多功能操作臂及地下隧道挖掘設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能操作臂及地下隧道挖掘設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在隧道及地下建筑工程領(lǐng)域，暗挖法是一種非常常見的施工方法，即不挖開地面，采用在地下挖洞的方式施工。
[0003]目前，約55%的地鐵施工采用暗挖法施工工藝，該工藝成熟度高，其主要工序包括:挖上方土、開槽、打?qū)Ч?、支護(hù)、濕噴、挖土、出渣，其中，挖上方土和開槽兩個(gè)工序是必不可少的主要環(huán)節(jié)，挖上方土以及開槽的質(zhì)量好壞將直接影響后續(xù)工序的進(jìn)行。
[0004]在暗挖法施工過程中，由于空間狹小、工序復(fù)雜，普通工程機(jī)械根本無法滿足施工要求，所以當(dāng)今的暗挖法施工機(jī)械化程度非常低，而其中的挖上方土和開槽兩個(gè)工序均靠人工來完成，需要大量的作業(yè)人員長時(shí)間、高強(qiáng)度工作，施工環(huán)境惡劣且安全程度也難以保證，耗用勞動(dòng)力多，工作效率極低，工程進(jìn)度得不到有效保障，而且人工成本越來越高，因此非常有必要開發(fā)一種代替人力的暗挖法施工工程機(jī)械。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為克服以上技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種多功能操作臂及地下隧道挖掘設(shè)備，該多功能操作臂能夠機(jī)械化地實(shí)現(xiàn)暗挖法中不同的施工工序，提高了施工安全性和施工效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種多功能操作臂，包括:操作定位臂、主旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、拐臂體、銑刨頭以及銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，操作定位臂一端用于連接在車架上，另一端與主旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)后端連接，主旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)前端與拐臂體連接，拐臂體可相對(duì)于主旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，拐臂體的一側(cè)連接且托起銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，銑刨頭與銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠驅(qū)動(dòng)銑刨頭相對(duì)于拐臂體轉(zhuǎn)動(dòng)，以使銑刨頭的銑刀轉(zhuǎn)軸在前后方向上和前后方向的垂直方向上切換。
[0007]在該基本的技術(shù)方案中，操作定位臂作為基本的定位機(jī)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)銑刨頭的輔助定位，使前端的銑刨頭的定位更加精準(zhǔn)、高效，主旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)能夠改變銑刨頭與操作定位臂的相對(duì)位置，使銑刨頭處于預(yù)設(shè)的工作位置，銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使銑刨頭的銑刀轉(zhuǎn)軸在前后方向上和前后方向的垂直方向上切換，繼而實(shí)現(xiàn)不同的工序。
[0008]進(jìn)一步地，在挖上方土工序下，銑刨頭在操作定位臂的作用下處于向前伸出狀態(tài)，銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)銑刨頭使其銑刀轉(zhuǎn)軸平行于隧道斷面，在開槽工序下，銑刨頭在操作定位臂和銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的作用下其銑刀轉(zhuǎn)軸垂直于隧道斷面。
