專利名稱：盾構(gòu)管片拼裝機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及盾構(gòu)法隧道施工的設(shè)備，特別涉及一種屬于隧道施工機(jī)械領(lǐng)域的多類
型管片拼裝機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著城市建設(shè)的發(fā)展，地鐵、地下排管工程不斷增加，隧道盾構(gòu)法開挖憑借自身的優(yōu)勢(shì)逐漸成為城市地下施工的主要手段。盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程中管片拼裝的速度與質(zhì)量將會(huì)直接關(guān)系到施工的速度以及隧道的質(zhì)量。如圓環(huán)管片環(huán)面高差不平整，管片環(huán)面與隧道設(shè)計(jì)軸線不垂直，縱縫質(zhì)量不符合要求，圓環(huán)整環(huán)旋轉(zhuǎn)等等，都與管片拼裝機(jī)有間接地影響，所以管片拼裝機(jī)技術(shù)是影響盾構(gòu)隧道施工的質(zhì)量和速度的主要因素之一。 隧道管片拼裝就一定要利用管片拼裝機(jī)，往常不論是拼裝鋼筋混凝土管片或是鋼管片，均是采用管片拼裝機(jī)上的管片螺栓螺設(shè)于管片，拼裝之后，施工者再將管片螺栓拆下，因此，施工速度較慢，于是，后來(lái)有業(yè)者開發(fā)一種真空吸盤裝置，可快速吸引抓取鋼筋混凝土管片，請(qǐng)參看圖8、9所示，所述真空吸盤裝置40包括一真空吸盤41， 一球鉸42，三個(gè)支撐油缸43，該真空吸盤41通過(guò)所述球鉸以及所述的三個(gè)支撐油缸43與管片拼裝機(jī)4的機(jī)架44連接，通過(guò)三個(gè)支撐油缸43的調(diào)節(jié)可以使吸盤41以球鉸為中心繞豎直方向、圍繞盾構(gòu)軸線方向，沿盾構(gòu)軸線方向旋轉(zhuǎn)微調(diào)，使真空吸盤41下面的密封條412、415能夠完全與鋼筋混凝土管片50接觸，并使突出于吸盤41底部的二抗剪銷416插置于鋼筋混凝土管片50內(nèi)，再將真空吸盤41向下微調(diào)至密封條412、415有擠壓效果，然后利用真空泵(圖中未示)通過(guò)真空吸盤41底部的圓孔413將真空吸盤41抽取真空，即可抓取鋼筋混凝土管片50擺動(dòng)拼裝。當(dāng)抓取鋼筋混凝土管片50旋轉(zhuǎn)呈一角度時(shí)，即可以藉由二支抗剪銷416承受垂直分力，以防鋼筋混凝土管片50脫落。 由于其不需要以人工安裝管片，只要操作真空泵抽、放空氣即可，因此，操作速度極快。然而，由于一般鋼管片是由數(shù)片鋼板焊接而成，其表面不平整而無(wú)法適用于真空吸盤裝置，以至于真空吸盤裝置的適用范圍受到限制，因此仍有進(jìn)一步改良的必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有管片拼裝機(jī)的吸盤裝置僅能適用抓取單一類型的管片，導(dǎo)致無(wú)法適用于多樣化的管片拼裝作業(yè)。 為了改善上述缺失，本發(fā)明所提供的技術(shù)手段在于提供一種盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，包括一安裝于管片拼裝機(jī)的機(jī)架下方的真空吸盤、二個(gè)安裝于真空吸盤底部的抗剪力銷，該真空吸盤的底面設(shè)有沿著周圍延的密封墊、數(shù)個(gè)位于密封墊范圍內(nèi)的通孔，其中
