CN116241284A - 一种隧道施工用的拱架安装设备及安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种隧道施工用的拱架安装设备及安装方法，属于隧道施工技术领域，包括底座，所述底座上方固定连接有液压缸，所述液压缸输出端固定连接有竖直设置的支撑柱，所述支撑柱顶端固定连接有水平设置的安装板，所述安装板两端分别滑动连接有夹持板，两个所述夹持板之间设有调距机构，两个所述夹持板上端相邻侧均设有支撑轮，所述支撑轮连接有驱动机构。该隧道施工用的拱架安装设备及安装方法，通过设置由驱动弹簧连接的连接块与伸缩杆，连接块与安装轴之间由钢绳连接，当伸缩杆转动并靠近支撑柱时，驱动弹簧被拉伸为伸缩杆提供拉力，平衡拱架另一侧的重力，使得拱架在支撑轮上尽量保持平衡，以方便拱架安装时的稳定。
Description
技术领域
本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种隧道施工用的拱架安装设备及安装方法。
背景技术
在国内的隧道施工中，当遇到软弱岩层时，需要进行拱架安装支护，以提高围岩的稳定性，防止后期塌落。安装支护多采用拱架的形式，拱架一般为钢拱或花拱，之间配合钢筋网喷射混凝土进行加强支护；钢拱一般由18号或20号工字钢弯制而成，部分采用H型钢，花拱则由螺纹钢组成框架形状组焊而成。
隧道施工用的拱架包括直线形和弧形的拱架，在对弧形拱架进行安装的过程中，由于弧形拱架的形状特殊，相较于直线形拱架重心难以预估，使得弧形的拱架在现有的安装设备支撑起来后，倘若安放角度不当或者需要主动调整拱架角度时，所导致的拱架歪斜，会使得拱架一侧重力大于支撑部位另一侧的重力，从而使得支撑点难以平衡拱架两侧的重力，可能造成拱架从支撑部位上松脱或者滑落，存在一定的安全隐患，需要一种设备能够在安装拱架过程中平衡拱架歪斜时位于支撑点两侧的重力。
为此，我们提出来一种隧道施工用的拱架安装设备及安装方法解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中，隧道施工用的弧形拱架在安装过程中调整角度容易造成重心偏移引起的拱架脱落存在安全隐患的问题，而提出的一种隧道施工用的拱架安装设备及安装方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种隧道施工用的拱架安装设备，包括底座，所述底座上方固定连接有液压缸，所述液压缸输出端固定连接有竖直设置的支撑柱，所述支撑柱顶端固定连接有水平设置的安装板，所述安装板两端分别滑动连接有夹持板，两个所述夹持板之间设有调距机构，两个所述夹持板上端相邻侧均设有支撑轮，所述支撑轮连接有驱动机构，所述夹持板滑动连接有活动架，所述活动架与安装板之间设有联动机构，所述活动架位于支撑轮上方设有两个辅助轮，两个所述辅助轮对称分布在支撑轮两侧，所述支撑柱下端两侧对称固定连接有安装轴，所述安装轴转动连接有活动柱，所述活动柱远离安装轴的一端滑动连接有伸缩杆，所述伸缩杆远离活动柱的一端设有夹持机构，所述伸缩杆靠近活动柱的一端固定连接有驱动弹簧，所述驱动弹簧远离伸缩杆的一端固定连接有连接块，所述连接块靠近安装轴的一端固定连接有钢绳，所述钢绳远离连接块的一端绕安装轴几圈后固定连接在安装轴上，所述钢绳在安装轴上的缠绕方向与活动柱远离支撑柱转动方向相同。
通过设置由驱动弹簧连接的连接块与伸缩杆，连接块与安装轴之间由钢绳连接，实现了当活动柱和伸缩杆绕安装轴转动时，钢绳会围绕安装轴缠绕或者松开，当钢绳缠绕安装轴时，会使得钢绳连接安装轴与连接块之间的长度缩短，进而拉伸驱动弹簧，使得驱动弹簧为伸缩杆提供拉力，进而使得伸缩杆通过夹持机构为拱架的一端提供拉力，以此尽量平衡拱架另一侧的重力，使得拱架在支撑轮上保持平稳状态。
