CN110500094B - 一种弹夹式劈裂棒安装设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于隧道安装技术领域，提出一种弹夹式劈裂棒安装设备。提出的一种弹夹式劈裂棒安装设备具有劈裂棒滑槽；劈裂棒滑槽通过铰链与纵梁Ⅲ连接；劈裂棒滑槽的后端面安装有推进油缸；劈裂棒滑槽通过滑块支撑在两根平行设置的导轨上；两根所述导轨的两端分别支撑在纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ；对应纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ分别设置有举升油缸Ⅰ、举升油缸Ⅱ；举升油缸Ⅰ、举升油缸Ⅱ的底部均固定在机架上的左右两侧；机架的左右两侧分别设置有劈裂棒弹夹式存储舱；所述的劈裂棒弹夹式存储舱内上下设置有多个劈裂棒；对应所述的劈裂棒弹夹式存储舱设置有用以驱动其升降的进给油缸。本发明有效的解决了掌子面钻孔出现倾斜角度时劈裂棒安装困难的问题。
Description
技术领域
本发明属于隧道安装技术领域，主要涉及一种弹夹式劈裂棒安装设备。
技术背景
目前，对于城市地下隧道施工技术要求越来越严格，因此，非爆施工法在城市地下隧道施工得到了广泛的推广应用，它具有安全、环保、降噪等特点。其中，利用劈裂棒及劈裂泵站对硬岩破碎是一种非常有效的方式，在此作业过程中，将劈裂棒安装在掌子面钻孔中是利用劈裂棒及劈裂泵站对硬岩进行破碎工法的重要环节。在此之前，劈裂棒的安装一直采用人工安装方式，当掌子面钻孔离地面过高时，采用人工安装非常不便，不但需要投入过大的人工成本，而且危险性非常大以及作业效率极其低下。因此，设计一种弹夹式劈裂棒安装设备，其具有自身携带若干根劈裂棒以及劈裂棒安装和安装过程中微调的功能，可实现掌子面上劈裂棒安装方便快捷、危险性小、人工投入小以及作业效率高的作业效果。
发明内容
本发明的目的是提出一种弹夹式劈裂棒安装设备，使其能够对掌子面上任意分布的孔中进行劈裂棒的安装作业，达到劈裂棒安装过程中的快捷方便、安全性高以及作业效率高的使用需求。
本发明为完成上述发明任务采用如下的技术方案：
一种弹夹式劈裂棒安装设备，弹夹式劈裂棒安装设备具有用以盛放劈裂棒的劈裂棒滑槽；所述的劈裂棒滑槽通过铰链与微调机构的纵梁连接，为需要推进的所述劈裂棒进行支撑和导向；所述铰链提供了所述劈裂棒滑槽在X轴与Y轴的旋转角度，用以方便灵活地调节劈裂棒的安装角度；所述劈裂棒滑槽的后端面安装有推进油缸；所述推进油缸的活塞杆前端连接有防脱挂钩；所述的防脱挂钩在使用时与劈裂棒手柄钩接连接，防止所述劈裂棒在推进过程中在所述劈裂棒滑槽中前窜脱离所述劈裂棒滑槽；所述的劈裂棒滑槽通过滑块支撑在两根平行设置的导轨上；两根所述导轨的两端分别支撑在纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ；对应所述的纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ分别设置有用以驱动其升降的举升油缸Ⅰ、举升油缸Ⅱ；所述举升油缸Ⅰ、举升油缸Ⅱ的底部均固定在机架上；所述的机架为上端面开口的框架结构；所述的纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ分别位于机架上端面的左右两侧；所述机架的左右两侧分别设置有用以提供劈裂棒的劈裂棒弹夹式存储舱；所述的劈裂棒弹夹式存储舱内上下设置有多个劈裂棒；对应所述的劈裂棒弹夹式存储舱设置有用以驱动其升降的进给油缸；
