CN201214386Y - 隧道运管装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种隧道运管装置,属于运载长形货物并有自卸功能的车身结构。其驱动部分的直流电机、减速器、离合器和传动变向器安装在车架后部。其行走部分的主动行走轮安装在车架后半部,从动行走轮安装在车架前端部。其转向部分安装在车架前端部。其载荷部分的前、后两个托管架及卸载部分的前、后两个液压油缸,分别安装在从动行走轮、主动行走轮正上方。其直流电源安装在车架中部。其电控部分的电控箱安装在车架后端部,操控箱由操作人员手持。该装置专用于铺设大口径钢管道时向隧道内运管,并能自动卸管、布管。自动化工效高,无轨运行,转向可调,安全可靠,无噪音,易通过隧道弯曲段。是管道施工自主创新机电一体化隧道内运管设备。
Description
(一)技术领域
本实用新型涉及到用于运输特殊物体的无轨车辆,例如用于载运长形货物并有自卸功能的车身结构。具体而言是一种隧道运管装置。
(二)背景技术
我国西气东输和川气东输天然气管道铺设工程,其口径之大、距离之长、施工难度之高,都是国内管道工程建设史无前例的。钢管直径都在1米以上,距离长达几千公里,尤其是中西部地区,千沟万壑,重峦叠峰,地形地貌非常复杂,施工难度可想而知。设计要求,输气管道途径山岭地段一律开挖隧道,隧道内设置管墩,管道固定于管墩上。大口径钢管在山地拉运,比较困难,而要把钢管运送进狭窄的隧道,并且把一根根几吨重的钢管分布到管墩上,更加困难。一般可采用两种技术方案,即轨道车运管或钢轮车运管。轨道车运管,优点是轻快,功效高;缺点是需要铺设和拆卸轨道,要用较多时间和设备,并要求有较大的隧道空间,在隧道的弯曲部位因钢管较长,运管车被限制在轨道上无法调整,有时钢管会两端碰壁。钢轮车运管,优点是无轨,省时,灵活,长钢管容易通过弯曲的隧道;缺点是噪音较大,尤其是隧道内产生的噪音,更令人难以忍受。上述两种运管方式都只能运管,不能自动卸管、布管,仍需要有卸管吊装设备配合,而在狭窄的隧道空间吊管、布管也非常困难。专利文献中有一篇弱相关对比文件,名称为“隧道运管车”,专利号200420061303.6。其优点是将钢轮改换为胶轮,克服了噪音的缺点,并且无轨灵活易调整过弯道;但其缺点是运管车由人工牵引,转向也全靠人工控制,劳动强度大,不够安全,仍然不能自动卸管、布管,只能运送小口径钢管。
(三)发明内容
本实用新型的目的就在于自主创新,研制一种与众不同的隧道运管装置,克服已有技术的上述所有缺点,为管道工程施工提供种高效、灵活、安全,能自动行走,自动卸管、布管的隧道内运管专用装置。
上述目的是由下述技术方案实现的:
隧道运管装置包括车体结构和电动控制两大部分。车体结构由车架、驱动部分、行走部分、转向部分、载荷部分、卸载部分和车载电源组成。电控部分由电控箱和操控箱组成。其特征是驱动部分由直流电动机、联轴器、减速器、离合器、传动变向器、主动链轮、从动链轮和链条组成。直流电动机安装在车架最后端托板上,直流电动机前方依次安装联轴器、减速器、离合器、和传动变向器。主动链轮安装在传动变向器的输出轴上,从动链轮安装在主动行走轮轴上,链条安装在主动链轮和从动链轮上。行走部分由主动行走轮轴、主动行走轮、从动行走轮轴和从动行走轮组成。主动行走轮轴横向安装在后托管架的箱形支座,两个主动行走轮安装在主动行走轮轴的左、右两端。从动行走轮轴横向安装在车架前端下方的转向底盘底面,两个从动行走轮安装在从动行走轮轴的左、右两端。转向部分由转向底盘、转向中心轴、推力轴承、轴套、两组双列滚针轴承、转向电机和电动推杆组成。转向底盘与其下面的从动行走轮轴用两组卡瓦组装成为一体。转向中心轴下端焊接在转向底盘上面中心部位,推力轴承安装在转向中心轴下部。转向中心轴***轴套中,其上端用螺母固定,轴套焊接到前托管架的箱形支座内壁上。