一种分体式自动拼装球铰的制作方法

1.本发明涉及桥梁结构或建筑技术领域，具体而言，涉及一种分体式自动拼装球铰。


背景技术：

2.近年来，我国高铁、高速公路网发展很快。许多新建的铁路或公路桥梁不可避免的与既有的铁路、公路网交叉。若在原有的公路、铁路网上方直接修建桥梁不但影响现有车辆通行安全也会影响桥梁建造工期。因此，为解决以上问题，球铰转体施工的方法被越来越多的采用。球铰转体施工承重系统主要由上球铰、下球铰以及非金属滑板等组成。其中，下球铰与地面墩台混凝土连接，主要起承重作用。上球铰与桥墩连接，通过牵引桥墩使上下球铰产生相对转动。非金属滑板承接上、下座板之间的压力，其摩擦系数较小，能够有效减小转动时的摩擦阻力，上球铰及桥墩在牵引力作用下达到桥梁转动目的。
3.近些年桥梁跨度逐渐增大，桥梁转体的吨位从常规的几千吨增加到数万吨。随着承压力的增大，球铰直径也越来越大。但很多桥梁、山洞的限宽、限高导致球铰运输无法通过，运费也随之增高同时影响建设工期。现有的拼装组合式球铰虽能部分解决以上问题，但由于球铰自重、体积较大且分体球铰多为螺栓连接，在现场施工中拼装极其困难，往往导致转体施工质量无法保证。因此，如何在保证球铰便于运输的前提下，同时降低球铰的拼装难度是亟待解决的问题。
4.在专利cn107227683a中涉及框架与运载车体后端通过转动副连接，转动副方向与运载车行驶方向垂直，起竖驱动缸的缸筒的底部与运载车底部通过球铰相连，其伸出杆的顶部与框架通过球铰连接，桥体收放装置设在框架内，并与框架通过移动副连接，以及相邻两个可折叠框式桥体单元上部通过可折叠拉杆连接，其可折叠地板单元前后通过销轴相连，可折叠拉杆可向下折叠或展开，一定程度上使悬索桥便于运输与折叠，且通过球铰连接更使得悬索桥更具有灵活性，但是仍未解决球铰作为桥梁建造的一环使用时，如何解决球铰过大运输困难，以及拼接难度大的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提出一种分体式自动拼装球铰，以解决现有技术中存在的由于球铰的承重力要求，使得球铰直径过大，造成运输不便以及拼装难度很大的问题；以此达到提高球铰的运输效率，降低球铰的拼装难度，使球铰的能够自动拼装，提高球铰的拼装效率，减小球铰对施工工期的影响，增大球铰安装的灵活性。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
7.本发明涉及的一种分体式自动拼装球铰，包括球铰本体、球铰分瓣和驱动装置，球铰分瓣与球铰本体连接，球铰本体包括销轴套筒，销轴套筒设置在球铰本体上侧，驱动装置通过法兰固定装置与销轴套筒连接，驱动装置能够带动钢绳运动，进而使得球铰分瓣围绕球铰本体旋转。
8.进一步，球铰分瓣通过旋转机构与球铰本体连接，旋转机构用于球铰分瓣围绕球
铰本体旋转至第一角度
ɑ
时，起到定位和支撑的作用。
9.进一步，旋转机构包括铰链销轴和铰链套筒，铰链套筒内侧壁与铰链销轴外侧壁连接，铰链销轴设置在球铰本体上侧，铰链套筒设置在球铰分瓣上侧。
10.进一步，铰链销轴包括销轴孔，铰链套筒包括套筒孔，当球铰分瓣围绕球铰本体旋转至第一角度
ɑ
时，销轴孔的中心线与套筒孔的中心线在同一条直线上，销轴孔和套筒孔内设置销钉，销钉用于使球铰本体和球铰分瓣在第一角度
ɑ
处定位。
