一种大跨度混凝土坡面砌筑机.pdf

本发明涉及一种大跨度混凝土坡面砌筑机，它包括主桁架、主受料斗、主皮带机、设置在主桁架上的上卸料车和下卸料车、设置在上卸料车和下卸料车上的输料系统、设置在下卸料车上的成型系统，上卸料车通过上行走轮设置在主桁架上端轨道上，下卸料车通过下行走轮设置在主桁架下端轨道上，在上、下卸料车之间设置有连接拔叉，在下卸料车上设置有行走电机，在下卸料车上设置有和主桁架上的齿条轨道相啮合的行走传动齿轮，下行走轮嵌置在下端轨道内，使摊铺机下卸料车行走传动齿轮在其上部平稳、可靠运行，在输料、布料和成型过程中能准确控

1、  一种大跨度混凝土坡面砌筑机，其包括主桁架(1)、设置在主桁架两端的行走机构(5)、设置在主桁架(1)顶端主受料斗(3)、设置在主桁架(1)底部的电气操作室(10)、设置在主桁架(1)上的主皮带机(4)和输送皮带(29)、设置在主桁架(1)上的上卸料车(2)和下卸料车(8)、设置在上卸料车(2)和下卸料车(8)上的输料系统、设置在下卸料车(8)上的成型系统，其特征在于所述的上卸料车(2)通过上行走轮(17)设置在主桁架(1)上端轨道(14)上，下卸料车(8)通过下行走轮(27)设置在主桁架(1)下端轨道(28)上，在上、下卸料车(2、8)之间设置有连接拔叉(6)，在下卸料车(8)上设置有行走电机(16)，在下卸料车(8)上设置有和主桁架(1)上的齿条轨道(22)相啮合的行走传动齿轮(21)，行走传动齿轮(21)和行走电机(16)传动轴相连接，所述的下端轨道(28)为槽形轨道，下行走轮(27)嵌置在下端轨道(28)内，可在下端轨道(28)内移动。

2、  根据权利要求1所述的一种大跨度混凝土坡面砌筑机，其特征在于输料系统包括设置在主桁架(1)上的主皮带机(4)和输送皮带(29)、设置在上卸料车(2)上的位于输送皮带(29)上端的分料刮浆装置(23)、设置在分料刮浆装置(23)下端两侧的下料斗(15)、连通下料斗(15)和下卸料车(8)上的料仓(19)的串筒(7)以及设置在料仓(19)内的水平铰笼(25)，水平铰笼(25)和设置在下卸料车(8)上的铰笼电机(24)相连接，所述的分料刮浆装置(23)由设置在上卸料车(2)相连接的固定架(30)以及和固定架(30)固定连接的V型刮浆板(31)构成，所述的V型刮浆板(31)的下端设置有橡胶刮料板(33)。

3、  根据权利要求1所述的一种大跨度混凝土坡面砌筑机，其特征在于固定架(30)上固定设置有两个或两个以上的V型刮浆板(31)。

4、  根据权利要求1所述的一种大跨度混凝土坡面砌筑机，其特征在于在固定架(30)和上卸料车(2)之间的固定螺栓(32)上设置有压簧(34)。

5、  根据权利要求1所述的一种大跨度混凝土坡面砌筑机，其特征在于在上卸料车(2)内输送皮带(29)的下端设置有皮带辊(35)。

6、  根据权利要求1所述的一种大跨度混凝土坡面砌筑机，其特征在于所述的成型系统包括设置在料仓(19)内水平铰笼(25)下端的6个或6个以上的和料仓出口(20)呈水平设置的振捣棒(38)以及设置在振捣棒(38)后端的滑模(9)，所述的振捣棒(38)通过卡具(39)固定在料仓(19)的下端、振捣棒(38)和振捣电机(37)相连接，所述的振捣电机(37)通过支架(40)固定在料仓(19)上，所述的滑模(9)内设置有平板振捣电机(18)，滑模(9)通过连接杆(36)和下卸料车(8)相连接。

