專利名稱：楔塊自鎖式邁步吊盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種楔塊自鎖式邁步吊盤，尤其適用于千米深級別的立井井筒掘進(jìn)的施工。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)在立井井筒開鑿過程中，所采用的懸吊式吊盤是通過多臺穩(wěn)車提吊使吊盤在立井井內(nèi)上下移動(dòng)，這種方式雖然能夠適應(yīng)千米深以內(nèi)立井井筒開鑿中的工作，但是存在著需要鑿井穩(wěn)車數(shù)量多、井架復(fù)雜、穩(wěn)車提升能力利用率低、穩(wěn)車難以集中控制同步升降而造成升降不平穩(wěn)的問題，而對于超千米立井施工時(shí)，需要的吊盤懸吊鋼絲繩長度超過現(xiàn)有鑿井穩(wěn)車的卷筒容繩量，因而造成設(shè)備成本高，施工安全性差。另外，隨著井筒深度的加深，穩(wěn)繩的張緊力要求也大幅增加，特別是超千米深立井，穩(wěn)繩張緊時(shí)對吊盤的拉力可達(dá) 40t以上。目前國內(nèi)穩(wěn)盤的先進(jìn)措施是將鋼制滑履壓緊在井壁上以獲得摩擦力，但為保證安全，滑履的預(yù)壓緊力都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過需要的壓緊力，影響井壁質(zhì)量。國外一些千米深立井施工采用梁窩式邁步吊盤一般為三層吊盤，上、下層盤剛性連接，上、中層盤上設(shè)有液壓驅(qū)動(dòng)的插梁，兩層盤上插梁交替插入井壁上預(yù)留的梁窩或溝槽中以固定吊盤，同時(shí)通過上、中層盤間的液壓立柱的伸縮實(shí)現(xiàn)邁步功能，這就省去了懸吊繩和懸吊設(shè)備，簡化了鑿井井架，并且邁步平穩(wěn)，但這種吊盤要求在井壁上預(yù)留大量的梁窩或溝槽，不利于井壁施工，影響井壁質(zhì)量，并且插梁和梁窩間也不容易定位。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題實(shí)用新型目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、升降平穩(wěn)、施工安全性高、使用效果好的楔塊自鎖式邁步吊盤。技術(shù)方案本實(shí)用新型的楔塊自鎖式邁步吊盤，包括兼做穩(wěn)繩盤的上層盤、設(shè)有控制臺的中層盤和底部吊掛掘砌設(shè)備的下層盤，上層盤與下層盤之間設(shè)有穿過中層盤的剛性立柱，上層盤與中層盤之間設(shè)有三個(gè)液壓立柱；上、下層盤的上邊沿周邊分別設(shè)有穩(wěn)盤摩擦楔塊，上、中層盤的下邊沿周邊設(shè)有與穩(wěn)盤摩擦楔塊方向相反、結(jié)構(gòu)相同、間隔排列的邁步摩擦楔塊，上層盤和下層盤上部沿周邊分別設(shè)有穩(wěn)盤摩擦楔塊機(jī)構(gòu)，上層盤和中層盤下部沿周邊分別設(shè)有邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)。所述的中層盤上設(shè)有通過剛性立柱的立柱導(dǎo)向套；所述的立柱對稱布置，為四個(gè)； 所述的邁步摩擦楔塊主要由經(jīng)螺栓穿連固定為一體的摩擦面板、楔形板、彈性墊板和傾斜面板構(gòu)成；所述的穩(wěn)盤摩擦楔塊機(jī)構(gòu)由設(shè)在盤面上的穩(wěn)盤液壓缸、穩(wěn)盤壓桿和連接在穩(wěn)盤液壓缸和壓桿之間的連桿構(gòu)成；所述的邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)由設(shè)在盤面下的邁步液壓缸、邁步壓桿和連接在邁步液壓缸和邁步壓桿之間的連桿構(gòu)成。有益效果由于采用了上述技術(shù)方案，吊盤系統(tǒng)省去了吊盤懸吊鋼絲繩和懸吊穩(wěn)車，降低了對鑿井井架和鑿井穩(wěn)車的苛刻要求，也節(jié)省了大量懸吊鋼絲繩。