CN114738551B - 一种可变径自锁式顶管机机头支撑结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变径自锁式顶管机机头支撑结构，属于顶管机技术领域。包括机头支架、均压环、顶铁、油缸和滑架；所述的机头支架和油缸安装在滑架上，油缸上固定顶铁，顶铁上固定均压环，均压环和机头支架支撑管材；所述的机头支架包括承托板、中间板、规格转换板和底板，机头支架支撑管材的外径，管材的内径通过均压环与顶铁连接，机头支架安装在滑架上，油缸推动顶铁在滑架上前后滑动，顶铁移动不会经过机头支架的上方。本发明的有益效果是：在同一始发井中可进行多种机头与管材的顶进作业；保证机头与管材在导轨上轴线一致；结构紧凑，转换过程简单，操作方便；适配性强，可定制加装。

Description

一种可变径自锁式顶管机机头支撑结构

技术领域

本发明涉及一种可变径自锁式顶管机机头支撑结构，属于顶管机技术领域。

背景技术

顶管作业中，顶铁推动机头或管材前进，其中机头或管材常放在支架或导轨上。为了提高主顶装置的适配性，用一种规格的主顶装置可顶进多种规格的机头或管材，目前多采用更换导轨的方法来解决这类问题。始发井空间狭窄，导轨不易整体拆卸，工人更换导轨工作量大。小管径管材与对应型号机头的外径差距较大，导致顶完机头后，将管材置于相同导轨上，管材轴线相较于机头轴线沉降较多，顶进过程受力不好，管线易顶偏。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种可变径自锁式顶管机机头支撑结构，解决一种规格的主顶装置可顶进多种规格机头或管材的问题，且本发明可解决机头与管材直径不同而造成的轴线沉降问题。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种可变径自锁式顶管机机头支撑结构，其特征在于：包括机头支架、均压环、顶铁、油缸和滑架；所述的机头支架和油缸安装在滑架上，油缸上固定顶铁，顶铁上固定均压环，均压环和机头支架支撑管材；

所述的机头支架包括承托板、中间板、规格转换板和底板，承托板与底板之间通过转轴Ⅰ连接，承托板与中间板通过转轴Ⅱ连接，中间板与规格转换板通过转轴Ⅲ连接，规格转换板与底板通过转轴Ⅳ连接，承托板、中间板、规格转换板和底板构成平面四杆机构的机头支架，底板上安装有两组平面四杆机构，这两组平面四杆机构在底板上镜像布置，机头支架支撑管材的外径，管材的内径通过均压环与顶铁连接，机头支架安装在滑架上，油缸推动顶铁在滑架上前后滑动，顶铁移动不会经过机头支架的上方。

所述的规格转换板为机头支架中的最短杆，规格转换板长度与转轴Ⅰ到转轴Ⅳ长度之和小于承托板长度与中间板长度之和；当转轴Ⅰ、转轴Ⅳ与转轴Ⅲ共线且转轴Ⅲ不在转轴Ⅰ与转轴Ⅳ之间，在外力作用下规格转换板紧贴底板无法运动，转轴Ⅰ、转轴Ⅱ与转轴Ⅲ形成稳定三角形支撑，该状态机头支架形成自锁，当转轴Ⅰ、转轴Ⅳ与转轴Ⅲ共线且转轴Ⅲ在转轴Ⅰ与转轴Ⅳ之间，在外力作用下规格转换板紧贴底板无法运动，且中间板与底板垂直，转轴Ⅰ、转轴Ⅱ与转轴Ⅲ形成三角形支撑，机头支架形成自锁。

所述的滑架上沿着顶铁运动方向设置一个或多个机头支架。

所述的规格转换板能通过转轴Ⅳ在底板上实现0°到180°的旋转运动。

本发明的有益效果是：在同一始发井中可进行多种机头与管材的顶进作业；保证机头与管材在导轨上轴线一致；结构紧凑，转换过程简单，操作方便；适配性强，可定制加装。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的另一状态结构示意图；

图3为本发明支撑机头示意图；

图4为本发明机头支架连接示意图；

图5为本发明机头支架另一状态连接示意图；

图6为本发明实施例3的示意图；

图7为本发明实施例4的使用示意图。

图中：100、机头支架；101、承托板；102、中间板；103、规格转换板；104、底板；105、转轴Ⅰ；106、转轴Ⅱ；107、转轴Ⅲ；108、转轴Ⅳ；200、均压环；300、顶铁；400、油缸；500、滑架；600、管材；601、机头。

实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语包括技术术语或者科学术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

实施例1

如图1所示，承托板101与底板104之间通过转轴Ⅰ105连接，承托板101与中间板102通过转轴Ⅱ106连接，中间板102与规格转换板103通过转轴Ⅲ107连接，规格转换板103与底板104通过转轴Ⅳ108连接，承托板101、中间板102、规格转换板103、底板104构成平面四杆机构，底板104上安装有两组平面四杆机构，这两组平面四杆机构在底板104上镜像布置，机头支架100支撑管材600外径，管材600内径通过均压环200与顶铁300连接，机头支架100安装在滑架500上，油缸400推动顶铁300在滑架500上前后滑动。