所述二抗剪銷與真空吸盤底部呈可拆狀， 設(shè)一球鉸油缸裝置，其包括一球鉸油缸、一球鉸導(dǎo)柱，該球鉸導(dǎo)柱是設(shè)于真空吸盤上并且可以沿著盾構(gòu)機(jī)徑向位移，所述球鉸油缸包括一可多向轉(zhuǎn)動(dòng)狀安裝于機(jī)架的球鉸、一安裝于真空吸盤頂部的缸體、可以帶動(dòng)球鉸導(dǎo)柱位移的壓缸軸；
設(shè)一管片螺栓，其包括一頭部及一螺桿部，該頭部以可拆狀安裝于球鉸導(dǎo)柱底部，并且可沿著盾構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向偏擺， 設(shè)二支撐墊，其分別以可拆狀安裝于抗剪銷座與密封墊之間。 實(shí)施上述技術(shù)手段以后，由于球鉸油缸的壓缸軸可以帶動(dòng)球鉸導(dǎo)柱位移，并且于球鉸導(dǎo)柱底部可以安裝一管片螺栓，當(dāng)要進(jìn)行表面不平整的管片(如鋼管片)拼裝作業(yè)時(shí)，將管片螺栓螺接于鋼管片，并且結(jié)合于球鉸導(dǎo)柱，操作球鉸油缸的壓缸軸縮入，即可以將鋼管片拉起，至二支撐墊抵迫定位，鋼管片即可以被管片拼裝機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行拼裝作業(yè)；當(dāng)所欲拼裝的管片表面較平整(如鋼筋混凝土管片)時(shí)，將管片螺栓及支撐墊拆掉，將二抗剪銷安裝于真空吸盤底面預(yù)定位置，即可以配合操作真空泵進(jìn)行真空抓取鋼筋混凝土管片的拼裝作業(yè)。 因此，本發(fā)明可以適用于表平面整的管片(如鋼筋混凝土管片)、以及表面不平整的管片(如鋼管片)的拼裝作業(yè)，以符合隧道襯砌的拼裝作業(yè)需要。 較佳的，本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)手段是于所述壓缸軸與球鉸導(dǎo)柱之間以一徑向穿置的穿軸連結(jié)，另設(shè)一下球鉸座，該下球鉸座是結(jié)合于真空吸盤上，所述球鉸導(dǎo)柱設(shè)于下球鉸座內(nèi)。 較佳的，本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)一透蓋，其以可拆狀安裝于所述下球鉸座底面，該透蓋中心可供所述的球鉸導(dǎo)柱通過(guò)。 又設(shè)一悶蓋，其以可拆狀安裝于下球鉸座底面，并且封閉于球鉸導(dǎo)柱底面。 實(shí)施上述技術(shù)手段以后，本發(fā)明采用真空抓取管片時(shí)，可以配合利用悶蓋封閉于
下球鉸座底面，達(dá)到密閉防塵的效果；采用管片螺栓螺接抓取管片時(shí)，搭配透蓋封閉于下球
鉸座底面，并且可供球鉸導(dǎo)柱通過(guò)透蓋中心，藉此達(dá)到防塵效果。 較佳的，本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)一鉗手，其以可拆狀安裝于球鉸導(dǎo)柱底部，鉗手包括二個(gè)
朝盾構(gòu)徑向延伸的樞耳，所述管片螺栓的頭部以可拆狀樞設(shè)于二樞耳之間。 較佳的，于所述球鉸導(dǎo)柱外周壁與下球鉸座之間至少設(shè)有一環(huán)銅套，以減少球鉸
導(dǎo)柱周壁磨損的機(jī)率。 較佳的，所述真空吸盤底部設(shè)有二個(gè)分別供抗剪銷安裝固定的抗剪銷座，于兩抗剪銷座與密封墊之間分別設(shè)有一供所述支撐墊安裝的支撐座，藉此可以將抗剪銷、支撐墊安裝于預(yù)訂位置。 又進(jìn)一步于所述的球鉸導(dǎo)柱外周壁與下球鉸座之間，鄰近透蓋該端設(shè)有一防塵圖，以提升其防塵效果。