邁步楔塊卡在井壁和圈梁之間形成自閉結(jié)構(gòu)，即使液壓系統(tǒng)故障也能保證吊盤穩(wěn)定在井壁上，提高了吊盤安全性；楔形結(jié)構(gòu)可以保證井壁對楔塊的靜摩擦力與固定吊盤時(shí)需要的力自適應(yīng)平衡，不需要在井壁上預(yù)制梁窩，省去插梁和梁窩間定位的麻煩；上層盤可兼做穩(wěn)繩盤，由摩擦楔塊提供穩(wěn)盤時(shí)的張緊力，并且摩擦力總等于穩(wěn)繩對吊盤的拉力，避免了過大的預(yù)緊力。不需要對多臺懸吊穩(wěn)車同步控制，邁步平穩(wěn)，不磕碰井壁，安全性高。由于抓巖機(jī)工作時(shí)，上、下兩層盤都與井壁保持緊密接觸，消除了翻盤的危險(xiǎn)。摩擦楔塊內(nèi)嵌裝有彈性墊板，既保證了摩擦楔塊適當(dāng)?shù)淖冃瘟?，又不與井壁直接接觸所以不影響楔塊與井壁接觸時(shí)的強(qiáng)度和耐磨性。楔塊工作時(shí)的彈性形變既可保證同時(shí)與井壁和圈梁緊密接觸，避免滑脫而喪失自閉性， 又可有效防止井壁接觸面集中受力而破壞井壁結(jié)構(gòu)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的摩擦楔塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 一上層盤，2 —穩(wěn)盤摩擦楔塊，3 —邁步摩擦楔塊，4 一立柱，5 —控制臺， 6 一中層盤，7 —邁步壓桿，8 —下層盤，9 一穩(wěn)盤壓桿，10 —穩(wěn)盤液壓缸，11 一井壁，12 — 穩(wěn)繩，13 —邁步液壓缸，14 一立柱導(dǎo)向套，15 —液壓立柱，16 —導(dǎo)向承壓槽，3-1 —螺栓， 3-2 一弧形摩擦面板，3-3 —楔形板，3-4 —彈性墊板，3-5 —楔形框架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步的描述如圖1所示，本實(shí)用新型的楔塊自鎖式邁步吊盤，主要由上層盤1、中層盤6、下層盤8、立柱4、控制臺5和液壓立柱15構(gòu)成的工作盤體、設(shè)在工作盤體上的穩(wěn)盤摩擦楔塊2、 邁步摩擦楔塊3、穩(wěn)盤摩擦楔塊機(jī)構(gòu)、邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)構(gòu)成。上層盤1兼做穩(wěn)繩盤連接有穩(wěn)繩12，控制臺5設(shè)在中層盤6上，下層盤8的底部吊掛有掘砌設(shè)備配合井下施工。上層盤1與下層盤8之間設(shè)有穿過中層盤6的立柱4，立柱4對稱布置，為四個(gè)；中層盤6上設(shè)有穿過立柱4的立柱導(dǎo)向套14，立柱導(dǎo)向套14可保證吊盤邁步平穩(wěn)。上層盤1與中層盤 6之間設(shè)有三個(gè)液壓立柱15 ；上、下層盤的上邊沿周邊分別設(shè)有穩(wěn)盤摩擦楔塊2，上、中層盤下邊沿周邊設(shè)有與穩(wěn)盤摩擦楔塊2方向相反、結(jié)構(gòu)相同、間隔排列的邁步摩擦楔塊3，邁步摩擦楔塊3主要包括楔形框架3-5，楔形框架3-5內(nèi)依次設(shè)有彈性墊板3-4和楔形板3_3， 楔形框架3-5的入口側(cè)設(shè)有弧形摩擦面板3-2，弧形摩擦面板3-2上設(shè)有穿過彈性墊板3-4 和楔形板3-3與楔形框架3-5連接為一體的螺栓3-1。上層盤1和下層盤8上部沿周邊分別設(shè)有穩(wěn)盤摩擦楔塊機(jī)構(gòu)，穩(wěn)盤摩擦楔塊機(jī)構(gòu)由設(shè)在盤面上的穩(wěn)盤液壓缸10、穩(wěn)盤壓桿9 和連接在穩(wěn)盤液壓缸10和壓桿9之間的連桿構(gòu)成。上層盤1和中層盤6下部沿周邊分別設(shè)有邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)，邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)由設(shè)在盤面下的邁步液壓缸13、邁步壓桿7和連接在邁步液壓缸13和邁步壓桿7之間的連桿構(gòu)成。