盾构管片单片网外弧钢筋和内弧钢筋的弯弧装置

摘要

本发明公开一种盾构管片单片网外弧钢筋和内弧钢筋的弯弧装置，其结构包括：在沿外弧钢筋弧线轨迹的机架上/内弧钢筋弧线轨迹的机架上，设置有弯曲送进装置、限位导向装置和牵引装置；弯曲送进装置包括：在外弧钢筋/内弧钢筋两侧有两个压下轮和一个支撑轮，两个压下轮按照外弧钢筋弧线轨迹/内弧钢筋弧线轨迹将直条钢筋压在支撑轮上对其压下弯弧形成外弧钢筋/内弧钢筋；支撑轮设置在电磁离合器的一端，电磁离合器另一端连接电机减速机。本发明有益效果：结构简单，成本低，只需两个压下轮和一个支撑轮将直条钢筋压弯成所弧形钢筋，能生产不同弧度的盾构管片单片网；通过调整一对导向轮位置，适应生产不同规格外弧钢筋8a或内弧钢筋8b。

说明书

技术领域

本发明涉及的是盾构管片单片网，特别涉及的是盾构管片单片网外弧钢 筋和内弧钢筋的弯弧装置。

背景技术

在修建隧道过程中，盾构机挖出圆形洞孔后需要多个弧形的盾构管片将 圆形洞孔固定，为后续工程提供坚固安全的空间。盾构管片是由盾构管片钢 筋笼与混凝土锚固结合形成不同尺寸的弧形盾构管片混凝土构件。所述盾构 管片钢筋笼包括呈弧形状的多个盾构管片单片网20。

图11是单个盾构管片单片网结构示意图。

如图11所示，盾构管片单片网20包括：一个内弧钢筋8b和一个外弧钢 筋8a，内弧钢筋8b两端向同一侧弯曲后形成的侧边与外弧钢筋8a两端部焊 接后形成弧形盾构管单片网20的框架，在内弧钢筋8b和外弧钢筋8a之间间 隔焊接多根箍筋7，形成盾构管片单片网20。

现有技术弯曲内弧钢筋和外弧钢筋是采用挤压设备，该挤压设备包括： 在一块固定模板上安装一个固定模块，该固定模块的内侧和外侧分别安装有 与盾构管片单片网相同的多个内弧固定模块和多个外弧固定模块；在固定模 板的两侧分别设置有能移动的多个内弧移动模块和多个外弧移动模块，两根 直条钢筋分别被夹紧在内弧移动模块和外弧移动模块上，驱动机构驱动内弧 移动模块和外弧移动模块同时向内弧固定模块和外弧固定模块移动，两根直 条钢筋同时被挤压弯曲形成内弧钢筋和外弧钢筋。

现有技术弯曲内弧钢筋和外弧钢筋的设备存在结构复杂，成本高的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种将直条钢筋设置在两 个压轮和一个支撑轮之间，对直条钢筋挤压弯弧形成外弧钢筋和内弧钢筋， 并由牵引装置牵引移动外弧钢筋和内弧钢筋，具有结构简单、成本低的盾构 管片单片网外弧钢筋和内弧钢筋的弯弧装置。

解决上述技术问题的技术方案是：一种盾构管片单片网外弧钢筋和内弧 钢筋的弯弧装置，所述弯弧装置包括：机架，在机架上设置有外弧钢筋弧线 轨迹/内弧钢筋弧线轨迹，在沿外弧钢筋弧线轨迹的机架上/内弧钢筋弧线轨 迹的机架上，依次设置有弯曲送进装置、限位导向装置和牵引装置；所述弯 曲送进装置包括：在外弧钢筋/内弧钢筋的两侧分别设置有两个压下轮和一个 支撑轮，两个压下轮位于支撑轮中心轴线两侧，两个压下轮按照外弧钢筋弧 线轨迹/内弧钢筋弧线轨迹将直条钢筋压在支撑轮上对其压下弯弧形成外弧 钢筋/内弧钢筋；所述支撑轮设置在电磁离合器的一端，电磁离合器另一端连 接电机减速机的输出轴；两个压下轮铰接在移动调整机构的一端。