左、右两组双列滚针轴承分别安装在前托管架箱形支座底部左、右两块水平筋板上,转向电机安装在车架前部右内侧,通过电动推杆和销子与转向底盘右部联接。载荷部分由前、后两个托管架和两个箱形支座组成。两个箱形支座分别安装在从动行走轮轴、主动行走轮轴正上方的车架上。托管架底部偏左用销子与箱形支座联接,也用销子与箱形支座内腔的卸载油缸活塞杆上端联接。卸载部分由前、后两个液压油缸和前、后两个液压源组成。前、后两个液压油缸用固定轴分别安装在前、后两个托管架的箱形支座内壁的固定套上,缸体能够在固定套上左、右摆动。前液压源安装在车架前部偏右,后液压源安装在车架中部。液压油缸与液压源之间用油管相连。车载直流电源安装在车架内两个液压源之间。电控箱安装在车架最后端直流电动机的左方托板上。操控箱由操作人员手持。电控箱与操控箱之间由电缆线连接。电控箱内装的控制电路由可编程控制器PLC、控制继电器、电机启动器、直流接触器、直流继电器、换向电磁阀和电源模块组成。可编程控制器PLC为控制中心,其输入端与操控箱、电源模块和转向限位器连接,其输入端与9个控制继电器连接。控制继电器又分别与电机启动器、直流接触器、直流继电器连接。电机启动器又与行走电机连接。直流接触器又分别与转向电机、液压电机连接。直流继电器又与换向电磁阀连接。
上述隧道运管装置,其车架为长方体框架结构。用方钢、角钢、钢板焊接而成,由前、后两节组成。前、后两节用法兰组件联接成一个整体,有利于拆分装车拉运。其后节的大部分为悬臂结构,由托板和左、右筋板焊接而成,能承载驱动部分的重量。
上述隧道运管装置,其主动行走轮轴上安装两个轴承组件。轴承组件由轴承座和深沟球轴承组成。轴承座焊接到支撑板上,支撑板焊接到后托管架的箱形支座底部筋板上。
上述隧道运管装置,其主动行走轮和从动行走轮都外包聚氨酯橡胶层,能防止在隧道内滚动产生噪声。
上述隧道运管装置,其托管架为圆弧形状,用钢板焊接而成,其上表面有橡胶层,能保护钢管外防腐层不受损。
上述隧道运管装置,其托管架的箱形支座为方箱形状,由前、后、左、右侧面钢板焊接而成。其前、后侧钢板内壁上焊接筋板,上顶部为圆弧形,上顶部左边有安装销子用的耳座。
上述隧道运管装置,其液压源由壳体、液压电机、油泵和液压油组成。壳体为立方体形状,其内腔下部装液压油,上部装液压电机和油泵,其侧面有进、出油嘴。
上述隧道运管装置,其车载直流电源由18只12V蓄电池串联组成220V直流电源,分装在三个电池盒内。
上述隧道运管装置,其控制电路中的可编程控制器PLC,选用三菱Fxls-30-MR-D型,只用了其输入端9个端口及输出端9个端口。
按照上述技术方案制造成的隧道运管装置,其车体结构布局合理紧凑,电控功能完善可靠,是一种机电一体化隧道运管创新设备。能向隧道内运送直径1米以上,重量6吨以上大口径钢管。自动化功效高,劳动强度小,操作简便,运行平稳,安全可靠;无需铺设和拆卸轨道,降低施工成本,节省大量时间;无轨运行并有转向调节功能,有利于通过弯曲段隧道;行走轮外包聚氨酯橡胶层,消除了噪音公害;能自动卸管、布管,在隧道内有限的空间使每根大口径钢管一步到位,无需其它配套设备;车载直流电源,无需外接电缆;车架分两节组装,有利于装车拉运。
(四)附图说明
附图1是本实用新型的整体结构左侧主视示意图。
附图2是图1的C向俯视示意图。
附图3是图1的A—A剖视示意图。
附图4是图1的B—B剖视示意图。
附图5是图1的左端部(前部)局部放大示意图。
附图6是本实用新型的控制电路原理图。
附图7是本实用新型的控制电路组成及连接关系框图。
附图8是本实用新型的操作流程框图。
(五)具体实施方式
结合附图说明一个实例:
