CN102261084B - 一种挖掘机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挖掘机构。它改进了液压挖掘机的四连杆结构。挖斗耳板上的两个连接孔连线与挖斗唇口延长线构成140°±1°夹角。挖斗唇口延长线与两个连接孔连线的交点处在两个连接孔之间。斗杆、连杆、摇杆和挖斗形成的四连杆结构中，对各个杆的长度，以及连杆、摇杆和耳板的结构进行了改进，使本发明的挖斗工作总行程角度为228.5°±1°。本发明突破了传统挖掘机挖掘机构的挖斗转角在160度左右的限制，使四杆机构的运动行程扩大并且保证了挖掘机构的工作强度。本发明适用于已有技术的液压挖掘机和具有挖掘功能的施工机械。

Description

一种挖掘机构

技术领域

本发明涉及一种液压挖掘机，特别是液压挖掘机上的挖掘机构。 

背景技术

反铲液压挖掘机的挖掘机构为挖斗、两个连杆和动臂组成的四连杆机构，利用液压油缸作为驱动力。反铲挖掘机的工作范围在机身前下部，挖斗的最大转角一般在160左右。在一些隧道涵洞以及生土洞挖掘工程中利用挖掘机进行工作时，由于挖斗的转角行程较小，无法扬起到较足够的位置使挖斗有效的向前端挖掘，遇到洞体顶部挖掘时，挖掘机的传统挖斗机构就无法进行工作。如果使用现有的四杆机构直接加大液压油缸的行程扩大挖斗转角，一是现有挖斗的结构占用较多的转角空间，不会有较大的角度放大空间，二是机构整体的出力效率不高，三是机构各个零件的强度不足，机构极易损坏。 

发明内容

本发明的目的是提供一种既适用于液压挖掘机又适用于其它挖掘施工机械的，且四杆机构运动行程为228.5°±1°的一种挖掘机构。 

本发明的目的是能够实现的。本发明一种挖掘机构包括挖斗、连杆、摇杆、斗杆连同铰点油缸形四连杆结构，挖斗的耳板上具有挖斗斗杆连接孔和挖斗连杆连接孔，其中所述耳板上的挖斗斗杆连接孔和挖斗连杆连接孔的连线与所述挖斗唇口延长线所构成的钝角a为139°～141°，所述挖斗唇口延长线与所述挖斗斗杆连接孔和挖斗连杆连接孔连线的交点处在所述挖斗斗杆连接孔和挖斗连杆连接孔之间，所述斗杆、连杆、摇杆和挖斗形成的四连杆结构中，所述斗杆上的挖斗斗杆连接孔中心线到连杆油缸连接孔中心线最大直线距离值e为274.5mm～275.5mm,所述摇杆上的斗杆摇杆连接孔中心线到连杆油缸连接孔中心线直线距离值d为205.5mm～206.5mm，所述连杆上的挖斗连杆连接孔中心线到连杆油缸连接孔中心线直线距离值c为219.5mm～220.5mm，所述挖斗斗杆连接孔中心线到挖斗连杆连接孔中心线直线距离值b为104.5mm～105.5mm。 

本发明一种挖掘机构，其中所述连杆和所述摇杆纵向均为圆弧形，所摇杆杆横断面呈L型。 

本发明一种挖掘机构，其中所述摇杆的L型横截面尖角倒圆的圆角为渐变半径的圆角。 

本发明一种挖掘机构，其中所述挖斗的耳板为箱形结构。 

本发明一种挖掘机构，其中所述挖斗总行程角度值f为227.5°～229.5°。 

本发明一种挖掘机构与现有技术不同之处在于本发明的机构各个传动轴的传力角度范围避开摩擦圆，提高了机构的挖掘效率，设计的具体尺寸的四连杆结构以及耳板结构，既使挖斗的工作总行程角度达到227.5°～229.5°，又满足了挖斗扩大转角后整体结构的受力要求。本发明一种挖掘机构既适用于已有技术的液压挖掘机，还适用于已有技术的各种具有挖掘功能的挖掘施工机械。 

下面结合附图对本发明的一种挖掘机构作进一步说明。 

附图说明

图1为本发明一种挖掘机构的结构示意图。 

图2为一种挖掘机构中挖斗的立体结构图。 

图3为一种挖掘机构中挖斗的主视图。 

图4为一种挖掘机构中摇杆的主视图。 

图5为图4中的A-A剖面图。 

图6为本发明一种挖掘机构结构具体结构数据图。 

图中：1-挖斗、2-连杆、3-摇杆、4-斗杆、5-铰点油缸、6-耳板、7-挖斗斗杆连接孔、8-挖斗连杆连接孔、9-连杆连接孔与斗杆连接孔连线、10-唇口延长线、11-挖斗唇口、12-导圆、13-斗杆摇杆连接孔、 14-连杆油缸连接孔、a-唇口延长线与连接孔连线之间的139°～141°夹角、b-挖斗斗杆连接孔中心线到挖斗连杆连接孔中心线的104.5mm～105.5mm直线距离值。c-连杆上的挖斗连杆连接孔中心线到连杆油缸连接孔中心线的219.5mm～220.5mm直线距离值、d-摇杆上的斗杆摇杆连接孔中心线到连杆油缸连接孔中心线的205.5mm～206.5mm直线距离值、e-斗杆上的挖斗斗杆连接孔中心线到连杆油缸连接孔中心线最大直线距离值274.5mm～275.5mm、f-挖斗总行程值227.5°～229.5°。 

