CN103195118B - 撑杆滑槽式液压平挖抓斗 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种撑杆滑槽式液压平挖抓斗，它包括有上承梁、下承梁和斗体，所述的上承梁和下承梁通过开闭斗油缸连接，斗体与下承梁铰接；所述的上承梁上设有撑杆滑移单元，所述的撑杆滑移单元包括撑杆滑移油缸和撑杆，所述的撑杆的一端与斗体铰接，撑杆的另一端与撑杆滑移油缸连接；所述的撑杆滑槽式液压平挖抓斗还包括有液压控制装置，所述的液压控制装置控制开闭斗油缸和撑杆滑移油缸的工作。本发明的有益效果在于：1、结构简单、操作方便。2、能使挖掘后的海床或河床平整，以满足工程作业对平整度的要求。3、能方便改变抓斗的最大开度和最大挖掘深度，能满足不同工况的作业需要，推广应用价值大。

Description

撑杆滑槽式液压平挖抓斗
技术领域
本发明涉及一种疏浚工程等水下挖掘作业用抓斗，尤其涉及一种撑杆滑槽式液压平挖抓斗。
背景技术
目前，抓斗式挖泥船被广泛运用于各大港口的清淤、海床或河床的疏浚等领域。挖泥船使用的疏浚抓斗是疏浚作业的主要取物装置，其结构主要包括上承梁、下承梁、撑杆、斗体、钢丝绳和滑轮。由于传统疏浚抓斗结构设计的限制，在挖掘作业完成后，海床或河床表面凹凸不平。而现在很多海洋工程、航道工程等工程作业都对海床的平整度提出了很高的要求，传统的疏浚抓斗挖掘作业已不能满足海床或河床平整度的要求。因此，我们迫切需要一种新的抓斗，以满足对海床或河床平整度的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能使挖掘后的海床或河床平整的撑杆滑槽式液压平挖抓斗。
本发明所采用的技术方案是：一种撑杆滑槽式液压平挖抓斗，它包括有上承梁、下承梁和斗体，所述的上承梁和下承梁通过开闭斗油缸连接，斗体与下承梁铰接；所述的上承梁上设有撑杆滑移单元，所述的撑杆滑移单元包括撑杆滑移油缸和撑杆，所述的撑杆的一端与斗体铰接，撑杆的另一端与撑杆滑移油缸连接；所述的撑杆滑槽式液压平挖抓斗还包括有液压控制装置，所述的液压控制装置控制开闭斗油缸和撑杆滑移油缸的工作。
按上述方案，所述的液压控制装置包括液压泵、开闭斗比例换向阀、撑杆比例换向阀、开闭斗单向平衡阀、撑杆单向平衡阀、单向阀、溢流阀和置于上承梁上的驱动电机，所述的开闭斗油缸的无杆腔与开闭斗比例换向阀连接，所述的开闭斗油缸的有杆腔依次与开闭斗单向平衡阀、开闭斗比例换向阀连接；所述的撑杆滑移油缸的无杆腔与撑杆比例换向阀连接，所述的撑杆滑移油缸的有杆腔依次与撑杆单向平衡阀、撑杆比例换向阀连接，所述的开闭斗比例换向阀和撑杆比例换向阀依次与单向阀、液压泵连接；所述的撑杆比例换向阀通过溢流阀与液压泵连接；所述的驱动电机与液压泵连接。
按上述方案，所述的撑杆滑移单元有两个，分别设置在上承梁的两侧。
按上述方案，所述的撑杆滑移单元包括2根撑杆，2根撑杆的一端分别与斗体的两侧铰接；2根撑杆的另一端通过连杆与撑杆滑移油缸连接。
按上述方案，所述的斗体下方四周设有刃口。
按上述方案，所述的上承梁的两侧分别设有供撑杆上下运动的导向滑槽。
按上述方案，所述的开闭斗油缸和撑杆滑移油缸由高强度合金钢制成。
本发明运用撑杆滑移油缸，能使抓斗的左右斗体在闭合的过程中，同时推动撑杆作相应的运动，补偿斗体刃口处挖掘运动过程中的竖直高度差，使抓斗刃口处作水平运动，从而实现平挖作业。此外，由于撑杆滑移油缸的作用，能改变抓斗的最大开度和最大挖掘深度，能满足不同工况的作业要求。
本发明的有益效果在于：1、结构简单、操作方便。2、能使挖掘后的海床或河床平整，以满足工程作业对平整度的要求。3、能方便改变抓斗的最大开度和最大挖掘深度，能满足不同工况的作业需要，推广应用价值大。4、采用了比例换向阀和单向平衡阀，能精确控制开闭斗油缸和撑杆滑移油缸的作业，保证作业的正确性。