[0009]在該改進(jìn)的技術(shù)方案中，操作定位臂使得銑刨頭處于向前伸出狀態(tài)，銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)使銑刨頭的銑刀轉(zhuǎn)軸平行于隧道斷面，銑刨頭在啟動(dòng)狀態(tài)下完成挖上方土工序；操作定位臂使得銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸處于豎直位置，繼而銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使得銑刨頭的銑刀轉(zhuǎn)軸垂直于隧道斷面，銑刨頭在啟動(dòng)狀態(tài)下完成開槽工序。
[0010]進(jìn)一步地，多功能操作臂還包括銑刨頭擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過銑刨頭擺動(dòng)機(jī)構(gòu)與拐臂體的一側(cè)連接，銑刨頭可相對(duì)于拐臂體前后擺動(dòng)。
[0011]在該改進(jìn)的技術(shù)方案中，設(shè)置銑刨頭擺動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠更進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大銑刨頭的伸出和收回的位置范圍，提高銑刨頭的定位靈活性。
[0012]進(jìn)一步地，操作定位臂的另一端與主旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)后端的輸出軸連接，銑刨頭擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括銑刨頭擺動(dòng)油缸和設(shè)置在主旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)殼體后端的銑刨頭擺動(dòng)油缸座，銑刨頭擺動(dòng)油缸一端鉸接銑刨頭擺動(dòng)油缸座，另一端鉸接銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的固定體。
[0013]在該優(yōu)選的技術(shù)方案中，銑刨頭擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)通過設(shè)置伸縮油缸來實(shí)現(xiàn)，伸縮油缸具有較高的工作穩(wěn)定性能。
[0014]進(jìn)一步地，多功能操作臂還包括工作桿導(dǎo)入裝置，拐臂體的另一側(cè)連接并托起工作桿導(dǎo)入裝置。
[0015]在該改進(jìn)的技術(shù)方案中，工作桿導(dǎo)入裝置能夠?qū)崿F(xiàn)打小導(dǎo)管工序，使多功能操作臂能夠?qū)崿F(xiàn)更多的工序。
[0016]進(jìn)一步地，多功能操作臂還包括工作桿導(dǎo)入裝置俯仰機(jī)構(gòu)，工作桿導(dǎo)入裝置通過工作桿導(dǎo)入裝置俯仰機(jī)構(gòu)與拐臂體的另一側(cè)連接，工作桿導(dǎo)入裝置可相對(duì)于拐臂體俯仰擺動(dòng)。
[0017]在該改進(jìn)的技術(shù)方案中，工作桿導(dǎo)入裝置俯仰機(jī)構(gòu)能夠使得工作桿導(dǎo)入裝置相對(duì)于拐臂體俯仰擺動(dòng)，提高工作桿導(dǎo)入裝置的定位靈活性。
[0018]進(jìn)一步地，工作桿導(dǎo)入裝置俯仰機(jī)構(gòu)包括俯仰油缸，俯仰油缸的一端鉸接拐臂體，另一端鉸接工作桿導(dǎo)入裝置。
[0019]在該優(yōu)選的技術(shù)方案中，工作桿導(dǎo)入裝置的俯仰通過設(shè)置伸縮油缸來實(shí)現(xiàn)，伸縮油缸具有較高的工作穩(wěn)定性能。
[0020]進(jìn)一步地，工作桿導(dǎo)入裝置包括推進(jìn)機(jī)構(gòu)，推進(jìn)機(jī)構(gòu)上設(shè)置有夾持機(jī)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)用于夾持工作桿，推進(jìn)機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)向前或向后移動(dòng)，將工作桿插入土層。
[0021]在該優(yōu)選的技術(shù)方案中，推進(jìn)機(jī)構(gòu)通過帶動(dòng)夾持工作桿的夾持機(jī)構(gòu)向前或向后移動(dòng)，避免了推進(jìn)機(jī)構(gòu)在推進(jìn)過程中對(duì)工作桿的直接磨損。
[0022]進(jìn)一步地，推進(jìn)機(jī)構(gòu)上還設(shè)置有敲擊錘，敲擊錘用于通過擊打夾持機(jī)構(gòu)將工作桿打入土層。
