CN101001995A - 液压驱动冲击装置 - Google Patents

Abstract

一种具有壳体的冲击式驱动器组件，该壳体具有前部、后部、两个相对侧部、顶部和底部并且限定了驱动器安装区域。一液压驱动器固定安装在驱动器安装区域中，并且设有一个驱动器头，所述驱动器头的至少一部分延伸到该驱动器安装区域的前方。一接头固定连接到该壳体的前部、与驱动器安装区域间隔一距离，限定了在接头和驱动器头之间的间隔。该接头设有至少一个用于安装工具棒的纵向中空导引体，每个工具棒都有后端和前端。该工具棒的后端延伸进接头和驱动器头之间的间隔内，且工具棒的前端延伸到壳体的前部之外。多个液压连接器安装在壳体上，并且有效地连接到驱动器上。当驱动驱动器时，驱动器头就进行往复的纵向运动，以周期性地冲击工具棒。

Description

液压驱动冲击装置

技术领域

本发明涉及冲击装置，更具体而言，涉及包括冲击式驱动器组件的冲击装置。

背景技术

挖掘铲斗为本领域所熟知，并被设计为挖掘硬土等。在专利号为6,574,891的美国专利中描述了一种这样的挖掘铲斗，其中该铲斗包括铲斗本体、可移动头、安装在可移动头和冲击式驱动器之间的可移动底座，该冲击式驱动器设置在该铲斗本体和该可移动头之间并安装于其上。

其它装置也已为现有技术所描述，因此，可参考专利号为4,625,438的美国专利，该专利教导了一种具有设置了一排独立式气压驱动挖掘齿的前缘的挖掘铲斗。每个挖掘齿均与使该齿高速往复运动的空气锤连接。由于每个齿均连接到独立的气动冲击锤上，使得该挖掘铲斗的总重量远大于传统铲斗的重量，所以当承载该铲斗的机器的臂充分延伸时这就是一个缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冲击式驱动器，该冲击式驱动器结构相对简单，带有稳固的底座和互换性好的往复运动的齿。

根据本发明，提供一种冲击式驱动器组件，包括：

壳体，该壳体具有前部、后部、两个相对侧部、顶部和底部并且限定了驱动器安装区域；

固定安装在所述驱动器安装区域中的液压驱动器，所述驱动器设有驱动器头，所述驱动器头的至少一部分延伸到所述驱动器安装区域的前方；

固定连接到所述壳体的所述前部、与所述驱动器安装区域间隔一距离的接头，限定了在所述接头和所述驱动器头之间的间隔；

所述接头设有至少一个用于安装工具棒(tool pin)的纵向中空导引体，每个所述工具棒都有后端和前端，所述工具棒的后端延伸进所述接头和所述驱动器头之间的所述间隔内，所述工具棒的前端延伸到所述壳体的所述前部之外；以及