一种大跨度混凝土坡面砌筑机
技术领域
本发明涉及一种大跨度混凝土坡面砌筑机。
技术背景
我国开工建设的举世瞩目的南水北调工程中，渠道过水断面大部分为明渠工程，其表面采用现浇混凝土，无论是东线还是中线，渠坡砌筑工程量十分巨大。为保证坡面混凝土砌筑施工质量和工期需要，各施工单位只有采用机械化施工。
目前，国外渠道衬砌设备生产厂主要有美国的高马克(GOMACO)公司、意大利的玛森萨(Massenza)公司、美国的G&Z公司、美国的拉克·汉斯(Racho·hasson)公司和德国维特根公司；国内只有东线施工时山东调水工程技术研究中心研制的渠道衬砌设备等。但以上设备存在造价高、重量大、跨越建筑物拆装难度大，并且使用成本高、运行维护费用大等问题。
目前广泛使用的砌筑机上卸料车和下卸料车单独驱动，上下卸料分别采用链轮动，传动机构、链条轨道均需要两套，结构复杂，制造成本高，在输料、布料和成型过程中不能准确控制上卸料车和下卸料车的位置，从而影响输料和布料的位置，影响整个坡面砌筑的质量。
随着南水北调中线工程的全面开工，对渠道砌筑设备需求量很大。研制一种既能满足要求，造价相对又低的渠道砌筑设备，有着广阔的市场前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能满足大型渠道坡面混凝土砌筑施工中混凝土输送、摊铺、振捣、整平和表面成型、预留伸缩缝，并能连续作业的结构简单、制造成本低的混凝土施工机械。
本发明采用如下技术方案：
本发明包括主桁架、设置在主桁架两端的行走机构、设置在主桁架顶端主受料斗、设置在主桁架底部的电气操作室、设置在主桁架上的主皮带机和输送皮带、设置在主桁架上的上卸料车和下卸料车、设置在上卸料车和下卸料车上的输料系统、设置在下卸料车上的成型系统，其特征在于所述的上卸料车通过上行走轮设置在主桁架上端轨道上，下卸料车通过下行走轮设置在主桁架下端轨道上，在上、下卸料车之间设置有连接拔叉，在下卸料车上设置有行走电机，在下卸料车上设置有和主桁架上的齿条轨道相啮合的行走传动齿轮，行走传动齿轮和行走电机传动轴相连接，所述的下端轨道为槽形轨道，下行走轮嵌置在下端轨道内，可在下端轨道内移动。
本发明输料系统包括设置在主桁架上的主皮带机和输送皮带、设置在上卸料车上的位于输送皮带上端的分料刮浆装置、设置在分料刮浆装置下端两侧的下料斗、连通下料斗和下卸料车上的料仓的串筒以及设置在料仓内的水平铰笼，水平铰笼和设置在下卸料车上的铰笼电机相连接，所述的分料刮浆装置由设置在上卸料车相连接的固定架以及和固定架固定连接的V型刮浆板构成，所述的V型刮浆板的下端设置有橡胶刮料板。
本发明固定架上固定设置有两个或两个以上的V型刮浆板。
本发明在固定架和上卸料车之间的固定螺栓上设置有压簧。
本发明在上卸料车内输送皮带的下端设置有皮带辊。
本发明所述的成型系统包括设置在料仓内水平铰笼下端的6个或6个以上的和料仓出口呈水平设置的振捣棒以及设置在振捣棒后端的滑模，所述的振捣棒通过卡具固定在料仓的下端、振捣棒和振捣电机相连接，所述的振捣电机通过支架固定在料仓上，所述的滑模内设置有平板振捣电机，滑模通过连接杆和下卸料车相连接。
本发明的有益效果：
本发明以排振滑模式坡面砌筑机主桁架为工作平台，在主桁架上设置本发明摊铺机齿条轨道，在下卸料车上设置有和主桁架上的齿条轨道相啮合的行走传动齿轮，行走传动齿轮和行走电机传动轴相连接，所述的下端轨道为槽形轨道，下行走轮嵌置在下端轨道内，使摊铺机下卸料车行走传动齿轮在其上部平稳、可靠运行。在输料、布料和成型过程中能准确控制上卸料车和下卸料车的位置，从而使输料和布料的位置能够得到精确控制，保证整个坡面砌筑的质量。