11.进一步，球铰分瓣包括球铰左分瓣和球铰右分瓣，球铰左分瓣和球铰右分瓣上侧均设置铰链套筒，球铰左分瓣通过铰链套筒与球铰本体左侧的铰链销轴连接，球铰右分瓣通过铰链套筒与球铰本体右侧的铰链销轴连接。
12.进一步，法兰固定装置包括法兰和平台，法兰一端与销轴套筒远离球铰本体的一侧连接，法兰另一端与平台可拆卸连接，平台上侧设置驱动装置。
13.进一步，平台的平面内设置平台穿线孔，平台穿线孔为通孔，用于便于钢绳穿过。
14.进一步，平台下侧设置拉线滑轮，拉线滑轮用于减少钢绳与平台之间的摩擦。
15.进一步，驱动装置包括卷线滚筒、减速器和电机，卷线滚筒、减速器和电机均设置在平台上侧，卷线滚筒右侧通过减速器与电机连接，卷线滚筒用于在电机的带动下控制钢绳运动。
16.进一步，钢绳一端通过平台穿线孔绕设在卷线滚筒外侧，钢绳另一端分别与球铰左分瓣、球铰右分瓣连接。
17.相对于现有技术，本发明所述的一种分体式自动拼装球铰，具有以下有益效果：
18.通过所述的一种球铰支座装置能够有效的提高球铰的运输效率，降低传统分体球铰的拼装难度，使球铰能够自动拼装，减小球铰对施工工期的影响，增大球铰安装的灵活性，提高球铰的工作效率，增强球铰的安装质量和安装效率，同时，能够极大的降低安装、运输的成本。
附图说明
19.构成本发明的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附
20.图中：
21.图1为分体式自动拼装球铰分解示意图；
22.图2为分体式自动拼装球铰旋转机构五块分瓣方式安装位置示意图；
23.图3为分体式自动拼装球铰旋转机构三块分瓣方式安装位置示意图；
24.图4为铰链旋转机构放大示意图；
25.图5为分体式自动拼装球铰主视示意图；
26.图6为分体式自动拼装球铰折叠示意图；
27.图7为分体式球铰五块分瓣球铰安装示意图；
28.图8为分体式球铰三块分瓣球铰安装示意图示意图。
29.附图标记说明：1、球铰本体；2、球铰分瓣；21、球铰左分瓣；22、球铰右分瓣；3、旋转机构；31、铰链销轴；311、销轴孔；32、铰链套筒；321、套筒孔；33、销钉；4、球铰筋；41、球铰环筋；42、球铰竖筋；421、第一竖筋；422、第二竖筋；423、第三竖筋；424、第四竖筋；425、第一折
叠竖筋；426、第二折叠竖筋；5、拉线孔；51、第一拉线孔；52、第二拉线孔；6、销轴套筒；7、法兰固定装置；71、法兰；72、平台；73、平台穿线孔；8、拉线滑轮；81、第一滑轮；82、第二滑轮；9、驱动装置；91、卷线滚筒；92、减速器；93、电机；10、钢绳。
具体实施方式
30.下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
34.本实施例针对支座装置球铰的，与常规的支座装置球铰相同的是，所述整体结构都是由上球铰、下球铰和非金属滑板组成的。
35.在现有技术中，随着桥梁跨度的增大，桥梁转体吨位倍增，使得球铰支座装置承压力增大，因而球铰的直径越来越大，才能满足承压力的需求，但很多桥梁、山洞的限宽、限高导致球铰运输无法通过，运费也随之增高同时影响建设工期；现有的拼装组合式球铰虽能部分解决以上问题，但由于球铰自重、体积较大且分体球铰多为螺栓连接，现场施工对中拼装及其困难，往往导致转体施工质量无法保证。
