CN103161187B - 一种推土机及其松土装置 - Google Patents

Abstract

本发明所提供的松土装置，包括一端用于与推土机的车体铰接，另一端设置有刀具安装座的连接架；缸筒或活塞杆中的一者用于车体铰接，另一者与连接架或者刀具安装座铰接点的提升油缸；以及设置于刀具安装座的松土刀具，该松土刀具在动力源驱动下相对于刀具安装座转动设置。与现有技术相比，本发明中的松土刀具在动力源作用下相对于刀具安装座转动设置，将转动过程中产生的角动量转换为松土刀具对待处理地面的切削力，再配以推土机的牵引力形成的切削力，明显增大了松土装置作业过程中的切削力，增强了其作业能力，从而拓展了松土装置的适用范围，提高了工作效率。在此基础上，本发明还提供一种包括上述松土装置的推土机。

Description

一种推土机及其松土装置

技术领域

本发明涉及工程机械设备技术领域，特别涉及一种推土机及其松土装置。

背景技术

如图1所示，该图为履带式推土机的三维结构示意图，松土装置03是悬挂在推土机主体01后端的工作装置，它与推土铲02配套，完善了推土机的作业能力。目前，松土装置已被广泛用于工程施工、矿山开采中耙裂岩层或坚硬的路面，以代替石方工程中打眼放炮的传统施工方法。

接下来，以单齿松土装置为例来介绍传统松土装置的具体结构，请参见图2，单齿松土装置03包括松土装置主体、液压油缸、以及连接所述液压油缸的液压管路；其中，松土装置主体包括用于与推土机车体连接的连接架031、与连接架031铰接的刀具安装座032、以及固定于刀具安装座032的松土刀具033；液压油缸包括分别与刀具安装座032铰接，用于调整松土刀具033与待处理地面之间的夹角的倾斜油缸034，和用于控制松土刀具033相对于车体上升和下降的升降油缸035。工作时，在行进中推土机主机的牵引和液压油缸的作用下，松土刀具033逐渐下压到待处理地面下一定的入土深度，之后随主机一起前行，对土壤进行松散，工作结束时，松土刀具通过提升油缸035提升而离开已处理地面。

显然，与打眼放炮的传统施工方法相比，上述推土机通过松土装置03与推土铲02配套使用，完善了推土机的作业能力，提高了施工的安全性，降低了生产成本。但是，传统松土装置03靠液压油缸强制性插入岩土中，再在推土机的牵引力作用下直线移动进而剥离岩石，显然，松土刀具对待处理地面的切削力仅由推土机的牵引力提供，因此在实际作业过程中存在因切削力不足，而无法处理硬岩石等硬度较高的地面的问题。

有鉴于此，亟待针对传统的松土装置结构进行改进，以解决因其松土刀具切削力不足，而限定其适用范围的问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的核心目的在于，提供一种松土装置，以解决现有技术中的松土装置因其松土刀具的切削力不足，而限定其适用范围的问题。在此基础上，本发明还提供一种包括上述松土装置的推土机。

本发明所提供一种松土装置，包括：

连接架，其一端用于与推土机的车体铰接，另一端设置有刀具安装座；

提升油缸，其缸筒和活塞杆中的一者铰接于所述车体，另一者铰接于所述刀具安装座或者所述连接架；

松土刀具，设置于所述刀具安装座，数量至少为一个，在动力源驱动下，所述松土刀具相对于所述刀具安装座转动设置。

优选地，所述松土刀具设置于与所述刀具安装座转动连接的刀盘上。

优选地，所述刀盘上沿径向开设有刀具安装槽，所述松土刀具嵌装于所述刀具安装槽内。

优选地，所述刀具安装座具体为相对于所述松土刀具左右对称设置的两个支撑部件，所述刀盘通过转动轴与两个所述支撑部件转动连接。

优选地，所述连接架包括主体，所述主体的一端设置有第一铰接部，另一端设置有第二铰接部；所述连接架通过所述第一铰接部与所述车体铰接，通过第二铰接部与两个所述支撑部件固定连接；所述主体开设有供所述松土刀具旋转通过的凹槽。

