專(zhuān)利名稱(chēng)：拱架管棚鉆機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地下施工用管棚鉆機(jī)，尤其涉及一種拱架管棚鉆機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，隨著基礎(chǔ)建設(shè)的持續(xù)發(fā)展，將會(huì)有大量的隧道及城市地下工程項(xiàng)目建設(shè)。管棚超前支護(hù)在地下工程施工中能有效地防滲止水、控制地表沉降，提高軟弱圍巖地層自穩(wěn)能力。由于預(yù)埋超前管棚做頂板及側(cè)壁支撐，為后續(xù)的隧道開(kāi)挖奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，且施工快、安全性高、工期短，被認(rèn)為是軟巖施工中解決地層自穩(wěn)最有效最合理的施工方法。管棚鉆機(jī)是安裝超前注漿管的重要設(shè)備，現(xiàn)有技術(shù)中的管棚施工設(shè)備主要是簡(jiǎn)易的鉆機(jī)或類(lèi)似設(shè)備的替代品，如錨固鉆機(jī)等，存在的問(wèn)題主要是工作量大、自動(dòng)化程度低、施工精度控制難等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種安全可靠、施工環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、加工制造方便、施工效率高的拱架管棚鉆機(jī)。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的拱架管棚鉆機(jī)，包括拱架和鉆進(jìn)工作機(jī)構(gòu)，所述拱架的上部為半圓形結(jié)構(gòu)，所述拱架的下部的兩側(cè)設(shè)有液壓支腿和行走機(jī)構(gòu)，所述拱架的上部設(shè)有舉升臂移動(dòng)平臺(tái)，所述鉆進(jìn)工作機(jī)構(gòu)通過(guò)前舉升臂和后舉升臂支撐于所述舉升臂移動(dòng)平臺(tái)上；所述拱架的外圈由H型鋼組成，所述舉升臂移動(dòng)平臺(tái)包括主梁，所述前舉升臂和后舉升臂固定于所述主梁的上部，所述主梁的下部設(shè)有主行走輪系，所述主行走輪系行走于所述H型鋼上；所述前舉升臂和后舉升臂的側(cè)面分別設(shè)有側(cè)支撐輪系，所述側(cè)支撐輪系行走于所述H型鋼上。由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的拱架管棚鉆機(jī)，設(shè)計(jì)合理、安全可靠、施工環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、加工制造方便，能有效地提高施工效率和降低施工成本。


圖1a為本發(fā)明實(shí)施例提供的拱架管棚鉆機(jī)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖1b為本發(fā)明實(shí)施例提供的拱架管棚鉆機(jī)的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中鉆機(jī)工作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a為本發(fā)明實(shí)施例中前后舉升臂的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3b為本發(fā)明實(shí)施例中前后舉升臂的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a為本發(fā)明實(shí)施例中舉升臂移動(dòng)平臺(tái)的正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4b為本發(fā)明實(shí)施例中舉升臂移動(dòng)平臺(tái)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖5a為本發(fā)明實(shí)施例中行走機(jī)構(gòu)的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5b為本發(fā)明實(shí)施例中行走機(jī)構(gòu)的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明的拱架管棚鉆機(jī)，其較佳的具體實(shí)施方式
是:包括拱架和鉆進(jìn)工作機(jī)構(gòu)，所述拱架的上部為半圓形結(jié)構(gòu)，所述拱架底部設(shè)有液壓支腿和鉆機(jī)行走機(jī)構(gòu)，所述拱架的上部設(shè)有舉升臂移動(dòng)平臺(tái)，所述鉆進(jìn)工作機(jī)構(gòu)通過(guò)前舉升臂和后舉升臂支撐于所述舉升臂移動(dòng)平臺(tái)上；所述拱架的外圈由H型鋼構(gòu)成，所述舉升臂移動(dòng)平臺(tái)包括主梁，所述前舉升臂和后舉升臂固定于所述主梁的上部，所述主梁的下部設(shè)有主行走輪系，所述主行走輪系行走于所述H型鋼上；所述前舉升臂和后舉升臂的側(cè)面分別設(shè)有側(cè)支撐輪系，所述側(cè)支撐輪系行走于所述H型鋼上。所述主行走輪系包括兩個(gè)上行走輪、一個(gè)下行走輪和一個(gè)側(cè)支撐輪，所述上行走輪沿所述H型鋼上翼緣外側(cè)表面行走，所述下行走輪沿所述H型鋼上翼緣內(nèi)側(cè)表面行走，所述側(cè)支撐輪沿所述H型鋼腹板表面行走。