一種自動升降機構及包含此機構的隧道襯砌臺車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種結構精簡、操作方便的自動升降機構，包括卡齒組以及升降部件；升降部件包括由上至下依次套設在臺車門架立柱上的第一支撐體以及第二支撐體，第一支撐體與第二支撐體之間通過液壓油缸組活動連接；第一支撐體與第二支撐體上均設有能越過所述卡齒組的舌體組，舌體組包括至少兩個舌體，多個舌體的下端通過彈性部件相連。本發(fā)明還公開一種具有上述自動升降機構的襯砌臺車，通過襯砌臺車的液壓系統(tǒng)可使襯砌臺車的模板盡可能向內(nèi)收縮(使襯砌臺車模板能夠有較大的收縮量)，確保襯砌臺車同時滿足主洞襯砌和通過施工支洞的要求。
【專利說明】
一種自動升降機構及包含此機構的隧道襯砌臺車
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及隧道施工技術領域，具體涉及一種自動升降機構及包含此機構的隧道 襯砌臺車。
【背景技術】
[0002] 隧道施工過程中，往往有多條隧道并行施工，在并行的隧道之間設置施工支洞，施 工支洞與主洞以非垂直的一定角度相交叉，以方便隧道內(nèi)物資轉運，且施工支洞橫斷面一 般較主洞橫斷面矮小得多。
[0003]隧道斷面的多樣性決定了臺車的專用特征，而現(xiàn)有襯砌臺車的脫模收縮量十分有 限，只能脫模收縮至距隧道襯砌面不到20厘米，根本無法同時滿足主洞襯砌并可通過施工 支洞的要求。現(xiàn)有技術中，存在以下問題：（1)襯砌多條較短隧道，需要配置多臺襯砌臺車， 設備成本大大增加；（2)襯砌臺車數(shù)量多，維護成本、運行使用成本高；（3)多臺襯砌臺車拆 裝轉運成本高。（4)如使用1臺臺車襯砌多條隧道則必須重復拆裝，人力、物料、工具資源等 成本高，拆裝轉運時間長，時間成本高。
[0004] 綜上所述，急需一種結構精簡且同時能滿足主洞襯砌并可通過施工支洞的襯砌臺 車以解決現(xiàn)有技術中存在的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明提供一種結構精簡、操作方便的自動升降機構，具體技術方案如下：
[0006] -種自動升降機構，包括沿上下方向設置在臺車門架立柱上的至少三組卡齒組以 及活動設置在帶有所述卡齒組的臺車門架立柱上的升降部件；
[0007] 所述升降部件包括由上至下依次套設在臺車門架立柱上的第一支撐體以及第二 支撐體，所述第一支撐體與所述第二支撐體之間通過沿上下方向進行伸縮的液壓油缸組活 動連接;所述第一支撐體與所述第二支撐體上均設有能越過所述卡齒組的舌體組，所述舌 體組包括位于同一水平面且沿臺車門架立柱圓周設置的至少兩個舌體，多個所述舌體的下 端通過彈性部件相連。
[0008] 以上技術方案中優(yōu)選的，所述第一支撐體包括由上至下依次套設在臺車門架立柱 上的上支撐座和導套，所述第二支撐體包括下支撐座，所述上支撐座和所述導套固定連接， 且所述導套與所述下支撐座之間通過液壓油缸組活動連接;所述上支撐座和所述下支撐座 上均設有所述舌體組。
[0009] 以上技術方案中優(yōu)選的，一組所述卡齒組包括以臺車門架立柱的中心軸線對稱設 置的兩個卡齒，所述舌體組包括與兩個所述卡齒分別對應設置的兩個舌體，兩個舌體的下 端通過拉緊彈簧相連。
[0010] 以上技術方案中優(yōu)選的，所述液壓油缸組包括以臺車門架立柱的中心軸線對稱設 置的兩組液壓油缸。
[0011] 以上技術方案中優(yōu)選的，所述液壓油缸的上端通過銷軸鉸接在所述上支撐座上的 耳座上，其下端通過銷軸鉸接在所述下支撐座上;所述舌體組與所述上支撐座之間以及所 述舌體組與所述下支撐座之間均通過銷軸鉸接;所述拉緊彈簧與所述舌體的下端通過銷軸 鉸接。