优选地，所述动力源具体为所述推土机的驱动装置，所述驱动装置通过传动装置驱动所述转动轴转动。

优选地，所述传动装置具体为齿轮传动装置、链传动装置或者为带传动装置。

优选地，所述动力源具体为液压马达，所述液压马达的输出轴与所述转动轴固定连接；所述液压马达通过液压元件与所述提升油缸的液压驱动系统形成液压回路。

优选地，所述松土刀具包括刀柄、刀头和加强板；所述刀柄包括与所述刀具安装座固定连接的直线部，和沿所述松土刀具的转动方向弯曲的弯曲部，所述刀头固定连接于所述弯曲部的端部，所述弯曲部设置有加强板。

本发明还提供一种推土机，包括车体以及沿所述车体的运行方向依次设置松土装置和推土铲，所述松土装置具体为如上所述的松土装置。

相对于上述背景技术，本发明所提供的松土装置，包括一端用于与推土机的车体铰接，另一端设置有刀具安装座的连接架；缸筒或活塞杆中的一者用于车体铰接，另一者与连接架或者刀具安装座铰接点的提升油缸；以及设置于刀具安装座的松土刀具，该松土刀具在动力源驱动下相对于刀具安装座转动设置。

与现有技术相比，本发明中的松土刀具在动力源作用下相对于刀具安装座转动设置，将转动过程中产生的角动量转换为松土刀具对待处理地面的切削力，再配以推土机的牵引力形成的切削力，增大了松土装置作业过程中的切削力，明显增强了其作业能力，从而拓展了松土装置的适用范围，提高了其工作效率。

附图说明

图1为履带式推土机的三维结构示意图；

图2为图1中所示履带式推土机中传统的松土装置的三维结构示意图；

图3为本发明所提供松土装置的具体实施例的三维结构示意图；

图4为图3中松土装置的三维爆炸结构示意图；

图3和图4中：

1连接架、11主体、12第一铰接部、13第二铰接部、2刀具安装座、21支撑部件、3提升油缸、31缸筒、32活塞杆、4松土刀具、41刀柄、42刀头、43加强板、5刀盘、51刀具安装槽、6转动轴。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种松土装置，以解决现有的传统松土装置因其松土刀具切削力不足的问题，以增大松土装置的破碎切削力，提高了其作业效率。在此基础上，本发明还提供一种包括上述松土装置的推土机。

不失一般性，下面结合说明书附图，来具体说明本发明所提供的松土装置的具体实施例。

请参见图3和图4，其中，图3为本发明所提供松土装置的具体实施例的三维结构示意图，图4为图3中松土装置的三维爆炸结构示意图。

如图3所示，本发明所提供的松土装置，包括连接架1、刀具安装座2、提升油缸3和松土刀具4；其中，连接架1的一端用于与推土机的车体铰接，另一端设置有刀具安装座2，提升油缸3的缸筒31用于与推土机的车体铰接，其活塞杆32与刀具安装座铰接，松土刀具4在动力源作用下相对于刀具安装座2转动设置。

松土装置作业过程中，动力源驱动松土刀具相对于刀具安装座2转动，与此同时，提升油缸3的活塞杆32伸出，连接架1绕铰接点相对于推土机的车体转动，松土装置在松土刀具4的切削力和推土机的牵引力作用下切削待处理地面。

本方案通过将松土刀具4相对于刀具安装座2转动设置，松土装置作业过程中动力源驱动松土刀具4转动，在传统松土装置中推土机的牵引力形成对待处理地面切削力的基础上，增加了因松土刀具4转动产生的角动量形成的切削力。显然，与现有技术相比，本方案所提供的松土装置极大的提高了对待处理地面的切削力，解决了传统松土装置切削力不足的问题，从而不仅提高了松土装置的作业能力和作业效率，而且拓展了松土装置的适用范围。

