一种盾构机渣土循环运送倾倒拖车系统的制作方法

1.本发明属于盾构施工领域，尤其是涉及一种盾构机渣土循环运送倾倒拖车系统。


背景技术：

2.盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，盾构的施工法是掘进机在掘进的同时构建隧道的支撑性管。在施工过程中，前端盾头开挖切削土体，切削下的土体通过渣土输送带向后方输送。
3.由于施工环境的不同，切削的土体性质也不同，对于土压盾构机施工的含水量较大的土体，难以通过铺设管道直接将渣土从地下排出至地上，因此需要通过渣车将盾头切削下来的土体沿着隧道一直转移至井底，再通过升降装置将车厢起升至地面，将渣土倾倒至存放位置，接着还要将车厢重新从地面降至井底，并再次到达盾构机皮带落渣位置承接渣土。
4.但是，由于土体含水量较大，粘度较大，在倾倒过程中，车厢内的残留比较多，倾倒不干净，这就造成之后的装载量下降，运送能力降低，耗能增加，降低了施工效率。同时为了倾倒干净，会采取一些措施，使得倾倒需要的时间延长。
5.由于隧道内的空间有限，不适合并排通行两辆拖车，因此多是一辆拖车在循环工作。拖车在隧道内移动基本保持匀速，在举升、倾倒、放回具有较多的人工干预，因此会占据较多的时间，而倾倒的时间延长之后，拖延了渣土整体的运送效率，如果时间过长，就需要盾构机停止工作以等待渣土车就位，这就给掘进工作造成影响，会拖延整个工程的进步。
6.因此这个倾倒渣土的过程有待改善，以节省时间，同时提高倾倒效率。


