(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201711203674.1
(22)申请日 2017.11.27
(71)申请人 江苏迅拓机械有限公司
地址 211400 江苏省扬州市仪征市刘集镇
盘古工业区60号
(72)发明人 杨辉 任正龙
(74)专利代理机构 扬州苏中专利事务所(普通
合伙) 32222
代理人 周青
(51)Int.Cl.
E21D 11/08(2006.01)
B29C 45/00(2006.01)
B29C 45/14(2006.01)
C08L 77/06(2006.01)
C08K 7/14(2006.01)
C08K 3/38(2006.01)
(54)发明名称
片拼装中的应用
(57)摘要
一种盾构管片拼装定位榫套及其在盾构管
片拼装中的应用，属于施工尼龙制品加工技术领
域。本发明摒弃了现有技术中运用定位棒或凹凸
榫槽的复杂盾构管片设计，在盾构管片侧面（连
接面）预制定位凹槽的位置，两片管片之间加装
定位榫套用于安装限位，在保证了管片施工拼装
限位要求的同时又能有效的保护弧形连接螺栓，
使钢模设计加工工艺优化，还在定位榫套内部加
入钢套嵌入生产，有效保证管片拼装成环施工质
量。权利要求书2页 说明书5页 附图12页CN 107725070 A 2018.02.23
C N 107725070
A
1.一种盾构管片拼装定位榫套，其特征是，该定位榫套由两个底面相同并且重合连接的圆台构成，两个圆台的锥度不同，定位榫套轴向设有连接腔（1）；该定位榫套注塑成型，包括以下各组份制备而成：聚己二酰己二胺、协同阻燃剂、膨胀型阻燃剂、相容剂、玻璃纤维。
2.根据权利要求1所述的一种盾构管片拼装定位榫套，其特征是，所述定位榫套中各组份的质量百分比为：聚己二酰己二胺60%、协同阻燃剂13%、膨胀型阻燃剂3%、相容剂2%、玻璃纤维22%。
3.根据权利要求1所述的一种盾构管片拼装定位榫套，其特征是，所述协同阻燃剂为硼酸锌。
4.根据权利要求1所述的一种盾构管片拼装定位榫套，其特征是，所述定位榫套内部嵌有钢套（2）。
5.根据权利要求1所述的一种盾构管片拼装定位榫套，其特征是，其中一个圆台外侧面设有若干环形粘接剂槽道（3）。
6.根据权利要求5所述的一种盾构管片拼装定位榫套，其特征是，所述环形粘接剂槽道设置在锥度较小的圆台（4）外侧面，另一个锥度较大的圆台（5），其外侧面由外侧锥面（6）、内侧锥面（7）构成，内侧锥面的锥度大于外侧锥面的锥度。
7.根据权利要求1所述的一种盾构管片拼装定位榫套，其特征是，所述定位榫套连接腔由中部的柱形腔（8）和两侧的喇叭形腔（9）构成。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的定位榫套在盾构管片拼装中的应用，其特征是，包括以下步骤：
1）预制盾构管片：根据施工要求制作盾构管片模具、生产盾构管片，盾构管片制作时，在其两侧的连接面处分别设置弧形连接螺栓孔（10），弧形连接螺栓孔在盾构管片连接面的一端设置定位凹槽，在盾构管片的内侧弧面设有螺栓安装沉孔（11），该沉孔与弧形连接螺栓孔的另一端相通；所述定位凹槽的内侧壁为与圆台外侧面相匹配的锥面结构，相邻两个盾构管片的连接处，其中一个连接面的定位凹槽，其横截面为圆形（12），另一个连接面的定位凹槽，其横截面呈环形长孔状（13）；
2）制备定位榫套：①制作模具，设计锥度分割线为分模线，按从上至下均匀排布四个型腔；
②将聚已二酰己二胺、玻璃纤维放入110℃的真空干燥箱中进行真空干燥，完成后加入协同阻燃剂、膨胀型阻燃剂、相容剂进行均匀混合；
③安装定位榫套模具在螺杆式注塑机内，调整螺杆料筒温度：后段温度为260-300℃、中段温度为265-295℃、前段温度为260-290℃，喷嘴温度为250-270℃，模具温度为30-80℃，注塑压力为75-130MPa，螺杆转速为70-110r/min，一模四件，最终制得定位榫套；