所述主行走輪系連接有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)及相互嚙合的鏈輪、鏈條，所述液壓馬達(dá)連接于所述主梁上，所述鏈輪固定于所述液壓馬達(dá)的輸出軸上，所述鏈條固定在所述H型鋼下翼緣的內(nèi)表面。所述側(cè)支撐輪系包括支撐液壓缸、側(cè)連桿、側(cè)滾動(dòng)輪，所述液壓缸的一端鉸接于所述前舉升臂或后舉升臂上、另一端鉸接于所述側(cè)連桿的中部，所述側(cè)連桿一端鉸接于所述主梁上、另一端安裝側(cè)滾輪。所述鉆機(jī)工作機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)梁、動(dòng)力頭、鉆桿及鉆具，所述導(dǎo)梁上設(shè)有鉆桿夾持器，所述導(dǎo)梁的前端設(shè)有頂尖頭，所述導(dǎo)梁的下部通過(guò)連接法蘭和第一鉸接座與所述前舉升臂和后舉升臂連接，其中一個(gè)連接法蘭與所述導(dǎo)梁之間設(shè)有縱向微調(diào)液壓缸，所述動(dòng)力頭通過(guò)液壓缸一鏈條一鏈輪傳動(dòng)裝置連接于導(dǎo)梁上。所述前舉升臂和后舉升臂包括導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱包括內(nèi)柱和外柱，所述內(nèi)柱的內(nèi)部設(shè)有舉升液壓缸。所述鉆機(jī)行走機(jī)構(gòu)包括行走輪、行走輪架、行走轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、銷(xiāo)軸及電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。所述行走輪為雙輪緣滾輪，行走在底部的鋼軌支撐上；行走輪架連接行走輪與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并支撐電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)；行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)行走輪的縱橫向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使管棚鉆車(chē)沿工作面縱向和橫向移動(dòng)。銷(xiāo)軸用來(lái)固定行走輪架和行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)為行走機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。還包括控制系統(tǒng)及液壓泵站，所述控制系統(tǒng)及液壓泵站放置于所述拱架的底部的連接橫梁上，所述控制系統(tǒng)包括電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。本發(fā)明的拱架管棚鉆機(jī)可以用于隧道及城市地下工程施工中，設(shè)計(jì)合理、安全可靠、施工環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、加工制造方便，能有效地提高施工效率和降低施工成本。具體實(shí)施例:
如圖la、圖1b所示，包括鉆進(jìn)工作機(jī)構(gòu)1、前后舉升臂2、舉升臂移動(dòng)平臺(tái)3、拱架
4、液壓支腿5、鉆機(jī)行走機(jī)構(gòu)6、控制系統(tǒng)及液壓泵站7組成。如圖2所示，鉆機(jī)工作機(jī)構(gòu)I由動(dòng)力頭101、鉆桿及鉆具102、液壓缸一鏈條一鏈輪傳動(dòng)裝置103、鉆桿夾持器104、頂尖頭105、動(dòng)力頭導(dǎo)梁106、導(dǎo)梁連接法蘭107、第一鉸接座108、導(dǎo)梁縱向微調(diào)液壓缸及其連接座109組成。動(dòng)力頭為鉆進(jìn)提供旋轉(zhuǎn)和進(jìn)給動(dòng)力；鉆桿及鉆具實(shí)現(xiàn)管棚孔的鉆進(jìn)，可根據(jù)不同的地層對(duì)其更換；液壓缸一鏈條一鏈輪傳動(dòng)裝置設(shè)置于動(dòng)力頭導(dǎo)梁箱體內(nèi)，主要為動(dòng)力頭提供進(jìn)給和后退的動(dòng)力；鉆桿夾持器在鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程中用來(lái)扶正鉆桿，并與動(dòng)力頭協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)鉆桿間對(duì)接、脫離、鉆頭拆卸等；頂尖頭在鉆機(jī)工作時(shí)頂緊工作斷面；動(dòng)力頭導(dǎo)梁用來(lái)支撐動(dòng)力頭并為其提供運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向；舉升臂通過(guò)前后兩個(gè)導(dǎo)梁連接法蘭和第一鉸接座與動(dòng)力頭導(dǎo)梁相連，動(dòng)力頭導(dǎo)梁下邊緣嵌在導(dǎo)梁連接法蘭中，并用銷(xiāo)軸與導(dǎo)梁連接法蘭固定；導(dǎo)梁縱向微調(diào)液壓缸一端與動(dòng)力頭導(dǎo)梁相連，另一端與導(dǎo)梁連接法蘭相連，通過(guò)導(dǎo)梁微調(diào)液壓缸的伸縮，可以使動(dòng)力頭導(dǎo)梁相對(duì)于導(dǎo)梁連接法蘭滑動(dòng)。