所述铰链一端固定于所述劈裂棒滑槽底部；另一端固定于纵梁Ⅲ上，为所述劈裂棒滑槽提供在X轴与Y轴的旋转方向；所述的纵梁Ⅲ位于所述的纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ之间；所述纵梁Ⅲ的两端分别固定有所述的滑块；位于纵梁Ⅲ两端的两个所述滑块分别与所对应的导轨配合；所述纵梁Ⅲ的上端面固定有用以对劈裂棒滑槽在X轴方向的移动进行限位的限位块Ⅰ和限位块Ⅱ；所述限位块Ⅰ固定在所述纵梁Ⅲ上部前端；所述限位块Ⅱ固定在所述纵梁Ⅲ上部后端；所述的举升油缸Ⅰ、举升油缸Ⅱ、纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ、纵梁Ⅲ、导轨、滑块以及机架共同构成用于安装所述劈裂棒时使得所述推进机构可上下左右调节，以便于所述劈裂棒顺利安装的微调机构；当推进机构将所述劈裂棒推进至掌子面上钻孔附近时，根据实际钻孔情况，可通过所述角度调节机构对所述劈裂棒滑槽进行X轴以及Y轴旋转方向的角度调节，直至所述劈裂棒顺利安装到指定位置，至此完成一个角度调节工作；将所述劈裂棒从两个所述劈裂棒弹夹式存储舱之一中放置到所述劈裂棒滑槽中后，所述推进油缸开始动作，当所述防脱挂钩接触到所述劈裂棒手柄时，所述防脱挂钩自动与所述劈裂棒手柄相钩，并将所述劈裂棒推进至掌子面上的孔中相应的深度，此时所述微调机构微升，使得所述防脱挂钩脱离所述劈裂棒手柄，最后所述推进油缸收回至初始位置，完成一次劈裂棒安装循环。
所述纵梁Ⅰ和所述纵梁Ⅱ底面中间部位分别固定于所述举升油缸Ⅰ和所述举升油缸Ⅱ的活塞杆前端顶部；所述纵梁Ⅰ和所述纵梁Ⅱ顶部前后两端分别固定于所对应导轨底部前后端，用以支撑所述导轨；所述纵梁Ⅲ上部中间与所述铰链Ⅱ连接，所述纵梁Ⅲ底部前后两端分别于所述滑块连接，为所述推进机构起到支撑作用；所述滑块以及所述导轨为所述劈裂棒推进机构提供左右方向的微调移动；当所述劈裂棒放置在所述劈裂棒滑槽中时，可通过所述举升油缸Ⅰ和所述举升油缸Ⅱ的上下同步动作以及所述滑块和所述导轨左右同步动作对所述劈裂棒推进机构进行上下左右微调，直至所述劈裂棒到达预定孔位时完成一次工作任务。
所述的劈裂棒弹夹式存储舱底部的顶升底板固定在进给油缸活塞杆的顶部；所述进给油缸的缸筒通过进给油缸安装板固定在机架一侧的外部；当所述劈裂棒装满于其中一个所述劈裂棒弹夹式存储舱时，所对应的进给油缸向上顶升一根所述劈裂棒的直径距离后，将所述劈裂棒安装与所述劈裂棒滑槽中，至此完成一个顶升工作。
本发明提出的一种弹夹式劈裂棒安装设备，劈裂棒滑槽通过铰链与微调机构的纵梁连接，可以方便灵活地调节劈裂棒安装角度，有效的解决了掌子面钻孔出现倾斜角度时劈裂棒安装困难的问题。劈裂棒在滑槽中给掌子面钻孔中推进采用液压缸进行推进，代替人工推进，有效的价低了人员劳动强度。微调机构采用了液压缸、滑块与导轨等组合，可实现上下左右距离的微调，快速解决了劈裂棒的对孔困难、对孔时间长的问题，提高了作业效率，在劈裂棒安装作业中，可以方便快速的调节劈裂棒安装姿态；两个劈裂棒弹夹式存储舱可同时存储六根直径100mm、长度1000mm的劈裂棒,可连续为隧道非爆开挖掌子面的钻孔中安装六根劈裂棒，提高了劈裂棒安装效率。本发明有效的解决了隧道非爆开挖掌子面钻孔中劈裂棒安装工序复杂、人员劳动强度大的问题，本发明也可根据使用劈裂棒的尺寸来改变整部设备的体积，本发明能够涵盖不同布孔情况，可实现任意隧道掌子面钻孔位置的劈裂棒安装，达到隧道非爆开挖掌子面的钻孔中劈裂棒安装作业的快速性、方便性、安全性、经济性等需要。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中劈裂棒手柄与防脱挂钩结构示意图。