3）利用定位榫套拼装盾构管片：管片成环拼装时，在定位榫套的环形粘接剂槽道内添加粘接剂，将定位榫套带粘接剂的一端旋入盾构管片的圆形定位凹槽内，完成后拼装下一块盾构管片；下一块管片按
定位榫套中心线的切线方向旋转，让定位榫套的另一端缓慢进入该块管片环形长孔状定位凹槽内；完成后，利用弧形连接螺栓（17）穿过两个盾构管片的弧形连接螺栓孔以及定位榫套的连接腔，将相邻两块盾构管片进行螺栓连接固定，定位榫套在定位的同时也有效保护了弧形连接螺栓；环向拼装与端向拼装方法相同，盾构管片拼装时一定要利用环形长孔状定位凹槽调整好位置，然后沿定位榫套中心线的切线方向让定
位榫套进入下一块管片定位凹槽内，依次进行拼装。
9.根据权利要求8所述的定位榫套在盾构管片拼装中的应用，其特征是，步骤2）中，注塑时开模后将钢套定位安装在模具型腔内，然后合模，加入钢套后注意调整注塑量，防止产生过多的流涎合飞边，最后形成内部嵌有钢套的定位榫套。
10.根据权利要求8所述的定位榫套在盾构管片拼装中的应用，其特征是，步骤1）中，在盾构管片模具内设置弧形螺栓成形芯棒（14）、定位镶件（15），弧形螺栓成形芯棒一端与模芯连接，另一端与定位镶件连接，定位镶件通过螺栓安装于管片模具侧模（16）的定位孔内，定位镶件内部设有孔腔；盾构管片制成后，拆除弧形螺栓成形芯棒，形成连接螺栓孔，拆除定位镶件，形成定位凹槽。
一种盾构管片拼装定位榫套及其在盾构管片拼装中的应用
技术领域
[0001]本发明涉及一种盾构管片拼装定位榫套及其在盾构管片拼装中的应用，属于施工尼龙制品加工技术领域。
背景技术
[0002]盾构管片在施工拼装时，为防止拼装时出现“错台”现象，影响施工拼装、结构受力状态、防水效果，严重的会危及隧道施工安全。如图1-1、1-2所示，最初盾构管片设计时，在分块面（连接面）设计凹凸榫槽，以保证管片拼装时限位，该设计虽方便了施工拼装，但给结构设计及制作成本均带来不利影响。为降低这方面影响，如图2-1、2-2所示，管片设计时取消了凹凸榫的设计，增加定位棒
进行限位，该方式为分块面上预设半圆形凹槽，拼装时在凹槽内设置定位棒，此方式较最初设计稍有提升，但其增加了管片模具制作成本，弧形连接螺栓也得不到有效保护。
发明内容
[0003]本发明的目的是针对上述现有管片拼装技术的不足，为更好的降低盾构管片模具制作成本、有效保护弧形连接螺栓，提供了一种盾构管片拼装定位榫套及其在盾构管片拼装中的应用。该方法在分块面（管片的连接面）弧形连接螺栓孔位置预制定位凹槽，并在拼装时设置尼龙定位榫套用于拼装时限位，其内部为弧形连接螺栓，在定位的同时有效的保护弧形连接螺栓，避免因外力过大导致螺栓断裂的情况。
[0004]本发明的技术方案如下：一种盾构管片拼装定位榫套，其特征是，该定位榫套由两个底面相同并且重合连接的圆台构成，两个圆台的锥度不同，定位榫套轴向设有连接腔；该定位榫套注塑成型，包括以下各组份制备而成：聚己二酰己二胺、协同阻燃剂、膨胀型阻燃剂、相容剂、玻璃纤维。
[0005]进一步地，所述定位榫套中各组份的质量百分比为：聚己二酰己二胺60%、协同阻燃剂13%、膨胀型阻燃剂3%、相容剂2%、玻璃纤维22%。
[0006]进一步地，所述协同阻燃剂为硼酸锌。
[0007]进一步地，所述定位榫套内部嵌有钢套。
[0008]进一步地，其中一个圆台外侧面设有若干环形粘接剂槽道。
[0009]进一步地，所述环形粘接剂槽道设置在锥度较小的圆台外侧面，另一个锥度较大的圆台，其外侧面由外侧锥面、内侧锥面构成，内侧锥面的锥度大于外侧锥面的锥度。[0010]进一步地，所述定位榫套连接腔由中部的柱形腔和两侧的喇叭形腔构成。[0011]上述定位榫套在盾构管片拼装中的应用，其特征是，包括以下步骤：1）预制盾构管片：根据施工要求制作盾构管片模具、生产盾构管片，盾构管片制作时，在其两侧的连接面处分别设置弧形连接螺栓孔，弧形连接螺栓孔在盾构管片连接面的一端设置定位凹槽，在盾构管片的内侧弧面设有螺栓安装沉孔，该沉孔与弧形连接螺栓孔的另一端相通；所述定位凹槽的内侧壁为与圆台外侧面相匹配的锥面结构，相邻两个盾构管片