圖1為本發(fā)明實(shí)施于六自由度管片拼裝機(jī)的仰視立體圖； 圖2為本發(fā)明使用抗剪銷時(shí)的前視剖面示意圖； 圖3為圖2的局部放大剖面示意圖； 圖4為圖2的局部仰視立體示意圖； 圖5為本發(fā)明使用管片螺栓時(shí)的前視剖面示意圖； 圖6為本發(fā)明使用管片螺栓時(shí)的局部仰視立體示意圖； 圖7為圖5的平面組合剖面示意 圖8為現(xiàn)有拼裝機(jī)的吸盤裝置前視組合剖面示意 圖9為現(xiàn)有拼裝機(jī)的吸盤置仰視立體示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明盾構(gòu)管片拼裝機(jī)的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
參考圖1為本發(fā)明實(shí)施于六自由度管片拼裝機(jī)的立體圖，其亦可安裝于三自由度或者其它形式的管片拼裝機(jī)。本發(fā)明真空吸盤裝置10是安裝于一可沿著盾構(gòu)的軸線位移的機(jī)架44上。請(qǐng)配合圖2 4所示，是本發(fā)明適用于抓取鋼筋混凝土管片50的實(shí)施型態(tài)，而圖5 7則是本發(fā)明適用于抓取鋼管片60施工的實(shí)施型態(tài)。首先，請(qǐng)參看圖2 4所示，本發(fā)明真空吸盤裝置10包括一真空吸盤11、一球鉸油缸裝置20、三個(gè)支撐油缸29、兩只安裝于真空吸盤11底部的可拆式抗剪銷30、以及一沿著真空吸盤11底部周邊設(shè)置的密封墊31，該真空吸盤11底部，在密封墊31圍成的范圍內(nèi)設(shè)有多數(shù)個(gè)通孔，以與真空泵配合形成真空吸引，關(guān)于真空吸盤ll的密封墊31及吸附結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)相同，容不贅述。而真空吸盤11是藉由所述的球鉸油缸裝置20與三個(gè)支撐油缸29安裝于所述機(jī)架44。其中
所述球鉸油缸裝置20包括一固定于機(jī)架44底部的上球鉸座21、一固定于真空吸盤11上的下球鉸座22、一設(shè)于上球鉸座21及下球鉸座22上的球鉸油缸23、一可于下球鉸座22內(nèi)部位移的球鉸導(dǎo)柱24，該球鉸導(dǎo)柱24的位移方向是沿著盾構(gòu)的徑向位移。其中，所述球鉸油缸23包括一可轉(zhuǎn)動(dòng)狀設(shè)于上球鉸座21內(nèi)的球鉸230、一穿置固定于下球鉸座22頂部的缸體231、一穿置于球鉸導(dǎo)柱24內(nèi)部的壓缸軸232，該壓缸軸232并且藉由穿軸233徑向穿置而與球鉸導(dǎo)柱24連結(jié)，因此，當(dāng)壓缸軸232推出或者縮入時(shí)，可以帶動(dòng)球鉸導(dǎo)柱24沿著盾構(gòu)的徑向位移，此外，為了減少球鉸導(dǎo)柱24磨損的機(jī)會(huì)，于球鉸導(dǎo)柱24外周緣與下球鉸座22內(nèi)周壁之間至少設(shè)有一環(huán)銅套25，另于球鉸座22底部設(shè)有一可拆的悶蓋26，該悶蓋26與下球鉸座22底部設(shè)有數(shù)個(gè)相應(yīng)的穿孔、螺孔，以供螺栓260穿置結(jié)合，并且封閉于球鉸導(dǎo)柱24底面，達(dá)到密閉的效果，使真空吸盤下方空間可以形成真空狀態(tài)。
所述的二只抗剪銷30是設(shè)于真空吸盤11底部的下球鉸座22兩側(cè)，并且分別以可拆狀結(jié)合于二抗剪銷座27上，當(dāng)實(shí)施鋼筋混凝土管片50的抓取時(shí)，抗剪銷30系穿置于鋼筋混凝土管片50，密封墊31與鋼筋混凝土管片50表面密貼，再通過(guò)真空泵抽取空氣，以在真空吸盤11底部與鋼筋混凝土管片50之間形成真空效果，藉以抓取鋼筋混凝土管片50旋轉(zhuǎn)拼裝，而抗剪銷30則提供輔助的支撐效果。 前述為本發(fā)明適用于抓取表面較平整的管片(如鋼筋混凝土管片50)時(shí)，所需要的構(gòu)件說(shuō)明。