如圖3a、圖3b所示，前后舉升臂2由第二鉸接座201、導(dǎo)向柱202、舉升臂液壓缸及其鉸接座203組成。第二鉸接座與第一鉸接座108相連；導(dǎo)向柱由內(nèi)柱和外柱組成；舉升臂液壓缸及其鉸接座裝在導(dǎo)向柱的內(nèi)柱空間內(nèi)。前后舉升臂來(lái)調(diào)節(jié)鉆進(jìn)工作機(jī)構(gòu)的徑向尺寸和仰角大小。如圖4a、圖4b所示，舉升臂移動(dòng)平臺(tái)3由舉升臂移動(dòng)平臺(tái)主梁301、舉升臂移動(dòng)平臺(tái)主行走輪系302、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)303、舉升臂側(cè)支撐輪系304組成。舉升臂移動(dòng)平臺(tái)主梁為箱型截面，將前后兩個(gè)舉升臂連接為一個(gè)整體，舉升臂移動(dòng)平臺(tái)上部連接前后兩個(gè)舉升臂，下部連接舉升臂平臺(tái)兩套主行走輪系。一套舉升臂移動(dòng)平臺(tái)主行走輪系由兩個(gè)上行走輪、一個(gè)下行走輪、一個(gè)側(cè)支撐輪及其連接架組成，其中上行走輪沿拱架外圈H型鋼上翼緣外側(cè)表面行走，下行走輪沿拱架外圈H型鋼上翼緣內(nèi)側(cè)表面行走，側(cè)支撐輪沿拱架外圈H型鋼腹板表面行走。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由液壓馬達(dá)、鏈輪、鏈條組成，液壓馬達(dá)通過(guò)固定支架連接于舉升臂平臺(tái)主梁上，鏈輪固定于液壓馬達(dá)的輸出軸上，鏈條通過(guò)壓板固定在拱架外圈H型鋼下翼緣的內(nèi)表面，馬達(dá)輸出軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)鏈輪沿鏈條及拱架的弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從而由馬達(dá)帶動(dòng)整個(gè)舉升臂平臺(tái)沿拱架弧線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。舉升臂側(cè)支撐輪系是由液壓缸、側(cè)連桿、側(cè)滾動(dòng)輪組成的連桿機(jī)構(gòu)，液壓缸一端鉸接于舉升臂導(dǎo)向外柱上，另一端鉸接于側(cè)連桿中部；側(cè)連桿一端鉸接于舉升臂移動(dòng)平臺(tái)主梁上，另一端安裝側(cè)滾輪。管棚鉆機(jī)工作時(shí)，液壓缸伸出帶動(dòng)側(cè)連桿，使側(cè)滾輪緊壓于拱架外圈H型鋼上翼緣外表面，用來(lái)穩(wěn)固管棚鉆機(jī)整個(gè)上部結(jié)構(gòu)。拱架4由型鋼和鋼板焊接而成，拱架上部為半圓形結(jié)構(gòu)，下部由橫梁連接，拱架外圈H型鋼下翼緣內(nèi)表面固定有鏈條。液壓支腿5固定在拱架下部主梁的兩端，當(dāng)鉆機(jī)工作時(shí)，液壓支腿伸出并支撐在地面上。如圖5a、5b所示，鉆機(jī)行走機(jī)構(gòu)6實(shí)現(xiàn)整個(gè)管棚鉆機(jī)的縱向和橫向移動(dòng)，主要由行走輪601、行走輪架602、行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)603、銷(xiāo)軸604、電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)605組成。行走輪為雙輪緣滾輪，行走在底部的鋼軌支撐上；行走輪架連接行走輪與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并支撐電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)；行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)行走輪的縱橫向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使管棚鉆車(chē)沿工作面縱向和橫向移動(dòng)。銷(xiāo)軸用來(lái)固定行走輪架和行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)為行走機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力?？刂葡到y(tǒng)及液壓泵站7放置于拱架的底部連接橫梁上，控制系統(tǒng)包括電氣控制和液壓控制系統(tǒng)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種拱架管棚鉆機(jī)，其特征在于，包括拱架和鉆進(jìn)工作機(jī)構(gòu)，所述拱架的上部為半圓形結(jié)構(gòu)，所述拱架的下部的兩側(cè)設(shè)有液壓支腿和行走機(jī)構(gòu)，所述拱架的上部設(shè)有舉升臂移動(dòng)平臺(tái)，所述鉆進(jìn)工作機(jī)構(gòu)通過(guò)前舉升臂和后舉升臂支撐于所述舉升臂移動(dòng)平臺(tái)上； 所述拱架的外圈設(shè)有H型鋼，所述舉升臂移動(dòng)平臺(tái)包括主梁，所述前舉升臂和后舉升臂固定于所述主梁的上部，所述主梁的下部設(shè)有主行走輪系，所述主行走輪系行走于所述H型鋼上； 所述前舉升臂和后舉升臂的側(cè)面分別設(shè)有側(cè)支撐輪系，所述側(cè)支撐輪系行走于所述H型鋼上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拱架管棚鉆機(jī)，其特征在于，所述主行走輪系包括兩個(gè)上行走輪、一個(gè)下行走輪和一個(gè)側(cè)支撐輪，所述上行走輪沿所述H型鋼上翼緣外側(cè)表面行走，所述下行走輪沿所述H型鋼上翼緣內(nèi)側(cè)表面行走，所述側(cè)支撐輪沿所述H型鋼腹板表面行走。