本发明工作原理：

转轴Ⅰ105、转轴Ⅱ106、转轴Ⅲ107、转轴Ⅳ108轴线相互平行。规格转换板103可绕着底板104上的转轴Ⅳ108转动，规格转换板103上另一个转轴Ⅲ107有两个安置位置，即转轴Ⅲ107与转轴Ⅰ105、转轴Ⅳ108共面时，如图4所示转轴Ⅲ107位于转轴Ⅰ105与转轴Ⅳ108之外，或如图5所示转轴Ⅲ107位于转轴Ⅰ105与转轴Ⅳ108之间，当转轴Ⅰ105、转轴Ⅲ107、转轴Ⅳ108共面时，规格转换板103与底板104平行。外力作用在承托板101上，力通过中间板102传递到规格转换板103上，令规格转换板103有运动趋势，因规格转换板103与底板104平行，且已经到达运动趋势方向上的极限位置，故当转轴Ⅲ107所处这两个位置时，该平面四杆机构自锁。当转轴Ⅲ107与转轴Ⅰ105、转轴Ⅳ108共面且转轴Ⅲ107不位于转轴Ⅰ105与转轴Ⅳ108之间时，承托板101与底板104之间成的锐角较小，机头支架100用于支撑规格大的机头601或管材600，如图1和图4所示；

当转轴Ⅲ107与转轴Ⅰ105、转轴Ⅳ108共面且转轴Ⅲ107位于转轴Ⅰ105与转轴Ⅳ108之间时，承托板101与底板104之间成的锐角较大，机头支架100用于支撑规格小的机头或管材，如图2和图5所示。

实施例2

小管径顶管中，机头601与配套管材直径差距较大，机头支架100支撑机头601如图3所示和图4所示，机头支架100支撑配套规格小的管材如图2和图5所示。

实施例3

在滑架500上沿着顶铁300运动方向，机头支架100，其组合使用状态如图6所示。

实施例4

在滑架500上沿着顶铁300运动方向，可布置多个机头支架100，将各个机头支架100中的承托板去掉，用一块承托板代替，可实现在姿态转换过程中，多个机头支架100一侧的平面四杆机构同步运动，其合并使用状态如图7所示。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (3)

1.一种可变径自锁式顶管机机头支撑结构，其特征在于：包括机头支架（100）、均压环（200）、顶铁（300）、油缸（400）和滑架（500）；所述的机头支架（100）和油缸（400）安装在滑架（500）上，油缸（400）上固定顶铁（300），顶铁（300）上固定均压环（200），均压环（200）和机头支架（100）支撑管材（600）；

所述的机头支架（100）包括承托板（101）、中间板（102）、规格转换板（103）和底板（104），承托板（101）与底板（104）之间通过转轴Ⅰ（105）连接，承托板（101）与中间板（102）通过转轴Ⅱ（106）连接，中间板（102）与规格转换板（103）通过转轴Ⅲ（107）连接，规格转换板（103）与底板（104）通过转轴Ⅳ（108）连接，承托板（101）、中间板（102）、规格转换板（103）和底板（104）构成平面四杆机构的机头支架（100），底板（104）上安装有两组平面四杆机构，这两组平面四杆机构在底板（104）上镜像布置，机头支架（100）支撑管材（600）的外径，管材（600）的内径通过均压环（200）与顶铁（300）连接，机头支架（100）安装在滑架（500）上，油缸（400）推动顶铁（300）在滑架（500）上前后滑动；

所述的规格转换板（103）为机头支架（100）中的最短杆，规格转换板（103）长度与转轴Ⅰ（105）到转轴Ⅳ（108）长度之和小于承托板（101）长度与中间板（102）长度之和；当转轴Ⅰ（105）、转轴Ⅳ（108）与转轴Ⅲ（107）共线且转轴Ⅲ（107）不在转轴Ⅰ（105）与转轴Ⅳ（108）之间，在外力作用下规格转换板（103）紧贴底板（104）无法运动，转轴Ⅰ（105）、转轴Ⅱ（106）与转轴Ⅲ（107）形成稳定三角形支撑，该状态机头支架（100）形成自锁，当转轴Ⅰ（105）、转轴Ⅳ（108）与转轴Ⅲ（107）共线且转轴Ⅲ（107）在转轴Ⅰ（105）与转轴Ⅳ（108）之间，在外力作用下规格转换板（103）紧贴底板（104）无法运动，且中间板（102）与底板（104）垂直，转轴Ⅰ（105）、转轴Ⅱ（106）与转轴Ⅲ（107）形成三角形支撑，机头支架（100）形成自锁。

2.根据权利要求1所述的一种可变径自锁式顶管机机头支撑结构，其特征在于：所述的滑架（500）上沿着顶铁运动方向设置一个或多个机头支架（100）。

3.根据权利要求1所述的一种可变径自锁式顶管机机头支撑结构，其特征在于：所述的规格转换板（103）能通过转轴Ⅳ（108）在底板（104）上翻转。