此外，松土刀具4相对于刀具安装座2转动设置，无需调整待处理地面与松土刀具4的切削力之间的夹角，本方案中的松土装置无需设置倾斜油缸，因此，较之于传统的松土装置明显的简化了结构以及液压控制系统，从而降低了松土装置的整体加工成本和加工周期。

需要说明的是，本方案中采用铰接方式连接架1和刀具安装座2，两者固定连接时亦可实现，在松土刀具4相对于刀具安装座2转动的同时，通过提升油缸3来控制刀具安装座2相对于车体的上升和下降功能。

接下来，结合图3和图4来详细阐述本方案中所提供的松土装置的各个组件的具体结构及其有益效果。

如图4所示，刀具安装座2具体为相对于松土刀具4左右对称设置的两个支撑部件21，固定连接有松土刀具4的转动轴6通过轴承(图中未示出)可转动的设置于两个支撑部件21之间。其中，转动轴6固定连接有刀盘5，4个松土刀具4沿径向通过螺栓组件固定连接于刀盘5。

需要说明的是，本方案通过上述结构的刀具安装座2，为转动轴6两端提供了均衡的支撑力，保证了松土装置作业过程中的平衡性，防止了松土刀具4在转动过程中倾斜问题的发生，从而提高了松土装置工作的稳定性和安全性。此外，刀具安装座2包括相对于松土刀具4左右对称设置的两个支撑部件21，采用这种分体结构不仅简化了刀具安装座2的加工工艺，而且不限定松土刀具4转动产生的运动轨迹的半径，即根据不同硬度土质的要求，可更换符合切削力要求不同结构的松土刀具，这样进一步的拓展了所述松土装置的适用范围。当然，在满足松土刀具转动轨迹要求的基础上，本方案中的刀具安装座2也可以一体成型，或者是在满足松土装置正常作业要求的基础上，松土刀具4和动力源可分别设置于转动轴6的两端。

另外地，如前所述，松土刀具4具体为沿径向固定连接于刀盘5上的4个，而刀盘5通过键连接或者过盈配合的方式固定于转动轴6上。显然，本方案通过刀盘5的引入简化了松土刀具的组装和维护过程。此外，由前述内容可知，松土刀具4转动过程中产生的角动量转换为对待处理地面的切削力，经典力学中角动量的大小由转动体的转动惯量l和角速度ω两个参数确定，详见公式(1)和公式(2)：

L＝l×ω公式(1)

l＝mr²公式(2)

其中，m为转动体的质量，r为转动体的质心到转动轴6轴线的距离，ω为转动角速度。显然，由公式(1)和(2)可知，本方案通过刀盘5的增大了参数m和r，从而进一步的增大了松土刀具4对待处理地面的切削力，进而提高了松土装置的作业能力和作业效率。可以理解，在满足加工工艺以及装配工艺要求，以及松土刀具4切削力的基础上，本方案中的松土刀具4也可以沿径向直接固定连接于转动轴6上。

在此需要强调的是，本方案具体包括四个松土刀具4，根据不同工况的要求，松土刀具的数量也可以为一个、两个、三个或者五个等任意数量，因此，松土刀具的具体数量不限定本发明的保护范围。

进一步，如图4所示，刀盘5上沿径向开设有与松土刀具4数量相适配的安装槽51，松土刀具4的刀柄41通过螺栓组件嵌装于相应的安装槽51内。这样，松土装置在作业过程中，待处理地面施加于松土刀具4上与切削力相等的反作用力，由螺栓组件的剪切力和安装槽51的侧壁共同承担，防止了螺栓组件因剪切力过大而断裂，致使松土刀具脱离问题的发生，从而进一步的提高了松土装置的作业安全性和可靠性。当然，在连接强度满足要求的基础上，本方案中的松土刀具4也可直接固定连接于刀盘5的端面上。此外，本方案中松土刀具4通过螺栓组件可拆卸的连接于刀盘5，可以理解，通过可拆卸连接方式简化了组装和维修过程，当然，在满足两者连接强度及装配工艺要求的基础上，本方案中松土刀具4也可以与铆接或焊接固定于刀盘5。