图中：1、机架，2、进给油缸安装板Ⅰ，3、进给油缸Ⅰ，4、劈裂棒弹夹式存储舱Ⅰ，5、举升油缸Ⅰ，6、纵梁Ⅰ，7、导轨Ⅰ，8、纵梁Ⅲ，9、滑块Ⅰ，10、限位块Ⅰ，11、劈裂棒，12、劈裂棒滑槽，13、纵梁Ⅱ，14、导轨Ⅱ，15、劈裂棒弹夹式存储舱Ⅱ，16、推进油缸，17、顶升底板Ⅰ，18、举升油缸Ⅱ，19、进给油缸安装板Ⅱ，20、进给油缸Ⅱ，21、限位块Ⅱ,22、滑块Ⅱ，23、顶升底板Ⅱ，24、劈裂棒手柄，25、防脱挂钩，26、铰链。
具体实施方式
结合附图与具体实施例对本发明进行进一步说明：
如图1～2所示，一种弹夹式劈裂棒安装设备，所述弹夹式劈裂棒安装设备包括有劈裂棒推进机构、角度调节机构、微调机构、劈裂棒存储弹夹；
所述劈裂棒推进机构用以将所述劈裂棒11推进至掌子面钻孔时使用；所述推进机构包括有劈裂棒滑槽12、推进油缸16和用以劈裂棒在推进过程中防止脱落的防脱挂钩25；所述劈裂棒滑槽1通过其底部的所述角度调节机构的所述铰链26连接，为需要推进的所述劈裂棒11进行支撑和导向；所述推进油缸16安装在所述劈裂棒滑槽12的后端面，为需要推进的所述劈裂棒11提供推进力；所述防脱挂钩25安装在所述推进油缸16的活塞杆前端，与所述劈裂棒手柄24相钩，防止所述劈裂棒11在推进过程中在所述劈裂棒滑槽12中前窜脱离所述劈裂棒滑槽12；将所述劈裂棒11从所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅰ4或所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅱ15中放置到所述劈裂棒滑槽12中后，所述推进油缸16开始动作，当所述防脱挂钩25接触到所述劈裂棒手柄24时，所述防脱挂钩25自动与所述劈裂棒手柄24相钩，并将所述劈裂棒11推进至掌子面上的孔中相应的深度，此时所述微调机构微升，使得所述防脱挂钩25脱离所述劈裂棒手柄24，最后所述推进油缸16收回至初始位置，完成一次劈裂棒安装循环；
所述角度调节机构用以所述劈裂棒11安装时角度调节使用；所述角度调节机构由铰链26以及限位块Ⅰ10和限位块Ⅱ21组成；所述铰链26一端固定于所述劈裂棒滑槽12底部；另一端固定于所述微调机构中所述纵梁Ⅲ8上，为所述劈裂棒滑槽12提供在X轴与Y轴的旋转方向；所述限位块为两个：限位块Ⅰ10和限位块Ⅱ21；所述限位块Ⅰ10固定在所述微调机构中所述纵梁Ⅲ8上部前端；所述限位块Ⅱ21固定在所述微调机构中所述纵梁Ⅲ8上部后端；所述限位块Ⅰ10和所述限位块Ⅱ21对所述劈裂棒滑槽12在X轴的旋转方向进行限位；所述铰链26限制了所述劈裂棒滑槽12在Y轴的旋转角度；当推进机构将所述劈裂棒11推进至掌子面上钻孔附近时，根据实际钻孔情况，可通过所述角度调节机构对所述劈裂棒滑12槽进行X轴以及Y轴旋转方向的角度调节，直至所述劈裂棒11顺利安装到指定位置，至此完成一个角度调节工作；
所述微调机构用于安装所述劈裂棒11时使得所述推进机构可上下左右调节，以便于所述劈裂棒11顺利安装；所述微调机构包括有举升油缸、纵梁、导轨、滑块以及机架；所述举升油缸为两根：举升油缸Ⅰ5和举升油缸Ⅱ18；所述举升油缸Ⅰ5和所述举升油缸Ⅱ18底座分别固定在所述机架1底面左右两侧，为所述劈裂棒11的安装机构提供上下移动的力；所述纵梁为三个：纵梁Ⅰ6、纵梁Ⅱ13、纵梁Ⅲ8；所述纵梁Ⅰ6和所述纵梁Ⅱ13底面中间部位分别固定于所述举升油缸Ⅰ5和所述举升油缸Ⅱ18的活塞杆前端顶部；所述纵梁Ⅰ6和所述纵梁Ⅱ13顶部前后两端分别固定于所述导轨Ⅰ7和所述导轨Ⅱ14底部前后端，用以支撑所述导轨导轨Ⅰ7和所述导轨Ⅱ14；所述纵梁Ⅲ8上部中间与所述铰链26连接；所述纵梁Ⅲ8底部前后两端分别于所述滑块Ⅰ9和所述滑块Ⅱ22连接，为所述推进机构起到支撑作用；所述滑块为两个：滑块Ⅰ9和滑块Ⅱ22；所述滑块Ⅰ9固定在所述纵梁Ⅲ8前端；所述滑块Ⅱ22固定在所述纵梁Ⅲ8后端；所述导轨为两个：导轨Ⅰ7和导轨Ⅱ14；所述导轨Ⅰ7底部前端固定在所述纵梁Ⅰ6顶