一种适用于小开挖直径的万向球式盾构机快速卸载臂装置的制作方法

本发明创造属于小开挖直径隧道掘进盾构机技术领域，尤其是涉及一种适用于小开挖直径的万向球式盾构机快速卸载臂装置。

背景技术：

隧道掘进盾构机广泛的应用于地铁、铁路、公路、市政等隧道工程，其中越来越多的小开挖直径(小于3.5m)的盾构机用于水电、排污等通道管廊工程。中大直径(6米以上)的盾构机掘进时的拼装管片是通过运输小车运至快速卸载装置处，由快速卸载臂将管片接过，运输小车得以空载返回再次运输管片过来。快速卸载臂上的管片由管片梁上的吊运装置运至管片拼装抓取位置上，最终由管片拼装机拼装在隧道内壁上(见图1、2)。

但以上模式适合开挖直径比较大(不小于6m)，隧道管片内空间比较充裕，具备起吊空间，可以采用管片梁吊运快速卸载上任意位置的管片，运输至拼装机抓取位置。对于小开挖直径(小于3.5m) 的情况下，由于空间有限,有限的空间内还需要布置螺旋机、皮带机等设备,不具备起吊空间，管片梁只能布置到快速卸载一号车的头部 (见图3)，无法向后延伸，后部快速卸载上的管片也就无法通过管片梁吊运到前面的拼装机抓取工位上。

技术实现要素：

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明创造旨在提出一种适用于小开挖直径的万向球式盾构机快速卸载臂装置，可以在不使用管片梁吊运的情况下将管片运输至快速卸载头部管片梁吊运装置可以吊运的位置，同时还具备管片装载后的自动纠偏调心功能。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种适用于小开挖直径的万向球式盾构机快速卸载臂装置，包括万向球承接装置；所述万向球承接装置包括承接座及多个万向球(万向球的具体结构属于现有技术，可根据实际情况选择合适规格的万向球)；所述承接座为长条状结构，沿管片运输方向设置；所述承接座顶部敞口，内部设有容纳腔，多个所述万向球沿管片运输方向安装于所述承接座的容纳腔内，所述万向球的球体顶点高于所述承接座的顶部；所述承接座安装在卸载臂本体的顶部。

卸载臂本体有两个，对称的设置于管片运输轨道的两侧，管片运输轨道用于运输小车的行走，运输小车用于运输管片。

进一步的，所述卸载臂本体包括行走支架及顶升装置；所述行走支架沿管片运输方向设置，所述顶升装置的底部安装在所述行走支架上，所述顶升装置的升降端与所述承接座连接；所述顶升装置有多组，沿管片运输方向设置。

进一步的，所述顶升装置包括液压缸和辅助支撑件，所述液压缸和所述辅助支撑件的底部均分别铰接在行走支架上，所述液压缸的活塞杆的上端和所述辅助支撑件的上端与同一个销轴铰接，所述销轴的两端分别与所述承接座的两个侧壁板连接。

进一步的，所述承接座的顶面呈坡形结构，低的一侧为靠近管片运输轨道中间位置的一端。

相对于现有技术，本发明创造所述的适用于小开挖直径的万向球式盾构机快速卸载臂装置具有以下优势：

(1)本发明创造所述的适用于小开挖直径的万向球式盾构机快速卸载臂装置设有由多个万向球构成的滑道，由运输小车运输过来的管片卸载到由多个万向球构成的滑道上，配合在盾体前端设置的卷扬牵引机构拖拽牵引绳将管片向前拉动，管片在万向球构成的滑道上向盾体前端方向滑动，通过无法安装管片梁的区域，到达快速卸载头部管片梁吊运装置可以吊运的位置，再由管片梁吊运装置起吊到拼装机抓取工位上。