36.为了解决现有技术中由于球铰的承重力要求，使得球铰直径过大，造成运输不便以及拼装难度很大的问题；本实施例提出一种分体式自动拼装球铰，包括球铰本体1、球铰分瓣2和驱动装置9，球铰分瓣2与球铰本体1可拆卸连接，球铰本体1包括销轴套筒6，销轴套筒6设置在球铰本体1上侧，驱动装置9通过法兰固定装置7与销轴套筒6连接，驱动装置9能够带动钢绳10运动，进而使得球铰分瓣2围绕球铰本体1旋转；其中，所述球铰包括球铰筋4，用于加强球铰的承受力，提高球铰的刚度与强度，同时，根据球铰筋4的位置能够便于划分球铰本体1和球铰分瓣2，球铰筋4包括球铰环筋41和球铰竖筋42，球铰环筋41与球铰竖筋42交错设置，球铰环筋41为环状，球铰竖筋42为曲线设置，以图2所示为例，球铰竖筋42包括第一竖筋421、第二竖筋422、第三竖筋423和第四竖筋424，第一竖筋421、第二竖筋422、第三竖筋423和第四竖筋424沿圆周分布设置，第一竖筋421、第二竖筋422、第三竖筋423和第四竖筋424交点为圆心，第一竖筋421、第二竖筋422、第三竖筋423和第四竖筋424均与球铰环筋41交错设置，球铰竖筋42还包括第一折叠竖筋425和第二折叠竖筋426，第一折叠竖筋425和第二折叠竖筋426均分别与第三竖筋423平行设置，在本实施例中，上侧指的是图示中的上方，并无其他暗示性含义。
37.通过所述分体式设置的球铰能够有效的降低运输的难度，在运输过程中，改变球铰分瓣2与球铰本体1的位置，能够有效的降低球铰的空间占有率，使得球铰能够便于运输，进而降低球铰运输过程中的成本，有效的提高了球铰的工作效率，同时有利于球铰的拼接，
降低了球铰的拼接难度，缩短了球铰的施工工期，依照球铰环筋41与球铰竖筋42将球铰划分为三部分，有利于球铰的组合和折叠，同时能够避免过度拆分造成的球铰承压力下降的可能性的发生。
38.球铰分瓣2通过旋转机构3与球铰本体1连接，旋转机构3用于球铰分瓣2围绕球铰本体1旋转至第一角度
ɑ
时，起到定位和支撑的作用，且便于球铰分瓣2与球铰本体1之间的折叠，第一角度
ɑ
即指的是球铰分瓣2围绕球铰本体1旋转过程中所需固定位置的角度，
ɑ
的范围在0
°
到90
°
，其中，旋转机构3包括铰链销轴31和铰链套筒32，铰链套筒32内侧壁与铰链销轴31外侧壁连接，铰链销轴31设置在球铰本体1上侧，铰链套筒32设置在球铰分瓣2上侧，当球铰分瓣2围绕球铰本体1旋转时，铰链套筒32能够围绕铰链销轴31转动，球铰分瓣2绕球铰本体1旋转至第一角度
ɑ
时，铰链销轴31通过销钉33与铰链套筒32固定连接，旋转机构3用于使球铰本体1和球铰分瓣2在所需位置定位；铰链销轴31包括销轴孔311，铰链套筒32包括套筒孔321，当球铰分瓣2围绕球铰本体1旋转至第一角度
ɑ
时，铰链销轴31的销轴孔311与铰链套筒32的套筒孔321对中，即销轴孔311的中心线与套筒孔321的中心线在同一条直线上，销轴孔311和套筒孔321内设置销钉33，销钉33用于在铰链销轴31与铰链套筒32连接后，固定铰链销轴31与铰链套筒32，用于使球铰本体1和球铰分瓣2在第一角度
ɑ
处定位；当球铰分瓣2围绕球铰本体1旋转折叠时，取出销钉33，铰链销轴31围绕铰链套筒32转动，进而球铰分瓣2通过旋转机构3围绕球铰本体1旋转，在本实施例中，“对中”指的是销轴孔311的中心线与套筒孔321的中心线在同一条直线上。
39.通过旋转机构3的设置能够有效的将球铰分瓣2和球铰本体1固定在所需要的第一角度
ɑ
位置，保证球铰的顺利自动拼接对中，降低球铰的拼接难度，且铰链销轴31和铰链套筒32的相互配合又能够进一步增强球铰分瓣2和球铰本体1安装的稳定性，增强球铰使用时的安全。