附图说明
图1是撑杆滑槽式液压平挖抓斗的主体结构示意图。
图2是图1的左视图。
图3是撑杆滑槽式液压平挖抓斗的液压控制装置的原理图。
图4是3立方撑杆滑槽式液压平挖抓斗的平挖运动简图。
图中：1—上承梁；2—撑杆；3—斗体；4—下承梁；5—开闭斗油缸；6—导向滑槽；7—撑杆滑移油缸；8—驱动电机；9—刃口；10—溢流阀；11—单向阀；12—开闭斗比例换向阀；13—撑杆单向平衡阀；14—液压泵；15—连杆；16—撑杆比例换向阀；17—开闭斗单向平衡阀。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的实施例。
如图1至图3所示，一种撑杆滑槽式液压平挖抓斗，它包括有包括上承梁1、斗体3、下承梁4和液压控制装置，所述的上承梁1和下承梁4通过开闭斗油缸5连接，斗体3与下承梁4铰接；所述的上承梁1的两侧分别设有撑杆滑移单元，所述的撑杆滑移单元包括2根撑杆滑移油缸7和撑杆2，2根撑杆2的一端分别与斗体3的两侧铰接；2根撑杆2的另一端通过连杆15与撑杆滑移油缸7铰接；所述的液压控制装置包括液压泵14、开闭斗比例换向阀12、撑杆比例换向阀16、开闭斗单向平衡阀17、撑杆单向平衡阀13、单向阀11、溢流阀10和置于上承梁1上的驱动电机8，所述的开闭斗油缸5的无杆腔与开闭斗比例换向阀12连接，所述的开闭斗油缸5的有杆腔依次与开闭斗单向平衡阀17、开闭斗比例换向阀12连接；所述的撑杆滑移油缸7的无杆腔与撑杆比例换向阀16连接，所述的撑杆滑移油缸7的有杆腔依次与撑杆单向平衡阀13、撑杆比例换向阀16连接，所述的开闭斗比例换向阀12和撑杆比例换向阀16依次与单向阀11、液压泵14连接；所述的撑杆比例换向阀16通过溢流阀10与液压泵14连接；所述的驱动电机8与液压泵14连接。
本实施例中，所述的斗体3下方四周设有刃口9，所述的上承梁1的两侧分别设有供撑杆2上下运动的导向滑槽6，所述的开闭斗油缸5和撑杆滑移油缸7由高强度合金钢制成。
本实施例中，撑杆2、斗体3、导向滑槽6、撑杆滑移油缸7为左右对称结构。
溢流阀10、单向阀11、开闭斗比例换向阀12、撑杆比例换向阀16、开闭斗单向平衡阀17、撑杆单向平衡阀13、液压泵14应密封性能良好，防水防沙，适用水下作业。
开闭斗油缸5和撑杆滑移油缸7采用高强度合金钢，密封性能良好，防水防沙，适用水下作业。
为了实现斗体3刃口9处的平挖作业，在开闭斗油缸5运行挖掘过程中，撑杆滑移油缸7同时作业，推动撑杆2上下运动，这就需要相应的液压控制装置进行控制，所述的液压控制装置控制开闭斗油缸和撑杆滑移油缸的工作。开闭斗比例换向阀12和撑杆比例换向阀16的主要作用是在开闭斗油缸5运动过程中，同时控制撑杆滑移油缸7运动，它们之间运动的联系是有具体函数关系式的。
如图4所示，以容积为3立方的撑杆滑槽式液压平挖抓斗为例，设定上承梁的中心O为原点，撑杆2上铰点到中心O的距离为L1，撑杆2长度为L2，斗体3的三角形尺寸L3，L4，L5，抓斗的最大开度L6。根据实际抓斗设计尺寸，取L1=500mm,L2=2713mm,L3=1726mm,L4=2225mm,L5=1932mm,L6=4141mm。经过公式的推导和求解，可得到该3立方抓斗在平挖作业过程中，撑杆滑移油缸7的纵坐标y1和开闭斗油缸5的纵坐标y2的函数关系式，该函数关系式如下：
y1=-9.348e-13y2 5-1.388e-8y2 4-8.209e-5y2 3-0.2422y2 2-356.8y2-2.104e5，只要我们通过调节开闭斗比例换向阀12和撑杆比例换向阀16来控制撑杆滑移油缸7和开闭斗油缸5的运动，就能实行平挖作业。
