钢桁架盛具旋转及驱动机构的制作方法

本实用新型属于工程领域，尤其涉及一种隧道施工设备。

背景技术：

中国的隧道工程施工中，二次衬砌钢筋绑扎的精确定位一直是制约二次衬砌施工质量的一大难题。

现有技术中对二次衬砌钢筋绑扎，普遍借助一个台车进行施工，现有台车结构均十分简单，其功能仅是一个可移动的脚手架。钢筋绑扎主要通过人工，将在地面焊接或套接好钢筋（一般直径为22－25mm）从台车边侧送到拱部，并利用钢筋自身的弹性，将钢筋在台车外侧形成弧状。并且因为钢筋具有弹性，钢筋在吊装到预定位置的过程中会发生甩动，而隧道内空间狭窄，钢筋甩动时很容易捅破防水层。因此这种施工方式既费人力又费时间并且影响工程质量，导致最后施工成本明显偏高。

另外，由于不便于穿透防水层给钢筋增设支撑点，而钢筋又存在一定的刚度和重量，因此，人工弯成的环状钢筋无法精确定位，靠进围岩一侧的钢筋常常因变形压在防水层上，使其在浇筑混凝土时没有保护层，而靠隧道内侧的钢筋在拱腰等处常常向围岩一侧严重变形（如图2中箭头所指方向所示），使得该处二次衬砌的钢筋形同虚设。这种现象在现有技术中普遍存在，成为隧道工程质量的一大通病和隐患。

根据以上问题，发明人首先想到是可以把钢筋事先弯曲成型，然后在运到台车上进行安装。发明人依据多年工作经验，从节约人力和时间成本出发，并且考虑到隧道中空间有限，所以设计出了本申请中的以台车上的翻转轴为旋转中心的带卡槽的弧形钢桁架盛具，将钢筋弯曲置于卡槽中便能将钢筋的形状固定，为了节约施工时间，发明人将弧形钢桁架盛具设计成一次能够盛装若干钢筋，可以一次将多根钢筋运载到台车上，进行预铺设，节约了大量的吊装时间，并且防止了钢筋甩动捅伤防水层，保证了施工质量。钢筋放入弧形钢桁架盛具后，为使弧形钢桁架盛具实现从地面平放到放置台架上，本申请文件则提供了一种钢桁架盛具旋转及驱动机构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种钢桁架盛具旋转及驱动机构，以解决背景技术中钢筋难以翻转到指定状态、翻转过程中容易晃动的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案提供一种钢桁架盛具旋转及驱动机构，包括台架、平移小车、翻转装置和旋转驱动装置，所述旋转驱动装置包括双筒卷扬机、第一天轮、第二天轮以及用于拉动弧形钢桁架盛具的钢丝绳，所述双筒卷扬机、第一天轮和第二天轮均安装在台架上，所述钢丝绳的固定端固定在双筒卷扬机上，钢丝绳的自由端绕经第一天轮和第二天轮并连接有拉动单元；所述翻转装置包括两个分别安装在台架两侧的第一转轴套筒、安装在弧形钢桁架盛具两端底部的第二转轴套筒以及可拆卸连接在第一转轴套筒和第二转轴套筒内的翻转轴，所述第一转轴套筒和第二转轴套筒相配合；所述平移小车包括车体、安装在车体一端的抵板和安装在车体顶部的卡槽，所述抵板安装有用于控制双筒卷扬机停止工作的行程开关，所述卡槽内安装有用于升降弧形钢桁架盛具的千斤顶，所述行程开关和所述千斤顶分别与弧形钢桁架盛具相配合。

本基础方案的原理在于：

工作时，首先将翻转轴插装到第一转轴套筒和第二转轴套筒内，使台架的两侧分别与弧形钢桁架盛具的两端底部连接起来，通过拉动单元将钢丝绳与弧形钢桁架盛具连接起来，然后启动双筒卷扬机，双筒卷扬机的转动能够使钢丝绳缠绕到双筒卷扬机上，此过程中拉动单元逐渐拉动弧形钢桁架盛具，使弧形钢桁架盛具绕翻转轴进行翻转。钢丝绳在拉动弧形钢桁架盛具翻转的过程中，钢丝绳逐渐与第二天轮分离，当弧形钢桁架盛具翻转90°时刚好碰到位于抵板上的行程开关，行程开关控制卷扬机停止工作，此时启动位于卡槽内的千斤顶，使千斤顶将弧形钢桁架盛具顶升，然后将翻转轴从第一转轴套筒和第二转轴套筒中取出，并降下千斤顶让弧形钢桁架盛具固定在盛具平移小车卡槽内，工人们便可利用弧形钢桁架盛具进行下一步工序了。

