一种自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机

摘要

本发明涉及一种自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机，属沟渠挖掘设备技术领域。它由掘进机和衬砌装置构成，掘进机由行走履带、机组室、掘进筒、输送筒、传送筒、减速器、绞土叶片等构成。衬砌装置由料斗、导向滑模、成形滑模、压边板、分料板和翼板构成。该机通过掘进机前端的绞土叶片和切土盘对地面进行U型沟渠掘进作业，挖掘的土方通过输送筒送至沟渠的一侧，所挖沟渠的深度可调；成形后的沟渠再由后端的衬砌装置完成防渗衬砌作业，使沟渠挖掘和防渗衬砌在一台机器上完成。该机所挖沟渠底面平整、断面标准，工作效率高，解决了现有机械所挖的沟渠深浅不一，衬砌层不密实，无法在沟渠弯角处衬砌作业的问题，适用于工农业生产中的沟渠开挖作业。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机，属沟渠挖掘设备技术领域。

背景技术

[0002] 在工农业生产中，经常需要进行地面U型开挖沟渠的作业，现有地面沟渠的开挖，一般都是借助机械或依靠人工挖掘。目前挖掘机械的机型主要有三种，一种是铧犁式开沟机，其工作原理犹如犁地，缺陷是开沟时牵引阻力大；第二种是旋转式开沟机，其工作原理犹如铣刀铣削，缺陷是功耗大、效率低；第三种是各种型号的挖掘机，其工作原理是反铲挖土、旋转卸载，缺陷是不能使渠道成为U型，所开挖的沟渠断面呈梯形或矩形，且深浅不一，需人工二次修整，耗工费时，增加工程成本。依靠人工挖掘沟渠不但耗费人工多，工作速度慢，而且劳动强度大。

另一方面，无论借助机械或依靠人工挖掘的沟渠，在沟渠挖掘成形后，还要使用U型槽混凝土预制件进行拼装，这种拼装的U型槽存在分缝多、渗水垮渠，保水性能差，工程成本高，质量控制困难；但依靠人工用混凝土对沟渠进行防渗衬砌，不但费工费时，且质量不稳定，工程成本大幅上升。为了解决这一问题，也有借助衬砌机对沟渠进行防渗衬砌的，该种衬砌机是借助卷扬机的牵引进行作业的，工作效率虽然较人工有了很大的提高，但衬砌层不密实，表面不光滑，不能在盘山渠上使用，同时受沟渠地域的限制，牵引绳索不宜过长，需要不时地变换卷扬机的固定位置，同时卷扬机的固定处需要二次修整，无形之中增加了劳动量。而且沟渠的弯角处衬砌机无法完成防渗衬砌作业，必须依靠人工完成。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种通过设置在一体机前端的绞土叶片和切土盘对地面进行U型沟渠挖掘作业，通过一体机后端的衬砌装置对所挖沟渠完成防渗衬砌作业，沟渠挖掘和防渗衬砌在一台机器上完成。以解决现有挖掘机械所开挖的沟渠深浅不一，不能一次成形，以及现有衬砌机的衬砌层不密实，表面不光滑，并且无法完成沟渠弯角处防渗衬砌作业问题的自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机，它由掘进机和衬砌装置构成，衬砌装置通过牵引杆安装在掘进机的尾端，其特征在于：

所述的掘进机由行走履带、机架、机组室、驾驶室、电动机、掘进筒、输送筒、传送筒、减速器、绞土叶片、切土盘A和切土盘B构成；行走履带的上方通过机架设置有机组室，机组室一侧设置有驾驶室，行走履带之间的机架上呈倾斜状设置有输送筒，输送筒的一端置于机组室内，输送筒的另一端置于行走履带的前端下方，该端上通过法兰连接有掘进筒，掘进筒内设置有绞土主轴，绞土主轴上安装有掘进叶片，绞土主轴的端头上设置有绞土叶片；机组室内的输送筒一侧通过机架安装有发动机和发电机，机组室内输送筒的端头上设置有输出口，输出口的下方装有传送筒；掘进筒上方通过安装架安装有电动机，电动机的一端装有与电动机连接的减速器，减速器通过传动链与绞土主轴连接，减速器顶部装有电动机A，减速器两侧装有减速器A和减速器B，掘进筒端口两侧通过轴承座对称安装有切土盘A和切土盘B；