當(dāng)需要抓取表面較不平整的管片(如鋼管片)時(shí)，由于其表面無(wú)法與真空吸盤11底面的密封墊31密合，而無(wú)法利用真空方式抓取管片，因此，將前述的抗剪銷30及悶蓋26拆卸，如圖5 7所示安裝所需的支撐墊34、管片螺栓38等構(gòu)件，請(qǐng)復(fù)配合圖2所示，于真空吸盤11的二抗剪銷座27與密封墊31之間，分別設(shè)有一支撐座28，兩支撐座28較佳是位于同一圓周上，于二支撐座28上安裝所述略具有壓縮彈性的支撐墊34，該支撐墊34較佳是透過(guò)一硬質(zhì)的支撐件33結(jié)合于支撐座28上，支撐件33朝下該表面呈凹入狀，以承置支撐墊34。而拆掉所述悶蓋26以后，于球鉸導(dǎo)柱24底部安裝所述的管片螺栓38，該管片螺栓38可呈盾構(gòu)旋轉(zhuǎn)方向偏擺，本發(fā)明較佳實(shí)施例是于球鉸導(dǎo)柱24底部固定一鉗手37，該鉗手37為一圓盤狀座體，透過(guò)多數(shù)個(gè)螺栓穿置結(jié)合于球鉸導(dǎo)柱24底面，而該座體底部設(shè)有二片沿著盾構(gòu)徑向延伸的樞耳370，兩樞耳370之間樞設(shè)該可單向偏擺的管片螺栓38頭部380，于頭部380底部設(shè)有一往下延伸的螺桿部381 ，進(jìn)行鋼管片60拼裝作業(yè)時(shí)，是先以人工操作，將螺桿部381螺入鋼管片60內(nèi)，再藉由操作壓缸軸232連同鉗手37往下降，以一樞桿穿置于管片螺栓38的頭部380及二樞耳370，即可以將鋼管片60結(jié)合于球鉸導(dǎo)柱24底部，當(dāng)操作壓缸軸232往上縮入時(shí)，即將管片螺栓38連同鋼管片60往上升，鋼管片60表面將會(huì)受到二支撐墊34的彈性抵迫，而穩(wěn)固地結(jié)合于真空吸盤11下方。
此外，為了避免灰塵、異物進(jìn)入球鉸導(dǎo)柱24外周壁而影響作動(dòng)，另于下球鉸座22底部進(jìn)一步安裝一可拆的透蓋35，該透蓋35及鉗手37較佳是以螺栓穿置固定，所述透蓋35中間設(shè)有一供鉗手37上半部穿置的透孔，另于球鉸導(dǎo)柱24外周壁與下球鉸座22之間底部設(shè)有一防塵圈36，以進(jìn)一步提升防塵效果。 綜上所述，本發(fā)明通過(guò)優(yōu)良的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以視管片表面的平整性，選擇采用真空吸引抓取方式，或者利用管片螺栓連結(jié)方式，因此，本發(fā)明可配合多樣性隧道襯砌施工需要，并且，其拆換極為方便、快速，可以現(xiàn)場(chǎng)拆裝而不妨礙施工進(jìn)度。
權(quán)利要求
一種盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，包括一機(jī)架、一安裝於機(jī)架下方的真空吸盤、二個(gè)安裝于真空吸盤底部的抗剪力銷，該真空吸盤的底面設(shè)有沿著周圍延的密封墊、數(shù)個(gè)位于密封墊范圍內(nèi)的通孔，其特征在于所述二抗剪銷與真空吸盤底部呈可拆狀，設(shè)一球鉸油缸裝置，其包括一球鉸油缸、一球鉸導(dǎo)柱，該球鉸導(dǎo)柱是設(shè)于真空吸盤上并且可以沿著盾構(gòu)機(jī)徑向位移，所述球鉸油缸包括一可多向轉(zhuǎn)動(dòng)狀安裝于機(jī)架的球鉸、一安裝于真空吸盤頂部的缸體、可以帶動(dòng)球鉸導(dǎo)柱位移的壓缸軸；設(shè)一管片螺栓，其包括一頭部及一螺桿部，該頭部以可拆狀安裝于球鉸導(dǎo)柱底部，并且可沿著盾構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向偏擺，設(shè)二支撐墊，其分別以可拆狀安裝于抗剪銷座與密封墊之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，其特征在于 