CN104420458A - 一种油缸驱动提升机构及强夯机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油缸驱动提升机构及强夯机。油缸驱动提升机构包括：定滑轮组；动滑轮组；提升绳；驱动油缸，驱动油缸的第一端用于与强夯机的车体连接，第二端以可脱开的方式与所述动滑轮组连接；以及自动连接装置，当所述驱动油缸的第二端从脱开位置运动至连接位置时，所述自动连接装置将所述驱动油缸的第二端连接至所述动滑轮组；当所述驱动油缸的第二端从所述连接位置运动至脱开位置时，所述自动连接装置脱开所述驱动油缸的第二端与所述动滑轮组的连接。从而，在将动滑轮组驱动至设定位置（与所述脱开位置对应）后，能够实现驱动油缸与动滑轮组脱开连接，释放夯锤进行夯击。由此避免了由于驱动油缸而导致的夯能损失。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种油缸驱动提升机构及强夯机。
背景技术
现有的强夯机提升技术中，主要有传统的卷扬提升机构和近几年应用的油缸驱动提升机构两种解决方案。卷扬提升机构主要由马达（电动机或液压马达）、减速机、离合器、卷筒、制动器等部件构成，机构复杂、可靠性差、生产制造以及维护成本高。
图1是现有技术中的油缸驱动提升机构的示意图。在图1所示油缸驱动提升机构中，由驱动油缸1伸缩来驱动动滑轮组2相对于定滑轮组3运动，动滑轮组3带动提升绳4实现夯锤G的提升和下落，达到夯击地面的目的。该技术方案采用油缸及滑轮组系统替代常规的卷扬提升机构，不仅降低了生产制造和维护成本，并且一定程度上提高了可靠性。
但是上述的油缸驱动提升机构还存在两方面问题亟待解决：一方面非脱钩方式夯锤的下落过程由于油缸回油阻力导致夯锤下落速度慢，夯能损失达20%以上，夯击地面工作效率低。另一方面，由于强夯机的工作性质决定了油缸要承受频繁冲击重载荷，导致油缸故障率高、使用寿命短，且液压油温度升高功率损耗大，导致强夯机不能长时间连续打夯作业，需要间歇的停机维护、散热，工作效率低下。
因此，希望有一种新的油缸驱动提升机构来克服或解决上述油缸驱动提升机构的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油缸驱动提升机构来降低夯能的损失以提高工作效率。
为实现上述目的，本发明提供一种油缸驱动提升机构，所述油缸驱动提升机构包括：定滑轮组；动滑轮组；提升绳，所述提升绳在所述定滑轮组和所述动滑轮组上卷绕后，用于连接夯锤；驱动油缸，驱动油缸的第一端用于与强夯机的车体连接，第二端以可脱开的方式与所述动滑轮组连接，能够相对于所述第一端在连接位置和脱开位置之间运动，在所述第二端从连接位置向脱开位置运动时，能够驱动所述动滑轮组向远离所述动滑轮组的方向运动；以及自动连接装置，当所述驱动油缸的第二端从脱开位置运动至所述连接位置时，所述自动连接装置将所述驱动油缸的第二端连接至所述动滑轮组；当所述驱动油缸的第二端从所述连接位置运动至脱开位置时，所述自动连接装置脱开所述驱动油缸的第二端与所述动滑轮组的连接。
优选地，所述油缸驱动提升机构进一步包括动滑轮组引导架来引导所述定滑轮组的运动。
优选地，所述驱动油缸位于所述定滑轮组的正下方。
