CN104968598A - 千斤顶和支撑装置 - Google Patents

Abstract

一种用于抬升和支撑推土设备或车辆的顶撑装置，所述顶撑装置包括：底座；安装至所述底座的起重顶杆，用于将负载起重至抬升位置；安装至所述起重顶杆的顶板，用于与所述负载接合；以及直接或间接地安装至所述底座的支撑构件，其中所述支撑构件被定位为与所述顶板接合以据此为处于抬升位置的所述负载提供附加支撑。

Description

千斤顶和支撑装置

技术领域

本发明涉及顶升或起重装置，尤其是涉及但不限于用于维护采矿和推土设备或车辆的顶升或起重装置。

背景技术

本说明书中对任何现有公开(或从其推导的信息)或对任何已知内容的引用，不是且不应认为是承认或认可或以任何形式暗示现有公开(或从其推导信息)或已知内容形成本说明书所致力领域的公知常识的一部分。

在采矿和建筑工业内，一般认为在被顶升或抬升的机械附近工作存在安全风险。通常，仅允许在负载被抬升时进行修理或维护，前提是负载受到充分支撑。

目前，存在几种抬升机械以进行维护的方法。例如，可利用内置液压系统通过使用外部液压顶升缸与支撑架结合，或通过使用执行顶升和支撑负载功能的组合产品来顶升设备/车辆。

尽管顶升和支撑组合产品很有效，且减少了所需的设备量，但是这些产品通常庞大且非常笨重。此外，支撑高度受到限制，尤其是受支撑可锁定的位置处的增量限制。这导致支撑高度受限且不精确。例如，传统的顶升和支撑组合架通常具有35mm的支撑高度增量。此外，典型的组合产品具有许多易于疲劳或损坏的活动部件。

本发明试图解决与上述顶升方法/产品关联的缺点。具体而言，本发明试图提供一种顶升和支撑组合装置，其允许精确地抬升机械，以便以安全有效且及时的方式进行维护和修理。

发明内容

发明以一种广泛的形式提供了用于起重和支撑推土设备或车辆的顶撑装置，所述顶撑装置包括：底座；起重顶杆，其安装至底座，用于将负载升起至抬升位置；顶板，其安装至起重顶杆，用于与负载接合；和支撑构件，其直接或间接地安装至底座，其中支撑构件可被定位成与顶板接合，从而为处于抬升位置的负载提供附加支撑。

在一种构成中，支撑构件为螺纹安装至起重顶杆的圆柱形支撑套筒。

在进一步的构成中，起重顶杆包括液压缸。

在一种构成中，液压缸筒安装至底座。

在另一种构成中，圆柱形支撑套筒的内表面以螺纹方式安装至筒的外表面。

在另一种构成中，圆柱形支撑套筒的外表面带有花键。

在一种构成中，顶撑装置进一步包括安装至底座的外套筒。

在一种构成中，顶撑装置进一步包括马达，马达被配置为使圆柱形支撑套筒旋转，从而使圆柱形支撑套筒相对于起重顶杆移动。

在进一步的构成中，马达和关联的蜗轮附接至外套筒。

在一种构成中，蜗轮设置成与环形套筒的带花键的外表面接合，以便马达工作以使圆柱形支撑套筒旋转。

在进一步的构成中，顶撑装置进一步包括可旋转地安装至底座的外套筒。

在一种构成中，可旋转安装的外套筒的内表面被构造成与圆柱形套筒的带花键的外表面接合。

在另一种构成中，可旋转安装的外套筒包括围绕其圆周的环形齿轮。

在一种构成中，顶撑装置进一步包括附接至底座的马达和关联的蜗轮。

在另一种构成中，蜗轮设置成与环形齿轮接合，且马达工作以使可旋转安装的外套筒旋转，外套筒接着使圆柱形支撑套筒旋转。

在一种构成中，起重顶杆可在收缩位置与伸展位置之间移动，其中在伸展位置时，支撑构件可定位成与顶板接合并锁定就位，以便使起重顶杆保持在伸展位置。

在另一种构成中，顶撑装置进一步包括基本上为环形座构件，该环形座构件被构造成可旋转地与起重顶杆接合，支撑构件位于环形座构件上，以便环形座构件的旋转使支撑构件相对于起重顶杆移动。

在一种构成中，起重顶杆包括液压缸，且环形座构件可旋转地接合至液压缸筒。

在一种构成中，支撑构件为圆柱形支撑套筒。

在进一步的构成中，环形座构件为螺母。

在另一种构成中，支撑构件由可旋转地接合的同心内圆柱形构件和外圆柱形构件形成，内圆柱形构件被构造成可旋转地与起重顶杆接合，以便内圆柱形构件相对于起重顶杆的旋转使得支撑构件相对于起重顶杆移动，而无需外圆柱形构件相对于起重顶杆旋转。