本发明的工作原理为：在驱动电机8工作时，带动液压泵14运行，驱动高压油经过单向阀11、开闭斗比例换向阀12、撑杆比例换向阀16，进入开闭斗油缸5和撑杆滑移油缸7中，使开闭斗油缸5进行开闭斗作业，撑杆滑移油缸7上下移动。
在该抓斗平挖作业过程中，开闭斗油缸5带动下承梁4，斗体3进行闭斗作业，此时通过开闭斗比例换向阀12和撑杆比例换向阀16的控制，使撑杆滑移油缸7采取相应的运动，推动撑杆2沿着导向滑槽6上下运动，补偿斗体3刃口9处的竖直高度差，使抓斗刃口9处水平运动，达到所需平挖精度要求。
本发明运用了撑杆滑移油缸7，能使抓斗的左右斗体3在闭合的过程中，同时推动撑杆2作相应的运动，补偿斗体的刃口9处在挖掘运动过程中的竖直高度差，使刃口9处作水平运动，从而实现平挖作业。此外，由于撑杆滑移油缸7的作用，能改变抓斗的最大开度和最大挖掘深度，能满足不同工况的作业要求。本发明不但适用于各类海洋工程和航道工程的海床或河床的普通挖掘作业，也适用于对海床或河床有平整度要求的特殊挖掘作业。
本发明的核心在于上承梁1上撑杆滑移油缸7和导向滑槽6的设置，使得撑杆2能够在撑杆滑移油缸7的推动下沿着导向滑槽6上下运动，补偿斗体3刃口9处的竖直高度差，实行平挖作业。所以，其保护范围并不限于上述实施例。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改变和变形而不脱离本发明的范围和精神，例如：撑杆滑移油缸7和导向滑槽6可以只用一个，布置在上承梁中间；左右斗体3和下承梁4有两个对称的铰接点等等。倘若这些改动和变形属于本发明权力要求及其等同技术的范围内，则本发明也包括这些改动和变形在内。

Claims (6)

1.一种撑杆滑槽式液压平挖抓斗，它包括有上承梁、下承梁和斗体，其特征在于：所述的上承梁和下承梁通过开闭斗油缸连接，斗体与下承梁铰接；所述的上承梁上设有撑杆滑移单元，所述的撑杆滑移单元包括撑杆滑移油缸和撑杆，所述的撑杆的一端与斗体铰接，撑杆的另一端与撑杆滑移油缸连接；所述的撑杆滑槽式液压平挖抓斗还包括有液压控制装置，所述的液压控制装置控制开闭斗油缸和撑杆滑移油缸的工作；所述的液压控制装置包括液压泵、开闭斗比例换向阀、撑杆比例换向阀、开闭斗单向平衡阀、撑杆单向平衡阀、单向阀、溢流阀和置于上承梁上的驱动电机，所述的开闭斗油缸的无杆腔与开闭斗比例换向阀连接，所述的开闭斗油缸的有杆腔依次与开闭斗单向平衡阀、开闭斗比例换向阀连接；所述的撑杆滑移油缸的无杆腔与撑杆比例换向阀连接，所述的撑杆滑移油缸的有杆腔依次与撑杆单向平衡阀、撑杆比例换向阀连接，所述的开闭斗比例换向阀和撑杆比例换向阀依次与单向阀、液压泵连接；所述的撑杆比例换向阀通过溢流阀与液压泵连接；所述的驱动电机与液压泵连接。
2.如权利要求1所述的撑杆滑槽式液压平挖抓斗，其特征在于：所述的撑杆滑移单元有两个，分别设置在上承梁的两侧。
3.如权利要求2所述的撑杆滑槽式液压平挖抓斗，其特征在于：所述的撑杆滑移单元包括2根撑杆，2根撑杆的一端分别与斗体的两侧铰接；2根撑杆的另一端通过连杆与撑杆滑移油缸连接。
4.如权利要求1所述的撑杆滑槽式液压平挖抓斗，其特征在于：所述的斗体下方四周设有刃口。
5.如权利要求1所述的撑杆滑槽式液压平挖抓斗，其特征在于：所述的上承梁的两侧分别设有供撑杆上下运动的导向滑槽。
6.如权利要求1所述的撑杆滑槽式液压平挖抓斗，其特征在于：所述的开闭斗油缸和撑杆滑移油缸由高强度合金钢制成。
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