优选地，所述驱动油缸的第二端以销接方式与所述动滑轮组连接，所述自动连接装置包括自动穿销装置、第一限位挡件、限位开关和第二限位挡件，所述限位开关相对于所述驱动油缸的第二端固定，所述第一限位挡件和第二限位挡件相对于所述驱动油缸的第一端固定，当所述第一限位挡件接触触发所述限位开关时，所述自动穿销装置做拔销动作，以解除所述驱动油缸的第二端与所述动滑轮组之间的销接连接；当所述第二限位挡件接触触发所述限位开关时，所述自动穿销装置做穿销动作，以实现所述驱动油缸的第二端与所述动滑轮组之间的销接连接。
优选地，所述驱动油缸的第二端为缸筒的外侧端；所述驱动油缸的第一端为缸杆的外侧端。
优选地，所述限位开关固定在所述缸筒的外壁上。
优选地，所述油缸驱动提升机构进一步包括相对于所述驱动油缸的第一端固定的导向杆，所述第一限位挡件和第二限位挡件设置在所述导向杆上，且所述所述第一限位挡件和/或第二限位挡件设置在所述导向杆长度方向上的位置是能够调节的。
优选地，所述油缸驱动提升机构进一步包括设置在定滑轮组和动滑轮组之间的减震装置。
本发明还提供一种强夯机，所述强夯机包括如上所述的油缸驱动提升机构。
从而，在将动滑轮组驱动至设定位置（与所述脱开位置对应）后，能够实现驱动油缸与动滑轮组脱开连接，释放夯锤进行夯击。由此避免了由于驱动油缸而导致的夯能损失。
附图说明
图1是现有技术中的油缸驱动提升机构的示意图。
图2是根据本发明一实施例的油缸驱动提升机构的示意图。
附图标记：
| 1 | 驱动油缸 | 11 | 连接头 |
| 2 | 动滑轮组 | 12 | 缸筒 |
| 3 | 定滑轮组 | 13 | 缸杆 |
| 4 | 提升绳 | 21 | 连接板 |
| 5 | 自动连接装置 | 51 | 连接销 |
| 6 | 减震装置 | 61 | 第一减震块 |
| 7 | 导向杆 | 62 | 第二减震块 |
| 8 | 限位开关 | 71 | 第一限位挡件 |
| 9 | 引导架 | 72 | 第二限位挡件 |
| G | 夯锤 |
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
根据本发明一实施例的所述油缸驱动提升机构包括：定滑轮组；动滑轮组；提升绳；驱动油缸；以及自动连接装置。所述提升绳在所述定滑轮组和所述动滑轮组上卷绕后，用于连接夯锤。驱动油缸的第一端用于与强夯机的车体连接，第二端以可脱开的方式与所述动滑轮组连接且能够相对于所述第一端在连接位置和脱开位置之间运动。在所述第二端从连接位置向脱开位置运动时，能够驱动所述动滑轮组向远离所述动滑轮组的方向运动。当所述驱动油缸的第二端从脱开位置运动至所述连接位置时，所述自动连接装置将所述驱动油缸的第二端连接至所述动滑轮组；当所述驱动油缸的第二端从所述连接位置运动至脱开位置时，所述自动连接装置脱开所述驱动油缸的第二端与所述动滑轮组的连接。从而，在将动滑轮组驱动至设定位置（与所述脱开位置对应）后，使得驱动油缸与动滑轮组脱开连接，释放夯锤进行夯击。由此避免了由于驱动油缸而导致的夯能损失。
图2是根据本发明一实施例的油缸驱动提升机构的示意图。图示的油缸驱动提升机构包括：驱动油缸1；动滑轮组2；定滑轮组3；提升绳4；自动连接装置5；减震装置6；导向杆7；限位开关8和引导架9。
驱动油缸1用于驱动动滑轮组2相对于定滑轮组1运动，以提升夯锤（图中未示出）。在图示实施例中，驱动油缸1的缸杆13相对于车体固定，缸筒12相对于缸杆13，从而驱动定滑轮组。有利的是，缸杆13的外侧端（此处的外侧是指相对于整个驱动油缸而言的，在图中，缸杆13的外侧端及缸杆13的下端）铰接至车体；但是也可以通过焊接、螺纹连接等方式连接至车体，这都在本发明要求保护的范围之内。另外，可以理解的是，也可以缸筒相对于车体固定，而缸杆运动进行驱动。