(2)本发明创造所述的适用于小开挖直径的万向球式盾构机快速卸载臂装置同时还兼具管片装载后的自动纠偏调心功能，对称设于两个卸载臂本体顶部的万向球承接装置，通过万向球的滚动，实现对管片位置的调整，可以自动调整管片装载时的偏心。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中大直径(6米以上)盾构机掘进时管片运输及拼装部分的布置示意图；

图2为现有技术中大直径(6米以上)盾构机掘进时管片梁上的吊运装置吊运管片时的示意图；

图3为本发明创造所述的万向球式盾构机快速卸载臂装置在小开挖直径(小于3.5m)盾构机掘进隧道内的布置示意图；

图4为本发明创造实施例所述的万向球式盾构机快速卸载臂装置承接管片时的示意图；

图5为本发明创造实施例所述的万向球式盾构机快速卸载臂安装位置示意图；

图6为本发明创造实施例所述万向球承接装置在卸载臂本体上的安装位置示意图；

图7为本发明创造实施例所述万向球的结构示意图；

图8为本发明创造实施例所述卷扬牵引机构的结构示意图。

附图标记说明：

1-万向球承接装置；2-承接座；3-万向球；4-管片；5-卸载臂本体；6-行走支架；7-顶升装置；8-液压缸；9-辅助支撑件；10-运输小车；11-卷扬牵引机构；12-拖拽绳；13-管片梁；14-吊运装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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创造和简化描述，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创造的限制。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图5到7所示，一种适用于小开挖直径的万向球式盾构机快速卸载臂装置，包括万向球承接装置1；所述万向球承接装置1安装在卸载臂本体5的顶部，卸载臂本体5有两个，对称的设置于管片运输轨道的两侧，管片运输轨道用于运输小车10的行走，运输小车10用于运输管片4；

其中，万向球承接装置1包括承接座2及多个万向球3(万向球 3的具体结构属于现有技术，可根据实际情况选择合适规格的万向球)；承接座2为长条状结构，沿管片4运输方向设置；承接座2顶部敞口，内部设有容纳腔，多个万向球3沿管片4运输方向(即隧道的轴向) 安装于承接座2的容纳腔内，形成由万向球3构成的滑道，万向球3 的球体顶点高于承接座2的顶部，承接座2安装在卸载臂本体5的顶部；

卸载臂本体5包括行走支架6及顶升装置7；行走支架6沿管片 4运输方向设置，顶升装置7的底部安装在行走支架6上，顶升装置 7的升降端与承接座2连接，实现万向球承接装置1在承接由运输小车10运送过来的管片4时的升降；顶升装置7有多组，沿管片4运输方向设置；

顶升装置7包括液压缸8和辅助支撑件9，液压缸8和辅助支撑件9的底部均分别铰接在行走支架6上，液压缸8的活塞杆的上端和辅助支撑件9的上端与同一个销轴铰接，销轴的两端分别与承接座2 的两个侧壁板连接，即液压缸8的活塞杆带动辅助支撑件9一起升降，进而实现承接座2的升降。

承接座2的顶面呈坡形结构，低的一侧为靠近管片4运输轨道中间位置的一端。

本发明创造实施例所述的适用于小开挖直径的万向球式盾构机快速卸载臂装置的工作过程如下：

如图3、图4和图8所示，管片4由运输小车运10送到卸载位置后，液压缸8启动，活塞杆伸出推动万向球承接装置1升起，进而将运输小车10上的管片4顶起，管片4脱离运输小车10，运输小车 10空载返回，此时管片4被承接在万向球承接装置1上，通过万向球3的滚动，可自动调整管片4装载时的偏心；盾体前端安装有卷扬牵引机构11，卷扬牵引机构11的拖拽绳12的一端可连接到万向球承接装置1上的管片4上，通过拖拽绳12拉动管片4在多个万向球 3构成的滑道上向盾体前端方向滑动，管片4通过无法安装管片梁的区域，到达快速卸载头部安装有管片梁13的位置，管片梁13上的吊运装置14可以吊运管片4到拼装机抓取工位上。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。