一种盾构管片混凝土粗抹面装置的制作方法

1.本发明涉及盾构管片生产过程中混凝土外弧面收水抹面领域，尤其涉及一种用于盾构管片生产的粗抹面装置。


背景技术：

2.盾构管片是隧道建设施工中的主要装配构件，起到了承重、防水的作用，是隧道中行车安全的重要保障，因此盾构管片的生产质量至关重要。而盾构管片的生产过程中，对管片的外弧面的混凝土进行收水抹面是一道关键工序。目前对盾构管片外弧面的混凝土进行收水抹面主要依靠的是人工操作。当混凝土进入模具并完成振捣后，通常需要两个工人拉着长杆沿着管片的外弧面来回搓赶，劳动强度高，效率低。同时由于人工操作无法准确控制操作力度，往往会造成盾构管片的外弧面抹面不均匀，降低了管片外弧面的密实度，抗渗性以及耐久性，严重影响管片的生产质量。


技术实现要素：

3.本发明要解决的问题就是针对以上不足而提供一种能够实现盾构管片收水抹面的机械化和自动化生产的装置。其技术方案如下：
4.一种盾构管片混凝土粗抹面装置，其关键技术在于包括x轴运动机构、旋转轴运动机构、y轴运动机构、z轴运动机构、模具自适应机构和粗抹端收水抹面执行器，y轴运动机构安装在x轴运动机构上，z轴运动机构与y轴运动机构垂直安装，z轴运动机构的下端安装粗抹端收水抹面执行器。
5.所述x轴运动机构包括地轨模组、第一导轨和x向运动驱动装置，第一导轨分别安装在地轨模组的两边，第一导轨上安装旋转装置安装板，旋转装置安装板上安装x向运动驱动装置。
6.所述旋转轴运动机构包括横梁安装座和旋转轴支撑板，横梁安装座底端安装在旋转装置安装板上，上端安装旋转驱动装置，旋转驱动装置上安装旋转轴支撑板。
7.所述y轴运动机构包括粗抹端横梁、y向安装底座和y向滑座，粗抹端横梁安装在旋转轴支撑板上，在粗抹端横梁两边分别安装y向安装底座，y向安装底座上安装第二导轨，第二导轨上安装y向滑座，y向滑座上安装y向驱动装置34。
8.所述z轴运动机构包括z向丝杠安装底座、z向矩管和z向滑座，在z向丝杠安装底座两侧分别安装第三导轨，在第三导轨上安装z向滑座，z向滑座上端与z向矩管上端联接，在z向滑座上安装z向驱动装置，z向丝杠安装底座底端安装在粗抹端横梁的一端，z向矩管下端穿过粗抹端横梁。
9.所述模具自适应机构包括粗抹执行端法兰和粗抹执行端转轴，粗抹执行端法兰由法兰连接板连接，粗抹执行端法兰下端之间通过轴承安装粗抹执行端转轴，模具自适应机构通过法兰连接板与z向矩管末端连接。
10.所述粗抹端收水抹面执行器具有粗抹板，粗抹板一面安装上连接端，上连接端上
安装粗抹执行端连接杆，粗抹端收水抹面执行器通过粗抹执行端连接杆与模具自适应机构的粗抹执行端转轴连接。
11.在所述第一导轨端部设置机械挡块。
12.所述粗抹板两端安装振动电机。
13.所述粗抹板前后两侧为圆角结构。
14.在所述粗抹板和上连接端之间安装弹簧减震器。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
16.1、该装置可取代管片混凝土浇筑后的人工初步收面工作，通过刮平混凝土、填补凹陷、刮除多余混凝土等，以确保外弧面弧度、使混凝土表面平顺，降低了生产工人的劳动强度，实现盾构管片收水抹面的机械化和自动化生产，达到盾构管片收水抹面高效、精准、稳定的目标，确保收水抹面效果满足管片外观和实体质量、脱模工艺等要求，提高管片的生产质量和生产效率，为隧道的行车安全提供保障。
17.2、模具自适应机构和粗抹端收水抹面执行器的配合，能准确控制操作力度，盾构管片外弧面抹面均匀，大大提高了管片外弧面的密实度、抗渗性以及耐久性，降低了生产成本。
附图说明
18.图1，是本发明结构示意图；
19.图2，是图1a部放大结构示意图；
20.图3，是本发明x轴运动机构结构示意图；
21.图4，是本发明第一导轨、第一滑块、旋转装置安装板放大结构示意图；
22.图5，是本发明旋转轴运动机构结构示意图；
23.图6，是本发明y轴运动机构结构示意图；
24.图7，是图6b部放大结构示意图；
25.图8，是本发明z轴运动机构结构示意图；
26.图9，是图8c部放大结构示意图；
27.图10，是本发明模具自适应机构结构示意图；
28.图11，是本发明粗抹端收水抹面执行器结构示意图。
具体实施方式