附图1~5中,1是车架,2是直流电动机,3是联轴器,4是减速器,5是离合器,6是传动变向器,7是主动链轮轮轴,8是托板,9是主动链轮,10是托架筋板,11是链条,12是主动行走轮轴,13是主动行走轮,14是被动链轮,15是车架分节联接法兰组件,16是后液压源,17是车载直流电源,18是前液压源,19是转向电机,20是电动推杆,21是从动行走轮,22是从动行走轮轴,23是卡瓦,24是卡瓦螺栓螺母,25是转向底盘,26和28是箱形支座,27是前托管架,29是后托管架,30是电控箱,31和32是液压油缸,33是液压油缸固定套,34是转向中心轴,35是轴套,36是推力轴承,37是双列滚针轴承,38是水平筋板,39是螺母,40是箱形支座销子,41是液压油缸活塞杆销子,42是托管架橡胶层,43是轴承组件,44是支撑板,45是销子,46是行走轮上的外包聚氨酯橡胶层。G是被运送的钢管。
由图1~5所示,隧道运管装置包括车体结构和电动控制两大部分。车体结构由车架、驱动部分、行走部分、转向部分、载荷部分、卸载部分和车载电源组成;电动控制部分由电控箱和操控箱组成。其特征是驱动部分由直流电动机2、联轴器3、减速器4、离合器5、传动变向器6、主动链轮9、从动链轮14和链条11组成。直流电动机2安装在车架1最后端托板8上。直流电动机2的前方依次安装联轴器3、减速器4、离合器5和传动变向器6。主动链轮9安装在传动变向器6的输出轴(即主动链轮轴)7上,从动链轮14安装在主动行走轮轴12上,链条11安装在主动链轮9和从动链轮14上。行走部分由主动行走轮轴12、主动行走轮13、从动行走轮轴22和从动行走轮21组成。主动行走轮轴12横向安装在后托管架29的箱形支座28下部,两个主动行走轮13安装在主动行走轮轴12的左、右两端。从动行走轮轴22横向安装在车架1前端下方的转向底盘25底面,两个从行走轮21安装在从动行走轮轴22的左、右两端。转向部分由转向底盘25、转向中心轴34、推力轴承36、轴套35、两组双列滚针轴承37、转向电机19和电动推杆20组成。转向底盘25与其下面的从动行走轮轴22用两组卡瓦23组装成为一体。转向中心轴34下端焊接在转向底盘25上表面中心部位,推力轴承36安装中心轴34下部。转向中心轴34***轴套35中,其上端用螺母39固定,轴套35焊接到前托管架的箱形支座26内壁上。左、右两组双列滚针轴承37分别安装在箱形支座26底部左、右两块水平筋板38上,转向电机19安装在车架1前部右内侧,通过电动推杆20和销子45与转向底盘25右部联接。载荷部分由前、后两个托管架27、29和两个箱形支座26、28组成。两个箱形支座26、28分别安装在从动行走轮轴22、主动行走轮轴12正上方的车架1上。托管架27、29底部偏左用销子40与箱形支座26、28联接,也用销子41与箱形支座内腔的液压油缸31、32活塞杆联接。卸载部分由前、后两个液压油缸31、32和前、后两个液压源18、16组成。前、后两个液压缸31、32用固定套33分别安装在前、后两个托管架的箱形支座26、28内壁上,缸体能够在固定套33上左、右摆动。前液压源18安装在车架1前部偏右,后液压源16安装在车架1中部偏左。液压油缸31、32与液压源18、16之间用油管相联。车载直流电源17安装在车架1内两个液压源18、16之间。电控箱30安装在车架1最后端直流电动机2的左方托板8上,操控箱由操作人员手持,电控箱30与操控箱之间由电缆连接。由图6、图7所示,电控箱30内的控制电路由可编程控制器PLC、控制继电器J1~J9、电机启动器IC、直流接触器、直流继电器、换向电磁阀和电源模块组成。可编程控制器PLC为控制中心,PLC的输入端与操控箱、电源模块(DC220V/DC24)和转向限位器连接。PLC的输出端与9个控制继电器J1~J9连接。控制继电器J1~J9又分别与电机启动器IC、直流接触器和直流继电器连接。电机启动器IC又与行走电机M1连接。直流接触器又分别与转向电机M2、液压电机M3、M4连接。直流继电器又与换向电磁阀连接。