[0012] 應用本發(fā)明的自動升降機構，具有如下效果:本發(fā)明自動升降機構包括沿上下方 向設置在臺車門架立柱上的至少三組卡齒組以及活動設置在帶有所述卡齒組的臺車門架 立柱上的升降部件，整體結構精簡;卡齒組的具體數(shù)量根據(jù)實際情況選擇，且相鄰兩組的卡 齒組的間距也可以根據(jù)實際情況設計，以能實現(xiàn)自動升降機構向上和向下調節(jié)為準（以同 時滿足主洞和支洞尺寸為準），實用性強;本發(fā)明通過液壓油缸組、舌體和彈性部件三者的 組合以及舌體組能越過所述卡齒組的設計，實行自動升降，便于控制，且動作過程穩(wěn)定性 好;第一支撐體和第二支撐體的結構均比較精簡，且能滿足自動升降機構動作的需求;本發(fā) 明自動升降機構中各連接部位優(yōu)選銷軸鉸接，安裝和拆卸方便，且能盡可能減小部件之間 的機械摩擦，延長使用壽命;卡齒、舌體以及液壓油缸均包括兩組，使得本發(fā)明自動升降機 構在動作過程中穩(wěn)定性更好。
[0013] 本發(fā)明第二目的還公開一種包含上述自動升降機構的隧道襯砌臺車，包括模板系 統(tǒng)、門架系統(tǒng)、與所述模板系統(tǒng)連接的液壓系統(tǒng)以及分別與所述門架系統(tǒng)和所述液壓系統(tǒng) 連接的上述的自動升降機構；
[0014] 所述門架系統(tǒng)包括門架橫梁以及臺車門架立柱，所述模架系統(tǒng)通過縱梁桁架活動 設于所述門架橫梁上，且所述臺車門架立柱均設于所述模架系統(tǒng)的外部；
[0015] 所述自動升降機構活動設置在所述臺車門架立柱上，其內(nèi)部的液壓油缸與所述液 壓系統(tǒng)連接，其內(nèi)部的第一支撐體與所述門架橫梁固定連接。
[0016] 以上技術方案中優(yōu)選的，所述臺車門架立柱為全導柱的形式。
[0017]應用本發(fā)明的隧道襯砌臺車，具有以下效果：（1)隧道襯砌臺車具有上述自動升降 機構，臺車門架立柱為全導柱形式，配合自動升降機構的操作，使得滿足主洞施工的襯砌臺 車能盡可能縮小(具體是:可使襯砌臺車的模板盡可能向內(nèi)收縮，即使襯砌臺車模板能夠有 較大的收縮量）以滿足施工支洞的要求；（2)大大減少襯砌臺車的投入數(shù)量，從而降低設備 投入成本和維護成本；（3)襯砌臺車轉移過程中，可直接行走完成，無需多次拆卸和拼裝，大 大降低人力成本和運輸成本，且縮短施工周期。
[0018] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。 下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0019] 構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：
[0020] 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實施例1的襯砌臺車的結構示意圖；
[0021] 圖2是圖1中自動升降機構和臺車門架立柱的連接關系圖；
[0022] 圖3是圖2中自動升降機構的爬升過程示意圖；
[0023] 圖4是圖2中自動升降機構的下降過程示意圖；
