设备，通过设置定位杆、刮刀、导向杆和弹簧，在使用时，当模具带动抹光件移动至刮刀位置时，导向杆和定位杆带动刮刀向下移动与抹光件的表面贴合，继续移动模具使刮刀对抹光件的表面进行收面，刮刀在弹簧弹力的作用下始终与抹光件的表面贴合，通过移动模具使刮刀对抹光件进行收面，无需手持刮刀对抹光件的表面进行收面。该设备对摸具尺寸，定位要求较高，且只能完成修型工作，无法实现抹光。

4、cn202010684653.1一种混凝土制品曲面自动抹平设备，通过纵向移动机构、横向移动机构、升降机构机构以及平整机构、旋转伺服电机的设置，实现盾构管片外弧面抹面工作。该设备采用的平整机构采用刀片式，易切到盾构管片外弧面，且当管片表面存在较硬凹凸处，会出现抹平不足，凸起部分甚至会别住刀具，安全系数低。

5、目前，模具浇灌混凝土后的抹光工序，普遍由工人持抹光机在密闭车间完成，不仅没有实现生产上的自动化，而且人工抹光更费时费力，效率更低，管片抹光不充分，成品管片中出现麻面，不仅影响美观，甚至会造成隧道滴水漏水，会降低混凝土的抗渗性能，导致使用年限降低，耐腐蚀度不够，影响其结构性能，造成安全隐患。因此本实用新型中设计四轴联动的自动抹光设备，用于盾构管片的抹光工序。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种管片自动抹光设备，该设备使抹光工序耗时大大缩减，极大的提高了盾构管片生产效率。

2、本实用新型为了实现上述目的，采用的技术解决方案为：

3、一种管片自动抹光设备，包括主体桁架和抹光机构，主体桁架上端连有纵向行走机构，纵向行走机构上连有横向行走机构，横向行走机构上连有升降机构，升降机构的下端连有旋转定位机构，旋转定位机构的下端连接可摆动旋转的抹光机构。

4、所述主体桁架包括方形框架和连接在方形框架下端的四个支撑立柱，支撑立柱的下端通过地脚板与地面连接；纵向行走机构包括第一纵向齿条和第二纵向齿条。

5、第一纵向齿条和第二纵向齿条分别连接在方形框架的左部上端和右部上端；第一纵向齿条和第二纵向齿条上分别设置有第一电机驱动座组件和第二电机驱动座组件，横向行走机构的两端分别连接第一电机驱动座组件和第二电机驱动座组件。

6、所述横向行走机构包括横向齿条和横向支撑轨道，横向齿条和横向支撑轨道相互平行设置。

7、横向齿条和横向支撑轨道上端连接有横向电机驱动座组件；横向电机驱动座组件包括横向电机定位板和连接在横向电机底座上端的横向驱动电机，横向电机定位板上设置有竖向移动支撑座。

8、所述升降机构包括竖向移动轴和竖向驱动电机，竖向驱动电机连接在竖向移动支撑座的侧壁上。

9、竖向移动轴通过竖向限位导轨连接在竖向移动支撑座内，并且竖向移动轴可在竖向移动支撑座内上下移动。

10、竖向驱动电机连接在竖向移动支撑座的侧外壁上，并且通过竖向驱动电机传动齿轮与连接在竖向移动轴上的竖向齿条连接。

11、所述竖向移动轴为方形长管状；竖向移动轴的上端连接有上限位块，上限位块呈正方形板状，上限位块的宽度值大于竖向移动支撑座的上端面的宽度值。

12、所述上限位块的下端连接有橡胶垫，竖向移动轴的侧壁下上连接竖向限位导轨和下限位块，下限位块位于竖向限位导轨的下方。

13、所述旋转定位机构包括旋转固定座，旋转固定座包括旋转电机定位法兰和连接在旋转电机定位法兰上端的旋转电机连接法兰，旋转电机定位法兰通过螺栓与升降机构的下端连接包括旋转定位法兰和连接在旋转定位法兰下端的旋转电机定位法兰，旋转定位法兰的上端通过螺栓与升降机构的下端连接。

14、旋转电机定位法兰的后端固连有旋转电机，旋转电机定位法兰的中部内设置有旋转轴承组件，旋转电机的传动轴通过旋转轴承组件连接抹光机构，旋转电机的传动轴转动后可带动抹光机构做弧形摆动。

15、所述抹光机构包括浮动支撑平台，浮动支撑平台上连接有抹光机，抹光机通过十字连接件组件与浮动支撑平台连接，浮动支撑平台的两端部通过弹簧连杆组件连接抹光机。

16、所述浮动支撑平台包括电机托板，电机托板的侧壁上连接有四个直线轴承滑块，每个直线轴承滑块内通过轴承连接有一个缓冲光轴。

17、每个缓冲光轴连有一组弹簧连杆组件，缓冲光轴的下端连有固定环，缓冲光轴的上端穿过固定环、缓冲光轴后连接有直线轴承滑块，缓冲光轴的下端通过十字连接件与抹光机连接，每个缓冲光轴套有缓冲弹簧。

