[发明专利]一种管片拼装机

说明书

本发明公开了一种管片拼装机，解决了现有技术中管片拼装机结构复杂、不适应盾构小转弯、通用性低的问题。本发明包括主梁和回转机构，主梁与盾构机相连接，回转机构设置在主梁上，所述主梁为枪式主梁，回转机构活动设置在主梁上，回转机构上设有左提升油缸和右提升油缸，左提升油缸和右提升油缸之间设有管片抓举装置，管片抓举装置分别与左提升油缸、右提升油缸铰接。本发明具备七个运动自由度，包括双级行走、提升缸提升动作、回转架的旋转动作、管片抓举装置内部的三个向转动自由度以及创新设计的左右偏摆结构，使系统在拼装管片过程中更加灵活，大大提高管片拼装效率和施工安全系数。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别是指一种管片拼装机。

背景技术

目前，盾构机在隧道施工中应用愈加广泛，管片拼装机作为不可缺少的关键部件，承载着将预制管片拼装成洞的重任。其结构复杂，运动自由度较多，设计难度大，尤其在4m级及以下盾构机中，布置空间狭小，在保证自身至少6个自由度和后退更换盾尾刷功能的基础上，避让其他部件，并且与管片输运系统完美匹配，设计难度很大。现有管片拼装机主要有主梁式管片拼装机、无主梁回转式拼装机和摇臂式管片拼装机三种型式，三种型式拼装机存在一个共性的问题，即抓举头结构厚度H过大，导致回转内净空R较小，不适用于空间狭小的小直径盾构机中，遇到小直径大曲率厚管片隧道，空间更加局促。除此之外，它们应用于小直径盾构中时还存在以下诸多问题：主梁式管片拼装机，依靠盾体米字梁固定，米字梁结构占据盾体内大梁空间，应用于小盾构机时，不利于其他部件布置，且该拼装机只具有一级前后移动机构，不利于管片抓取，更不利于盾构机的小转弯设计；无主梁回转式拼装机，该种结构最大的局限在于其前后移动行程S过小，抓取管片需人工辅助，在小隧道内十分不便，同时抓举头不具有后退更换尾刷功能；摇臂式管片拼装机，其主要应用于小直径盾构机中，但其摇臂提升结构刚度较差，实际应用中抖动明显，导致其前后移动行程有限。综上所述，现有隧道施工缺少一款能够极大节省空间，适应盾构小转弯，通用性高的管片拼装机。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种管片拼装机，解决了现有技术中管片拼装机结构复杂、不适应盾构小转弯、通用性低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种管片拼装机，包括主梁和回转机构，主梁与盾构机相连接，回转机构设置在主梁上，所述主梁为枪式主梁，回转机构活动设置在主梁上，回转机构上设有左提升油缸和右提升油缸，左提升油缸和右提升油缸之间设有管片抓举装置，管片抓举装置分别与左提升油缸、右提升油缸铰接。

所述回转机构包括移动架和回转支撑架，回转支撑架设置在移动架的一端且与移动架相配合，移动架的另一端设有一级行走机构，回转支撑架上设有回转架，回转架与回转支撑架转动连接，移动架上设有转动驱动电机，转动驱动电机与回转架相连接。

所述一级行走机构包括对称设置在移动架上的支座，支座的上部设有第一电机，第一电机的输出端设有第一齿轮，主梁上部设有固定齿条，第一齿轮与固定齿条相配合，支座的下部设有滚轮，主梁的外侧壁上设有凹式轨道，滚轮位于凹式轨道中且与凹式轨道相配合。

所述左提升油缸、右提升油缸对称设置在回转架的两侧，移动架上设有旋转编码器，旋转编码器与转动驱动电机相连接。

所述管片抓举装置包括抓举架，抓举架的一端设有支撑长臂、另一端设有支撑短臂，支撑短臂上铰接有摆动臂，支撑长臂与左提升油缸铰接，摆动臂与右提升油缸铰接，抓举架下部活动设有抓举头组件，抓举头组件的两侧设有二级行走机构。

所述抓举头组件包括平移架，平移架的两侧设有导向套管，抓举架内固定设有导向柱，导向套管套设在导向柱上且与导向柱滑动连接，平移架的下部转动设有传动箱，传动箱的中部设有用于起吊管片的起吊螺钉，传动箱的两侧对称设有小油缸，小油缸竖直设置。

所述起吊螺钉的顶部为球形头，传动箱的中部设有卡槽，球形头位于卡槽中且与卡槽卡接。