优选的，所述驱动机构包括固定连接在夹持板上的减速机，所述减速机输出端固定连接有驱动轴，所述驱动轴穿过夹持板与两个支撑轮传动连接。
通过设置减速机驱动的驱动轴，驱动轴与支撑轮连接，实现了减速机能够驱动两个支撑轮缓慢转动，进而使得拱架能够在支撑轮的驱动下向某一侧移动。
优选的，所述夹持板上开设有安装槽，所述活动架位于安装槽内固定连接有滑块，所述滑块与安装槽相适配并与夹持板滑动连接，所述滑块下侧固定连接有复位弹簧，所述复位弹簧位于安装槽内并与夹持板固定连接。
通过设置位于安装槽内的滑块，使活动架能够沿安装槽上下移动，滑块下方的复位弹簧，实现了在活动架向下移动时能够压缩复位弹簧，为活动架提供向上的弹力。
优选的，所述夹持板位于滑块两侧均开设有限位槽，所述滑块位于限位槽内设置有限位螺柱，所述限位螺柱与滑块螺纹连接。
通过设置限位槽和限位螺柱，实现了对滑块的限位，使得滑块只能沿限位槽上下移动，尽量避免滑块的晃动。
优选的，所述联动机构包括固定连接在安装板上的联动板，所述联动板位于两个夹持板之间，所述联动板为倒立设置的等腰梯形，所述夹持板靠近联动板的一侧开设有斜槽口，所述联动板两斜边分别位于两个斜槽口内并与两个夹持板抵触。
通过设置斜槽口以及等腰梯形的联动板，实现了当两个夹持板相互靠近时，分别位于两个夹持板上的两个活动架在联动板的抵触下相互靠近时会同步向下移动，相互远离时会在复位弹簧弹力作用下向上移动。
优选的，所述安装板两端侧面均螺纹连接有限位螺栓，所述限位螺栓位于夹持板远离支撑柱的一侧。
通过设置限位螺栓，实现了对夹持板的限位，进而使得夹持板在相互远离到一定位置后停止移动。
优选的，所述调距机构包括转动连接在支撑柱上的双向螺纹杆，所述双向螺纹杆两端分别穿过两个夹持板并与两个夹持板螺纹连接，所述双向螺纹杆一端固定连接有手轮。
通过设置双向螺纹杆和手轮，实现了当转动手轮带动双向螺纹杆转动时会驱动两个夹持板相互靠近或者相互远离，进而实现通过辅助轮对拱架的夹持或者松开。
优选的，所述伸缩杆靠近活动柱的一端外周沿轴向开设有多个条形槽，所述活动柱位于条形槽内固定连接有限位块。
通过设置条形槽和限位块，实现了伸缩杆能够沿轴向活动，并且在伸缩杆轴向伸缩的时候不会发生转动，提高夹持机构的稳定性。
优选的，所述夹持机构包括固定连接在伸缩杆末端的连接轴，所述连接轴转动连接有两个相对设置的夹爪，所述夹爪与连接轴之间设有扭力弹簧。
通过设置转动连接在连接轴上的夹爪，夹爪与连接轴之间设有扭力弹簧，实现了两个夹爪能够相对进行夹持，从而将拱架两端进行夹持，使得伸缩杆与拱架之间连接，当拱架转动时能够带动伸缩杆进而带动活动柱绕安装轴转动。
一种隧道施工用的拱架安装设备的安装方法，包括以下步骤：
S1、将弧形拱架中部放置在支撑轮上，转动手轮带动双向螺纹杆转动，从而驱动两个夹持板相互靠近，进而使得两个夹持板上的辅助轮相互靠近，位于两个夹持板上的辅助轮在相互靠近时会在等腰梯形的联动板的驱动下向下移动，进而将拱架抵压在支撑轮上。
S2、通过位于伸缩杆末端的夹爪将拱架两端夹紧，使得夹持机构连接位于支撑柱两侧的伸缩杆和拱架的两端，当拱架在支撑轮的驱动下转动时，会同步带动活动柱和伸缩杆绕安装轴转动。
S3、活动柱和伸缩杆绕安装轴转动时会使得钢绳在安装轴上缠绕，当活动柱和伸缩杆朝安装轴转动时，驱动弹簧会在钢绳作用下收缩，设安装轴半径为r，活动柱转动角度为θ°，则可计算得到驱动弹簧的收缩长度为θπr/180，设驱动弹簧的劲度系数为k，则该伸缩杆为拱架端部提供的向安装轴方向的拉力为kθπr/180，随着活动柱靠近支撑柱，拉力会不断增大，活动柱远离支撑柱时，拉力会减小，从而为拱架靠近支撑柱的一端提供拉力以平衡拱架另一侧的重力，尽量避免拱架从支撑轮上滑落造成人员伤害，同时尽量保持拱架在安装过程中的平衡。
