申请/专利权人：中铁工程装备集团有限公司

申请日：2017-12-26

公开（公告）日：2024-06-04

公开（公告）号：CN107905803B

主分类号：E21D9/10

分类号：E21D9/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.04#授权;2018.05.08#实质审查的生效;2018.04.13#公开

摘要：本发明提出了一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，其能够提供较大的夹紧力，同时具备在小直径管片上行走的功能，解决小直径管节夹紧推进的难题，包括支架，支架的上部设置有夹紧油缸的固定端，夹紧油缸的伸缩端连接有连杆的一端，连杆的另一端连接抱箍，抱箍位于支架的中心，抱箍内设置有管节，所述支架上设置有行走装置和顶推耳座,本发明的行走装置能够沿钢管节轴向方向行走，当抱箍处于松开状态时，顶推装置带动整个夹紧装置移动，行走装置保证装置的移动轨迹沿钢管节轴向方向，减小移动阻力。

主权项：1.一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，包括支架（1），其特征在于：支架（1）的上部设置有夹紧油缸（7）的固定端，夹紧油缸（7）的伸缩端连接有连杆（5）的一端，连杆（5）的另一端连接抱箍（4），抱箍（4）位于支架（1）的中心，所述支架（1）上设置有行走装置（2）和顶推耳座（3）；所述抱箍（4）由抱箍组件I（401）、抱箍组件II（402）和抱箍组件III（403）组成，抱箍组件II（402）通过销轴固定在支架（1）上，抱箍组件II（402）铰接抱箍组件I（401）和抱箍组件III（403）；所述连杆（5）通过销轴连接抱箍组件I（401）和抱箍组件III（403），连杆（5）和夹紧油缸（7）的铰接点至连杆（5）和抱箍组件I（401）的铰接点的距离大于连杆（5）和抱箍组件I（401）的铰接点至连杆（5）和抱箍组件III（403）的铰接点的距离；当抱箍（4）处于闭合状态时，三个铰接点与管节（10）的圆心在管节（10）的截面方向的投影面上处于同一直线内；所述支架（1）的上部设置有夹紧油缸耳座（8），夹紧油缸耳座（8）铰接夹紧油缸（7）的固定端。