技术实现要素：

7.本发明提供一种盾构机渣土循环运送倾倒拖车系统，调整车厢的倾倒连接结构，采用链轮结构的举升倾倒机构，使得车厢能够翻转180
°
，从而保证车厢倾倒干净，避免渣土残留；车厢新的倾倒连接结构，使得车厢的底部抬起的时候，车厢倾倒口沿下降，加快车厢倾倒翻转的速度，提高倾倒速度。
8.本发明的具体技术方案为：一种盾构机渣土循环运送倾倒拖车系统，包括拖车底盘、设置于拖车底盘上的车厢、与车厢连接举升并能将车厢翻转超过150
°
的举升倾倒机构；车厢为上部开口、下部全封闭的结构，车厢的两端设置有三个连接柱，其中两个连接柱相对车厢竖向中心面对称设置并靠近车厢上部开口位置，第三个连接柱设置于车厢下部位置；第三个连接柱铰接有连接臂，连接臂的端部设置有挂环；举升倾倒机构包括机架、设置于机架上相互配合的传动链和链轮，链轮连接有驱动装置，传动链的两端设置有挂钩，一个挂钩用于与上部的其中一个连接柱连接，第二个挂钩用于与连接臂端部的挂环连接，传动链的长度为l，上两个连接柱之间的距离为l，链轮的周长为c，l＞2l+c/2。
9.拖车底盘在隧道内移动，车厢设置于拖车底盘上，举升的时候，车厢与拖车底盘相分离，车厢举升至地面上后，翻转车厢，将渣土倾倒于地面，之后车厢下降放回到拖车底盘
上；举升倾倒机构能将车厢翻转超过150
°
，如果达到180
°
，则会将车厢内的渣土全部倾倒出来，不会残留；本技术在车厢两端设置三个连接柱，两个连接柱对称设置于上部位置，第三个连接柱设置于车厢下部，第三个连接柱通过可转动的连接臂与传动链相连，连接臂与第三个连接柱相铰接，而且连接臂处于上部两连接柱的外侧位置，这就使得连接臂只能在垂直第三个连接柱的平面内转动，此时，在上部的一个连接柱的限制，连接臂被限制，使得车厢的受力点分散到车厢两侧对称的位置，举升的时候保持车厢开口朝上且平稳，随着链轮的转动，传动链的两端产生偏移，连接臂的一端抬高，另一端下降，此时车厢的底部抬高、同时开口下降，两者结合加快车厢倾倒速度，第三个连接柱设置于车厢下部，因此车厢可以被翻转180
°
，此时车厢开口完全朝下，渣土被全部倾倒，这个时候，传动链与对应车厢开口的两个连接柱均接触，也就是说，传动链的两个作用力处于车厢中心的两侧，方便之后车厢回正，回正过程中，车厢开口抬起、车厢底部下降，同样两者结合加快车厢回正，这样车厢翻转倾倒和回正的时间缩短；传动链的长度设定，要满足车厢翻转180的长度需要。
10.进一步优选，车厢底部呈阶梯状，底部中间下凹，底部两端高于底部中间；车厢边棱部位均设置有弧形板。车厢底部下凹，这样拖车底盘可以带动车厢移动；车厢边棱部位设置弧形板，这样这些边棱部位就不容易堆积渣土。
11.进一步优选，车厢整体呈倒梯形状，车厢的两侧壁呈倾斜状，车厢的上部开口的宽度大于车厢底部的宽度。车厢两侧壁倾斜，车厢的开口宽度大于车厢底部宽度，方便渣土倾倒，同时还能增加车厢的装载量。
12.进一步优选，三个连接柱呈等腰三角形布置，第三个连接柱处于另两个连接柱的对称线上；第三个连接柱设置于车厢底部。
13.进一步优选，车厢两端的底部设置有外凸的角部，角部内固定有连接轴，连接轴的端部伸出至车厢端部外，连接轴的伸出端形成h形状的第三个连接柱。车厢底部外凸的角部与拖车底盘配合可以限定车厢与拖车底盘左右方向的位置。
14.进一步优选，角部的截面呈三角形状，拖车底盘上对应车厢两端底部的位置设置有凹槽，凹槽呈三角形状，凹槽的形状与角部的形状相适配。
15.进一步优选，车厢两端位置靠近上部两个连接柱的位置设置有弹性组件，弹性组件包括弹簧和弹性条，弹性条具有外凸的卡部，卡部高出车厢端面，卡部与相邻的连接柱之间形成连接臂固定部。未与举升倾倒机构相连时，连接臂被弹性组件固定在连接臂固定部处，避免连接臂因自重下摆。
16.进一步优选，车厢两端设置有内腔，内腔的开口固定盖板，盖板中间设置有开孔，弹性组件设置于内腔内，弹性条的卡部从开孔处伸出。
17.进一步优选，所述的驱动装置采用伸缩缸配合销轴的结构，销轴与链轮偏心连接；或者驱动装置采用电机配合齿轮副的结构。
18.进一步优选，连接臂的长度大于第三个连接柱与上部其中一个连接柱之间的距离；车厢前后的两连接臂之间连接有护臂，护臂从车厢的侧边延伸。车厢翻转回正的时候，通过护臂的阻挡，使得车厢回正到位。
19.本发明的有益效果是：采用链轮结构的举升倾倒机构，使得车厢能够翻转180
°
，从而保证车厢倾倒干净，避免渣土残留；车厢新的倾倒连接结构，使得车厢的底部抬起的时候，车厢倾倒口沿下降，加快车厢倾倒翻转的速度，提高倾倒速度，同样与能提高车厢回正