由图1、图2所示,车架1为长方体框架结构,用方钢、角钢、钢板焊接而成,由前、后两节组成,前、后两节用法兰组件15联接成一个整体,其后节的大部分为悬臂结构,由托板8和左、右筋板10焊接而成。
由图4所示,主动行走轮轴12上安装两组轴承组件43。轴承组件43由轴承座和深沟球轴承组成,轴承座焊接到支撑板44上,支撑板44焊接到后托管架的箱形支座28底部筋板上。
由图4、图5所示,主动行走轮13和从动行走轮21,都外包聚氨酯橡胶层46。
由图3、图4所示,托管架27、29为圆弧形状,用钢板焊接而成,其上表面有橡胶层42。
由图3、图4、图5所示,托管架的箱形支座26,28为方箱形状,由前、后、左、右侧面钢板焊接而成。其前、后侧钢板内壁上焊接筋板,上顶部为圆弧形,上顶部左边有销子40。
由图1、图2所示,液压源18、16由壳体、液压电机、油泵和液压油组成。壳体为立方形状,其内腔下部装液压油,上部装液压电机和油泵,其侧面有进、出油嘴。
由图1、图2所示,车载直流电源17由18只12V蓄电池串联组成220V直流电源,分装在3个电池盒内。
由图6、图7所示,控制电路中的可编程控制器PLC选用三菱Fxls-30-MR-D型,只用了其输入端的9个端口及输出端的9个端口。
隧道运管装置操作流程说明:
由附图8所示,合上电源主开关及控制开关,给电机启动器IC送电,处于“刹车”状态,行走电机停转,运管装置静止不动。在没有执行“前进”或“后退”,或正在执行“上升”或“下降”操作时,行走电机也都停转,运管装置静止不动,即处于“刹车”状态。运管装置装载上钢管G后,由行走电机M1驱动,从隧道口进入隧道。在“前进”状态时,如果需要后退,须切换到“复位”,再执行“后退”;同样,在“后退”状态时,如果需要前进,须切换到“复位”,再执行“前进”。在“前进”或“后退”状态时,如果需要左转,可用手柄操作转向电机M2执行“左转”;在“左转”状态时,如果需要右转,必须将当前的左转“复位”,然后再执行“右转”,反之亦然。运管装置到达预定位置时即为“到位”,停止“前进”或“后退”,行走电机M1为“刹车”状态。此时两个液压电机M3、M4带动两个油泵工作,使两个液压油缸动作,托管架上升(卸管);卸管完毕,液压油缸动作,托管架下降(回位)。行走电机M1再次启动,使运管装置“前进”或“后退”,最终“退出隧道”,再装运下一根钢管。
Claims (9)
1.一种隧道运管装置,包括车体结构和电动控制两大部分,车体结构由车架、驱动部分、行走部分、转向部分、载荷部分、卸载部分和车载电源组成,电动控制部分由电控箱和操控箱组成,其特征是驱动部分由直流电动机(2)、联轴器(3)、减速器(4)、离合器(5)、传动变向器(6)、主动链轮(9)、从动链轮(14)和链条(11)组成,直流电动机(2)安装在车架(1)最后端托板(8)上,直流电动机(2)的前方依次安装联轴器(3)、减速器(4)、离合器(5)和传动变向器(6),主动链轮(9)安装在传动变向器(6)的输出轴即主动链轮轴(7)上,从动链轮(14)安装在主动行走轮轴(12)上,链条(11)安装在主动链轮(9)和从动链轮(14);行走部分由主动行走轮轴(12)、主动行走轮(13)、从动行走轮轴(22)和从动行走轮(21)组成,主动行走轮轴(12)横向安装在后托管架(29)的箱形支座(28)下部,两个主动行走轮(13)安装在主动行走轮轴(12)的左、右两端,从动行走轮轴(22)横向安装在车架(1)前端下方的转向底盘(25)底面,两个从动行走轮(21)安装在从动行走轮轴(22)的左、右两端;转向部分由转向底盘(25)、转向中心轴(34)、推力轴承(36)、轴套(35)、两组双列滚针轴承(37)、转向电机(19)和电动推杆(20)组成,转向底盘(25)与其下面的从动行走轮轴(22)用两组卡瓦(23)组装成为一体,转向中心轴(34)下端焊接在转向底盘(25)上表面中