S4、在调整好拱架位置后，启动液压缸使支撑柱带动拱架上升到合适位置进行拱架的焊接安装工作，在安装完成后转动手轮使双向螺纹杆转动并驱动两个夹持板相互远离，两个夹持板上的辅助轮相互远离时会同步上移，从而使得辅助轮对拱架的抵压，启动液压缸带动支撑柱下移，支撑轮与拱架脱离，完成拱架的安装。
综上所述，本发明的技术效果和优点：
1、该隧道施工用的拱架安装设备，通过设置位于伸缩杆末端的夹持机构，夹持机构中的夹爪能够夹紧拱架端部从而使伸缩杆末端随拱架端部移动，进而使得拱架转动一定角度后能够带动伸缩杆，以及活动柱绕着安装轴转动一定角度，当伸缩杆转动并靠近支撑柱时，使得钢绳能够缠绕安装轴，进而使驱动弹簧被拉伸为伸缩杆提供拉力，从而使伸缩杆能够通过夹持机构为拱架端部提供拉力，以此来平衡拱架另一侧的重力，使得拱架在支撑轮上尽量保持平衡，以方便拱架安装时的稳定。
2、通过设置位于夹持板上的活动架，活动架上设有辅助轮，当两个夹持板相互靠近时能够带动两个辅助轮相互靠近，进而对拱架上方进行限位，尽量避免拱架从辅助轮和支撑轮间脱离，同时联动板能够在两个夹持板相互靠近时驱动两个活动架向下移动，使得辅助轮能够对拱架提供向下的压力，进而使得拱架与支撑轮之间贴合更紧密提高拱架与支撑轮之间的摩擦力，并且在两个夹持板相互远离时，活动架在复位弹簧的驱动下能够向上移动，进而使得辅助轮能够自行解开对拱架的抵压。
附图说明
图1为本发明结构示意图一；
图2为本发明结构示意图二；
图3为本发明正视结构示意图；
图4为图2中B处放大图；
图5为转动过程中的受力分析图；
图6为图5中C处放大图；
图7为拱架初始状态示意图；
图8为拱架朝一侧转动状态示意图一；
图9为拱架朝一侧转动状态示意图一；
图10为图1中A处放大图；
图11为本发明联动机构结构示意图一；
图12为本发明联动机构结构示意图二；
图13为减速机结构示意图。
图中：1、底座；2、液压缸；3、支撑柱；4、安装板；5、夹持板；6、支撑轮；7、活动架；8、辅助轮；9、安装轴；10、活动柱；11、伸缩杆；12、驱动弹簧；13、连接块；14、钢绳；15、减速机；16、驱动轴；17、安装槽；18、滑块；19、复位弹簧；20、限位槽；21、限位螺柱；22、联动板；23、斜槽口；24、限位螺栓；25、双向螺纹杆；26、手轮；27、条形槽；28、限位块；29、连接轴；30、夹爪。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1、图2和图3，一种隧道施工用的拱架安装设备，包括底座1，底座1上方设有竖直设置的支撑柱3。支撑柱3顶端固定连接有水平设置的安装板4，安装板4为矩形板，安装板4两端分别滑动连接有夹持板5，两个夹持板5之间设有调距机构，两个夹持板5上端相邻侧均设有支撑轮6，支撑轮6连接有驱动机构用以驱动转动。支撑柱3下端两侧以支撑柱3为对称轴对称固定安装有安装轴9，且安装轴9位于夹持板5两侧。安装轴9转动连接有活动柱10，活动柱10与支撑柱3处于同一平面，活动柱10绕安装轴9转动时会靠近支撑柱3或者远离支撑柱3。
参照图3、图4，活动柱10远离安装轴9的一端滑动连接有伸缩杆11，伸缩杆11与活动柱10同轴设置，活动柱10为空心设置并套设在伸缩杆11上。伸缩杆11远离活动柱10的一端设有夹持机构，用于夹持拱架的端部。伸缩杆11靠近活动柱10的一端固定连接有驱动弹簧12，驱动弹簧12与伸缩杆11处于同一直线上并且位于活动柱10内部。驱动弹簧12在设备闲置时处于松弛状态，避免驱动弹簧12出现弹性疲劳。当通过夹持架构将伸缩杆11的末端与拱架端部连接时，需要将驱动弹簧12拉伸一端距离，也就是说在夹持机构连接伸缩杆11与拱架后，驱动弹簧12处于一个被拉伸的预设状态。驱动弹簧12远离伸缩杆11的一端固定连接有连接块13，连接块13为与活动柱10内部相适配的圆柱块，使得连接块13能沿着活动柱10的轴线方向滑动远离或者靠近安装轴9。