本基础方案的有益效果在于：

1、本方案能够拉动弧形钢桁架盛具从水平状态旋转到垂直状态，并放置到台架上，节约大量的施工时间，同时保证了施工质量，方便工人们进行下一步工序，且在拉动过程中能够保证弧形钢桁架盛具的平稳性，防止弧形钢桁架盛具因产生晃动而对防水布或其他设备产生破坏；

2、本方案的钢丝绳相较于传统的链条拉动的平稳性更好，不会产生晃动，防止弧形钢桁架盛具在翻转过程中因产生晃动而划破防水布；

3、本方案通过翻转轴与第一转轴套筒和第二转轴套筒的配合，能够为弧形钢桁架盛具的翻转提供支点，防止弧形钢桁架盛具在翻转过程中产生晃动，提高了弧形钢桁架盛具翻转的平稳性；

4、本方案的翻转轴与第一转轴套筒和第二转轴套筒可拆卸连接，使得弧形钢桁架盛具在完成垂直操作后能够直接将翻转轴取下来，避免影响弧形钢桁架盛具的下一步工序，提高了工作效率；

5、本方案采用双筒卷扬机与弧形钢桁架盛具的不同位置相连，并同时拉动弧形钢桁架盛具使其进行翻转，拉动效果更好，增强了弧形钢桁架盛具在拉动过程中的稳定性；

6、本方案通过双筒卷扬机与第一天轮和第二天轮的配合，限定了钢丝绳的运动轨迹，提高了弧形钢桁架盛具翻转的稳定性；

7、本方案通过抵板上的行程开关与弧形钢桁架盛具的配合自动控制双筒卷扬机停止工作，操作简单方便；

8、本方案的卡槽能够对弧形钢桁架盛具起到限位的作用，防止弧形钢桁架盛具晃动；

9、本方案的千斤顶能够在取下翻转轴前对顶升弧形钢桁架盛具，使得翻转轴能够被顺利地取出。

方案二：此为基础方案的优选，所述双筒卷扬机包括驱动减速单元，所述驱动减速单元的两个输出端上分别连接有一个传动轴，每个传动轴的工作端均安装有用于连接钢丝绳的卷筒，每个卷筒均配合有一组第一天轮、第二天轮、钢丝绳和拉动单元。每个驱动单元控制两个卷筒转动，使得弧形钢桁架盛具拉动旋转的效率更高，提高了工人们的工作效率。

方案三：此为方案二的优选，所述驱动单元包括一个第一驱动电机和一个与第一驱动电机相连的第一减速机，所述第一减速机的两个输出端分别与不同的传动轴连接。一个第一驱动电机控制两个卷筒同时工作，使得卷筒的工作更加同步、更加稳定。

方案四：此为方案二的优选，所述驱动单元包括两个第二驱动电机和两个与第二驱动电机相连的第二减速机，两个第二驱动电机共同连接有一个控制器，第二减速机的两个输出端分别与不同的传动轴相连。控制器同时控制两个第二驱动电机的工作，两个第二驱动电机再分别控制两个卷筒的工作，保证了两个卷筒工作的一致性。另外，这种双筒卷扬机的成本更低。

方案五：此为基础方案的优选，所述卷扬机的侧边设有用于加固卷扬机的固定架。固定架能够进一步固定卷扬机，防止卷扬机在工作过程中因产生晃动而影响弧形钢桁架盛具的旋转。

方案六：此为基础方案的优选，所述拉动单元包括安装在钢丝绳自由端的吊钩和安装在弧形钢桁架盛具上的吊耳，所述吊钩和吊耳相配合。吊钩与吊耳的配合能够方便工人将连接绳和弧形钢桁架盛具连接起来，操作简单，拆装方便。

方案七：此为基础方案的优选，所述翻转轴上固定有用于推拉翻转轴的把手。把手能够让工人更方便地将翻转轴插入或取出第一转轴套筒和第二转轴套筒，操作效率更高。

方案八：此为方案七的优选，所述翻转轴的外表面、第一转轴套筒内表面和第二转轴套筒内表面均加工有用于减缓磨损的防护涂层。由于翻转轴经常与第一转轴套筒和第二转轴套筒接触并产生摩擦，容易造成磨损，而防护涂层则可以减缓翻转轴、第一转轴套筒和第二转轴套筒的磨损。

附图说明

图1为本实用新型钢桁架盛具旋转及驱动机构的正视图；

图2为本实用新型钢桁架盛具旋转及驱动机构的侧视图；

图3为平移小车的结构示意图；

图4为实施例1中卷扬机的结构示意图；

图5为实施例2中卷扬机的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：弧形钢桁架盛具1、台架2、平移小车3、双筒卷扬机4、第一天轮5、第二天轮6、钢丝绳7、第一转轴套筒8、第二转轴套筒9、翻转轴10、车体11、卡槽12、抵板13、行程开关14、千斤顶15、第一驱动电机16、第一减速机17、第二驱动电机18、第二减速机19、控制器20、传动轴21、卷筒22。