心部位,推力轴承(36)安装在转向中心轴(34)下部,转向中心轴(34)***轴套(35)中,其上端用螺母(39)固定,轴套(35)焊接到前托管架的箱形支座(26)内壁上,左、右两组双列滚针轴承(37)分别安装在箱形支座(26)底部左、右两块平行筋板(38)上,转向电机(19)安装在车架(1)前部右内侧,通过电动推杆(20)和销子(45)与转向底盘(25)右部连接;载荷部分由前、后两个托管架(27)、(29)和两个箱形支座(26)、(28)组成,两个箱形支座(26)、(28)分别安装在从动行走轮轴(22)、主动行走轮轴(12)正上方的车架(1)上,托管架(27)、(29)底部偏左用销子(40)与箱形支座(26)、(28)联接,也用销子(41)与箱形支座内腔的液压油缸(31)、(32)活塞杆联接;卸载部分由前、后两个液压油缸(31)、(32)和前、后两个液压源(18)、(16)组成,前、后两个液压油缸(31)、(32)用固定套(33)分别安装在前、后两个托管架的箱形支座(26)、(28)内壁上,缸体能够在固定套(33)上左、右摆动,前液压源(18)安装在车架(1)前部偏右,后液压源(16)安装在车架(1)中部偏左,液压油缸(31)、(32)与液压源(18)、(16)之间用油管相联;车载直流电源(17)安装在车架(1)内两个液压源(18)、(16)之间;电控箱(30)安装在车架(1)最后端直流电动机(2)的左方托板(8)上,操控箱由操作人员手持,电控箱(30)与操控箱由电缆线连接;电控箱(30)内的控制电路由可编程控制器PLC、控制继电器J1~J9、电机启动器IC、直流接触器、直流继电器、换向电磁阀和电源模块组成,可编程控制器PLC为控制中心,PLC的输入端与操控箱、电源模块(DC220V/DC24V)和转向限位器连接,PLC的输出端与9个控制继电器J1~J9连接,控制继电器J1~J9又分别与电机启动器IC、直流接触器和直流继电器连接,电机启动器IC又与行走电机M1连接,直流接触器又分别与转向电机M2、液压电机M3、M4连接,直流继电器又与换向电磁阀连接。
2.按照权利要求1所述的隧道运管装置,其特征是车架(1)为长方体框架结构,用方钢、角钢、钢板焊接而成,由前、后两节组成,前、后两节用法兰组件(15)联接成一个整体,其后节的后大部分为悬臂结构,由托板(8)和左、右筋板(10)焊接而成。
3.按照权利要求1所述的隧道运管装置,其特征是主动行走轮轴(12)上安装两组轴承组件(43),轴承组件由轴承座和深沟球轴承组成,轴承座焊接到支撑板(44)上,支撑板(44)焊接到后托管架的箱形支座(28)底部筋板上。
4.按照权利要求1所述的隧道运管装置,其特征是主动行走轮(13)和从动行走轮(21)都外包聚氨酯橡胶层(46)。
5.按照权利要求1所述的隧道运管装置,其特征是托管架(27)、(29)为圆弧形状,用钢板焊接而成,其上表面有橡胶层(42)。
6.按照权利要求1所述的隧道运管装置,其特征是托管架的箱形支座(26)、(28)为方箱形状,由前、后、左、右侧面钢板焊接而成,其前、后侧钢板内壁上焊接筋板,上顶部为圆弧形,上顶部左边有销子(40)。
7.按照权利要求1所述的隧道运管装置,其特征是液压源(18)、(16)由壳体、液压电机、油泵和液压油组成,壳体为立方体形状,其内腔下部装液压油,上部装液压电机和油泵,其侧面有进、出油嘴。
8.按照权利要求1所述的隧道运管装置,其特征是车载直流电源(17)由18只12V蓄电池串联组成220V直流电源,分装在3个电池盒内。
9.按照权利要求1所述的隧道运管装置,其特征是控制电路中的可编程控制器PLC选用三菱Fxls-30-MR-D型,只用了其输入端9个端口及输出端9个端口。
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