参照图5、图6和图7，连接块13靠近安装轴9的一端固定连接有钢绳14，钢绳14远离连接块13的一端绕安装轴9几圈后固定连接在安装轴9上。当弧形的拱架在支撑轮6的驱动下开设绕圆心转动时，拱架两端的夹持机构会在拱架的带动下使得伸缩杆11末端受到沿弧形拱架的切线方向的力F，而F可以分解为沿伸缩杆11轴线向外的力f1和沿伸缩杆11绕安装轴转动方向的力f2，f2使得伸缩杆11转动的同时能够带动钢绳14在安装轴9上缠绕或松开。
参照图7、图8和图9，当弧形的拱架朝着一侧转动时，会通过夹持机构带动与其两端连接的伸缩杆11和活动柱10绕着安装轴9转动，由于安装轴9固定设置，所以活动柱10绕安装轴9转动时会通过活动柱10内部的连接块13曳引着钢绳14绕安装轴9转动。此时，处于与弧形拱架转动方向相反的一侧钢绳14缠绕安装轴9时会使得连接块13靠近安装轴9，进而使得连接块13带动驱动弹簧12拉伸为伸缩杆提供朝向安装轴9的拉力。与此同时，位于拱架转动方向同侧的钢绳14反向运动从安装轴9上松开，由于驱动弹簧12的初始状态为拉伸状态，所以会为钢绳14提供曳引力从而拉直钢绳，使得钢绳14仍旧保持紧绷状态。
钢绳14在安装轴9上的缠绕方向与活动柱10远离支撑柱3转动方向相同，使得当两个活动柱10中的任意一个活动柱10向着靠近支撑柱3的方向转动时都会使得钢绳14缠绕安装轴9，进而使得驱动弹簧12被拉伸为伸缩杆11提供拉力，从而为拱架被该侧夹持机构所夹持的端部提供拉力，以此平衡另一侧相对较重的重力，尽量保持拱架位于支撑轮6上的平衡。
参照图1、图2和图7，两个夹持板5之间的调距机构包括转动连接在支撑柱3上的双向螺纹杆25，双向螺纹杆25垂直于夹持板5。双向螺纹杆25两端分别穿过两个夹持板5并与两个夹持板5螺纹连接，使得双向螺纹杆25转动时能够驱动两个夹持板5移动，从而使得两个夹持板5相互靠近或者远离。双向螺纹杆25一端固定连接有手轮26，方便工作人员转动双向螺纹杆25。安装板4两端侧面均螺纹连接有限位螺栓24，限位螺栓24位于夹持板5远离支撑柱3的一侧，限位螺栓24对夹持板5进行限位，使得夹持板5相互远离到一定位置后无法继续移动。
参照图1、图3和图4，夹持板5滑动连接有活动架7，活动架7为U形。活动架7位于支撑轮6上方设有两个辅助轮8，两个辅助轮8位于U形的活动架7端部。两个辅助轮8对称分布在支撑轮6两侧。当两个夹持板5相互靠近时，活动架7会带动辅助轮8移动到拱架上方，从而对拱架上方进行限位，尽量避免拱架从辅助轮8和支撑轮6之间脱离。
参照图1、图2和图7，夹持板5上开设有安装槽17，安装槽17为竖直面上的矩形槽。活动架7位于安装槽17内固定连接有滑块18，滑块18与安装槽17相适配并与夹持板5滑动连接，通过滑块18连接夹持板5与活动架7，使得活动架7能够沿着安装槽17上下滑动。滑块18下侧固定连接有复位弹簧19，复位弹簧19位于安装槽17内并与夹持板5固定连接，复位弹簧19在活动架7向下移动后能够被压缩并未滑块18提供向上的弹力。夹持板5位于滑块18两侧均开设有限位槽20，滑块18位于限位槽20内设置有限位螺柱21，滑块18的单侧限位螺柱21数量应不小于两个，限位螺柱21与滑块18螺纹连接，通过设置限位螺柱21尽量减少滑块18在沿着安装槽17上下滑动时的晃动，并且限制滑块18位置尽量避免滑块18从安装槽17内脱离。
参照图7、图8和图9，活动架7与安装板4之间设有联动机构，联动机构包括固定连接在安装板4上的联动板22，联动板22处于竖直面上并且垂直于活动架7所在平面。联动板22位于两个夹持板5之间，联动板22为倒立设置的等腰梯形，活动架7靠近联动板22的一侧开设有斜槽口23，斜槽口23与联动板22的斜边相适配，联动板22两斜边分别位于两个斜槽口23内并与两个活动架7抵触。当两个活动架7随着夹持板5相互靠近时，活动架7受联动板22的斜边抵触向下移动并使复位弹簧19压缩，从而带动位于活动架7上的辅助轮8向下移动并抵压拱架，使拱架紧贴支撑轮6并增加拱架与支撑轮6间的摩擦力。