优选方案是：所述弯弧装置有两个，两个弯弧装置结构相同镜像对称， 并分别按照外弧钢筋弧线轨迹和内弧钢筋弧线轨迹并列设置在机架上。

优选方案是：所述移动调整机构包括；压下轮座、压下轮丝杆；压下轮 座的一端铰接间隔设置的两个压下轮；压下轮座另一端的螺纹孔中配装有压 下轮丝杆一侧的螺杆，压下轮丝杆另一侧铰接支撑在压下轮座支架的孔中并 通过紧固件将其锁紧在压下轮座支架上，压下轮座支架凸出设置在机架上； 压下轮座的左右两侧凹槽滑配在压下轮座支架的U字形框架内两侧的滑道 上。

优选方案是：所述支撑轮通过衔铁键连接在电磁离合器一端的衔铁组件 外圆上，衔铁组件内孔铰接在电机减速机的输出轴上；电磁离合器另一端转 子组件通过电机键连接电机减速机的输出轴；电磁离合器另一端的法兰和电 机减速机均固定连接在机架的机架横梁上。

优选方案是：所述限位导向装置是铰接在机架上的多个辊轮，用于限制 外弧钢筋/内弧钢筋在沿其圆弧半径方向和沿垂直机架工作台面方向窜动。

优选方案是：所述限位导向装置包括：限位装置和导向装置；所述限位 装置限制外弧钢筋/内弧钢筋沿其圆弧半径方向移动；所述导向装置限制外弧 钢筋/内弧钢筋沿垂直机架工作台面方向移动。

优选方案是：所述限位装置是在沿外弧钢筋的圆弧半径方向的机架上/ 内弧钢筋的圆弧半径方向的机架上铰接一对限位轮，外弧钢筋/内弧钢筋从一 对限位轮之间穿过。

优选方案是：所述导向装置包括：在沿外弧钢筋弧线轨迹的机架上/内弧 钢筋弧线轨迹的机架上分别设置有导向轮装置、位于导向轮装置两侧的上限 位轮装置和下限位轮装置；所述上限位轮装置包括：在沿外弧钢筋的圆弧半 径方向的机架上/内弧钢筋的圆弧半径方向的机架上凸出设置有位置对称的 一对上限位支架，在一对上限位支架之间铰接一个上限位轮，在上限位轮与 机架之间有外弧钢筋/内弧钢筋穿过；所述导向轮装置包括：在沿外弧钢筋圆 弧半径方向的机架上/内弧钢筋圆弧半径方向的机架上凸出设置有导向槽支 架和导向丝杆支架；在导向槽支架的槽内滑配支撑导向轮架一侧的底部，导 向轮架一侧端部的螺纹孔中配装导向丝杆的一侧，导向丝杆另一侧的端部铰 接支撑在导向丝杆支架的孔中；导向轮架另一侧的框架上铰接支撑一对导向 轮，外弧钢筋/内弧钢筋穿过一对导向轮之间；所述下限位轮装置包括：在沿 外弧钢筋圆弧半径方向的机架上/内弧钢筋圆弧半径方向的机架上固定有位 置对称的一对下限位轮轴，在一对下限位轮轴之间铰接一个下限位轮，外弧 钢筋/内弧钢筋从下限位轮顶面上方穿过。

优选方案是：所述导向装置包括两个以上。

优选方案是：所述牵引装置是结合在外弧钢筋端部/内弧钢筋端部的移动 驱动机构，牵引装置夹紧外弧钢筋端部/内弧钢筋端部按照外弧钢筋弧线轨迹 移动/内弧钢筋弧线轨迹移动。