邁步時(shí)，邁步楔塊連桿機(jī)構(gòu)將邁步摩擦楔塊3卡入井壁11和導(dǎo)向承壓槽16之間， 在邁步楔塊連桿機(jī)構(gòu)推力作用下，邁步摩擦楔塊3和導(dǎo)向承壓槽16形成相對移動(dòng)趨勢。由于邁步摩擦楔塊3和導(dǎo)向承壓槽16的接觸表面與豎直方向有一夾角，使吊盤對邁步摩擦楔塊3產(chǎn)生垂直井壁的擠壓分力和豎直向下的分力。在擠壓分力作用下，摩擦楔塊與井壁之間產(chǎn)生靜摩擦力，阻止摩擦楔塊和吊盤向下滑動(dòng)。而且隨著吊盤載荷的加大，這種靜摩擦力也相應(yīng)增大，即向上的靜摩擦力和向下的吊盤重力互相適應(yīng)，保持動(dòng)態(tài)平衡。[0016]穩(wěn)盤時(shí)，穩(wěn)盤楔塊連桿機(jī)構(gòu)將穩(wěn)盤摩擦楔塊2卡入井壁和導(dǎo)向承壓槽之間，產(chǎn)生摩擦力阻止吊盤上移，直至達(dá)到穩(wěn)繩12需要的拉力。向下邁步時(shí)，首先收縮液壓立柱4，然后控制上層盤1和下層盤8上的穩(wěn)盤液壓缸 10施加拉力，通過穩(wěn)盤摩擦楔塊機(jī)構(gòu)使上層盤1和下層盤8上的穩(wěn)盤摩擦楔塊2沿其導(dǎo)向承壓槽16滑動(dòng)，與井壁脫離接觸，當(dāng)上層盤1下降到預(yù)定?？课恢脮r(shí)，上層盤1上的邁步液壓缸13施加推力，使邁步摩擦楔塊3沿導(dǎo)向承壓槽16上移，直至與井壁緊密接觸；液壓立柱4繼續(xù)收縮，同時(shí)中層盤6上的邁步液壓缸13施加拉力，上層盤1上的邁步摩擦楔塊3愈壓愈緊，而中層盤6上的導(dǎo)向承壓槽16在液壓立柱4拉力作用下與邁步摩擦楔塊3間的楔緊力減小，在中層盤6上的邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)的拉力作用下，邁步摩擦楔塊3與井壁脫離接觸，而上層盤此時(shí)已牢固楔緊在井壁上，接著利用液壓立柱4下降中層盤6至下一個(gè)停靠位置，開動(dòng)中層盤6上的邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)，使中層盤6上的邁步摩擦楔塊3卡入井壁和中層盤的導(dǎo)向與承壓槽14中間，然后伸長液壓立柱4，中層盤6上的邁步摩擦楔塊3愈壓愈緊， 而上層盤1上的導(dǎo)向承壓槽16在液壓立柱4的推力作用下與邁步摩擦楔塊3間的楔緊力減小，這時(shí)上層盤1上的邁步液壓缸13施加拉力，邁步摩擦楔塊3就可與井壁順利脫離接觸。這樣就完成一個(gè)向下邁步循環(huán)。向上邁步時(shí)，首先將上層盤1上的邁步摩擦楔塊3卡入井壁和導(dǎo)向與承壓槽16之間并緊密接觸，接著利用液壓立柱4拉動(dòng)中層盤6，這時(shí)上層盤1的邁步摩擦楔塊3彈性變形，上層盤1微微向下移動(dòng)，開動(dòng)上層盤1和下層盤8上的穩(wěn)盤液壓缸10，可使穩(wěn)盤摩擦楔塊2與井壁脫離接觸，繼續(xù)拉動(dòng)中層盤6至下一個(gè)停靠位置，開動(dòng)中層盤6上的邁步液壓缸 13，將中層盤6上的邁步摩擦楔塊3卡入井壁和導(dǎo)向與承壓槽16間；然后液壓立柱4伸長， 使中層盤6上的邁步摩擦楔塊3楔緊，而上層盤1上的邁步摩擦楔塊3與導(dǎo)向承壓槽16間的楔緊力減小并在邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)的拉力作用下與井壁脫離接觸，接著舉升上層盤1至下一個(gè)?？课恢?，完成一個(gè)向上邁步循環(huán)。吊盤穩(wěn)盤時(shí)，控制中層盤6的邁步摩擦楔塊3時(shí)刻處于卡緊工作狀態(tài)，與上層盤1 的邁步摩擦楔塊3相連的邁步液壓缸13處于泄壓狀態(tài)，開動(dòng)上層盤1和下層盤8的穩(wěn)盤摩擦楔塊機(jī)構(gòu)，使穩(wěn)盤摩擦楔塊2卡入井壁和導(dǎo)向與承壓槽16之間；張緊穩(wěn)繩12到需要的張緊力。摩擦楔塊承受壓力時(shí)，由于彈性墊板3-4的彈性形變，既可保證同時(shí)與井壁和圈梁緊密接觸，避免滑脫而喪失自閉性，又可有效防止井壁接觸面集中受力而破壞井壁結(jié)構(gòu)。 而楔塊承受的豎直方向的分力通過楔形框架3-5承受，避免了摩擦面板3-2和彈性墊板3-4 的豎直方向形變。由于螺栓3-1與楔塊連接時(shí)處于非配合連接狀態(tài)，可免于承受垂直方向剪切力。三角劈3-3用于隔離摩擦面3-2和彈性墊板3-4。
