一种钢支撑轴力自锁装置的制作方法

1.本发明涉及钢支撑技术领域，具体而言，涉及一种钢支撑轴力自锁装置。


背景技术：

2.随着城市化进程的加快，深基坑工程施工频繁，城市基坑周边往往赋存大量既有建构筑物，基坑开挖引起的围护结构变形会导致周围土层随之发生变形，进而影响周边建构筑物的安全使用。为了减小这一影响，基坑开挖除了需要施作地下连续墙等围护结构外，还需要在开挖的同时同步架设支撑体系以减小围护结构的变形。
3.目前基坑工程支撑体系除首道采用混凝土支撑外，其余均采用钢支撑为主，钢支撑轴力主要通过设置在端头的液压千斤顶施加，在传统的基坑支撑作业中，通常采用千斤顶安装在基坑内，千斤顶没有锁定装置，一旦液压油失效，钢支撑也会失效。


技术实现要素：

4.为了弥补以上不足，本发明提供了一种钢支撑轴力自锁装置，旨在改善统的基坑支撑作业中，通常采用千斤顶安装在基坑内，千斤顶没有锁定装置，一旦液压油失效，钢支撑也会失效的问题。
5.本发明是这样实现的：一种钢支撑轴力自锁装置，包括安装组件、动力组件和锁止组件，其中，动力组件和锁止组件安装在安装组件上，动力组件为装置提供动力，锁止组件实现对动力组件的锁止固定。
6.所述安装组件包括安装框、连接法兰和支撑架，所述连接法兰固定安装于所述安装框的一端端部，所述支撑架固定安装于所述安装框的内部，所述安装框的内部设置有位移传感器。
7.所述动力组件包括驱动件、螺杆、连接块和顶板，所述驱动件固定安装于所述安装框的内部一侧，所述螺杆固定安装于所述驱动件，所述连接块固定安装于所述螺杆，所述顶板固定安装于所述连接块，所述顶板远离所述螺杆的一面设置有压力传感器。
8.所述锁止组件包括安装桶、电机、转轴、两个挡板、第一齿轮、第二齿轮和传动螺母，所述安装桶设置于所述支撑架上，所述电机固定安装于所述安装桶的内部，所述转轴固定安装于所述电机的输出轴，两个所述挡板固定安装于所述转轴远离所述电机的一端，所述第一齿轮设置在两个所述挡板之间，所述第一齿轮与所述转轴固定连接，所述第二齿轮与所述第一齿轮传动连接，所述传动螺母固定安装于所述第二齿轮，所述传动螺母与所述螺杆传动连接。
9.在本发明的一种实施例中，所述安装桶的外壁上固定有滑动座，所述滑动座上滑动连接有导轨，所述导轨固定安装于所述支撑架。
10.在本发明的一种实施例中，所述安装桶的外侧活动安装有钢珠，所述钢珠与所述挡板抵触。
11.在本发明的一种实施例中，所述第一齿轮与所述第二齿轮的齿轮比为1:3。
12.在本发明的一种实施例中，所述顶板远离所述连接块的一面均匀设置有防滑纹。
13.在本发明的一种实施例中，所述安装框的外侧固定有隔离罩，所述第一齿轮和所述第二齿轮均设置在所述隔离罩的内部。
14.在本发明的一种实施例中，所述安装框的四周固定有起吊环。
15.在本发明的一种实施例中，所述驱动件为液压缸。
16.在本发明的一种实施例中，所述电机为伺服电机。
17.本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的一种钢支撑轴力自锁装置，通过控制器控制电机工作，进而电机带动转轴旋转，转轴的旋转带动第一齿轮旋转，第一齿轮的旋转驱动与其啮合的第二齿轮旋转，进而第二齿轮带动传动螺母旋转，在螺杆的驱动下传动螺母沿螺杆向里运动，进而传动螺母带动第二齿轮向里运动，进而第二齿轮带动挡板向里运动，进而挡板通过转轴带动电机向里运动，进而挡板与安装框之间的距离缩短，直至挡板与安装框抵触，然后位移传感器给控制器发射信号，控制器控制电机停止工作，在挡板的作用下对第二齿轮进行限位，进而实现对螺杆的限位，进而螺杆无法向里缩回，上述装置通过压力传感器和位移传感器以及控制系统的相互配合，能够根据驱动件的实时压力自动控制顶板的顶出，并且实现对动力组件的锁止，实现自锁功能。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1是本发明实施方式提供的装置结构示意图；
20.图2为本发明实施方式提供的安装组件结构示意图；
21.图3为本发明实施方式提供的装置立体结构示意图；