[0023]在該改進(jìn)的技術(shù)方案中，在土層較硬或推進(jìn)機(jī)構(gòu)的推動(dòng)力不足的情況下，通過敲擊錘擊打工作桿，將工作桿打入土層。
[0024]進(jìn)一步地，夾持機(jī)構(gòu)包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有錐形空腔，錐形空腔內(nèi)設(shè)置有分體式夾緊套，分體式夾緊套外部成錐形，與錐形空腔相適配，分體式夾緊套內(nèi)軸向形成的通孔用于夾持工作桿，工作桿位于分體式夾緊套的內(nèi)徑較大的一端用于插入土層。
[0025]在該優(yōu)選的技術(shù)方案中，采用錐形結(jié)構(gòu)，夾持機(jī)構(gòu)具有較好的夾持性能。
[0026]進(jìn)一步地，推進(jìn)機(jī)構(gòu)還包括設(shè)有上滑軌道的軌道梁、推進(jìn)油缸、前滑臺(tái)和后滑臺(tái)，前滑臺(tái)和后滑臺(tái)設(shè)置在上滑軌道上，且能夠沿上滑軌道滑動(dòng)，推進(jìn)油缸一端固定在軌道梁上，另一端固定連接后滑臺(tái)，夾持機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在前滑臺(tái)上，敲擊錘固定設(shè)置在后滑臺(tái)上。
[0027]在該優(yōu)選的技術(shù)方案中，推進(jìn)機(jī)構(gòu)的推進(jìn)通過液壓驅(qū)動(dòng)的油缸來實(shí)現(xiàn)，具有較好的推進(jìn)穩(wěn)定性能。
[0028]進(jìn)一步地，推進(jìn)機(jī)構(gòu)還包括托梁、下滑臺(tái)和推進(jìn)補(bǔ)償油缸，軌道梁設(shè)有下滑軌道，下滑軌道設(shè)置在下滑臺(tái)上，且能夠沿下滑臺(tái)滑動(dòng)，下滑臺(tái)固定設(shè)置在托梁上，推進(jìn)補(bǔ)償油缸的一端固定在托梁上，另一端固定連接軌道梁。
[0029]在該改進(jìn)的技術(shù)方案中，通過設(shè)置推進(jìn)補(bǔ)償油缸，工作桿導(dǎo)入裝置可向前移動(dòng)至最前端，增加工作桿插入土層的長度。
[0030]進(jìn)一步地，推進(jìn)機(jī)構(gòu)上還設(shè)有用于支撐工作桿的導(dǎo)向支撐座。
[0031]在該改進(jìn)的技術(shù)方案中，導(dǎo)向支撐座能穩(wěn)定支撐工作桿，避免工作桿插入土層過程中折彎，進(jìn)一步提高工作桿導(dǎo)入裝置的穩(wěn)定可靠性。
[0032]進(jìn)一步地，多功能操作臂還包括設(shè)置在銑刨頭擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定體上的濕噴裝置，濕噴裝置可相對(duì)于拐臂體前后擺動(dòng)。
[0033]在該改進(jìn)的技術(shù)方案中，濕噴裝置能夠?qū)崿F(xiàn)濕噴工序，進(jìn)一步地使多功能操作臂能夠?qū)崿F(xiàn)更多的工序。
[0034]進(jìn)一步地，濕噴裝置的噴射口的開口方向以相對(duì)于銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的軸向傾斜的方式設(shè)置。
[0035]在該改進(jìn)的技術(shù)方案中，濕噴裝置的噴射口與銑刨頭旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的軸向傾斜一定角度，濕噴裝置與銑刨頭在各自的工作過程中互不影響。
[0036]進(jìn)一步地，濕噴裝置包括錐形噴管，錐形噴管內(nèi)徑較大的一端可拆卸地安裝在濕噴裝置的噴射口上。
[0037]在該改進(jìn)的技術(shù)方案中，濕噴裝置從錐形噴管內(nèi)徑較小的一端的噴口噴出的混凝土液體流速較大，便于濕噴，錐形噴管可拆卸地安裝在濕噴裝置的噴射口上，在非濕噴工序下，錐形噴管可拆卸下來，不影響其他工序的實(shí)施。
[0038]進(jìn)一步地，操作定位臂包括操作主臂、后伸縮油缸、前伸縮油缸以及用于連接主旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的連接件，操作主臂的后端用于鉸接車架，前端與連接件鉸接，后伸縮油缸一端用于鉸接車架，另一端與操作主臂的中部鉸接，前伸縮油缸一端與操作主臂的中部鉸接，另一端與連接件鉸接，操作主臂在后伸縮油缸的作用下可左右擺動(dòng)和上下升降，連接件在前伸縮油缸的作用下可左右擺動(dòng)和上