本发明的有益效果是：本发明克服现有技术的缺陷，本发明结构简单， 成本低，易制造，只需要两个压下轮和一个支撑轮配合移动调整机构就能将 直条钢筋压弯成所需规格的弧形钢筋；初始弯曲钢筋时，弯曲送进装置中的 支撑轮在电机减速机的驱动下将直条钢筋弯成弧形后进行送进，弧形钢筋沿 输送方向依次通过限位导向装置和牵引装置，当牵引装置夹紧到弧形钢筋后， 电机减速机停止工作，牵引装置作为动力牵引弧形钢筋移动，本发明具有结 构合理，保证了生产的稳定性。本发明适应性强，能适应不同规格盾构管片 单片网的生产，在移动调整机构和导向轮装置上分别设置有压下轮丝杆和导 向丝杆；转动压下轮丝杆能调整两个压下轮与支撑轮之间的位置，生产不同 弧度的盾构管片单片网；转动导向丝杆能调整一对导向轮的位置，适应生产 不同规格外弧钢筋8a或内弧钢筋8b。

附图说明

图1是本发明的俯视图，图中显示一个弯弧装置；

图1a是本发明的俯视图，图中显示结构相同的两个弯弧装置同时弯曲外 弧钢筋和内弧钢筋；

图2a是图1中的A-A剖面图；

图2b是图1中移动调整机构局部放大图；

图3是图1中B向视图；

图4是图1中上限位轮装置的放大图；

图5是图4的A向视图；

图6是图1中下限位轮装置的放大图；

图7是图6中D向剖视图；

图8是图1中导向轮装置的放大图；

图9是图8中C向视图；

图10是图9中C-C剖视图；

图11是单个盾构管片单片网结构示意图。

《附图中序号说明》

1：机架；1a：压下轮座支架；1b：导向槽支架；1c：上限位支架；1d： 导向丝杆支架；1f：机架横梁；2：压下轮丝杆；3：压下轮座；4：压下轮； 5：支撑轮；6：限位轮；7：箍筋；8a：外弧钢筋；8b：内弧钢筋；9：导 向轮装置；10：电机减速机；10a：输出轴；11：电磁离合器；11a:转子组件； 11b:衔铁组件；11c:法兰；12：上限位轮装置；13：下限位轮装置；14：上 限位轮；15：下限位轮；16：下限位轮轴；17：导向丝杆：18：导向轮架； 18a：导向长孔；19：导向轮；20：盾构管片单片网；21：支架压盖；22：支 撑轴；22a:盖板；22b:盖板长孔；23：限位螺栓；25：锁紧螺母；27:电机键； 28：衔铁键；30：弯曲送进装置；31：移动调整机构；40：限位装置；50： 导向装置；60：牵引装置；R:外弧钢筋圆弧半径；R1：内弧钢筋圆弧半径； Y-Y:圆弧半径方向；Z-Z:垂直机架工作台面方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施进一步详述。

本发明提供一种盾构管片单片网外弧钢筋和内弧钢筋的弯弧装置，所述 弯弧装置包括：机架1，在机架1上设置有外弧钢筋8a弧线轨迹/内弧钢筋 8b弧线轨迹，在沿外弧钢筋8a弧线轨迹的机架1上/内弧钢筋8b弧线轨迹 的机架1上，依次设置有弯曲送进装置30、限位装置40、导向装置50和牵 引装置60。

所述弯曲送进装置30包括：在外弧钢筋8a/内弧钢筋8b的两侧分别设 置有两个压下轮4和一个支撑轮5，两个压下轮4位于支撑轮5中心轴线两 侧，两个压下轮4按照外弧钢筋8a弧线轨迹/内弧钢筋8b弧线轨迹将直条钢 筋压在支撑轮5上对其压下弯弧形成外弧钢筋8a/内弧钢筋8b；所述支撑轮 5设置在电磁离合器11的一端，电磁离合器11另一端连接电机减速机10的 输出轴10a；两个压下轮4铰接在移动调整机构31的一端。