所述的输送筒与传送筒呈“丁”字状设置，输送筒与传送筒内分别设置有绞龙，输送筒与传送筒上分别安装有传动装置，传动装置通过传动链分别与输送筒和传送筒内的绞龙轴连接；所述的掘进筒与输送筒的连接处设置有耳板，掘进筒与输送筒通过耳板与安装在机架上的液压缸连接；所述的电动机A通过传动链分别与减速器A和减速器B连接，切土盘A和切土盘B分别通过传动链与减速器A和减速器B连接；

所述的衬砌装置由料斗、导向滑模、成形滑模、压边板、分料板和翼板构成，导向滑模与成形滑模连接处的上方设置有料斗，料斗底部设置有分料板，分料板的一端和两侧分别设置有沟渠底部料口和沟渠边壁料口，料斗下方两侧的导向滑模上部设置有压边板，成形滑模两侧上部设置有翼板，料斗下方的导向滑模内安装有振动器、挤进器和电动机B，挤进器通过拐膊器与电动机B连接。

本发明的有益效果在于：

该自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机通过掘进机前端的绞土叶片和切土盘对地面进行U型沟渠掘进作业，使U型沟渠可一次成型，且工作效率高，渠形整齐、断面标准，作业过程中所挖掘的土方通过输送筒和传送筒输送至沟渠的一侧。成形后的沟渠通过一体机后端的衬砌装置完成防渗衬砌作业，使沟渠挖掘和防渗衬砌在一台机器上完成。该一体机自带动力，工作时无需外力牵引，避免了现有挖掘机械在工作过程中，受外力牵引动力因素的影响，使得所开挖的沟渠深浅不一，需人工二次修整，导致衬砌层不密实，表面不光滑，以及现有衬砌机无法完成沟渠弯角处防渗衬砌作业和不能在盘山渠上使用的问题。该一体机设计合理，结构简单，掘进速度为2～4米∕分钟，所挖沟渠的深度可调。

 附图说明：

图1为自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机的主视结构示意图；

图2为自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机的掘进机的右视结构示意图；

图3为自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机的掘进机的左视结构示意图；

图4为自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机的衬砌装置的主视结构示意图；

图5为自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机的衬砌装置的俯视结构示意图；

图6为自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机的衬砌装置的左视结构示意图。

图中：1、掘进机，2、衬砌装置，3、牵引杆，4、行走履带，5、机架，6、机组室，7、驾驶室，8、电动机，9、掘进筒，10、输送筒，11、传送筒，12、减速器，13、绞土叶片，14、加强杆，15、发动机，16、发电机，17、输出口，18、绞土主轴，19、掘进叶片，20、传动链，21、电动机A，22、减速器A，23、减速器B，24、安装架，25、切土盘A，26、切土盘B，27、传动装置，28、绞龙轴，29、耳板，30、液压缸，31、轴承座，32、料斗，33、导向滑模，34、成形滑模，35、压边板，36、分料板，37、翼板，38、沟渠底部料口，39、沟渠边壁料口，40、振动器，41、挤进器，42、拐膊器，43、电动机B。

具体实施方式：

该自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机由掘进机1和衬砌装置2构成，衬砌装置2通过牵引杆3安装在掘进机1的尾端。掘进机1由行走履带4、机架5、机组室6、驾驶室7、电动机8、掘进筒9、输送筒10、传送筒11、减速器12、绞土叶片13、切土盘A25和切土盘B26等构成，行走履带4的上方通过机架5设置有机组室6，机组室6的一侧设置有驾驶室7。行走履带4之间的机架5上呈倾斜状设置有输送筒10，输送筒10的一端置于机组室6内，输送筒10的另一端置于行走履带4的前端下方。