[0024] 其中，1、自動升降機構，11、卡齒組，111、卡齒，12、升降部件，121、第一支撐體， 1211、上支撐座，1212、導套，122、第二支撐體，1221、下支撐座，13、液壓油缸組，131、液壓油 缸，14、舌體組，141、舌體，15、彈性部件，16、銷軸，C、耳座，2、模板系統(tǒng)，21、縱梁桁架，3、門 架系統(tǒng)，31、臺車門架立柱，4、地面。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但是本發(fā)明可以根據(jù)權利要求限 定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0026] 實施例1:
[0027] 參見圖1，一種隧道襯砌臺車，包括模板系統(tǒng)2、門架系統(tǒng)3、與所述模板系統(tǒng)2連接 的液壓系統(tǒng)以及分別與所述門架系統(tǒng)3和所述液壓系統(tǒng)連接的自動升降機構1。
[0028] 所述門架系統(tǒng)3包括門架橫梁以及臺車門架立柱31 (門架系統(tǒng)的其他部位結構可 參考現(xiàn)有技術），所述模架系統(tǒng)2(模板系統(tǒng)的結構可參考現(xiàn)有技術)通過縱梁桁架21活動設 于所述門架橫梁上，所述模架系統(tǒng)2的內(nèi)部不設有所述臺車門架立柱31。
[0029] 所述自動升降機構1活動設置在所述臺車門架立柱31上，且其內(nèi)部的液壓缸組13 中的液壓油缸131與所述液壓系統(tǒng)連接。
[0030] 所述臺車門架立柱31為全導柱的形式，或者表述為：臺車門架立柱31采用由下端 至上端等間距設有多組卡齒組11且導套與臺車門架立柱之間通過導軌活動連接的形式，可 實現(xiàn)自動升降機構在臺車門架立柱上由下至上或者由上至下的自由調節(jié)。
[0031] 所述自動升降機構1的結構詳見圖2和圖3,具體是:包括沿上下方向設置在臺車門 架立柱上的多組(至少三組）卡齒組11以及活動設置在帶有所述卡齒組11的臺車門架立柱 上的升降部件12。一組所述卡齒組11包括以臺車門架立柱31的中心軸線對稱設置的兩個卡 齒 111〇
[0032] 所述升降部件12的結構詳見圖2,具體包括由上至下依次套設在臺車門架立柱上 的第一支撐體121以及第二支撐體122,所述第一支撐體121包括由上至下依次套設在臺車 門架立柱上的上支撐座1211和導套1212(門架橫梁和導套固定連接，導套與臺車門架立柱 之間可以采用導軌活動連接，可參照現(xiàn)有技術），所述第二支撐體122包括下支撐座1221，所 述上支撐座1211和所述導套1212固定連接，且所述導套1212與所述下支撐座1221之間通過 液壓油缸組13活動連接，所述液壓油缸組13包括以臺車門架立柱的中心軸線對稱設置的兩 組液壓油缸131;所述上支撐座1211和所述下支撐座1221上均設有舌體組14。
[0033] 所述舌體組14包括位于同一水平面且沿臺車門架立柱圓周設置的兩個舌體141 (舌體和卡齒對應設置），兩個舌體141的下端通過彈性部件15(此處采用拉緊彈簧)相連。所 述彈性部件15的自然長度為L1，所述彈性部件15在所述舌體組14越過所述卡齒組11時的長 度為L2,所述彈性部件15在所述舌體組14緊貼臺車門架立柱圓周時的長度為L3,所述彈性 部件15的最大長度為L4,則L1小于等于L2小于等于L4且L1小于L3小于L2。使得本發(fā)明自動 升降機構在升降過程中舌體組能自如越過所述卡齒組11，操作方便。
[0034] 上述液壓油缸131的上端通過銷軸16鉸接在所述上支撐座1211上的耳座C上，其下 端通過銷軸16鉸接在所述下支撐座1221上。
[0035] 上述舌體141與所述上支撐座1211之間以及所述舌體141與所述下支撐座1221之 間均通過銷軸16鉸接;所述拉緊彈簧與所述舌體141的下端均通過銷軸16鉸接。