实施例1

如附图1和附图2所示，钢桁架盛具旋转及驱动机构由台架2、平移小车3、翻转装置和旋转驱动装置构成。

翻转装置由两个第一转轴套筒8、两个第二转轴套筒9和两根翻转轴10构成，两个第一转轴套筒8分别焊接在台架2的底部两侧，两个第二转轴套筒9分别焊接在弧形钢桁架盛具1的底部两侧，翻转轴10插装在台架2同一侧的第一转轴套筒8和第二转轴套筒9内。翻转轴10上焊接由把手，用于推拉翻转轴10；翻转轴10的外表面、第一转轴套筒8内表面和第二转轴套筒9内表面均加工有防护涂层，用于减缓磨损。

旋转驱动装置由双筒卷扬机4、第一天轮5、第二天轮6和钢丝绳7构成，双筒卷扬机4、第一天轮5、第二天轮6均安装在台架2上，第一天轮5和第二天轮6位于同一水平线上。钢丝绳7的左端固定在双筒卷扬机4的卷筒22上，钢丝绳7的右端绕经第一天轮5和第二天轮6并与吊钩连接，吊钩与吊耳相配合，吊耳焊接在弧形钢桁架盛具1上，吊钩和吊耳共同构成拉动单元。如附图4所示，双筒卷扬机4由一个第一驱动电机16、一个第一减速机17、两个传动轴21和两个卷筒22构成，第一驱动电机16的输出端与第一减速机17相连，第一减速机17有两个输出端，两个第一减速机17的输出端上分别连接有不同的传动轴21。

如附图3所示，平移小车3由车体11、抵板13和卡槽12构成，抵板13安装在车体11的左端，抵板13上安装有用于控制双筒卷扬机4停止工作的行程开关14；卡槽12安装在车体11上部，卡槽12的中部安装有千斤顶15，千斤顶15用于升顶弧形钢桁架盛具1。行程开关14和千斤顶15分别与弧形钢桁架盛具1相配合。

工作时，首先将翻转轴10插装到第一转轴套筒8和第二转轴套筒9内，使台架2的两侧分别与弧形钢桁架盛具1的两端底部连接起来；接着将钢丝绳7的左端固定在卷筒22上，将钢丝绳7的右端绕经第一天轮5和第二天轮6，并在钢丝绳7的右端安装斗钩，再将吊钩挂到位于弧形钢桁架盛具1上的吊耳上，然后启动驱动电机，驱动电机经由减速机的两个减速机输出端分别带动对应的传动轴21转动，传动轴21的转动带动卷筒22转动，卷筒22的转动使得钢丝绳7逐渐缠绕到卷筒22内，钢丝绳7在缠绕过程中通过吊钩和吊耳的配合逐渐拉动弧形钢桁架盛具1，使弧形钢桁架盛具1绕翻转轴10进行翻转。钢丝绳7在拉动弧形钢桁架盛具1翻转的过程中，钢丝绳7逐渐与第二天轮6分离，当弧形钢桁架盛具1翻转90°时刚好将位于抵板13上的行程开关14碰上，行程开关14控制驱动电机停止工作，此时启动位于卡槽12内的千斤顶15，使千斤顶15将弧形钢桁架盛具1顶升，然后将翻转轴10从第一转轴套筒8和第二转轴套筒9中取出，并降低千斤顶15与弧形钢桁架盛具1分离并逐渐恢复到原位，工人们便可利用弧形钢桁架盛具1进行下一步工序了。

实施例2

如附图5所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，双筒卷扬机4由两个第二驱动电机18、两个与第二驱动电机18相连的第二减速机19、两个传动轴21和两个卷筒22构成，第二驱动电机18的输出端与第二减速机19相连，每个第二减速机19均有一个输出端，两个第二减速机19的输出端上分别连接有不同的传动轴21。

工作时，工人将两根钢丝绳7的左端分别固定到两个卷筒22上，接着将钢丝绳7的右端绕经第一天轮5和第二天轮6，并在钢丝绳7的右端安装吊钩，再将吊钩挂到位于弧形钢桁架盛具1上的吊耳上，然后通过控制器20同时启动两个第二驱动电机18，每个第二驱动电机18经由第二减速机19带动传动轴21转动，传动轴21的转动带动卷筒22转动，卷筒22的转动使得钢丝绳7逐渐缠绕到卷筒22内，钢丝绳7在缠绕过程中通过吊钩和吊耳的配合逐渐拉动弧形钢桁架盛具1，使弧形钢桁架盛具1绕翻转轴10进行翻转。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。