所述弯弧装置有两个，两个弯弧装置结构相同镜像对称，并分别按照外 弧钢筋8a弧线轨迹和内弧钢筋8b弧线轨迹并列设置在机架1上。

所述移动调整机构31包括；压下轮座3、压下轮丝杆2；压下轮座3的 一端铰接间隔设置的两个压下轮4；压下轮座3另一端的螺纹孔中配装有压 下轮丝杆2一侧的螺杆，压下轮丝杆2另一侧铰接支撑在压下轮座支架1a的 孔中并通过紧固件将其锁紧在压下轮座支架1a上，压下轮座支架1a凸出设 置在机架1上；压下轮座3的左右两侧凹槽滑配在压下轮座支架1a的U字形 框架内两侧的滑道上。

更具体的说，如图1、图2a、图2b所示，压下轮座支架1a是一个U字 形的框架，在压下轮座支架1a框架内的左右两侧有凸出的滑道，压下轮座3 左右两侧凹槽滑配在压下轮座支架1a凸出的滑道上；压下轮丝杆2一侧的螺 杆配装在压下轮座3另一端的螺纹孔中，压下轮丝杆2另一侧铰接支撑在压 下轮座支架1a中部的通孔中，在压下轮丝杆2另一侧端部的螺杆上配装有锁 紧螺母25，锁紧螺母25是将压下轮丝杆2锁紧固定在压下轮座支架1a上； 当需要调整两个压下轮4位置时，松开锁紧螺母25，旋转压下轮丝杆2另一 侧端部，使移动压下轮座3移动，即可完成对两个压下轮4位置的调节。

所述支撑轮(5)通过衔铁键(28)连接在电磁离合器11一端的衔铁组 件11b外圆上，衔铁组件11b内孔铰接在电机减速机10的输出轴10a上；电 磁离合器11另一端转子组件11a通过电机键27连接电机减速机10的输出轴 10a；电磁离合器11另一端的法兰11c和电机减速机10均固定连接在机架1 的机架横梁1f上。

更具体的说，如图1、图3所示，初始状态，手动将直条钢筋从压下轮4 和支撑轮5之间穿过，启动电机减速机10工作，输出轴10a旋转带动电磁离 合器11的转子组件11a旋转，通过转子组件11a的磁场带动衔铁组件11b转 动，通过衔铁键28也带动支撑轮5旋转；压下轮4不仅将直条钢筋压在支撑 轮5上并弯弧形成外弧钢筋8a或内弧钢筋8b，在电机减速机10驱动下支撑 轮5旋转，在摩擦力的作用下，牵引并移动输送外弧钢筋8a或内弧钢筋8b， 当外弧钢筋8a或内弧钢筋8b的端部被移送到牵引装置60并被牵引装置夹紧 后，电机减速机10停止工作，转子组件11a和衔铁组件11b均停止转动；此 时，由牵引装置60作为动力牵引外弧钢筋8a或内弧钢筋8b向前移动，由压 下轮4和支撑轮5仍继续对直条钢筋压弯成弧形，在摩擦力的作用下，移动 的钢筋带动支撑轮5和衔铁组件11b共同饶电机减速机10的输出轴10a自由 转动。

所述限位装置40和导向装置50铰接在机架1上的多个辊轮，用于限制 外弧钢筋8a/内弧钢筋8b在沿其圆弧半径方向Y-Y和沿垂直机架工作台面方 向Z-Z窜动。

所述限位装置40限制外弧钢筋8a/内弧钢筋8b沿其圆弧半径方向Y-Y 移动；所述导向装置50限制外弧钢筋8a/内弧钢筋8b沿垂直机架工作台面 方向Z-Z移动。

所述限位装置40是在沿外弧钢筋8a的圆弧半径方向Y-Y的机架1上/ 内弧钢筋8b的圆弧半径方向Y-Y的机架1上铰接一对限位轮6，外弧钢筋8a/ 内弧钢筋8b从一对限位轮6之间穿过。

更具体的说，如图4、图5所示，所述外弧钢筋8a或内弧钢筋8b从一 对限位轮6之间穿过，一对限位轮6在外弧钢筋8a圆弧半径方向Y-Y或内弧 钢筋8b圆弧半径方向Y-Y限制外弧钢筋8a或内弧钢筋8b移动。