全文数据：一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置技术领域[0001]本发明涉及隧道施工设备的技术领域，特别是指一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置。背景技术[0002]随着隧道开挖方式的不断发展，管幕工法、直接铺管法、顶管法等隧道施工工法应用越来越广泛，对于在一些特殊隧道施工条件下，使用的管节直径较小，而且有些情况下管节是弯管，管壁厚度相对大直径管节较小，单根管节的长径比相对较大，同时考虑出渣、管线布置等因素，传统的在管节端部推进的方式无法满足使用要求，需要设计一种管节夹紧装置，通过与管节的摩擦力提供向前的推进力，推进装置作用在夹紧装置上实现设备的向前开挖掘进。因此，这就要求管节的夹紧装置能够提供较高的夹紧力，且作用在管节上的力较为均匀，防止管节变形，同时夹紧装置必须具备在夹紧状态下管节轴向方向上的刚度，以满足管节向前推进或拉回的需求。发明内容[0003]本发明提出一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，其能够提供较大的夹紧力，同时具备在小直径管片上行走的功能，解决小直径管节夹紧推进的难题。[0004]本发明的技术方案是这样实现的：一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，包括支架，支架的上部设置有夹紧油缸的固定端，夹紧油缸的伸缩端连接有连杆的一端，连杆的另一端连接抱箍，抱箍位于支架的中心，所述支架上设置有行走装置和顶推耳座。[0005]所述行走装置包括保持架，保持架和支架固定连接，保持架内设置有调节杆的一端，保持架和调节杆通过调节螺母连接，调节杆的另一端位于套筒内，套筒内壁的底部设置有弹簧，套筒的下部设置有行走轮，套筒的顶部通过螺栓连接透盖。[0006]所述弹簧内设置有导向柱，导向柱的底部固定在套筒上，弹簧连接调节杆。[0007]所述调节杆和套筒通过导向平键连接，套筒内设置的键槽长度长于导向平键的长度。[0008]所述抱箍由抱箍组件I、抱箍组件II和抱箍组件III组成，抱箍组件II通过销轴固定在支架上，抱箍组件II铰接抱箍组件I和抱箍组件III。[0009]所述连杆通过销轴连接抱箍组件I和抱箍组件III，连杆和夹紧油缸的铰接点至连杆和抱箍组件I的铰接点的距离大于连杆和抱箍组件I的铰接点至连杆和抱箍组件II的铰接点的距离。[0010]所述抱箍的内壁设置有摩擦片。[0011]所述支架的上部设置有夹紧油缸耳座，夹紧油缸耳座铰接夹紧油缸的固定端。[0012]所述顶推耳座铰接顶推油缸的伸缩端，顶推油缸的固定端铰接顶推支架，顶推支架固定在地面上。[0013]本发明通过连杆将夹紧油缸的推力转化为夹紧力，利用杠杆原理，夹紧力相对于油缸推力可以成倍增加，同时夹紧力作用方向为沿钢管节的切线方向，可转化为较大的径向方向的压力，与直接施加径向方向的压力相比，可得到的夹紧力具有明显提升。[0014]本发明的行走装置能够沿钢管节轴向方向行走，当抱箍处于松开状态时，顶推装置带动整个夹紧装置移动，行走装置保证装置的移动轨迹沿钢管节轴向方向，减小移动阻力；行走装置安装有弹簧及可调节装置，可根据实际情况调节弹簧的预压紧力及行走轮的位置点，使得本发明不仅适用于直线管节，同时适用于不同曲率半径的曲线管节，保证行走轮能够与钢管节接触，同时弹簧装置具有防卡死的功能。附图说明[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0016]图1是本发明的主视图；图2是本发明的右视图；图3是本发明的轴测图；图4是本发明抱箍、摩擦片及连杆的结构装配示意图；图5是本发明行走装置的结构示意图；图6是本发明钢管节的表面受力示意图；图7是本发明的使用过程示意图。[0017]图中：1为支架、2为行走装置、201为调节螺母、202为保持架、203为调节杆，204为透盖、205为导向平键、206为套筒、207为弹簧、208为导向柱、209为行走轮、3为顶推耳座、4为抱箍、401为抱箍组件1、402为抱箍组件11、403为抱箍组件111、5为连杆、7为夹紧油缸、8为夹紧油缸耳座、9为摩擦片、11为顶推油缸、12为顶推支架、13为钢管节、14为曲线顶掘机主机。具体实施方式[0018]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0019]如图1一5所示，本发明实施例提供了一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，包括支架1，支架1的上部设置有夹紧油缸7的固定端，夹紧油缸7的伸缩端连接有连杆5的一端，连杆5的另一端连接抱箍4，抱箍4位于支架1的中心，支架1为中空结构，并设置有凹槽，所述支架1上设置有行走装置2和顶推耳座3,行走装置2共八组，均布设置在支架的两侧，顶推耳座3共两组，对称设置在支架1上，用于将顶推油缸11的推力或拉力传递至抱箍4上。[0020]所述行走装置2包括保持架202，保持架202和支架1固定连接，起支撑作用，保持架202内设置有调节杆203的一端，保持架202和调节杆203通过调节螺母2〇1连接，调节杆203可通过调节螺母2〇1调整其有效长度，调节杆2〇3的另一端位于套筒206内，套筒206内壁的底部设置有弹簧2〇7，套筒206的下部设置有行走轮209，行走轮209与套筒206连接固定，可沿钢管节13轴向方向行走，套筒206的顶部通过螺栓连接透盖204,透盖204对调节杆203起到限位的作用，行走装置2可根据实际情况通过调节螺母201调整调节杆203的有效长度，保证行走装置2能够与钢管节13接触同时具有一定的承载力，能够同时适用于直线或者曲线管节，适用范围较大，弹簧207的作用是防止行走装置2在钢管节13上卡死。