需要说明的是，如图4所示，松土刀具4包括刀柄41和刀头42，其中，刀柄41的一端通过螺栓组件固定连接于刀盘5，另一端固定连接有刀头42。可以理解，松土装置作业过程中切削待处理地面的工作主要由刀头42实施，因此刀头42需要采用耐磨性较好的金属材料制成，而刀柄41可采用普通材质，显然，本方案采用分体结构降低了松土装置的整体制造成本。此外，刀头42和刀柄41通过螺栓组件可拆卸连接，当松土刀具4超过最大磨损量时只需更换刀头42即可，从而进一步的降低了松土装置的维护成本。

进一步，鉴于松土装置的具体作业情况，继续参见图4，刀柄41包括与刀盘5固定连接的直线部，和沿松土刀具4转动方向弯曲的弯曲部，该弯曲部的端部固定连接有刀头42。由于刀柄的上述结构特点在承受外力时弯曲部极易形成应力集中，当应力超过极限时将会发生断裂，为此本方案在该弯曲部设置了加强板43，以增大松土刀具4的承载能力，从而延长其使用寿命。

众所周知，所述松土装置通常情况下与推土机等工程机械配合使用，因此，通过何种结构的部件连接车体和松土装置的上述结构，对松土装置的正常作业也尤为重要。如图4所示，本方案中通过连接架1连接推土机的车体和松土装置的主体结构，连接架1包括主体1，沿转动轴6轴线方向，在主体1的一端依次设置有两个第一铰接部11、另一端依次设置有两个第二铰接部12；其中，连接架1通过两个第一铰接部11与车体铰接，两个第二铰接体12分别与两个支撑部件21铰接。

上述结构的连接架1为松土装置主体提供了稳定平衡的支撑力，防止了松土刀具4在转动过程中倾斜问题的发生，进一步的保证了松土装置的作业安全性和可靠性。此外，为了满足松土刀具4旋转轨迹要求，在主体11上两个第二铰接部12之间开设了可供松土刀具4通过的形状为长条状凹槽111，从而缩短了第二铰接部12的长度，提高了连接架1整体的承载能力。需要说明的是，在满足车体与连接架1以及连接架1与刀具安装座2的连接强度以及铰接功能的基础上，连接架1的第一铰接部11和第二铰接部12也可以采用不同的数量和结构的铰接部。

此外，所述松土装置具有两个提升油缸3，每个提升油缸3的缸筒31与车体铰接，活塞杆32与支撑部件21铰接。通过分别铰接于支撑部件21上的两个提升油缸3的设置为松土装置主体提供了稳定平衡的支撑力，防止了松土刀具4在转动过程中倾斜问题的发生，进一步的保证了松土装置的作业安全性和可靠性。当然，在满足松土装置作业稳定性的基础上，本方案中的两个提升油缸3也可以铰接于连接架1，或者是可采用1个提升油缸3与连接架1铰接的结构。

可以理解，本方案中使松土刀具4相对于刀具安装座2转动的动力源，可以采用手动和自动两种方式驱动实现。

所谓手动驱动方式，即在刀盘5或者转动轴6上固定连接手柄，通过施加于手柄的扭矩可使刀盘5带动松土刀具转动。采用手动驱动方式简化了松土装置的结构，降低了能源的消耗。

众所周知，目前大多数推土机采用柴油机作为驱动装置，本方案中也可将柴油机作为驱动松土刀具4转动的动力源。具体实现方式为在所述柴油机和转动轴6之间设置传动装置，以将柴油机的部分驱动力传递至转动轴6，驱动转动轴6带动松土刀具4旋转。其中，传动装置可以为齿轮传动装置、链传动装置或者带传动装置。显然，通过自动驱动方式提高了松土装置的自动化水平，降低了操作者的劳动强度。