在图示实施例中，驱动油缸1的轴线方向为竖直方向（与之匹配的是，驱动油缸位于所述定滑轮组3的正下方）。在竖直方向时，可以很好地利用动滑轮组的重力使得动滑轮自动保持在距离定滑轮尽可能远的位置。需要指出的是，竖直方向为优选的方向，但不是必须的。例如，驱动油缸1的轴线方向也可以为倾斜方向，甚至为水平方向。在水平方向时，需要采用装置（例如弹性装置）来将动滑轮组保持在距离定滑轮组尽可能远的位置。
驱动油缸1的第一端（图2中的下端）用于与强夯机的车体连接。需要指出的是，驱动油缸1的第一端既可以连接于强夯机的上车平台上，也可以连接于强夯机的臂架上，本发明并不受限于此。前述上车平台和臂架7，以及强夯机的其它可以安装驱动油缸1的部分或结构，均被定义为本发明中所述的车体。动滑轮组3优选仅连接1个油缸，避免了多个油缸需要协同运动的问题。但是根据需要也可以设置多个并行或串行设置的油缸。
驱动油缸1的第二端（图2中的上端）以可脱开的方式与所述动滑轮组2连接。所述第二端能够相对于所述第一端在连接位置和脱开位置之间运动，在所述第二端从连接位置向脱开位置运动时，能够驱动所述动滑轮组向远离所述动滑轮组的方向运动。在图2所示的实施例中，运动端（第二端，图2中上端）是与缸筒12连接在一起的，如前所述，也可以是与缸杆13连接在一起的。第二端的具体实现形式为与缸筒12上端连接成一体的连接头11。可以理解的是，连接头11可以是与缸筒12一体成型的，也可以是通过焊接、螺纹连接、铆接、卡扣连接等方式与缸筒12连接换成一体。
定滑轮组3相对于车体固定，具体地，例如相对于臂架固定。动滑轮组2可以相对于定滑轮组3运动，进而，实现夯锤的升起和降下。
定滑轮组3可以包括一个或多个定滑轮，同样地，动滑轮组2也可以包括一个或多个动滑轮。为了增加倍率，本发明的定滑轮组优选包括多个定滑轮，动滑轮组3的动滑轮数量与定滑轮的数量相匹配。假定夯锤G的行程是油缸行程的N倍，其中N为大于1的整数；定滑轮和动滑轮均为X个，其中X为大于1的整数，优选为2、3或4。提升绳4的首端固定设置，提升绳4交替绕过定滑轮和动滑轮，并在绕过最后一个动滑轮后向上绕至臂头导向滑轮4。例如，可以设置X=3，N=6，从而将油缸的行程保持在比较合理的范围，降低了生产制造难度。
提升绳4在所述定滑轮组3和所述动滑轮组2上卷绕后，用于连接夯锤G。提升绳4优选为钢丝绳，其也可以是如铁链，或者其它材料的抗拉部件，本发明并不受限于此。
当驱动油缸的第二端从脱开位置运动至连接位置时，所述自动连接装置将所述驱动油缸的第二端连接至所述动滑轮组。当所述驱动油缸的第二端从所述连接位置运动至脱开位置时，所述自动连接装置脱开所述驱动油缸的第二端与所述动滑轮组的连接。
引导架9用于引导所述动滑轮组相对于定滑轮组的运动。从而使得动滑轮组的运动更加平稳。