所述壓缸軸與球鉸導(dǎo)柱之間以一徑向穿置的穿軸連結(jié)；設(shè)一下球鉸座，該下球鉸座是結(jié)合于真空吸盤上，所述球鉸導(dǎo)柱設(shè)于下球鉸座內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，其特征在于設(shè)一透蓋，其以可拆狀安裝于所述下球鉸座底面，該透蓋中心可供所述的球鉸導(dǎo)柱通過(guò)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，其特征在于 設(shè)一悶蓋，其以可拆狀安裝于下球鉸座底面，并且封閉于球鉸導(dǎo)柱底面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，其特征在于設(shè)一透蓋，其以可拆狀安裝于所述下球鉸座底面，該透蓋中心可供所述的球鉸導(dǎo)柱通過(guò)，設(shè)一悶蓋，其以可拆狀安裝于下球鉸座底面，并且封閉于球鉸導(dǎo)柱底面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-5其中任一項(xiàng)所述的盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，其特征在于設(shè)一鉗手，其以可拆狀安裝于球鉸導(dǎo)柱底部，鉗手包括二個(gè)朝盾構(gòu)徑向延伸的樞耳，所 述管片螺栓的頭部以可拆狀樞設(shè)于二樞耳之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6其中任一項(xiàng)所述的盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，其特征在于 球鉸導(dǎo)柱外周壁與下球鉸座之間至少設(shè)有一環(huán)銅套。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，其特征在于于真空吸盤底部設(shè)有二個(gè)分別供抗剪銷安裝固定的抗剪銷座，于兩抗剪銷座與密封墊 之間分別設(shè)有一供所述支撐墊安裝的支撐座。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，其特征在于球鉸導(dǎo)柱外周壁與下球鉸座之間，鄰近透蓋該端設(shè)有一防塵圈。
全文摘要
一種盾構(gòu)管片拼裝機(jī)，是為了改善現(xiàn)有管片拼裝機(jī)的真空吸盤裝置僅能吸附表面平整管片所為設(shè)計(jì)，使其亦可適用于表面不平整的管片拼裝施工，主要是于一真空吸盤頂部設(shè)置一球鉸油缸，于底部設(shè)置可拆裝的一組剪力銷、一組支撐墊及一管片螺栓，當(dāng)進(jìn)表面較平整的管片拼裝作業(yè)時(shí)，裝上剪力銷，藉由吸盤所產(chǎn)生的真空吸力抓取管片進(jìn)行拼裝；當(dāng)管片表面因?yàn)椴黄秸荒苓m用于真空吸附方式抓取時(shí)，拆卸該剪力銷，改以安裝管片螺栓及二支撐墊，藉由該管片螺栓連結(jié)鋼管片，啟動(dòng)球鉸油壓將管片螺栓及鋼管片往上拉，至二支撐墊抵迫頂撐于管片的內(nèi)弧面，即可以旋轉(zhuǎn)拼裝，藉此達(dá)到可適用多種類型管片的拼裝，提高了盾構(gòu)法施工中管片拼裝的多樣性。
文檔編號(hào)E21D11/10GK101705828SQ200910197489
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日
發(fā)明者徐曉磊, 李 浩, 黃明濤 申請(qǐng)人:上海隧道工程股份有限公司