安装在所述壳体上并且有效地连接到所述驱动器上的多个液压连接器；

由此，在使用中，当驱动所述驱动器时，所述驱动器头进行往复的纵向运动，以周期性地冲击所述工具棒。

附图说明

由于已经概括描述了本发明，因而下文将参考示出了本发明实施方案的附图，其中：

图1是带有一个驱动器组件并安装有支承装置(abutmentsarrangement)的挖掘机铲斗的俯视图；

除了为看清其内部构件而切去了接头之外，图2与图1相似；

图3是带有一个驱动器组件并安装有支承装置的挖掘铲斗的横截面侧视图；

图4是挖掘铲斗的分解立体图；

图5是图1中铲斗的分解后视立体图，且图5a是其详图；

图6是图1中铲斗的主视立体图，为了显示内部构件拆去了一些元件；

图7是图1中铲斗的后视立体图，为了显示支承部件装置而除了一些元件；

图8是不带支承部件的铲斗的后视立体图，为了便于表示拆去了一些元件；

图9是铲斗的俯视图，图9a是在铲斗后部的连接器的放大图；

图10是主视立体图；

图11和图12是拆去了顶盖的铲斗的立体图；

图13和图14是与图11和图12相似的视图，显示了带有两个冲击式驱动器组件和两个独立接头的铲斗；

图15是带有两个冲击式驱动器组件和两个独立接头的挖掘铲斗的分解立体图；

图16和图17是带有两个冲击式驱动器组件、一个共用接头和共用同一隔离壁的铲斗的立体图；

图18和图19显示可从接头中拆除的防磨衬套的两种不同方案；

图20是根据本发明优选实施方案的冲击式驱动器组件的立体图；

图21是拆去了顶部的冲击式驱动器组件的立体图；

图22a是压实辊的后视立体图；

图22b是主视立体图；

图23a是12英寸V形刀的分解图；

图23b是已装配好的12英寸V形刀的立体图；

图24a是24英寸V形刀的分解图；

图24b是已装配好的24英寸V形刀的立体图；

图25a是12英寸平刀的分解图；

图25b是12英寸平刀的装配图；

图26a是24英寸平刀的分解图；

图26b是24英寸平刀的装配立体图；

图27a是平板夯(compacting plate)的分解图；

图27b是平板夯的装配图；并且

图28显示了工具棒的多种构造。

具体实施方式

如在发明内容中所提及的，本发明涉及一种冲击式驱动器组件。虽然该冲击式驱动器组件可单独使用，但在优选的实施方案中，该冲击式驱动器组件26优选包含于挖掘铲斗中。

更详细地参考附图并参考其中的标号，在图1、2和3中示出了本发明的优选实施方案，在该方案中，冲击式驱动器组件被组装到总体用参考标号10标出的挖掘铲斗中。在此方面，铲斗10与专利号为6,574,891的美国专利类似。

铲斗10具有底座12、后壁14，带有装配架18的侧壁16，装配架18的上面具有用于固定目的的孔20。

基于其用途及其宽度，每个铲斗10装有一个或多个冲击式驱动器组件26(对于多用途的冲击式驱动器，可参考图13至图17)。当串联使用时(每个铲斗10有一个以上的冲击式驱动器组件)，每个冲击式驱动器组件26并排安装，通过内壁隔离开。基于铲斗的具体结构，多个冲击式驱动器组件可共享同一隔离内壁24。

每个冲击式驱动器组件26都设有一对侧向壁22、定位件21和后板39，以安放冲击式驱动器组件26。从图中可以看出，冲击式驱动器26设有后垫块28、中心垫块30和前垫块32。盖34被固定到内壁22上，以封装该冲击式驱动器组件26。盖34通过螺钉36被固定到侧向壁22上。类似地，前壁38通过定位件21被固定到侧向壁22上。

每一个冲击式驱动器组件26还包括一个用作砧台的驱动器头42。该砧台的一端装入其驱动器，而另一端(较宽端)抵着工具棒48的末端(工具棒的个数不确定，最少为1个，无上限)。工具棒48被装入接头44中，该接头被固定到铲斗底座12上并被固定到铲斗侧壁16或侧向壁22上。为了这个目的，接头44可被焊接到其上。而工具棒48可在接头44内形成的槽或导向件45内移动。工具棒通过支承杆60定位。在一个多驱动器冲击组件的应用中，没有明确的规则规定接头44的数量。在铲斗10内的每一个冲击式驱动器组件26可具有自己的接头44，且每个接头44可为一个以上的冲击组件26导引工具棒48，被导引的工具棒48的尺寸或数量没有限制。类似地，工具锁定机构可具有一个或多个杆60，以固定所有的工具棒48。每个杆60可用于一个或多个接头44。

参考图6和图9，每一个冲击式驱动器组件26有两个液压连接器66(入口和出口)，一个用于其砧台防磨衬套的润滑连接器68以及一个用于加压空气的连接器70，该加压空气用于水下使用时的驱动器密封。每条连接驱动器的管路从铲斗内部一直连接到外部的连接器67-69-71上，因此可以从外部(不用拆除盖)对冲击式驱动器单元进行操作和基本维护。

就操作和运动而言，每一个冲击式驱动器组件26彼此可完全独立。在此情况下，驱动器26没有互联。由一个组件驱动的工具棒48完全不受其它组件制约。液压连接器是独立的。但是，不同组件的驱动器26可液压互联。在此情况下，工具同时协调工作。类似地，(为了减少空间)驱动器可共用同一气体腔室。

应用1-硬土，带有长砧台42和支承部件54。如从图5和图7中可以清楚看到的，在接头44内设有多个凹槽56。每个凹槽56有安装在其中的弹簧件52。弹簧52的一端位于凹槽56的端壁上，而其另一端靠着支承部件54。通过一个支承螺旋体50把支承部件52固定到位。如图7所示，支承件54略微伸出接头44的末端壁58。在对硬土进行通常操作的过程中，压力总是被施加到工具棒上，继而到砧台42上。砧台42的行程短，并且只要坚硬物质不碎，工具棒48上的压力就将阻止砧台42碰撞到接头44的内壁表面58。但是，当坚硬物质破碎时，工具棒48尖端的压力为零，并且砧台42被推靠到接头44上。通过支承装置，我们现在可控制工具棒48上压力释放之后，砧台42在接头44上的冲击力。通过对支承件54进行适合的弹簧拉力调整，可控制砧台42的减速，使得冲击最小化并且可按需设置。弹簧件52的抵抗力也会确保驱动器头42回到其用于下次冲程的位置。