部前端；所述导轨Ⅰ7底部后端固定在所述纵梁Ⅱ13顶部前端；所述导轨Ⅱ14底部前端固定在所述纵梁Ⅰ6顶部后端；所述导轨Ⅱ14底部后端固定在所述纵梁Ⅱ13顶部后端；所述滑块Ⅰ9和所述滑块Ⅱ22以及所述导轨Ⅰ7和所述导轨Ⅱ14为所述劈裂棒11的推进机构提供左右方向的微调移动；当所述劈裂棒11放置在所述劈裂棒滑槽12中时，可通过所述举升油缸Ⅰ5和所述举升油缸Ⅱ20的上下同步动作以及所述述滑块Ⅰ9、所述滑块Ⅱ22和所述导轨Ⅰ7、所述导轨Ⅱ14左右同步动作对所述劈裂棒11的推进机构进行上下左右微调，直至所述劈裂棒11到达预定孔位时完成一次工作任务；
所述劈裂棒弹夹式存储舱用以储存所述劈裂棒11，为连续安装所述劈裂棒11做准备；所述劈裂棒弹夹式存储舱包括有：弹夹式存储舱、进给油缸、进给油缸安装板、顶升底板；所述劈裂棒弹夹式存储舱为两个：劈裂棒弹夹式存储舱Ⅰ4和劈裂棒弹夹式存储舱Ⅱ15；所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅰ4固定于所述机架1左侧；所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅱ15固定于所述机架1右侧；所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅰ4与所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅱ15用于存储所述劈裂棒11；所述进给油缸安装板为两个：进给油缸安装板Ⅰ2和进给油缸安装板Ⅱ19；所述进给油缸为两根：进给油缸Ⅰ3和进给油缸Ⅱ20；所述进给油缸Ⅰ3通过所述进给油缸Ⅰ3缸筒中部的进给油缸安装板Ⅰ2固定于所述机架1左侧外部；所述进给油缸Ⅱ20通过所述进给油缸Ⅱ18缸筒中部的进给油缸安装板Ⅱ19固定于所述机架1右侧外部；所述进给油缸Ⅰ3与所述进给油缸Ⅱ20分别为所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅰ4与所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅱ15中的所述劈裂棒11提供举升力；所述顶升底板为两个：顶升底板Ⅰ17和顶升底板Ⅱ23；所述顶升底板Ⅰ17位于所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅱ15底部；固定于所述进给油缸Ⅱ20的活塞杆顶部；所述顶升底板Ⅱ23位于所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅰ4底部；固定于所述进给油缸Ⅰ3的活塞杆顶部；所述顶升底板Ⅰ17与所述顶升底板Ⅱ23分别为所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅱ15与所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅰ4中的所述劈裂棒11提供支撑；当所述劈裂棒11装满于所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅰ15或所述劈裂棒弹夹式存储舱Ⅱ4时，所述进给油缸Ⅰ3或所述进给油缸Ⅱ20顶升一根所述劈裂棒11直径距离后，将所述劈裂棒11安装与所述劈裂棒滑槽12中，至此完成一个顶升工作。
Claims (3)