的连接处，其中一个连接面的定位凹槽，其横截面为圆形，另一个连接面的定位凹槽，其横截面呈环形长孔状；
2）制备定位榫套：①制作模具，设计锥度分割线为分模线，按从上至下均匀排布四个型腔；
②将聚已二酰己二胺、玻璃纤维放入110℃的真空干燥箱中进行真空干燥，完成后加入协同阻燃剂、膨胀型阻燃剂、相容剂进行均匀混合；
③安装定位榫套模具在螺杆式注塑机内，调整螺杆料筒温度：后段温度为260-300℃、中段温度为265-295℃、前段温度为260-290℃，喷嘴温度为250-270℃，模具温度为30-80℃，注塑压力为75-130MPa，螺杆转速为70-110r/min，一模四件，最终制得定位榫套；
3）利用定位榫套拼装盾构管片：管片成环拼装时，在定位榫套的环形粘接剂槽道内添加粘接剂，将定位榫套带粘接剂的一端旋入盾构管片的圆形定位凹槽内，完成后拼装下一块盾构管片；下一块管片按定位榫套中心线的切线方向旋转，让定位榫套的另一端缓慢进入该块管片环形长孔状定位凹槽内；完成后，利用弧形连接螺栓穿过两个盾构管片的弧形连接螺栓孔以及定位榫套的连接腔，将相邻两块盾构管片进行螺栓连接固定，定位榫套在定位的同时也有效保护了弧形连接螺栓；环向拼装与端向拼装方法相同，盾构管片拼装时一定要利用环形长孔状定位凹槽调整好位置，然后沿定位榫套中心线的切线方向让定位榫套进入下一块管片定位凹槽内，依次进行拼装。
[0012]进一步地，步骤2）中，注塑时开模后将钢套定位安装在模具型腔内，然后合模，加入钢套后注意调整注塑量，防止产生过多的流涎合飞边，最后形成内部嵌有钢套的定位榫套。
[0013]进一步地，步骤1）中，在盾构管片模具内设置弧形螺栓成形芯棒、定位镶件，弧形螺栓成形芯棒一端与模芯连接，另一端与定位镶件连接，定位镶件通过螺栓安装于管片模具侧模的定位孔内，定位镶件内部设有孔腔；盾构管片制成后，拆除弧形螺栓成形芯棒，形成连接螺栓孔，拆除定位镶件，形成定位凹槽。
[0014]本发明中的定位榫套采用尼龙66为主料，尼龙66质地较轻，便于运输和安装，采用注塑成型，制作周期短，机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度，比拉伸强度高于金属，对冲击、应力振动的吸收能力强，不易断裂。尼龙66还具有较好的耐热、耐磨、耐腐蚀性能，采用玻璃纤维增强后，其机械强度、刚性、耐热性、耐蠕变性和耐疲劳强度大幅度提高。[0015]本发明中，定位榫套采用两个不同锥度的圆台结构，并在锥度较小的圆台外侧面设置环形粘接剂槽道，不同锥度的圆台有利于在安装时区分切羽侧和坑口侧。定位榫套置于盾构管片的定位槽中，位榫套与盾构管片还采用了粘接剂连接，带有锥度的圆台结构与带有锥度的定位槽结构，增大了双方的接触面积，使连接更牢固。定位榫套分成较小锥度的圆台和较大锥度的圆台，较大锥度的圆台又设计成两个不同锥度的外侧面，这样可以分散受力，防止因应力集中而带来断裂。定位榫套中内嵌有一圈钢套，进一步加强了定位榫套的强度，防止其断裂，提升了对弧形连接螺栓的保护力度。
[0016]本发明摒弃了现有技术中运用定位棒或凹凸榫槽的复杂盾构管片设计，在盾构管片侧面（连接面）预制定位凹槽的位置，两片管片之间加装定位榫套用于安装限位，在保证了管片施工拼装限位要求的同时又能有效的保护弧形连接螺栓，使钢模设计加工工艺优化，还在定位榫套内部加入钢套嵌入生产，有效保证管片拼装成环施工质量。
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