应用2-硬土，仅带有长砧台42(无支承件54)。参考图8，在此种冲击式驱动器装置的方案中，没有固定在接头44中的支承件52、弹簧52和螺旋体50。对硬土的常规操作类似于上述应用1。区别在于当坚硬物质破碎且工具棒48尖端处的压力为零时，砧台42会直接碰撞到接头的内表面58上。冲击力将不可控。

应用3-硬土，带有短砧台42。在此种冲击式驱动装置的方案中，其结构是即使驱动器活塞在其全延伸位置(在驱动器26之外)，砧台42也不会被推靠到接头内壁58上。砧台42的自由空间较活塞的冲程长。因此，当坚硬物质破碎时，工具棒48尖端的压力释放就不会使砧台42碰撞接头的内壁58。对接头44无可致损害的冲击。在工具棒48上无压力的情况下搬移物质(例如：粘土)，由于对铲斗壁产生的振动较小，因而该应用可能将不再适用。

应用4-粘土，冲击振动。本应用涉及铲斗满载粘附于其内表面上的物质(例如：粘土)且因此难于清除的情况。上述三种应用中的任意一种都可被用于搬移粘土。每一个冲击结构对铲斗10产生的振动都将使从铲斗10中拔出粘土变得容易。参照应用1，支承装置54允许在工具棒48上未加载时操作冲击式驱动器26，并且控制砧台42在接头内壁58上的冲击，例如产生足够的振动来迫使粘土(或其它物质)离开铲斗。类似地，应用2也适用于工具棒48上未加载的情况，但冲击不可控制。

砧台42对接头44直接的冲击会产生比应用1更大的振动。冲击力将被接头44到铲斗10的焊接处吸收。应用3也会对铲斗10产生振动(振动小于前两种应用)。冲击会被冲击式驱动器26的内部构件吸收。

应用5-粘土，振动盖。对前述应用(第四种应用)没有限制，该冲击式驱动器组件26可安装有机械机构，使驱动器盖34(或它的一部分)随砧台42一起纵向移动。可移动盖(或它的一部分)的来回运动会便于铲斗10中装的土脱离。

因为磨损很大，所以接头44并且尤其是其导引孔45需要采用适合的硬材料。作为其它替代方案，可以使用可拆卸的防磨衬套64(参考图18和图19)。

如上所述，冲击式驱动器组件26还可如图20和图21所示地单独使用。在这方面，为了增加冲击式驱动器组件的多用性，工具棒48可被连接到多种不同的工具上。

在一个实施方案中，工具棒48被连接到本领域所熟知的结构的压实辊上。因此，砧台的周期性冲击提高了压实辊的效率。

图23a、23b、24a和24b示出了另一种可被使用的工具，即尺寸可为12英寸或24英寸或客户所需的其它尺寸的V形刀。工具棒48通过止动销201被固定到刀上，该止动销201通过垫圈3和固定夹5被固定到刀中。更详细的可参考图24a，该止动销201适于对设有止动槽207的工具棒48进行固持。

类似地，该工具可为12英寸的平刀230或24英寸的平刀240。工具棒48以与V形刀相同的方式被固定到该工具上。

可用于本发明的还一种工具就是可为12英寸或24英寸或客户所需的其它尺寸的平板夯。通过止动销251将工具棒48固定到平板夯上，该止动销穿过平板夯上的孔252和工具棒48上的孔253。合适的止动部件可用来将该平板夯固定到工具棒上。

可以理解的是，上述实施方案仅用作说明目的，在不脱离本发明主旨和范围的前提下可对其进行多种变动和修改。

Claims (29)

1.一种冲击式驱动器组件，包括：

壳体，该壳体具有前部、后部、两个相对侧部、顶部和底部并且限定了驱动器安装区域；

固定安装在所述驱动器安装区域中的液压驱动器，所述驱动器设有驱动器头，所述驱动器头的至少一部分延伸到所述驱动器安装区域的前方；

固定连接到所述壳体的所述前部、与所述驱动器安装区域间隔一距离的接头，限定了在所述接头和所述驱动器头之间的间隔；

所述接头设有至少一个用于安装工具棒的纵向中空导引体，每个所述工具棒都有后端和前端，所述工具棒的所述后端延伸进所述接头和所述驱动器头之间的所述间隔内，所述工具棒的所述前端延伸到所述壳体的所述前部之外；以及