[0036]應用本發(fā)明的襯砌臺車，具體是：
[0037]襯砌臺車爬升時，詳見圖3(從左至右依次是:準備爬升狀態(tài)、下支撐座1221上的舌 體組141向上運動碰觸卡齒11時的狀態(tài)、下支撐座1221上的舌體組141越過卡齒11后的狀 態(tài)、上支撐座1211上的舌體組14向上運動碰觸卡齒11時的狀態(tài)以及上支撐座1211上的舌體 組14越過卡齒11后的狀態(tài)），控制液壓油缸131使油缸收縮，帶動第二支撐體122(具體是下 支撐座1221)上升，從而帶動下支撐座1221上的舌體組141做上升運動，當舌體141觸碰卡齒 111后，在液壓油缸以及舌體組和卡齒之間相互作用力的共同作用下拉緊彈簧伸長至一定 長度，確保舌體組能越過設有卡齒的部位；當越過之后，拉緊彈簧自然縮短，確保舌體組緊 貼臺車門架立柱;控制液壓油缸131使油缸伸長，帶動第一支撐體121(具體是上支撐座1211 和導套1212整體)上升，從而帶動上支撐座1211上的舌體組14做上升運動，當舌體141觸碰 卡齒111后，在液壓油缸以及舌體組和卡齒之間相互作用力的共同作用下拉緊彈簧伸長至 一定長度，確保舌體組能越過設有卡齒的部位；當越過之后，拉緊彈簧自然縮短，確保舌體 組緊貼臺車門架立柱。完成單次爬升(爬升距離為相鄰兩組卡齒組之間的距離）。若需爬升 多次時，重復上述過程即可(單次爬升的高度依據(jù)液壓油缸的單次行程決定）。
[0038]襯砌臺車下降時的操作原理同爬升過程，詳見圖4(從左至右依次是:準備爬升狀 態(tài)、人工協(xié)助操作支撐座1211上的舌體組14使得拉緊彈簧處于伸長狀態(tài)、上支撐座1211上 的舌體組14越過卡齒11后的狀態(tài)、上支撐座1211上的舌體組14向上運動碰觸卡齒11時的狀 態(tài)、下支撐座1221上的舌體組141越過卡齒11后的狀態(tài)、下支撐座1221上的舌體組141向下 運動碰觸卡齒11時的狀態(tài)），具體是:控制液壓油缸131使油缸伸長，帶動第二支撐體122(具 體是下支撐座1221)向下運動(此時人工輔助操作），從而帶動下支撐座1221上的舌體組14 做向下運動，當舌體141觸碰卡齒111后，在液壓油缸以及舌體組和卡齒之間相互作用力的 共同作用下拉緊彈簧伸長至一定長度，確保舌體組能越過設有卡齒的部位；當越過之后，拉 緊彈簧自然縮短，確保舌體組緊貼臺車門架立柱;控制液壓油缸131使油缸縮短，帶動第一 支撐體121(具體是上支撐座1211和導套1212整體)下降，從而帶動上支撐座1211上的舌體 組14做向下運動，當舌體141觸碰卡齒111后，在液壓油缸以及舌體組和卡齒之間相互作用 力的共同作用下拉緊彈簧伸長至一定長度，確保舌體組能越過設有卡齒的部位；當越過之 后，拉緊彈簧自然縮短，確保舌體組緊貼臺車門架立柱。完成單次下降（下降距離為相鄰兩 組卡齒組之間的距離）。若需爬升多次時，重復上述過程即可(單次下降的高度依據(jù)液壓油 缸的單次行程決定）。
[0039]采用本發(fā)明的技術方案，襯砌臺車能完成較大的升降量（由于襯砌臺車模板系統(tǒng) 內(nèi)部沒有門架立柱，通過襯砌臺車的液壓系統(tǒng)可使襯砌臺車的模板系統(tǒng)盡可能向內(nèi)收縮， 使襯砌臺車的體積能最大化縮小），使得滿足主洞施工的襯砌臺車能盡可能縮小以滿足施 工支洞的要求，具有以下效果：（1)大大減少襯砌臺車的投入數(shù)量，大大降低設備投入成本 和維護成本；（2)襯砌臺車轉移過程中，可直接行走完成，無需多次拆卸和拼裝，大大降低人 力成本和運輸成本，且縮短施工周期。
[0040] 某水電站8臺發(fā)電機組引水隧洞二襯施工本發(fā)明和現(xiàn)有技術直接成本對比詳見表 1〇