本发明结构紧凑，从混凝土运输车下料、辅皮带机和主皮带机输送混凝土、卸料车分料至螺旋输送、振捣、整平，下卸料车自带电机采用齿轮、齿条传动，上下卸料车通过拨叉连接，可实现同步运行，输料和布料过程连续紧凑，布料位置控制准确平稳，可有效提高施工效率。本发明由于采用V字型分料刮浆装置，混凝土由上卸料车通过两侧下料斗、串筒输送至料仓两侧，可减少水平铰笼输送距离，减少由于混凝土螺旋输送距离过长而产生骨料分离的情况，下料斗通串筒与料仓相连，输送位置准确，并可保证混凝土不因自由落差大而产生离析。振捣棒同坡面平行布置，整体均在混凝土内部，同垂直布置相比，与混凝土接触面大，作用范围广。砌筑施工从渠道底部自下而上施工，在料仓出口下端均匀布置6-10条振捣棒，后面布置滑模，集混凝土深层振捣和表面成型于一体，节省了人工，保证了施工质量。另外本发明采用分段拼装，同一设备可根据不同坡长组装，通用性好。
本发明具有以下特点：
1、本发明具有构思新颖、结构合理、功能多样、性能优越、适应性强、体积小、耗能低、可靠性能高，适合南水北调渠道施工项目的渠道混凝土衬砌；
2、本发明采用滑模排振系统，振捣时效果好，混凝土衬砌密实度高；
3、本发明成型系统采用变频调速，可适用于不同配比、不同塌落度的混凝土砌筑；
4、本发明机架采用多节组合式连接，可灵活改变机架长度以满足不同坡长需要。拆装方便，适用于建筑物较多需多次倒运的渠道项目工程；
5、本发明布料位置控制准确平稳，可跳仓衬砌，减少割缝工作量，降低了施工成本；
6、本发明砌筑机将混凝土布料、摊铺整平、深层振捣、碾实、表面提浆、找平、轧光、行走等功能集中设计与整体机架上，实现了功能一体化。对渠道混凝土尤其是斜坡面混凝土布料能达到理想的整平度、密实度及光滑度，渠道断面尺寸准确，保证了渠道混凝土工程施工的质量。
7、本发明排振滑模式坡面砌筑机的主要性能指标均达到国外同类设备技术水平，产品价格低(为国内外同类产品的1/5～1/20)，大幅度降低了使用成本。
附图说明
附图1为本发明结构示意图；
附图2为本发明铺机结构示意图；
附图3为本发明卸料车和摊铺系统结构示意图；
附图4为本发明料仓内设置水平铰笼结构示意图；
附图5为本发明上下卸料车通过拨叉连接结构示意图；
附图6为本发明上下卸料车拨叉结构示意图；
附图7为本发明下料斗和料仓之间设置有串筒结构示意图；
附图8为本发明滑模内设置有平板振捣电机结构示意图；
附图9为本发明滑模内设置有平板振捣电机结构示意图；
附图10为本发明下端轨道采用槽形轨道结构示意图；
附图11为本发明齿条轨道结构示意图；
附图12为本发明料仓内设置有水平铰笼结构示意图；
附图13为本发明主桁架上的输送皮带设置在皮带辊和V型刮浆板之间结构示意图；
附图14为本发明V型刮浆板固定设置在固定架上结构示意图；
附图15为本发明固定架和上卸料车之间设置有压簧结构示意图；
附图16为本发明V型刮浆板两侧设置有下料斗结构示意图；
附图17为本发明在料仓出口下端设置有振捣棒结构示意图；
附图18为本发明设置有10个振捣棒结构示意图。
附图中：1主桁架、2上卸料车、3主受料斗、4主皮带机、5行走机构、6拨叉、7串筒、8下卸料车、9滑模、10操作室、11辅皮带机、12辅桁架、13辅机受料斗、14上端轨道、15下料斗、16行走电机、17上行走轮、18平板振捣电机、19料仓、20料仓出口、21行走传动齿轮、22齿条轨道、23分料刮浆装置、24铰笼电机、25水平铰笼、26升降机、27下行走轮、28下端轨道、29输送皮带、30固定架、31V型刮浆板、32固定螺栓、33橡胶刮料板、34压簧、35皮带辊、36连接杆、37振捣电机、38振捣棒、39卡具、40支架。
具体实施方式
下面结合实施例将本发明作详细介绍，如附图1所示，本发明包括主桁架1、设置在主桁架两端的行走机构5、设置在主桁架1顶端主受料斗3、设置在主桁架1底部的电气操作室10、设置在主桁架1上的主皮带机4和输送皮带29、设置在主桁架1上的上卸料车2和下卸料车8、设置在上卸料车2和下卸料车8上的输料系统、设置在下卸料车8上的成型系统，如附图5、6、10、11所示，所述的上卸料车2为通过上行走轮17设置在主桁架1上端轨道14上的上卸料车2，下卸料车8为通过下行走轮27设置在主桁架1下端轨道28上的下卸料车8，在上、下卸料车2、8之间设置有连接拨叉6，在下卸料车8上设置有行走电机16，设置在下卸料车8上的行走传动齿轮21和主桁架1上的齿条轨道22相啮合，行走传动齿轮21和行走电机16传动轴相连接，所述的下端轨道28为槽形轨道，下行走轮27嵌置在下端轨道28内，可在下端轨道28内移动，使摊铺机下卸料车8的行走传动齿轮21在其上部平稳、可靠运行。