40.球铰分瓣2包括球铰左分瓣21和球铰右分瓣22，球铰左分瓣21和球铰右分瓣22上侧均设置铰链套筒32，球铰左分瓣21通过铰链套筒32与球铰本体1左侧的铰链销轴31连接，球铰右分瓣22通过铰链套筒32与球铰本体1右侧的铰链销轴31连接，球铰分瓣2设置拉线孔5，用于便于在驱动装置9牵引作用下，球铰分瓣2能够围绕球铰本体1旋转，拉线孔5包括第一拉线孔51和第二拉线孔52，第一拉线孔51设置在球铰左分瓣21上端，第二拉线孔52设置在球铰右分瓣22上端，其中，自动拼装球铰的分辨方式分为五块分瓣和三块分瓣两种方式，其中，五块分瓣方式中，球铰的旋转机构3以第一竖筋421为中心线对称均匀设置在第一虚线框a范围内任意位置，旋转机构3以第一竖筋421为中心线对称均匀设置在第二虚线框b范围内任意位置，旋转机构3在第一虚线框a内以第一竖筋421为中心线对称设置两个，旋转机构3在第二虚线框b内以第一竖筋421为中心线对称设置两个，其中，旋转机构3的铰链套筒32分别以第一竖筋421为中心线对称均匀设置在第一虚线框a范围内任意位置的球铰分瓣2上、以第一竖筋421为中心线对称均匀设置在第二虚线框b范围内任意位置的球铰分瓣2上，旋转机构3的铰链销轴31分别以第一竖筋421为中心线对称均匀设置在第一虚线框a范围内任意位置的球铰本体1上、以第一竖筋421为中心线对称均匀设置在第二虚线框b范围内任意位置的球铰本体1上，优选的，五块分瓣方式的球铰的铰链套筒32分别设置在第二竖筋422与球铰环筋41的相交点处的球铰分瓣2上、第四竖筋424与球铰环筋41的相交点的球铰分瓣2上，五块分瓣方式的球铰的铰链销轴31分别设置在第二竖筋422与球铰环筋41的相交
点处的球铰本体1上、第四竖筋424与球铰环筋41的相交点的球铰本体1上，三块分瓣方式的球铰的铰链套筒32分别设置在第一折叠竖筋425、第二折叠竖筋426处的球铰分瓣2上，三块分瓣方式的球铰的铰链销轴31分别设置在第一折叠竖筋425、第二折叠竖筋426处的球铰本体1上，其中，在本实施例中，第一虚线框a和第二虚线框b为图2所示的虚线框所指示的位置，经仿真所得在该范围内，能够实现球铰分瓣2正常围绕球铰本体1翻转，且第一虚线框a和第二虚线框b的宽度大小均为第一竖筋421和球铰环筋41的交点与第二竖筋422和球铰环筋41的交点之间的距离，第一虚线框a和第二虚线框b的长度大小均为第二竖筋422和球铰环筋41的交点与第四竖筋424靠近第一虚线框a的一端和球铰环筋41的交点之间的距离。
41.通过自动拼装球铰的分辨方式的多种设置，能够有效的提高分体式球铰的适用范围，提高不同环境下球铰的适用性，增强球铰的拼接效率，降低球铰的拼接难度，减小球铰的运输成本，同时，能够大大提高球铰拼接的灵活性。
42.法兰固定装置7包括法兰71和平台72，法兰71一端与销轴套筒6远离球铰本体1的一侧连接，法兰71另一端通过螺栓与平台72可拆卸连接，平台72上侧设置驱动装置9，平台72的平面内设置平台穿线孔73，平台穿线孔73为通孔，用于便于钢绳10穿过，平台72下侧设置拉线滑轮8，拉线滑轮8用于减少钢绳10与平台72之间的摩擦，法兰71为上下两个相扣的法兰71盘，平台72为平板，平台72用于为驱动装置9的安装提供位置，拉线滑轮8至少设置一个，拉线滑轮8包括第一滑轮81和第二滑轮82，第一滑轮81设置在平台72下侧左端，第二滑轮82设置在平台72下侧右端，第一滑轮81和第二滑轮82均用于减少钢绳10与平台72之间的摩擦，其中，销轴套筒6的长度大于现有的常规销轴套筒6长度，平台72具有可重复使用的特点，且平台72能够支持多种不同吨位大小的分体式球铰安装。