[0041] 表1本發(fā)明與現(xiàn)有技術的對比表
[0042]
[0043] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種自動升降機構，其特征在于，包括沿上下方向設置在臺車門架立柱上的至少三 組卡齒組（11)以及活動設置在帶有所述卡齒組（11)的臺車門架立柱上的升降部件（12); 所述升降部件（12)包括由上至下依次套設在臺車門架立柱上的第一支撐體（121)以及 第二支撐體（122)，所述第一支撐體（121)與所述第二支撐體（122)之間通過沿上下方向進 行伸縮的液壓油缸組（13)活動連接;所述第一支撐體(121)與所述第二支撐體(122)上均設 有能越過所述卡齒組（11)的舌體組（14)，所述舌體組（14)包括位于同一水平面且沿臺車門 架立柱圓周設置的至少兩個舌體（141)，多個所述舌體（141)的下端通過彈性部件（15)相 連。2. 根據(jù)權利要求1所述的自動升降機構，其特征在于，所述第一支撐體（121)包括由上 至下依次套設在臺車門架立柱上的上支撐座（1211)和導套（1212)，所述第二支撐體（122) 包括下支撐座（1221)，所述上支撐座（1211)和所述導套（1212)固定連接，且所述導套 (1212)與所述下支撐座（1221)之間通過液壓油缸組（13)活動連接;所述上支撐座（1211)和 所述下支撐座(1221)上均設有所述舌體組(14)。3. 根據(jù)權利要求2所述的自動升降機構，其特征在于，一組所述卡齒組（I 1)包括以臺車 門架立柱的中心軸線對稱設置的兩個卡齒（111)，所述舌體組（14)包括與兩個所述卡齒 (111)分別對應設置的兩個舌體(141 )，兩個舌體(141)的下端通過拉緊彈簧相連。4. 根據(jù)權利要求3所述的自動升降機構，其特征在于，所述液壓油缸組（13)包括以臺車 門架立柱的中心軸線對稱設置的兩組液壓油缸(131)。5. 根據(jù)權利要求4所述的自動升降機構，其特征在于，所述液壓油缸（131)的上端通過 銷軸（16)鉸接在所述上支撐座（I 211)上的耳座(C)上，其下端通過銷軸（16)鉸接在所述下 支撐座（1221)上;所述舌體組（14)與所述上支撐座（1211)之間以及所述舌體組（14)與所述 下支撐座（1221)之間均通過銷軸（16)鉸接;所述拉緊彈簧與所述舌體（141)的下端通過銷 軸(16)鉸接。6. -種隧道襯砌臺車，其特征在于，包括模板系統(tǒng)（2)、門架系統(tǒng)（3)、與所述模板系統(tǒng) (2)連接的液壓系統(tǒng)以及分別與所述門架系統(tǒng)(3)和所述液壓系統(tǒng)連接的如權利要求1-5任 意一項所述的自動升降機構（1); 所述門架系統(tǒng)(3)包括門架橫梁以及臺車門架立柱(31 )，所述模架系統(tǒng)(2)通過縱梁桁 架(21)活動設于所述門架橫梁上，且所述臺車門架立柱(31)均設于所述模架系統(tǒng)(2)的端 部； 所述自動升降機構（1)活動設置在所述臺車門架立柱(31)上，其內(nèi)部的液壓油缸（131) 與所述液壓系統(tǒng)連接，其內(nèi)部的第一支撐體(121)與所述門架橫梁固定連接； 所述臺車門架立柱(31)為全導柱的形式。
【文檔編號】E21D11/10GK105952479SQ201610462815
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】王祥軍, 龔俊, 王慧民, 曾勇, 宋祖源
【申請人】湖南五新隧道智能裝備股份有限公司