1.一种弹夹式劈裂棒安装设备，其特征在于：弹夹式劈裂棒安装设备具有用以盛放劈裂棒的劈裂棒滑槽；所述的劈裂棒滑槽通过铰链与纵梁Ⅲ连接，所述铰链提供了所述劈裂棒滑槽在X轴与Y轴的旋转角度，用以方便灵活地调节劈裂棒的安装角度，为需要推进的所述劈裂棒进行支撑和导向；所述劈裂棒滑槽的后端面安装有推进油缸；所述推进油缸的活塞杆前端连接有防脱挂钩；所述的防脱挂钩在使用时与劈裂棒手柄钩接连接，防止所述劈裂棒在推进过程中在所述劈裂棒滑槽中前窜脱离所述劈裂棒滑槽；所述的劈裂棒滑槽通过滑块支撑在两根平行设置的导轨上；两根所述导轨的两端分别支撑在纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ上；对应所述的纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ分别设置有用以驱动其升降的举升油缸Ⅰ、举升油缸Ⅱ；所述举升油缸Ⅰ、举升油缸Ⅱ的底部均固定在机架上；所述的机架为上端面开口的框架结构；所述的纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ分别位于机架上端面的左右两侧；所述机架的左右两侧分别设置有用以提供劈裂棒的劈裂棒弹夹式存储舱；所述的劈裂棒弹夹式存储舱内上下设置有多个劈裂棒；对应所述的劈裂棒弹夹式存储舱设置有用以驱动其升降的进给油缸；
所述铰链一端固定于所述劈裂棒滑槽底部；另一端固定于纵梁Ⅲ上，为所述劈裂棒滑槽提供在X轴与Y轴的旋转方向；所述的纵梁Ⅲ位于所述的纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ之间；所述纵梁Ⅲ的两端分别固定有所述的滑块；位于纵梁Ⅲ两端的两个所述滑块分别与所对应的导轨配合；所述纵梁Ⅲ的上端面固定有用以对劈裂棒滑槽在X轴方向的移动进行限位的限位块Ⅰ和限位块Ⅱ；所述限位块Ⅰ固定在所述纵梁Ⅲ上部前端；所述限位块Ⅱ固定在所述纵梁Ⅲ上部后端；所述的举升油缸Ⅰ、举升油缸Ⅱ、纵梁Ⅰ、纵梁Ⅱ、纵梁Ⅲ、导轨、滑块以及机架共同构成用于安装所述劈裂棒时使得推进机构可上下左右调节，以便于所述劈裂棒顺利安装的微调机构；当推进机构将所述劈裂棒推进至掌子面上钻孔附近时，根据实际钻孔情况，可通过角度调节机构对所述劈裂棒滑槽进行X轴以及Y轴旋转方向的角度调节，直至所述劈裂棒顺利安装到指定位置，至此完成一个角度调节工作；将所述劈裂棒从两个所述劈裂棒弹夹式存储舱之一中放置到所述劈裂棒滑槽中后，所述推进油缸开始动作，当所述防脱挂钩接触到所述劈裂棒手柄时，所述防脱挂钩自动与所述劈裂棒手柄相钩，并将所述劈裂棒推进至掌子面上的孔中相应的深度，此时所述微调机构微升，使得所述防脱挂钩脱离所述劈裂棒手柄，最后所述推进油缸收回至初始位置，完成一次劈裂棒安装循环。
2.如权利要求1所述的 一种弹夹式劈裂棒安装设备，其特征在于：所述纵梁Ⅰ和所述纵梁Ⅱ底面中间部位分别固定于所述举升油缸Ⅰ和所述举升油缸Ⅱ的活塞杆前端顶部；所述纵梁Ⅰ和所述纵梁Ⅱ顶部前后两端分别固定于所对应导轨底部前后端，用以支撑所述导轨；所述纵梁Ⅲ上部中间与铰链Ⅱ连接，所述纵梁Ⅲ底部前后两端分别于所述滑块连接，为所述推进机构起到支撑作用；所述滑块以及所述导轨为所述推进机构提供左右方向的微调移动；当所述劈裂棒放置在所述劈裂棒滑槽中时，可通过所述举升油缸Ⅰ和所述举升油缸Ⅱ的上下同步动作以及所述滑块和所述导轨左右同步动作对所述劈裂棒推进机构进行上下左右微调，直至所述劈裂棒到达预定孔位时完成一次工作任务。
3.如权利要求1所述的 一种弹夹式劈裂棒安装设备，其特征在于：所述的劈裂棒弹夹式存储舱底部的顶升底板固定在进给油缸活塞杆的顶部；所述进给油缸的缸筒通过进给油缸安装板固定在机架一侧的外部；当所述劈裂棒装满于其中一个所述劈裂棒弹夹式存储舱时，所对应的进给油缸向上顶升一根所述劈裂棒的直径距离后，将所述劈裂棒安装于所述劈裂棒滑槽中，至此完成一个顶升工作。
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