在图2所示实施例中，驱动油缸1的第二端（连接头11）以销接方式与所述动滑轮组2连接。所述销接连接通过自动连接装置5实现。自动连接装置5包括自动穿销装置（图未示）、第一限位挡件71、限位开关8和第二限位挡件72。所述限位开关相对于所述驱动油缸的第二端固定，更具体地，限位开关8安装在缸筒12的外壁上。第一限位挡件71和第二限位挡件72相对于驱动油缸1的第一端固定。更具体地，图示油缸驱动提升机构进一步包括相对于驱动油缸1的第一端固定的导向杆7，例如，导向杆7与缸杆13固定连接。第一限位挡件71和第二限位挡件72设置在所述导向杆上。有利的是，所述所述第一限位挡件和/或第二限位挡件设置在所述导向杆长度方向上的位置是能够调节的。例如第一限位挡件71和第二限位挡件72通过卡箍方式固定在导向杆7上；或者通过安装销安装在导向杆7上的多个安装孔上（通过对应不同的安装孔，而调节第一限位挡件和/或第二限位挡件在所述导向杆长度方向上的位置）。
当所述第一限位挡件接触触发所述限位开关8时，所述自动穿销装置做拔销动作，以解除所述驱动油缸1的第二端与所述动滑轮组2之间的销接连接；当所述第二限位挡件接触触发所述限位开关时，所述自动穿销装置做穿销动作，以实现所述驱动油缸1的第二端与所述动滑轮组2之间的销接连接。在销接连接时，连接销51穿过连接头11、连接板21上的销孔，而将连接头11与连接板21（其与动滑轮组2连接）连接在一起。进而将缸筒12和动滑轮组2连接在一起。
减震装置6设置在定滑轮组3和动滑轮组2之间，用于缓冲动滑轮组2向动滑轮组运动时对动滑轮组3的冲击。在图示实施例中，减震装置6包括弹簧、第一减震块61和第二减震块62。弹簧竖直设置，其上端相对于定滑轮组3固定，弹簧下方设置有第一减震块61。第二减震块62相对于动滑轮组2固定。当动滑轮组在惯性下或在夯锤的带动下向上运动至第二减震块62与第一减震块61接触时，开始进行缓冲与减震。有利的是，在所述连接位置（此时，夯锤处于落地位置），第二减震块62与第一减震块61之间具有预设距离。从而减震装置不会直接承担夯锤的拉力冲击。
本发明还提供一种强夯机，所述强夯机包括如上所述的油缸驱动提升机构。
当驱动油缸1活塞杆回缩动作，带动动滑轮组2下行，动滑轮组2和定滑轮组3之间的距离增加，夯锤G被提升至高空。然后，随缸筒向下运动的行程开关8接触导向杆上的第一限位挡板71，从而行程开关被触发，使得自动连接装置5的油缸做拨销动作（也可以通过电磁铁控制方式实现拔销与插销动作），动滑轮组2被下落的夯锤G带动，沿着固定于臂架上的引导架9向上加速滑行，直至夯锤落地。在夯锤落地后，动滑轮组2在惯性作用下，继续上行，直到与动滑轮组2固定的第二减震块62与位于弹性下部的第一减震块61接触，然后减震用弹簧使得第二减震块62的运动速度进一步下降。在动滑轮组2运动至最高点后，将在其自身重力的作用下而下降。缓冲装置6的减震缓冲作用能够有效降低作业对钢丝绳、臂架及车体的冲击载荷，而夯锤G则以近乎自由落体的运动状态下落夯击地面作业。
当操作驱动油缸1活塞杆伸出动作，直至固定于导向杆上的第二限位挡板72触发行程开关时，自动连接装置5的油缸使得连接销51做穿销动作，实现驱动油缸1与动滑轮组2的销轴连接。
本发明通过油缸驱动动滑轮组提升夯锤且能够实现驱动油缸1与动滑轮组2的自动脱开和连接，能够有效降低打夯作业时的夯能损失，显著提高工作效率。驱动油缸1带载时收缩提升夯锤、空载时伸出连接动滑轮组2，大大改善驱动油缸1的工作载荷状态，有效延长油缸使用寿命。此外，减震装置6的设计能够有效降低脱钩动作对臂架、钢丝绳以及整车的冲击载荷，提高了强夯机的整体工作稳定性并提高各部件的使用寿命。此发明具有制造维护成本低、结构紧凑、操作安全可靠、作业平稳、工作效率高、夯能损失小等显著优点。
本发明应用在工程机械强夯机上有如下效果：
能够实现驱动油缸1跟动滑轮组2间的自动脱开连接，能够有效降低夯能损失，显著提高打夯作业效率。