權(quán)利要求1.一種楔塊自鎖式邁步吊盤，包括連接有穩(wěn)繩(12)的上層盤(1)、設(shè)有液壓系統(tǒng)控制臺(5)的中層盤(6)和底部吊掛掘砌設(shè)備的下層盤(8)，上層盤(1)與下層盤(8)之間設(shè)有穿過中層盤(6)的剛性立柱(4)，上層盤(1)與中層盤(6)之間設(shè)有多個(gè)可伸縮的液壓立柱 (15)；其特征在于所述的上、下層盤的周邊分別設(shè)有多個(gè)穩(wěn)盤摩擦楔塊(2)，上、中層盤的周邊設(shè)有與穩(wěn)盤摩擦楔塊(2)方向相反、結(jié)構(gòu)相同的邁步摩擦楔塊(3)，上層盤(1)和下層盤(8)周邊分別設(shè)有穩(wěn)盤摩擦楔塊機(jī)構(gòu)，上層盤(1)和中層盤(6)下沿周邊分別設(shè)有邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楔塊自鎖式邁步吊盤，其特征在于所述的中層盤(6)上設(shè)有通過剛性立柱(4)的立柱導(dǎo)向套(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楔塊自鎖式邁步吊盤，其特征在于所述的邁步摩擦楔塊(3) 包括楔形框架(3-5 )，楔形框架(3-5 )內(nèi)依次設(shè)有彈性墊板(3-4 )和楔形板(3-3 )，楔形框架 (3-5)的入口側(cè)設(shè)有弧形摩擦面板(3-2)，弧形摩擦面板(3-2)上設(shè)有穿過彈性墊板(3-4) 和楔形板(3-3 )與楔形框架(3-5 )連接為一體的螺栓(3-1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楔塊自鎖式邁步吊盤，其特征在于所述的穩(wěn)盤摩擦楔塊機(jī)構(gòu)由設(shè)在層盤上的穩(wěn)盤液壓缸(10)、穩(wěn)盤壓桿(9)和連接在穩(wěn)盤液壓缸(10)和壓桿(9)之間的連桿構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的楔塊自鎖式邁步吊盤，其特征在于所述的邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)由設(shè)在層盤下的邁步液壓缸(13)、邁步壓桿(7)和連接在邁步液壓缸(13)和邁步壓桿 (7)之間的連桿構(gòu)成。
專利摘要一種楔塊自鎖式邁步吊盤，包括兼作穩(wěn)繩盤的上層盤、設(shè)有控制臺的中層盤和底部吊掛掘砌設(shè)備的下層盤，上層盤與下層盤之間設(shè)有穿過中層盤的立柱，上層盤與中層盤之間設(shè)有三個(gè)液壓立柱；上、下層盤的圈梁上邊沿周邊分別設(shè)有穩(wěn)盤摩擦楔塊機(jī)構(gòu)，上、中層盤的圈梁下邊沿周邊設(shè)有與穩(wěn)盤摩擦楔塊方向相反、結(jié)構(gòu)相同、間隔排列的邁步摩擦楔塊機(jī)構(gòu)。尤其適用于超千米深級別的立井井筒的開鑿，其無需吊盤懸吊繩，減少了對鑿井穩(wěn)車和鑿井井架的苛刻要求，節(jié)省了大量鋼絲繩，邁步平穩(wěn)，安全性高，耗能低，不需要在井壁上預(yù)制梁窩，避免了砌壁時(shí)精確定位梁窩的復(fù)雜工藝，降低了對井壁的破壞。
文檔編號E21D5/12GK202132044SQ20112019571
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者周公博, 張磊, 曹國華, 朱真才, 李偉, 王重秋, 陳國安 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)