18、所述抹光机包括抹盘和旋转电机，抹盘呈圆盘状，抹盘的四周设置有弧形翻边，弧形翻边向上倾斜设置，旋转电机可调节转速，与抹盘可更换式连接。

19、本实用新型的有益效果是：

20、上述自动抹光设备中，设置有抹光机构、纵向行走机构、横向行走机构、升降机构和旋转定位机构，实现了抹盘对模具内的盾构管片进行更高效便捷的抹光。该设备使抹光工序耗时大大缩减，极大的提高了盾构管片的生产效率。工人只需要对设备进行操控便能完成盾构管片的抹光，减少了工人的工作量。设备的制造成本低，搭建简单，易于操控，应用与生产中安全稳定。该自动抹光设备中，通过四轴联动实现了抹盘对圆弧面的自动抹光，抹盘的翘起设计，有效的防止了抹盘切入盾构管片的表面，抹光效果更好。

技术特征：

1.一种管片自动抹光设备，其特征在于：包括主体桁架(1)和抹光机构(6)，主体桁架(1)上端连有纵向行走机构(2)，纵向行走机构(2)上连有横向行走机构(3)，横向行走机构(3)上连有升降机构(4)，升降机构(4)的下端连有旋转定位机构(5)，旋转定位机构(5)的下端连接可摆动旋转的抹光机构(6)；

2.根据权利要求1所述的一种管片自动抹光设备，其特征在于：所述主体桁架(1)包括方形框架(11)和连接在方形框架(11)下端的四个支撑立柱(12)，支撑立柱(12)的下端通过地脚板(13)与地面连接，纵向行走机构(2)包括第一纵向齿条(21)，第一纵向支撑轨道(25)，第二纵向支撑轨道(26)和第二纵向齿条(210)，第一纵向齿条(21)和第一纵向支撑轨道(25)连接在方形框架(11)的左部上端，第二纵向支撑轨道(26)和第二纵向齿条(210)连接在方形框架(11)的右部上端，第一纵向齿条(21)和第二纵向齿条(210)上分别设置有第一电机驱动座组件(22)和第二电机驱动座组件(27)，横向行走机构(3)的两端分别连接第一电机驱动座组件(22)和第二电机驱动座组件(27)，横向行走机构(3)包括横向支撑轨道(32)和横向齿条(33)，横向支撑轨道(32)和横向齿条(33)互平行设置，横向支撑轨道(32)边缘设有横向限位块(31)。

3.根据权利要求1所述的一种管片自动抹光设备，其特征在于：所述旋转定位机构(5)包括旋转电机定位法兰(54)和连接在旋转电机定位法兰(54)上端的旋转电机连接法兰(55)，旋转电机定位法兰(54)通过螺栓与升降机构(4)的下端连接，旋转电机定位法兰(54)的后端通过旋转法兰(53)连接旋转电机底座(51)和旋转电机(52)，旋转电机(52)通过旋转电机连接法兰(55)连接旋转定位座前板(56)，旋转定位座前板(56)与旋转定位座顶板(57)，旋转定位座侧板(58)通过螺栓连接，旋转电机(52)旋转定位座侧板(58)与抹光机构(6)中的连接侧板(69)连接带动抹光机构(6)做弧形摆动。

4.根据权利要求1所述的一种管片自动抹光设备，其特征在于：所述抹光机构(6)包括浮动支撑平台(610)，浮动支撑平台(610)两侧分别装有连接侧板(69)，连接侧板(69)侧壁连接有四个直线轴承滑块(63)，直线轴承滑块(63)两两组合，平行放置并通过支撑连接缓冲光轴(61)，每个缓冲光轴连有一组缓冲弹簧(64)。

5.根据权利要求1所述的一种管片自动抹光设备，其特征在于：所述电机托板(66)两端通过螺栓连接连杆(67)，连杆(67)通过十字连接件(68)与缓冲光轴(61)连接，缓冲光轴(61)两端通过连接固定环(62)进行限位，电机托板(66)上端通过螺栓与抹光电机(611)连接，抹光电机(611)下方连接抹盘(65)，通过抹光电机(611)带动抹盘(65)转动且可自行调节抹光电机(611)的转速，更换不同材质的抹盘(65)，实现对管片表面的抹光。

技术总结
本技术公开一种管片自动抹光设备，包括主体桁架和抹光机构，主体桁架上端连有纵向行走机构，纵向行走机构上连有横向行走机构，横向行走机构上连有升降机构，升降机构的下端连有旋转定位机构，旋转定位机构的下端连接可摆动旋转的抹光机构。抹光机构包括浮动支撑平台，浮动支撑平台上连接有抹光机，抹光机通过传动组件与设置在旋转平台下方的浮动支撑平台连接，浮动支撑平台的两端都加装有缓冲弹簧。该设备使抹光工序耗时大大缩减，解放了人力，极大的提高了弧形管片制品生产效率，实现管片生产自动化。

技术研发人员：张远迁,陈忠加,尹俊楠,李中赛,赵宇轩
受保护的技术使用者：北京林业大学
技术研发日：20230831
技术公布日：2024/2/6