[0021]所述弹簧207内设置有导向柱208,起到弹簧导向的作用，导向柱208的底部固定在套筒206上，弹簧207连接调节杆203。[0022]所述调节杆203和套筒206通过导向平键205连接，套筒206内设置的键槽长度长于导向平键2〇5的长度，导向平键2〇5可在套筒206的键槽内滑动，起到导向的作用，防止套筒206发生转动。[0023]所述抱箍4由抱箍组件1401、抱箍组件II402和抱箍组件III403组成，抱箍组件114〇2通过销轴固定在支架1上，抱箍组件II402铰接抱箍组件1401和抱箍组件111403,抱箍共分为三瓣，相对于两瓣，对钢管节13的作用力更加均匀，防止钢管节应力集中而发生变形;抱箍4与支架1留有一定的空隙，保证抱箍4可以顺利闭合、打开。[0024]所述连杆5通过销轴连接抱箍组件1401和抱箍组件111403,通过夹紧油缸7的伸缩控制连杆5的转动，连杆5转动时带动抱箍4开合，连杆5和夹紧油缸7的铰接点至连杆5和抱箍组件1401的铰接点的距离大于连杆5和抱箍组件1401的铰接点至连杆5和抱箍组件III403的铰接点的距离，利用杠杆原理，将较小的夹紧油缸推力转化为较大的夹紧力；当抱箍4处于闭合状态时，上述三个铰接点与管节10圆心在管节1〇的截面方向的投影面上处于同一直线内。[0025]所述抱箍4的内壁设置有摩擦片9，通过摩擦片9与钢管节13的静摩擦提供推进力。[0026]所述支架1的上部设置有夹紧油缸耳座8,夹紧油缸耳座8铰接夹紧油缸7的固定端。[0027]所述顶推耳座3铰接顶推油缸11的伸缩端，顶推油缸11的固定端铰接顶推支架12，顶推支架12固定在地面上。[0028]本发明的抱箍4内设置有钢管节13,钢管节13的一端连接有曲线顶掘机主机14。[0029]如图6所示，钢管节的断面受力模型，根据根据力学计算公式可以得到，抱箍周向受力为Fn时，可等效为对管片径向的均布载荷dF，计算公式为Fn=cIFXD2，D为钢管节的直径，相比于直接施加同等效果的径向力F径•Fn，本发明通过抱箍施加周向方向上的力转化为压力是周向力的31倍。因此，相比于直接施加径向方向压力，施加周向力得到的压力更大，而且施加载荷更加均匀，管片受力较好。通过连杆5将夹紧油缸7的推力转化为夹紧力，利用杠杆原理，夹紧力相对于油缸推力可以成倍增加，因此该实施例可以用较小的夹紧油缸得到较大的夹紧力，具有调节方便、稳定性高的优点。[0030]如图7所示，本发明在使用时，先使顶推油缸11处于收缩状态，夹紧油缸7伸出，抱箍4中的摩擦片9将钢管节13夹紧;再伸出顶推油缸11，通过摩擦片9与钢管节13之间的摩擦力推动钢管节13及曲线顶掘机主机丨4向前顶进;最后夹紧油缸7收缩，抱箍4打开，顶推油缸11收缩，带动整个夹紧装置向上提升，通过行走装置2保证夹紧装置沿着钢管节13的轴向方向行走，起到导向的作用。[0031]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，包括支架（丨），其特征在于:支架（1的上部设置有夹紧油缸7的固定端，夹紧油缸7的伸缩端连接有连杆5的一端，连杆5的另一端连接抱箍4，抱箍4位于支架（1的中心，所述支架1上设置有行走装置2和顶推耳座⑶。2.根据权利要求1所述的一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，其特征在于:所述行走装置2包括保持架202，保持架2〇2和支架（1固定连接，保持架2〇2内设置有调节杆203的一端，保持架202和调节杆2〇3通过调节螺母201连接，调节杆2〇3的另一端位于套筒（206内，套筒（2〇6内壁的底部设置有弹簧207，套筒（2〇6的下部设置有行走轮209，套筒206的顶部通过螺栓连接透盖204。3.根据权利要求2所述的一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，其特征在于:所述弹簧207内设置有导向柱208，导向柱208的底部固定在套筒206上，弹簧207连接调节杆203。4.根据权利要求2所述的一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，其特征在于:所述调节杆203和套筒206通过导向平键205连接，套筒206内设置的键槽长度长于导向平键205的长度。5.根据权利要求1所述的一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，其特征在于:所述抱箍4由抱箍组件I401、抱箍组件II402和抱箍组件III403组成，抱箍组件II402通过销轴固定在支架（1上，抱箍组件II4〇2铰接抱箍组件I401和抱箍组件III4〇3。6.根据权利要求5所述的一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，其特征在于:所述连杆5通过销轴连接抱箍组件I401和抱箍组件III403，连杆5和夹紧油缸00的较接点至连杆5和抱箍组件I401的铰接点的距离大于连杆5和抱箍组件I401的铰接点至连杆5和抱箍组件III403的铰接点的距离。7.根据权利要求5所述的一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，其特征在于:所述抱箍4的内壁设置有摩擦片9。8.根据权利要求1所述的一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，其特征在于:所述支架1的上部设置有夹紧油缸耳座8，夹紧油缸耳座8铰接夹紧油缸7的固定端。9.根据权利要求1所述的一种用于微型顶掘机的管节夹紧装置，其特征在于:所述顶推耳座3铰接顶推油缸11的伸缩端，顶推油缸11的固定端铰接顶推支架12，顶推支架12固定在地面上。

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