43.通过将常规的销轴套筒6加长，并在销轴套筒6上端安装法兰固定装置7，法兰固定装置7用于支撑驱动装置9的同时，还能够为球铰本体1与球铰分瓣2之间的折叠提供一定的高度支撑，有利于球铰本体1与球铰分瓣2拼接与折叠，提高了球铰的拼接效率，增强了球铰的灵活性，同时，法兰71的设置，又有利于为平台72的安装提供有效的支撑，平台72的可拆卸设置，大大降低了安装的成本。
44.驱动装置9包括卷线滚筒91、减速器92和电机93，卷线滚筒91、减速器92和电机93均设置在平台72上侧，卷线滚筒91右侧通过减速器92与电机93连接，卷线滚筒91用于在电机93的带动下控制钢绳10运动，钢绳10一端通过平台穿线孔73绕设在卷线滚筒91外侧，钢绳10另一端分别与球铰左分瓣21的第一拉线孔51、球铰右分瓣22的第二拉线孔52连接，钢绳10受电机93带动收起或放下时，钢绳10与第一拉线孔51连接的一端能够通过第一滑轮81滑动，钢绳10与第二拉线孔52连接的一端能够通过连接的一端能够通过滑动。
45.通过驱动装置9的设置实现了无需现场调整即可安装，极大的减小了现场分体式球铰的安装难度，并提高了装配质量，且球铰安装完成后，平台72可以拆掉重复利用，且平台72能够匹配多种不同吨位大小的分体式球铰支座装置，大大的减少了分体式球铰的安装、使用成本。
46.具体的，当电机93通电后，正转的电机93通过减速器92的减速增加扭矩，带动卷线滚筒91转动，卷线滚筒91带动钢绳10进行收起，进而使得球铰分瓣2通过旋转机构3围绕球铰本体1翻转折叠，当球铰分瓣2和球铰本体1旋转至所需的第一角度
ɑ
时，球铰分瓣2与球铰本体1之间的销轴孔311和套筒孔321自动对中，在旋转机构3中插入销钉33，使得球铰分瓣2
折叠固定在球铰分瓣2与球铰本体1所需的第一角度
ɑ
，此时，球铰宽度减小，便于运输，但球铰现场安装时，首先拔出销钉33，接着使电机93反转，转动的电机93通过减速器92的减速增加扭矩，带动卷线滚筒91转动，通过卷线滚筒91带动使得钢绳10放开，进而使得球铰分瓣2通过旋转机构3围绕球铰本体1在重力作用下放平至与球铰本体1同一平面时，球铰分瓣2与球铰本体1之间的销轴孔311的中心线与套筒孔321的中心线不在同一条直线上，球铰拼装完成。
47.通过驱动装置9的设置能够有效的使得球铰的安装实现自动化，减少了人力的使用，提高了安装的效率，解决了分体球铰现场装配时遇到的困难，降低了拼接的难度，增大了安装的速度，降低了安装和运输的成本，提高了球铰安装和运输的工作效率，缩短了球铰的安装和运输工期，大大提高了球铰现场安装的质量，且随着驱动装置9，能够实现球铰的自动拼装，进一步，加大球铰的拼装效率，减少人力的使用。
48.在本发明中，对于任意支座装置球铰而言，可以包括本实施例中所述一种分体式自动拼装球铰结构，且在本实施例提供的旋转机构3、球铰环筋41的相关结构及装配关系的基础上，所述支座装置球铰还包括上球铰、下球铰和非金属滑板等结构在内的常规构件，鉴于其均为现有技术，在此不进行赘述。
49.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。