在输料、布料和成型过程中能准确控制上卸料车2和下卸料车8的位置，从而使输料和布料的位置能够得到精确控制，保证整个坡面砌筑的质量。如附图3、4、7、12、13、14、15、16所示，所述的输料系统包括设置在主桁架1上的主皮带机4和输送皮带29、设置在上卸料车2上的位于输送皮带29上端的分料刮浆装置23、设置在分料刮浆装置23下端两侧的下料斗15、连通下料斗15和下卸料车8上的料仓19的串筒7以及设置在料仓19内的水平铰笼25，水平铰笼25和设置在下卸料车8上的铰笼电机24相连接，所述的分料刮浆装置23由设置在上卸料车2的固定架30以及和固定架30固定连接的V型刮浆板31构成，所述的V型刮浆板31的下端设置有橡胶刮料板33，如附图14所示，本发明固定架30上固定设置有两个V型刮浆板31。本发明在上卸料车2内设置两道V型刮浆板31，前道刮浆板可卸绝大部分混凝土，后一道刮浆板可清除漏过的混凝土浆。如附图15所示，在固定架30和上卸料车2之间的固定螺栓32上设置有压簧34，即可通过螺栓调整V型刮浆板31和主皮带机输送皮带29间压力大小，又可自动调整由于橡胶刮料板33磨损而同输送皮带29间的间隙。如附图13所示在上卸料车2内输送皮带29的下端设置有皮带辊35。如附图3、4、8、9、17、18所示，所述的成型系统包括设置在料仓19内水平铰笼25下端的6个或6个以上的和料仓出口20呈水平设置的振捣棒38、设置在振捣棒38后端的滑模9构成，所述的振捣棒38通过卡具39固定在料仓19的下端，振捣棒38和振捣电机37相连接，所述的振捣电机37通过支架40固定在料仓19上，所述的滑模9内设置有平板振捣电机18，滑模9通过连接杆36和下卸料车8相连接。
本发明主桁架1长度可在不大于36m内根据实际坡长进行设计。
本发明主体为一位于坡面上的一个大跨度的钢桁架即主桁架1，可通过行走机构5在轨道上运行。通过安装在辅桁架12上的辅机受料斗13、辅皮带机11以及主受料斗3输送混凝土至主皮带机4上，通过安装在主桁架1上的上下卸料车2、8、输料系统、成型系统、滑模9进行混凝土输送、摊铺、振捣和整平。下卸料车8自带行走装置，并通过拨叉6带动上卸料车2运行。主桁架1上部的上卸料车2通过由V型刮浆板31构成的分料器、下料斗15和串筒7将混凝土输送至料仓19内，通过水平铰笼25将混凝土在料仓19内水平输送，振捣棒38进行振捣，滑模9进行整平。
本发明工作过程为：当渠道完成削坡、土工膜铺设等混凝土砌筑施工前工作后，将本发明砌筑机进行就位、找正，并测量滑模9对应坡面高度到设计位置，将卸料车运行至坡底，然后进行混凝土砌筑。如附图2所示，首先由混凝土运输车将混凝土卸到辅皮带机上，再由辅皮带机输送到主皮带机，如附图3、7、16所示，通过主皮带机上的上卸料车2分料器即V型刮浆板31将混凝土通过两侧下料斗15和串筒7输送到料仓19内，料仓19宽度为3m，通过料仓19内的水平铰笼25将混凝土在料仓19内摊平；如附图3、17、18所示，料仓19底部为敞口形式，距坡面约120mm，在这之间安装有振捣器即振捣棒38。当料仓19内混凝土高度达到料仓19高度1/3后，启动振捣棒38，并向坡顶运行下卸料车8。下卸料车8通过拨叉6带动上卸料车2实现同步运行，其运行速度根据混凝土运输车卸料速度调整，一般情况下在1m/min～2m/min之间。混凝土经振捣棒38振捣后由滑模9进行压光、整平。滑模9向上运行至移出坡顶后，将整机向下一起移动，继续进行砌筑。本发明整机功率为65kW，重量约30t，摊铺厚度10～30cm，整机行走速度5m/min，理论生产率12m³/h。