22.图4为本发明实施方式提供的动力组件爆炸结构示意图；
23.图5为本发明实施方式提供的锁止组件结构示意图；
24.图6为本发明实施方式提供的锁止组件爆炸结构示意图；
25.图7为本发明实施方式提供的锁止组件立体结构示意图。
26.图中：100
‑
安装组件；110
‑
安装框；111
‑
位移传感器；112
‑
隔离罩；113
‑
起吊环；120
‑
连接法兰；130
‑
支撑架；200
‑
动力组件；210
‑
驱动件；220
‑
螺杆；230
‑
连接块；240
‑
顶板；241
‑
压力传感器；242
‑
防滑纹；300
‑
锁止组件；310
‑
安装桶；311
‑
滑动座；312
‑
导轨；313
‑
钢珠；320
‑
电机；330
‑
转轴；340
‑
挡板；350
‑
第一齿轮；360
‑
第二齿轮；370
‑
传动螺母。
具体实施方式
27.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
28.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.实施例
35.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种钢支撑轴力自锁装置，包括安装组件100、动力组件200和锁止组件300，其中，动力组件200和锁止组件300安装在安装组件100上，动力组件200为装置提供动力，锁止组件300实现对动力组件200的锁止固定。
36.请参阅图2和图3，安装组件100包括安装框110、连接法兰120和支撑架130，连接法兰120通过焊接固定安装于安装框110的一端端部，连接法兰120用来把安装框110和钢支撑连接固定，支撑架130通过螺栓固定安装于安装框110的内部一侧，安装框110的内部设置有位移传感器111，位移传感器111用来实时监测挡板340与安装框110之间的距离。在具体设置时，安装框110的外侧固定有隔离罩112，第一齿轮350和第二齿轮360均设置在隔离罩112的内部，隔离罩112实现对第一齿轮350和第二齿轮360的隔离保护，避免外界异物与它们接触，影响正常工作，安装框110的四周固定有起吊环113，便于利用起吊工具对装置进行起吊，方便安装和拆卸。
37.请参阅图4和图5，动力组件200包括驱动件210、螺杆220、连接块230和顶板240，驱
动件210通过螺栓固定安装于安装框110的内部一侧，驱动件210为液压缸，螺杆220固定安装于驱动件210的输出端，连接块230通过螺栓固定安装于螺杆220的端部，顶板240通过焊接固定安装于连接块230上，顶板240远离螺杆220的一面设置有压力传感器241，压力传感器241用来实时监测顶板240与基坑之间的压紧力，具体地，在顶板240远离连接块230的一面均匀设置有防滑纹242，增大顶板240与基坑之间的摩擦阻力，提高顶板240的稳定性。
38.请参阅图5、图6和图7，锁止组件300包括安装桶310、电机320、转轴330、两个挡板340、第一齿轮350、第二齿轮360和传动螺母370，安装桶310设置于支撑架130的内部，电机320通过螺栓固定安装于安装桶310的内部，电机320为伺服电机，转轴330通过联轴器固定安装于电机320的输出轴端部，两个挡板340通过焊接固定安装于转轴330远离电机320的一端，两个挡板340设置在安装框110的外侧，第一齿轮350设置在两个挡板340之间，第一齿轮350与转轴330通过键固定连接，第二齿轮360与第一齿轮350啮合传动连接，具体地，第一齿轮350与第二齿轮360的齿轮比为1:3，使第二齿轮360的转速降下来，提高精度。传动螺母370镶嵌固定安装于第二齿轮360的中心处，传动螺母370与螺杆220螺纹传动连接。
39.请参阅图5和图7，在具体设置时，安装桶310的外壁上对称固定有滑动座311，滑动座311上滑动连接有导轨312，导轨312通过螺栓固定安装于支撑架130的内部两侧，实现对安装桶310移动时的导向和限位。另外，在安装桶310的外侧活动安装有钢珠313，钢珠313与挡板340抵触，减少挡板340与安装桶310之间的摩擦阻力，节约能耗。