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拱架管棚鉆機(jī)，其特征在于，所述主行走輪系連接有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)及相互嚙合的鏈輪、鏈條，所述液壓馬達(dá)連接于所述主梁上，所述鏈輪固定于所述液壓馬達(dá)的輸出軸上，所述鏈條固定在所述H型鋼下翼緣的內(nèi)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拱架管棚鉆機(jī)，其特征在于，所述側(cè)支撐輪系包括液壓缸、側(cè)連桿、側(cè)滾動(dòng)輪，所述液壓缸的一端鉸接于所述前舉升臂或后舉升臂上、另一端鉸接于所述側(cè)連桿的中部，所述側(cè)連桿一端鉸接于所述主梁上、另一端安裝側(cè)滾輪。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拱架管棚鉆機(jī)，其特征在于，所述鉆機(jī)工作機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)梁、動(dòng)力頭、鉆桿及鉆具，所述導(dǎo)梁上設(shè)有鉆桿夾持器，所述導(dǎo)梁的前端設(shè)有頂尖頭，所述導(dǎo)梁的下部通過(guò)連接法蘭和第一鉸接座與所述前舉升臂和后舉升臂連接，其中一個(gè)連接法蘭與所述導(dǎo)梁之間設(shè)有縱向微調(diào)液壓缸，所述動(dòng)力頭通過(guò)液壓缸一鏈條一鏈輪傳動(dòng)裝置連接于導(dǎo)梁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拱架管棚鉆機(jī)，其特征在于，所述前舉升臂和后舉升臂包括導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱包括內(nèi)柱和外柱,所述內(nèi)柱的內(nèi)部設(shè)有舉升液壓缸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拱架管棚鉆機(jī)，其特征在于，所述鉆機(jī)行走機(jī)構(gòu)包括行走輪、行走輪架、行走轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、銷(xiāo)軸及電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。所述行走輪為雙輪緣滾輪，行走在底部的鋼軌支撐上；行走輪架連接行走輪與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，并支撐電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)；行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)行走輪的縱橫向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使管棚鉆車(chē)沿工作面縱向和橫向移動(dòng)。銷(xiāo)軸用來(lái)固定行走輪架和行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)為行走機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的拱架管棚鉆機(jī)，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)及液壓泵站，所述控制系統(tǒng)及液壓泵站放置于所述拱架的底部的連接橫梁上，所述控制系統(tǒng)包括電氣控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種拱架管棚鉆機(jī)，包括拱架和鉆進(jìn)工作機(jī)構(gòu)，拱架的上部為半圓形結(jié)構(gòu)，拱架底部?jī)蓚?cè)設(shè)有液壓支腿和鉆機(jī)行走機(jī)構(gòu)，拱架的上部設(shè)有舉升臂移動(dòng)平臺(tái)，鉆進(jìn)工作機(jī)構(gòu)通過(guò)前舉升臂和后舉升臂支撐于舉升臂移動(dòng)平臺(tái)上；前舉升臂和后舉升臂固定于移動(dòng)平臺(tái)主梁的上部，主梁的下部設(shè)有主行走輪系，前舉升臂和后舉升臂的側(cè)面分別設(shè)有側(cè)支撐輪系，主行走輪和側(cè)支撐輪行走于H型鋼上。安全可靠、施工環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、加工制造方便，能有效地提高施工效率和降低施工成本。
文檔編號(hào)E21B3/02GK103114808SQ20131006542
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者嚴(yán)振林, 姚坤鋒, 萬(wàn)鵬, 王治斌, 孫世豪 申請(qǐng)人:中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司, 北京鐵五院工程機(jī)械有限公司