29.如图1、图2所示，一种盾构管片混凝土粗抹面装置，其关键技术在于包括x轴运动机构1、旋转轴运动机构2、y轴运动机构3、z轴运动机构4、模具自适应机构5和粗抹端收水抹面执行器6，y轴运动机构3通过旋转轴运动机构2垂直安装在x轴运动机构1上，z轴运动机构4与y轴运动机构3垂直安装，z轴运动机构4的下端通过模具自适应机构5安装粗抹端收水抹面执行器6。
30.如图3、图4所示，所述x轴运动机构1用于实现对盾构管片混凝土进行初步收水抹面的x轴方向的运动，包括地轨模组16、2根第一导轨15和x向运动驱动装置14，第一导轨15分别安装在地轨模组16的两边，第一导轨15上通过第一滑块12安装旋转装置安装板13，旋转装置安装板13上安装x向运动驱动装置14，x轴运动机构1由x向运动驱动装置14驱动，驱
动旋转装置安装板13在第一滑块12的带动下沿着第一导轨15进行直线运动。地轨模组16的高度可以根据需求进行调整。
31.如图5所示，所述旋转轴运动机构2用于实现对盾构管片混凝土进行收水抹面的旋转轴方向的运动，包括横梁安装座23和旋转轴支撑板21，横梁安装座23底端安装在旋转装置安装板13上，上端安装旋转驱动装置22，旋转驱动装置22上安装旋转轴支撑板21。旋转驱动装置22驱动横梁安装座23进行旋转，从而带动y轴运动机构3、z轴运动机构4以及粗抹端收水抹面执行器6进行旋转运动。
32.如图6、图7所示，所述y轴运动机构3用于实现对盾构管片混凝土进行收水抹面的y轴方向的运动，包括粗抹端横梁36、2个y向安装底座35和y向滑座33，粗抹端横梁36固定安装在旋转轴支撑板21上，在粗抹端横梁36两边分别安装y向安装底座35，y向安装底座35上安装第二导轨31，第二导轨31上通过第二滑块32安装y向滑座33，y向滑座33上安装y向驱动装置34。第二滑块32可以沿着第二导轨31进行直线运动，y向滑座33可以跟随第二滑块32一起做直线运动，y向驱动装置34驱动y向滑座33沿着第二导轨31进行直线运动，进而带动z轴运动机构4和粗抹端收水抹面执行器6进行y向运动。
33.如图8、图9所示，所述z轴运动机构4用于实现对盾构管片混凝土进行收水抹面的z轴方向的运动，包括z向丝杠安装底座48、z向矩管49和z向滑座45，在z向丝杠安装底座48两侧分别通过z向导轨安装底座47安装第三导轨46，在第三导轨46上通过第三滑块43安装z向滑座45，z向滑座45上端通过连接筋板44与z向矩管49上端联接，在z向滑座45上通过丝杠螺母连接座42安装z向驱动装置41，z向丝杠安装底座48底端安装在粗抹端横梁36的一端，z向矩管49下端穿过粗抹端横梁36。z向驱动装置41运行时通过丝杠螺母连接座42带动z向滑座45和第三滑块43沿着第三导轨46进行直线运动，进而带动粗抹端收水抹面执行器6进行z向运动。
34.如图10所示，模具自适应机构5用于控制粗抹端收水抹面执行器6的角度旋转，使粗抹端收水抹面执行器6可以一直紧紧贴合在混凝土外弧面。模具自适应机构5包括2个粗抹执行端法兰53和粗抹执行端转轴52，2个粗抹执行端法兰53由法兰连接板51连接，2个粗抹执行端法兰53下端之间通过轴承54安装粗抹执行端转轴52，轴承54可以带动粗抹执行端转轴52旋转，进而控制粗抹端收水抹面执行器6的角度旋转，模具自适应机构5通过法兰连接板51与z向矩管49末端连接。
35.如图11所示，粗抹端收水抹面执行器6用于管片混凝土浇筑后初步收面，通过刮平混凝土、填补凹陷、刮除多余混凝土等，以确保外弧面弧度、使混凝土表面平顺的目的。粗抹端收水抹面执行器6具有粗抹板61，粗抹板61一面安装上连接端65，上连接端65上安装2根粗抹执行端连接杆64，粗抹端收水抹面执行器6通过粗抹执行端连接杆64与模具自适应机构5的粗抹执行端转轴52连接，粗抹板61另一面执行收水抹面工作。
36.在所述第一导轨15端部设置机械挡块11，机械挡块11可以防止x轴运动超出范围。
37.所述粗抹板61两端通过振动电机安装板63分别安装振动电机62，通过振动电机62的振动，可以将混凝土中的杂质、细石中剔除而出，保证混凝土足够的纯度和质量。
38.所述粗抹板61前后两侧为圆角结构，便于将冗余的混凝土暂时存储起来，并且补充在抹面凹陷的区域，起到刮平混凝土、填补凹陷、刮除多余混凝土的作用。
39.在粗抹板61和上连接端65之间安装2～3个弹簧减震器66，用于控制粗抹端收水抹
面执行器6用于抹混凝土的压力。