驱动油缸1的带载提升夯锤，空载连接动滑轮组，大大改善了油缸的工作载荷状态，有效地延长了油缸的使用寿命。
减震装置能够有效减低夯锤下落对臂架、整车及钢丝绳的冲击载荷，提高了强夯机的整体工作稳定性并延长了各部件的使用寿命。
需要指出的是，自动连接装置5不仅限制于文中的油缸的形式，还可以是任何其他适当的方式。例如，可以是两个环相互扣在一起，且所述两个环能自动脱开、挂接等。用于发出连接与脱开信号的控制技术方案也不限于图示的限位开关加限位挡件的形式，而可以采用其他控制方式。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种油缸驱动提升机构，其特征在于，包括：
定滑轮组（3）；
动滑轮组（2）；
提升绳（4），所述提升绳（4）在所述定滑轮组（3）和所述动滑轮组（2）上卷绕后，用于连接夯锤（G）；
驱动油缸（1），驱动油缸（1）的第一端用于与强夯机的车体连接，第二端以可脱开的方式与所述动滑轮组（2）连接，能够相对于所述第一端在连接位置和脱开位置之间运动，在所述第二端从连接位置向脱开位置运动时，能够驱动所述动滑轮组向远离所述动滑轮组的方向运动；以及
自动连接装置，当所述驱动油缸的第二端从脱开位置运动至所述连接位置时，所述自动连接装置将所述驱动油缸的第二端连接至所述动滑轮组；当所述驱动油缸的第二端从所述连接位置运动至脱开位置时，所述自动连接装置脱开所述驱动油缸的第二端与所述动滑轮组的连接。
2.如权利要求1所述的油缸驱动提升机构，其特征在于，进一步包括动滑轮组引导架来引导所述定滑轮组的运动。
3.如权利要求1或2所述的油缸驱动提升机构，其特征在于，所述驱动油缸位于所述定滑轮组（3）的正下方。
4.如权利要求3所述的油缸驱动提升机构，其特征在于，所述驱动油缸（1）的第二端以销接方式与所述动滑轮组（2）连接，所述自动连接装置包括自动穿销装置、第一限位挡件、限位开关和第二限位挡件，所述限位开关相对于所述驱动油缸的第二端固定，所述第一限位挡件和第二限位挡件相对于所述驱动油缸（1）的第一端固定，当所述第一限位挡件接触触发所述限位开关时，所述自动穿销装置做拔销动作，以解除所述驱动油缸（1）的第二端与所述动滑轮组（2）之间的销接连接；当所述第二限位挡件接触触发所述限位开关时，所述自动穿销装置做穿销动作，以实现所述驱动油缸（1）的第二端与所述动滑轮组（2）之间的销接连接。
5.如权利要求4所述的油缸驱动提升机构，其特征在于，所述驱动油缸（1）的第二端为缸筒的外侧端；所述驱动油缸（1）的第一端为缸杆的外侧端。
6.如权利要求5所述的油缸驱动提升机构，其特征在于，所述限位开关固定在所述缸筒的外壁上。
7.如权利要求4所述的油缸驱动提升机构，其特征在于，进一步包括相对于所述驱动油缸（1）的第一端固定的导向杆，所述第一限位挡件和第二限位挡件设置在所述导向杆上，且所述所述第一限位挡件和/或第二限位挡件设置在所述导向杆长度方向上的位置是能够调节的。
8.如权利要求4所述的油缸驱动提升机构，其特征在于，进一步包括设置在定滑轮组（3）和动滑轮组（2）之间的减震装置（6）。
9.一种强夯机，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的油缸驱动提升机构。
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