的速度。
附图说明
20.图1是本发明一种结构示意图；图2是本发明一种车厢侧视图；图3是本发明一种车厢俯视图；图4是本发明一种车厢端面示意图；图5是本发明一种弹性组件的结构示意图；图6是本发明一种车厢举升状初始态图；图7是本发明一种车厢举升中间状态图；图8是本发明一种车厢翻转180
°
状态示意图；图9是本发明一种驱动装置的结构示意图；图中：1、车厢，2、连接臂，3、上连接柱，4、第三个连接柱，5、角部，6、拖车底盘，7、连接座，8、弹性组件，9、护臂，10、内腔，11、盖板，12、弹性条，13、弹簧，14、链轮，15、传动链，16、机架，17、伸缩缸，18、销轴。
具体实施方式
21.下面通过具体实施例，并结合附图对本发明作进一步的描述。
22.实施例：如图1至5所示，一种盾构机渣土循环运送倾倒拖车系统，包括拖车底盘6、设置于拖车底盘上的车厢1、与车厢连接举升并能将车厢翻转超过150
°
的举升倾倒机构。
23.车厢为上部开口、下部全封闭的结构，车厢底部呈阶梯状，底部中间下凹，底部两端高于底部中间，车厢边棱部位均设置有弧形板。车厢整体呈倒梯形状，车厢的两侧壁呈倾斜状，车厢的上部开口的宽度大于车厢底部的宽度。
24.车厢的两端设置有三个连接柱，其中两个为上连接柱3，另一个为第三个连接柱4，两上连接柱相对车厢竖向中心面对称设置并靠近车厢上部开口位置，第三个连接柱设置于车厢底部下方位置。三个连接柱呈等腰三角形布置，第三个连接柱处于两个上连接柱的对称线上。车厢两端的底部设置有外凸的角部5，角部内固定有连接轴，连接轴的端部伸出至车厢端部外，连接轴的伸出端形成h形状的第三个连接柱。角部的截面呈三角形状，拖车底盘上对应车厢两端底部的位置设置有凹槽，凹槽呈三角形状，凹槽的形状与角部的形状相适配。
25.第三个连接柱铰接有连接臂2，连接臂的长度大于第三个连接柱与上部其中一个上连接柱之间的距离，连接臂的端部设置有挂环。上连接柱呈t形，这样上连接柱与车厢端面之间形成一个槽。其中一个上连接柱上套置有连接座7。车厢两端位置靠近上部两个连接柱的位置设置有弹性组件8，弹性组件包括弹簧13和弹性条12，弹性条具有外凸的卡部，卡部高出车厢端面，卡部与相邻的连接柱之间形成连接臂固定部。车厢两端设置有内腔10，内腔的开口固定盖板11，盖板中间设置有开孔，弹性组件设置于内腔内，弹性条的卡部从开孔处伸出。这样连接臂可以靠在对应的上连接柱上，本实施例中，连接臂上端靠在右侧的上连接臂侧边。
26.车厢前后的两连接臂之间连接有护臂9，护臂从车厢的侧边延伸。
27.举升倾倒机构包括机架16、设置于机架上相互配合的传动链15和链轮14，链轮连接有驱动装置，传动链的两端设置有挂钩，一个挂钩用于与连接座连接，第二个挂钩用于与连接臂端部的挂环连接，传动链的长度为l，两个上连接柱之间的距离为l，链轮的周长为c，l＞2l+c/2。本实施例中，驱动装置采用电机配合齿轮副的结构。链轮通过传动轴与齿轮副的输出齿轮连接，齿轮副的输入齿轮与电机的输出轴连接。本实施例中，机架具有升降功能，链轮、驱动装置可以同时被升降，升降结构可以采用升降液压缸来实现。
28.如图6至图8所示，传动链两端的挂钩与连接座和连接臂的挂环连接，接着机架举升，将车厢从井底抬升至地面以上，接着驱动装置带动链轮转动，链轮转动过程中，车厢翻转，本实施例中，车厢为逆时针翻转，此时车厢底部被提高、同时车厢开口下降，这样车厢快速翻转；车厢翻转过程中，连接臂与右侧的上连接柱相分离，随着车厢继续翻转，传动链逐渐与右侧的上连接柱相接触，随着渣土倾倒进行，车厢最大可以翻转至开口朝下。当然实际操作中，渣土倒完即可。接着驱动装置带动链轮反向转动，也就是顺时针转动，车厢开口被抬起，车厢底部下降，车厢快速回正，连接臂重新与上连接柱相接触，同时弹性组件对连接臂限制，传动链分离之后，连接臂不会下摆。连接臂之间的护臂可以对车厢进行限制。
29.或者驱动装置采用如图9所示的伸缩缸配合销轴的结构，链轮铰接式设置于机架16上，机架上还铰接有伸缩缸17，链轮偏心位置连接有轴向的销轴18，伸缩缸的伸缩杆端部与销轴相铰接。伸缩杆伸缩推动链轮来回往复摆动。采用这种结构，链轮具有足够的直径，使得链轮摆动小于180
°
即可完成车厢180
°
翻转。采用这种结构可以由伸缩缸的伸缩长度来限制链轮摆动的角度，倾倒和回正比较方便。
30.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。