参照图1、图2和图10，支撑轮6所连接的驱动机构包括固定连接在夹持板5上的减速机15。减速器15为现有技术，是一种由封闭在刚性壳体内的蜗轮蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用。减速机15输出端固定连接有驱动轴16，驱动轴16穿过夹持板5与两个支撑轮6传动连接，驱动电机能够驱动驱动轴16缓速转动，进而使得支撑轮6能够在支撑拱架的同时驱动拱架进行转动，从而对拱架的安装角度进行调节。减速机15为自带蜗轮蜗杆的减速机15，从而能够实现自锁，进料避免拱架受重力影响后带动支撑轮6转动。
参照图1，伸缩杆11靠近活动柱10的一端外周沿轴向开设有多个条形槽27，活动柱10位于条形槽27内固定连接有限位块28，通过限位块28和限位槽20对伸缩杆11进行限位，使得伸缩杆11在沿活动柱10轴向伸缩时不会发生自转。夹持机构包括固定连接在伸缩杆11末端的连接轴29，连接轴29转动连接有两个相对设置的夹爪30，夹爪30与连接轴29之间设有扭力弹簧，夹爪30能够在扭力弹簧驱动下对位于两个夹爪30之间的拱架端部进行夹持，从而实现伸缩杆11末端与拱架端部的连接。
参照图1和图2，底座1上方固定连接有液压缸2，液压缸2位于支撑柱3与底座1之间，液压缸2输出端固定连接与支撑柱3固定连接，通过液压缸2驱动支撑柱3上下移动，方便调整拱架的高度。
一种隧道施工用的拱架安装设备的安装方法，包括以下步骤：
S1、将弧形拱架中部放置在支撑轮6上，转动手轮26带动双向螺纹杆25转动，从而驱动两个夹持板5相互靠近，进而使得两个夹持板5上的辅助轮8相互靠近，位于两个夹持板5上的辅助轮8在相互靠近时会在等腰梯形的联动板22的驱动下向下移动，进而将拱架抵压在支撑轮6上。
S2、通过位于伸缩杆11末端的夹爪30将拱架两端夹紧，使得夹持机构连接位于支撑柱3两侧的伸缩杆11和拱架的两端，当拱架在支撑轮6的驱动下转动时，会同步带动活动柱10和伸缩杆11绕安装轴9转动。
S3、活动柱10和伸缩杆11绕安装轴9转动时会使得钢绳14在安装轴9上缠绕，当活动柱10和伸缩杆11朝安装轴9转动时，驱动弹簧12会在钢绳14作用下收缩，设安装轴9半径为r，活动柱10转动角度为θ°，根据弧长对应角度的公式l＝nπr/180,则可计算得到驱动弹簧12的收缩长度为θπr/180，设驱动弹簧12的劲度系数为k，再根据弹簧的弹力公式F＝kx，则该伸缩杆11为拱架端部提供的向安装轴9方向的拉力为kθπr/180，随着活动柱10靠近支撑柱3，拉力会不断增大，活动柱10远离支撑柱3时，拉力会减小，从而为拱架靠近支撑柱3的一端提供拉力以平衡拱架另一侧的重力，拱架端部所受拉力受转动角度θ、安装轴的半径以及驱动弹簧的劲度系数k影响，且与这三个因素成正比。当拱架一端靠近支撑柱时该端部所受拉力会增大，尽量避免拱架从支撑轮6上滑落造成人员伤害，同时尽量保持拱架在安装过程中的平衡。
S4、在调整好拱架位置后，启动液压缸2使支撑柱3带动拱架上升到合适位置进行拱架的焊接安装工作，在安装完成后转动手轮26使双向螺纹杆25转动并驱动两个夹持板5相互远离，两个夹持板5上的辅助轮8相互远离时会同步上移，从而使得辅助轮8对拱架的抵压，启动液压缸2带动支撑柱3下移，支撑轮6与拱架脱离，完成拱架的安装。