安装在所述壳体上并且有效地连接到所述驱动器上的多个液压连接器；

由此，在使用中，当驱动所述驱动器时，所述驱动器头就进行往复的纵向运动，以周期性地冲击所述工具棒。

2.根据权利要求1所述的冲击式驱动器组件，其中所述驱动器头具有与所述接头的后表面大体平行的平面。

3.根据权利要求2所述的冲击式驱动器组件，其中所述驱动器安装区域与所述壳体分离。

4.根据权利要求3所述的冲击式驱动器组件，其中所述液压连接器安装在所述壳体的所述顶部上。

5.根据权利要求3所述的冲击式驱动器组件，其中所述冲击式驱动器组件包括三个彼此排成一行的纵向中空导引体，以及在每个所述纵向中空导引体内的工具棒。

6.根据权利要求3所述的冲击式驱动器组件，其中所述接头的所述后表面还设有定位件。

7.根据权利要求5所述的冲击式驱动器组件，其中所述工具棒通过支承杆被保持在所述接头中的适当位置。

8.根据权利要求7所述的冲击式驱动器组件，其中所述接头的所述后表面还包括多个凹槽，每个凹槽都设有弹簧件，所述弹簧件的一端位于所述凹槽的末端壁上，其另一端靠着被固定在所述凹槽内的支承件，其中所述支承件延伸进所述接头和所述驱动器安装区域之间的间隔内。

9.根据权利要求7所述的冲击式驱动器组件，其中所述接头和所述冲击式驱动器安装区域之间的所述间隔的长度短于活塞冲程。

10.根据权利要求6所述的冲击式驱动器组件，其中所述接头和所述冲击式驱动器安装区域之间的所述间隔的长度长于活塞冲程。

11.一种具有底座、后壁、设有装配架的侧壁的挖掘铲斗，所述挖掘铲斗设有至少一个根据权利要求1所述的冲击式驱动器组件。

12.根据权利要求11所述的挖掘铲斗，其中所述驱动器头具有与所述接头的后表面大体平行的平面。

13.根据权利要求12所述的挖掘铲斗，其中所述驱动器安装区域与所述壳体分离。

14.根据权利要求13所述的挖掘铲斗，其中所述液压连接器装在所述壳体的所述顶部上。

15.根据权利要求13所述的挖掘铲斗，其中所述冲击式驱动器组件包括三个彼此排成一行的纵向中空导引体，以及在每个所述纵向中空导引体内的工具棒。

16.根据权利要求13所述的挖掘铲斗，其中所述接头的所述后表面还设有定位件。

17.根据权利要求15所述的挖掘铲斗，其中所述工具棒通过支承杆被保持在所述接头中的适当位置。

18.根据权利要求17所述的挖掘铲斗，其中所述接头的所述后表面还包括多个凹槽，每个凹槽都设有弹簧件，所述弹簧件的一端位于所述凹槽的末端壁上，其另一端靠着被固定在所述凹槽内的支承件，其中所述支承件延伸进所述接头和所述驱动器安装区域之间的间隔内。

19.根据权利要求17所述的挖掘铲斗，其中所述接头和所述冲击式驱动器安装区域之间的所述间隔的长度短于活塞冲程。

20.根据权利要求16所述的挖掘铲斗，其中所述接头和所述冲击式驱动器安装区域之间的所述间隔的长度长于活塞冲程。

21.根据权利要求11所述的挖掘铲斗，其中所述挖掘铲斗包括至少两个冲击式驱动器组件。

22.根据权利要求21所述的挖掘铲斗，其中所述至少两个冲击式驱动器组件并行液压连接。

23.根据权利要求21所述的挖掘铲斗，其中所述至少两个冲击式驱动器组件串行液压连接。

24.根据权利要求1所述的冲击式驱动器组件，其中每个所述工具棒的所述前端是楔形。

25.根据权利要求5所述的冲击式驱动器组件，其中每个所述工具棒的前端还可连接到平板夯上。

26.根据权利要求5所述的冲击式驱动器组件，其中每个所述工具棒的前端还可连接到V形刀上。

27.根据权利要求5所述的冲击式驱动器组件，其中每个所述工具棒的前端还可连接到平刀上。

28.根据权利要求5所述的冲击式驱动器组件，其中每个所述工具棒的前端还可连接到压实辊上。

29.根据权利要求21所述的挖掘铲斗，其中所述至少两个冲击式驱动器的接头中的至少两个由单件形成。

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