40.制器控制电机320工作，进而电机320带动转轴330旋转，转轴330的旋转带动第一齿轮350旋转，第一齿轮350的旋转驱动与其啮合的第二齿轮360旋转，进而第二齿轮360带动传动螺母370旋转，在螺杆220的驱动下传动螺母370沿螺杆220向里运动，进而传动螺母370带动第二齿轮360向里运动，进而第二齿轮360带动挡板340向里运动，进而挡板340通过转轴330带动电机320向里运动，进而挡板340与安装框110之间的距离缩短，直至挡板340与安装框110抵触，然后位移传感器111给控制器发射信号，控制器控制电机320停止工作，在挡板340的作用下对第二齿轮360进行限位，进而实现对螺杆220的限位，进而螺杆220无法向里缩回，进而实现对动力组件200的锁止，实现自锁功能。
41.需要说明的是，控制器(图中未示出)为与传感器相适配使用的常规的控制电路，其中包括比较器，通过比较器用于比较位移传感器111和压力传感器241监测并传输过来的数据，根据比较器得出的比较结果输出用于控制驱动件210和电机320启动或停止。
42.具体工作流程为：控制器包括数据接收模块、数据比较模块和动作指令发送模块，数据接收模块用于接收位移传感器111和压力传感器241监测到的位移值和压力值，并将位移值和压力值发送给数据比较模块，数据比较模块根据比较结果输出用于指示驱动件210和电机320启动或停止的动作指令信号，并通过动作指令发送模块用于指示驱动件210和电机320的做出相应的动作止的控制信号，从而带动驱动件210和电机320做出相应的动作。
43.具体的，该钢支撑轴力自锁装置的工作原理：通过压力传感器241实时监测驱动件210的顶出压力值，并将压力值传输给控制器，当钢支撑发生回缩时，通过控制器控制驱动件210向外伸出；
44.进而驱动件210推动螺杆220向外伸出，进而螺杆220带动通过连接块230推动顶板240向外伸出，进而顶板240与顶紧面之间的压力变大，顶板240上压力传感器241实时监测顶板240所受的压力，当顶板240的压力达到预定值时控制器控制驱动件210停止运动；
45.螺杆220向外伸出的同时带动第二齿轮360向外移动，进而第二齿轮360带动两个挡板340向外移动，进而两个挡板340带动第一齿轮350向外移动，进而第一齿轮350和挡板340带动转轴330向外移动，进而转轴330带动电机320向外滑动；
46.同时安装框110上的位移传感器111实时监测挡板340与安装框110之间的距离，挡板340向外移动后与安装框110之间的距离变大，然后位移传感器111把监测的数据传输给控制器；
47.控制器控制电机320工作，进而电机320带动转轴330旋转，转轴330的旋转带动第一齿轮350旋转，第一齿轮350的旋转驱动与其啮合的第二齿轮360旋转，进而第二齿轮360带动传动螺母370旋转，在螺杆220的驱动下传动螺母370沿螺杆220向里运动，进而传动螺母370带动第二齿轮360向里运动，进而第二齿轮360带动挡板340向里运动，进而挡板340通过转轴330带动电机320向里运动，进而挡板340与安装框110之间的距离缩短，直至挡板340与安装框110抵触，然后位移传感器111给控制器发射信号，控制器控制电机320停止工作，在挡板340的作用下对第二齿轮360进行限位，进而实现对螺杆220的限位，进而螺杆220无法向里缩回，进而实现对动力组件200的锁止，实现自锁功能。
48.需要说明的是驱动件210、电机320、位移传感器111、压力传感器241和控制器具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。
49.驱动件210、电机320、位移传感器111、压力传感器241和控制器的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。
50.以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。