具体的，柴油机的驱动轴带动齿轮传动装置的主动轮转动，主动轮直接与从动轮啮合带动转动轴6转动，或者是根据驱动装置与转动轴6之间的实际布置情况，两者之间也可设置中间轮。齿轮传动装置具有结构紧凑、传动效率高的特点。当然，在满足装配工艺要求的基础上也可采用链传动或者带传动装置实现传动功能。

当然，本方案中的动力源也可以为选为液压马达，液压马达的动力输出轴带动转动轴6转动，液压马达的进油口和出油口通过液压管路与提升油缸3的工作油泵和储油箱形成液压控制回路。

除了上述松土装置为，本发明还提供一种推土机，包括推土机车体、驱动所述车体移动的驱动装置、沿所述车体运行方向依次设置与所述车体两端的推土铲和松土装置，所述松土装置具体为如上所述的松土装置。可以理解，构成该推土机的基本功能部件及工作原理与现有技术基本相同，本领域的技术人员基于现有技术完全可以实现，故本文不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种松土装置，包括：

连接架(1)，其一端用于与推土机的车体铰接，另一端设置有刀具安装座(2)；

提升油缸(3)，其缸筒(31)和活塞杆(32)中的一者铰接于所述车体，另一者铰接于所述刀具安装座(2)或者所述连接架(1)；

松土刀具(4)，设置于所述刀具安装座(2)，数量至少为一个，其特征在于，还包括可转动地设置于所述刀具安装座(2)的刀盘(5)，所述松土刀具(4)嵌装于沿径向开设于所述刀盘上的刀具安装槽(51)内，并在动力源驱动下随所述刀盘(5)相对于所述刀具安装座(2)作回转运动。

2.根据权利要求1所述的松土装置，其特征在于，所述刀具安装座(2)具体为相对于所述松土刀具(4)左右对称设置的两个支撑部件(21)，所述刀盘(5)通过转动轴(6)与两个所述支撑部件(21)转动连接。

3.根据权利要求2所述的松土装置，其特征在于，所述连接架(1)包括主体(11)，所述主体(11)的一端设置有第一铰接部(12)，另一端设置有第二铰接部(13)；所述连接架(1)通过所述第一铰接部(12)与所述车体铰接，通过第二铰接部(13)与两个所述支撑部件(21)固定连接；所述主体(11)开设有供所述松土刀具(4)转动通过的凹槽(111)。

4.根据权利要求3所述的松土装置，其特征在于，所述动力源具体为所述推土机的驱动装置，所述驱动装置通过传动装置驱动所述转动轴(6)转动。

5.根据权利要求4所述的松土装置，其特征在于，所述传动装置具体为齿轮传动装置、链传动装置或者为带传动装置。

6.根据权利要求5所述的松土装置，其特征在于，所述动力源具体为液压马达，所述液压马达的输出轴与所述转动轴(6)固定连接；所述液压马达通过液压元件与所述提升油缸(3)的液压驱动系统形成液压回路。

7.根据权利要求5或6所述的松土装置，其特征在于，所述松土刀具(4)包括刀柄(41)、刀头(42)和加强板(43)；所述刀柄(41)包括与所述刀盘(5)固定连接的直线部，和沿所述松土刀具的转动方向弯曲的弯曲部，所述刀头(42)固定连接于所述弯曲部的端部，所述弯曲部设置有加强板(43)。

8.一种推土机，包括车体、以及沿所述车体的运行方向依次设置松土装置和推土铲，其特征在于，所述松土装置具体为权利要求1至7中任一项所述的松土装置。