具体实施方式

如图1所示，本发明是在已有技术的一种品牌挖掘机的挖掘装置基础上进行改进得以实现的。本发明的一种挖掘机构包括挖斗1、连杆2、摇杆3、斗杆4、铰油缸5。斗杆4为不动杆，挖斗1、摇杆3和铰点油缸5均与其连接。摇杆3和连杆2相互连接，其连接铰点上固定铰点油缸5的另一端，连杆2的另一端连接在挖斗1上。由斗杆4、连杆2、摇杆3和挖斗1组成了四连杆结构，铰点油缸5作为动力，铰点油缸5推动连杆油缸连接铰点伸缩，实现挖斗1的转动挖掘运动。挖掘机构在设计时，对四连杆结构中的各个杆的长度以及连杆、摇杆和耳板的结构外型进行了改进，拉长了铰点油缸5的行程并后移了油缸铰点的位置，使连杆2和摇杆3的连接点位置降低，抵消了连杆油缸连接点位置偏高带来的回转行程损耗。 

如图2、图3所示，本发明一种挖掘机构其挖斗耳板6上的挖斗斗杆连接孔7和挖斗连杆连接孔8的连线9与挖斗唇口11延长线10所成钝角a为139°～141°。挖斗唇口11延长线10与挖斗斗杆连接孔7和挖斗连杆连接孔8连线9的交点处在挖斗斗杆连接孔7和挖斗连杆连接孔8之间。这样布置将耳板6自身结构所带来的回转角度损耗减小，从而使铰点油缸5全部回缩时挖斗1更加上扬，加大挖斗1的回转角度。 

如图6所示，在斗杆4、连杆2、摇杆3和挖斗1形成的四连杆结构中，斗杆4上的挖斗斗杆连接孔7中心线到连杆油缸连接孔14中心线最大直线距离值e为274.5mm～275.5mm。摇杆上的斗杆摇杆连接孔13中心线到连杆油缸连接孔14中心线直线距离值d为205.5mm～206.5mm。连杆上的挖斗连杆连接孔8中心线到连杆油缸连接孔14中心线直线距离值c为219.5mm～220.5mm。挖斗斗杆连接孔7中心线到挖斗连杆连接孔8中心线直线距离值b为104.5mm～105.5mm。 

如图4所示，在本发明一种挖掘机构中，摇杆3和连杆2纵向均为圆弧形。上述设计使各个传动轴的传力角度范围避开摩擦圆，提高了机构的挖掘效率，即使在机构轴承摩擦较大的情况下，机构的挖掘效率仍能超过60%。 

如图5所示，摇杆3横断面呈L型。摇杆3的L型横截面尖角倒圆12的圆角为渐变半径的圆角。扩大挖斗回转角度后，摇杆3的工作强度有所下降，无法满足挖掘机构大角度的工作要求。但由于挖掘机构结构的限制，摇杆3又无法采用箱形结构加强强度。为解决这一问题，摇杆3采用L型的结构来实现加强效果。同时在摇杆3的L型结构外侧尖角处增加导圆12，导圆12使用渐变半径的圆角，使构件强度较前有所增加。经实验验证，未倒角时尖角处的应力大于制造材料（Q345）的许用应力，经倒角处理后应力下降到许可的范围之内。 

采用图1、图2、图3给出的结构，虽然扩大了挖斗1的回转角度，但对耳板6的强度带来了不利的影响，为消除这一影响，将耳板6原有的单片式结构改为箱体结构，提高耳板6的连接强度。同时对两连接孔的内壁进行轴套加固，提高结构的连接强度。 

本发明的一种挖掘机构，其挖斗工作总行程角度值f最大可达到227.5°～229.5°。 

本发明的可使挖斗工作上扬角度大幅增加的一种挖掘机构，既可用于已有技术的各种液压挖掘机上，还可用于已有技术的各种具有挖掘施工功能的机械装置。 

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。 

Claims (5)

1.一种挖掘机构，包括挖斗（1）、连杆（2）、摇杆（3）、斗杆（4）、铰点油缸（5），挖斗（1）的耳板（6）上具有挖斗斗杆连接孔（7）和挖斗连杆连接孔（8），其特征在于：所述耳板上的挖斗斗杆连接孔（7）和挖斗连杆连接孔（8）的连线与挖斗唇口延长线（10）所构成的钝角值a为139°～141°，所述挖斗唇口延长线（10）与所述挖斗斗杆连接孔（7）和挖斗连杆连接孔（8）连线（9）的交点处在所述挖斗斗杆连接孔（7）和挖斗连杆连接孔（8）之间，所述斗杆（4）、连杆（2）、摇杆（3）和挖斗（1）形成的四连杆结构中，所述斗杆（4）上的挖斗斗杆连接孔（7）中心线到连杆油缸连接孔（14）中心线最大直线距离值e为274.5mm～275.5mm,所述摇杆（3）上的斗杆摇杆连接孔（13）中心线到连杆油缸连接孔（14）中心线直线距离值d为205.5mm～206.5mm，所述连杆上的挖斗连杆连接孔（8）中心线到连杆油缸连接孔（14）中心线直线距离值c为219.5mm～220.5mm，所述耳板（6）上的挖斗斗杆连接孔（7）中心线到挖斗连杆连接孔（8）中心线直线距离值b为104.5mm～105.5mm。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机构，其特征在于：所述连杆（2）和所述摇杆（3）纵向均为圆弧形，所述摇杆（3）横断面呈L型。

3.根据权利要求1或2所述的一种挖掘机构，其特征在于：所述摇杆（3）的L型横截面尖角倒圆的圆角为渐变半径的圆角。

4.根据权利要求3所述的一种挖掘机构，其特征在于：所述耳板（6）为箱形结构。

5.根据权利要求4所述的一种挖掘机构，其特征在于：所述挖斗（1）的总行程角度值f为227.5°～229.5°。

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