机组室6内的输送筒10的一侧通过机架5安装有发动机15和发电机16，机组室6内的输送筒10的端头上设置有输出口17，输出口17的下方通过机架5安装有传送筒11，输送筒10与传送筒11呈“丁”字状设置，输送筒10与传送筒11内分别设置有绞龙，输送筒10与传送筒11上分别安装有传动装置27，传动装置27通过传动链20分别与输送筒10与传送筒11内的绞龙轴28连接。

行走履带4前端下方的输送筒10的端头上通过法兰连接有掘进筒9，掘进筒9与输送筒10的连接处设置有耳板29，掘进筒9与输送筒10通过耳板29与安装在机架5上的液压缸30连接。液压缸30的作用是控制掘进筒9的高低，进而调节所挖沟渠的深浅。掘进筒9内设置有绞土主轴18，绞土主轴18上安装有掘进叶片19，绞土主轴18的端头上设置有绞土叶片13。

掘进筒9的上方通过安装架24安装有电动机8，电动机8的一端装有与电动机8连接的减速器12，减速器12通过传动链20与绞土主轴18连接。减速器12顶部装有电动机A21，减速器12两侧装有减速器A22和减速器B23，掘进筒9端口两侧通过轴承座31对称安装有切土盘A25和切土盘B26。电动机A21通过传动链20分别与减速器A22和减速器B23连接，减速器A22和减速器B23分别通过传动链20与切土盘A25和切土盘B26连接。切土盘A25和切土盘B26的作用是对所挖沟渠的边壁进行裁切，而切土盘A25和切土盘B26之间的沟渠土方则由绞土叶片13进行挖掘，掘出后的土方通过掘进叶片19传送至输送筒10，再由输送筒10传送至传送筒11并最终输送至所挖沟渠的一侧。

沟渠成形后，通过掘进机1后端的衬砌装置2来完成防渗衬砌作业，衬砌装置2由料斗32、导向滑模33、成形滑模34、压边板35、分料板36和翼板37构成，导向滑模33与成形滑模34连接处的上方设置有料斗32，料斗32的底部设置有分料板36，分料板36的一端和两侧分别设置有沟渠底部料口38和沟渠边壁料口39。分料板36的作用是将料斗32内部分割成3个相对独立且与沟渠底部料口38和沟渠边壁料口39对应的盛料仓，使料斗32内的混凝土料分流下落，均匀摊铺。

料斗32两侧的导向滑模33上部设置有压边板35，用于对沟渠边际整形，成形滑模34两侧设置有翼板37，其目的是对从沟渠边壁料口39下落的混凝土料起导向作用，防止其堆积。料斗32下方的导向滑模33内安装有振动器40、挤进器41和电动机B43，挤进器41通过拐膊器42和传动链20与电动机B43连接。挤进器41的目的是对从沟渠底部料口38下落的混凝土料起挤压作用，进一步使衬砌层密实；振动器40的目的一是防止混凝土料在料斗32内淤积，加快混凝土料的下落速度，二是使衬砌层更加密实。导向滑模33和成形滑模34的上方开口处分别设置有加强杆14，用于加强导向滑模33和成形滑模34的整体强度（参见附图1—6）。

 该自走式U型沟渠土方掘进衬砌一体机自带动力，工作中的动力电源由发电机16提供，工作时无需牵引，解决了现有挖掘机械在工作过程中，受到牵引动力一些不可确定因素的影响，使开挖的沟渠深浅不一，不能一次成形，需要人工进行修整，增加劳动量；以及现有衬砌机的衬砌层不密实，表面不光滑，而且无法完成沟渠弯角处防渗衬砌作业的问题。该一体机设计合理，结构简单，掘进速度为2～4米∕分钟，所挖沟渠的深度可调，可广泛用于工农业生产中的沟渠开挖作业。