所述导向装置50包括：在沿输送外弧钢筋8a弧线轨迹的机架1/内弧 钢筋8b弧线轨迹的机架1上分别设置有导向轮装置9、位于导向轮装置9两 侧的上限位轮装置12和下限位轮装置13。

所述上限位轮装置12包括：在沿外弧钢筋8a的圆弧半径方向Y-Y的机 架1上/内弧钢筋8b的圆弧半径方向Y-Y的机架1上凸出设置有位置对称的 一对上限位支架1c，在一对上限位支架1c之间铰接一个上限位轮14，在上 限位轮14与机架1之间有外弧钢筋8a/内弧钢筋8b穿过。

所述导向轮装置9包括：在沿外弧钢筋8a圆弧半径方向Y-Y的机架1上 /内弧钢筋8b圆弧半径方向Y-Y的机架1上凸出设置有导向槽支架1b和导向 丝杆支架1d；在导向槽支架1b的槽内滑配支撑导向轮架18一侧的底部，导 向轮架18一侧端部的螺纹孔中配装导向丝杆17的一侧，导向丝杆17另一侧 的端部铰接支撑在导向丝杆支架1d的孔中；导向轮架18另一侧的框架上铰 接支撑一对导向轮19，外弧钢筋8a/内弧钢筋8b穿过一对导向轮19之间。

所述下限位轮装置13包括：在沿外弧钢筋8a圆弧半径方向Y-Y的机架 1上/内弧钢筋8b圆弧半径方向Y-Y的机架1上固定有位置对称的一对下限 位轮轴16，在一对下限位轮轴16之间铰接一个下限位轮15，外弧钢筋8a/ 内弧钢筋8b从下限位轮15顶面上方穿过。

更具体的说，如图8至图10所示，所述一对导向轮19中的一个导向轮 是位置固定的铰接轮；另一个导向轮是可移动的铰接轮，可移动的铰接轮的 结构是：导向轮19的内孔通过轴承铰接在支撑轴22外径上，支撑轴22外径 插入导向轮架18另一侧框架的两个导向长孔18a中，两个导向长孔18a位于 导向轮架18另一侧框架的上下位置，支撑轴22上端面有覆盖在导向轮架18 另一侧框架顶面的盖板22a，在盖板22a上设置有位置对称的两个盖板长孔 22b，盖板长孔22b的宽度与限位螺栓23的螺杆滑配，限位螺栓23穿过盖板 长孔22b后固定在导向轮架18另一侧框架顶部。外弧钢筋8a或内弧钢筋8b 穿过一对导向轮19之间，所述导向长孔18a和盖板长孔22b能够根据外弧钢 筋8a或内弧钢筋8b的不同规格进行调节。

所述导向丝杆17一侧的螺杆配装在导向轮架18一侧端部的螺纹孔中， 导向丝杆17另一侧端部铰接支撑在导向丝杆支架1d孔中，为限制导向丝杆 17横向移动，制作中，将导向丝杆支架1d和支架压盖21分别制成半个孔， 导向丝杆17位于导向丝杆支架1d和支架压盖21结合后整个孔内的轴尺寸小 于所述孔外两侧轴的尺寸，因此，导向丝杆17另一侧端只能作旋转动作，不 能沿导向丝杆支架1d横向移动；导向丝杆17用于调整导向轮架18中一对导 向轮19的位置，适应加工不同规格的外弧钢筋8a或内弧钢筋8b。

如图6、图7所示，所述一对下限位轮轴16通过紧固件固定在机架1上， 在一对下限位轮轴16之间的机架1上开有通孔，便于安装下限位轮15。

所述导向装置50包括两个以上。

所述牵引装置60是结合在外弧钢筋8a端部/内弧钢筋8b端部的移动驱 动机构，牵引装置60夹紧外弧钢筋8a/内弧钢筋8b端部按照外弧钢筋8a弧 线轨迹移动/内弧钢筋8b弧线轨迹移动。

附图中的R是外弧钢筋圆弧半径；R1是内弧钢筋圆弧半径。