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种隧道施工用的拱架安装设备，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)上方固定连接有液压缸(2)，所述液压缸(2)输出端固定连接有竖直设置的支撑柱(3)，所述支撑柱(3)顶端固定连接有水平设置的安装板(4)，所述安装板(4)两端分别滑动连接有夹持板(5)，两个所述夹持板(5)之间设有调距机构，两个所述夹持板(5)上端相邻侧均设有支撑轮(6)，所述支撑轮(6)连接有驱动机构，所述夹持板(5)滑动连接有活动架(7)，所述活动架(7)与安装板(4)之间设有联动机构，所述活动架(7)位于支撑轮(6)上方设有两个辅助轮(8)，两个所述辅助轮(8)对称分布在支撑轮(6)两侧，所述支撑柱(3)下端两侧对称固定连接有安装轴(9)，所述安装轴(9)转动连接有活动柱(10)，所述活动柱(10)远离安装轴(9)的一端滑动连接有伸缩杆(11)，所述伸缩杆(11)远离活动柱(10)的一端设有夹持机构，所述伸缩杆(11)靠近活动柱(10)的一端固定连接有驱动弹簧(12)，所述驱动弹簧(12)远离伸缩杆(11)的一端固定连接有连接块(13)，所述连接块(13)靠近安装轴(9)的一端固定连接有钢绳(14)，所述钢绳(14)远离连接块(13)的一端绕安装轴(9)几圈后固定连接在安装轴(9)上，所述钢绳(14)在安装轴(9)上的缠绕方向与活动柱(10)远离支撑柱(3)转动方向相同。
2.根据权利要求1所述的一种隧道施工用的拱架安装设备，其特征在于，所述驱动机构包括固定连接在夹持板(5)上的减速机(15)，所述减速机(15)输出端固定连接有驱动轴(16)，所述驱动轴(16)穿过夹持板(5)与两个支撑轮(6)传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种隧道施工用的拱架安装设备，其特征在于，所述夹持板(5)上开设有安装槽(17)，所述活动架(7)位于安装槽(17)内固定连接有滑块(18)，所述滑块(18)与安装槽(17)相适配并与夹持板(5)滑动连接，所述滑块(18)下侧固定连接有复位弹簧(19)，所述复位弹簧(19)位于安装槽(17)内并与夹持板(5)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种隧道施工用的拱架安装设备，其特征在于，所述夹持板(5)位于滑块(18)两侧均开设有限位槽(20)，所述滑块(18)位于限位槽(20)内设置有限位螺柱(21)，所述限位螺柱(21)与滑块(18)螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种隧道施工用的拱架安装设备，其特征在于，所述联动机构包括固定连接在安装板(4)上的联动板(22)，所述联动板(22)位于两个夹持板(5)之间，所述联动板(22)为倒立设置的等腰梯形，所述活动架(7)靠近联动板(22)的一侧开设有斜槽口(23)，所述联动板(22)两斜边分别位于两个斜槽口(23)内并与两个活动架(7)抵触。
6.根据权利要求5所述的一种隧道施工用的拱架安装设备，其特征在于，所述安装板(4)两端侧面均螺纹连接有限位螺栓(24)，所述限位螺栓(24)位于夹持板(5)远离支撑柱(3)的一侧。
7.根据权利要求1所述的一种隧道施工用的拱架安装设备，其特征在于，所述调距机构包括转动连接在支撑柱(3)上的双向螺纹杆(25)，所述双向螺纹杆(25)两端分别穿过两个夹持板(5)并与两个夹持板(5)螺纹连接，所述双向螺纹杆(25)一端固定连接有手轮(26)。
8.根据权利要求1所述的一种隧道施工用的拱架安装设备，其特征在于，所述伸缩杆(11)靠近活动柱(10)的一端外周沿轴向开设有多个条形槽(27)，所述活动柱(10)位于条形槽(27)内固定连接有限位块(28)。
9.根据权利要求8所述的一种隧道施工用的拱架安装设备，其特征在于，所述夹持机构包括固定连接在伸缩杆(11)末端的连接轴(29)，所述连接轴(29)转动连接有两个相对设置的夹爪(30)，所述夹爪(30)与连接轴(29)之间设有扭力弹簧。
10.根据权利要求1所述的一种隧道施工用的拱架安装设备的安装方法，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的一种隧道施工用的拱架安装设备，包括以下步骤：
S1、将弧形拱架中部放置在支撑轮(6)上，通过调距机构驱动两个夹持板(5)相互靠近，进而使得两个夹持板(5)上的辅助轮(8)相互靠近，位于两个夹持板(5)上的辅助轮(8)在相互靠近时会联动机构的驱动下向下移动，进而将拱架抵压在支撑轮(6)上。
S2、通过位于伸缩杆(11)末端的夹持机构将拱架两端夹紧，使得夹持机构连接位于支撑柱(3)两侧的伸缩杆(11)和拱架的两端，当拱架在支撑轮(6)的驱动下转动时，会同步带动活动柱(10)和伸缩杆(11)绕安装轴(9)转动。
S3、活动柱(10)和伸缩杆(11)绕安装轴(9)转动时会使得钢绳(14)在安装轴(9)上缠绕，当活动柱(10)和伸缩杆(11)朝安装轴(9)转动时，驱动弹簧(12)会在钢绳(14)作用下收缩，设安装轴(9)半径为r，活动柱(10)转动角度为θ°，根据弧长对应角度的公式l＝nπr/180，则可计算得到驱动弹簧(12)的收缩长度为θπr/180，设驱动弹簧(12)的劲度系数为k，根据弹簧弹力公式F＝kx，则该伸缩杆(11)为拱架端部提供的向安装轴(9)方向的拉力为kθπr/180，随着活动柱(10)靠近支撑柱(3)，拉力会不断增大，活动柱(10)远离支撑柱(3)时，拉力会减小，从而为拱架靠近支撑柱(3)的一端提供拉力以平衡拱架另一侧的重力，尽量避免拱架从支撑轮(6)上滑落造成人员伤害，同时尽量保持拱架在安装过程中的平衡。
S4、在调整好拱架位置后，启动液压缸(2)使支撑柱(3)带动拱架上升到合适位置进行拱架的焊接安装工作，在安装完成后通过调距机构调整两个夹持板(5)之间距离，使两个夹持板(5)相互远离，两个夹持板(5)上的辅助轮(8)相互远离时会同步上移，从而使得辅助轮(8)对拱架的抵压，启动液压缸(2)带动支撑柱(3)下移，支撑轮(6)与拱架脱离，完成拱架的安装。
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| CN202310245992.3A CN116241284A (zh) | 2023-03-15 | 2023-03-15 | 一种隧道施工用的拱架安装设备及安装方法 |
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| CN116241284A true CN116241284A (zh) | 2023-06-09 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116927831A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-24 | 湖南省通盛工程有限公司 | 一种隧道护拱整体拆装设备以及施工方法 |
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2023
- 2023-03-15 CN CN202310245992.3A patent/CN116241284A/zh active Pending
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| CN116927831A (zh) * | 2023-09-14 | 2023-10-24 | 湖南省通盛工程有限公司 | 一种隧道护拱整体拆装设备以及施工方法 |
| CN116927831B (zh) * | 2023-09-14 | 2023-12-19 | 湖南省通盛工程有限公司 | 一种隧道护拱整体拆装设备以及施工方法 |
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