在另一种构成中，起重顶杆包括液压缸，且内圆柱形构件可旋转地接合至液压缸筒。

附图说明

参考本发明实施方案的附图，可更好地理解本发明，其中：

图1示出具有固定外套筒的顶撑装置的实施方案的透视图；

图2示出具有可旋转外套筒的顶撑装置的实施方案的透视图；

图3示出可在顶撑装置中使用的液压缸的实例的透视图，尤其示出了液压缸筒上的外螺纹；

图4示出支撑套筒的实例的透视图；

图5示出图1中的处于收缩位置的顶撑装置的剖面图；

图6示出图1中的处于伸展位置的顶撑装置的剖面图；

图7示出可移动型式的顶撑装置，其装配有其自身的泵、油箱和阀门，还装配有轮轴轮子和手柄；

图8a示出具有外油管的筒的实施方案的透视图；

图8b示出图8a中的筒的顶视图；

图9至图13示出根据本发明的顶撑装置的一个实施方案；

图14示出如图9至图13所示实施方案的顶板枢转子组件的透视图和剖面图；

图15示出如图9至图13所示实施方案的活塞杆子组件的透视图和剖面图；

图16示出如图9至图13所示实施方案的千斤顶起重板的透视图和剖面图；

图17示出如图9至图13所示实施方案的齿轮箱外壳的透视图和剖面图；

图18示出如图9至图13所示实施方案的千斤顶顶板枢转底座的透视图和剖面图；

图19示出如图9至图13所示实施方案的千斤顶顶板枢转隔离件的透视图和剖面图；

图20示出如图9至图13所示实施方案的千斤顶顶板枢转顶部的透视图和剖面图；

图21示出如图9至图13所示实施方案的键的透视图和剖面图；

图22示出如图9至图13所示实施方案的带螺纹支撑套筒的透视图和剖面图；

图23示出如图9至图13所示实施方案的底座板的透视图和剖面图；

图24示出如图9至图13所示实施方案的活塞杆的透视图和剖面图；

图25示出如图9至图13所示实施方案的止推环的透视图和剖面图；

图26示出如图9至图13所示实施方案的环形齿轮的透视图和剖面图；

图27示出用于如图9至图13所示实施方案的齿轮箱盖的透视图和剖面图；

图28示出如图9至图13所示实施方案的顶部止推环的透视图和剖面图；

图29示出如图9至图13所示实施方案的气缸筒的透视图和剖面图；

图30示出如图9至图13所示实施方案的旋转体套筒的透视图和剖面图；

图31示出如图9至图13所示实施方案的小齿轮的透视图和剖面图；

图32示出如图9至图13所示实施方案的底座板的透视图和剖面图；

图33示出如图9至图13所示实施方案的顶板的透视图和剖面图；以及

图34和图35图示了支撑构件位于环形座构件上的顶撑装置的实施方案的透视图和剖面图。

具体实施方式

本发明的实施方案提供了用于升起并支撑推土设备或车辆的顶撑装置。所述顶撑装置通常包括底座和安装至底座的起重顶杆。起重顶杆用于将负载抬起至抬升位置。用于与负载接合的顶板通常安装至起重顶杆。还包括支撑构件，其直接或间接安装至底座，其中支撑构件可定位成与顶板接合，从而为处于抬升位置的负载提供附加支撑。

例如，支撑构件可以是圆柱形支撑套筒，其围绕起重顶杆并以螺纹方式接合至起重顶杆的底座部分。一旦起重顶杆延伸，顶板被抬升(通常通过液压缸)，圆柱形支撑套筒旋转，以便其从起重顶杆的底座延伸，直至接触顶板的底面并锁定就位。从而，支撑套筒通过与底座接触为顶板和负载提供附加支撑，并减轻气缸(或其它起重机构)上的一些负载。可以理解，在该实例中，顶板的直径通常大于圆柱形支撑套筒的直径。

根据一个特定实施方案(如附图所示)，所述顶撑装置包括安装至底座板101的双作用液压缸。液压缸包括典型的组件，例如活塞104、杆105和筒102。筒帽103将筒102的杆端密封，并在其移动出入筒102时，引导杆105。活塞104位于筒102内，并用螺栓固定至杆105。依照典型的液压缸功能，活塞104根据油压上下移动，从而驱动杆105。可以理解，气缸可以是单作用或双作用气缸。

顶板106安装至杆105的与活塞端相对的端部。正是顶板106与车辆/设备或其它待起重负载接合。顶板106可被构造成容置附加接触板(未示出)，每一个接触板具有与特定负载对应的特定接合工具。例如，不同负载(车辆类型等)可具有不同安装点或布置。在一些形式中，顶板也可安装至杆，以便其可枢转。

如图3所示，气缸筒102的外表面上加工有螺旋状掏槽或螺纹，以便其可与内表面上具有相应螺旋或螺纹的圆柱形支撑套筒107接合。圆柱形支撑套筒107与筒协同工作，以作为负载的支撑架。当支撑套筒107旋转时，其相对于筒102上下移动。通过定位支撑套筒以便其与顶板接合，且之后将其锁定就位以停止反向旋转，便为负载提供了附加支撑。

顶板的底面可特别构造或加工以容置支撑套筒107。这可有助于确保正确定位与顶板106接触的支撑套筒107，且可促进负载从顶板106至支撑套筒107均匀分布。

通常，支撑套筒与筒组合仅作为架子静态地保持机器或组件的重量。通常不将支撑套筒107设计成动态地起重或降低负载，但是其可起到辅助作用。支撑套筒设置在气缸外部允许通过目测检查来确认支撑套筒107与顶板接触。

在一些形式中，支撑套筒与筒之间的螺纹接合可具有渐变倾斜度或角度，以便支撑套筒在没有外部驱动力的情况下将不会旋转(例如，松开)。在负载下，该形式将保持所需的高度，并为顶板提供支撑，而不一定需要锁定机构。还应理解，在一些实施方案中，倾斜度使得允许小至1mm的运动(延伸/收缩至调整高度)。

在替代形式中，筒102本身可不包括外螺纹，而是可被构造成容置中间套筒(未示出)，中间套筒的外表面上加工有合适的螺旋状掏槽/螺纹。

在进一步的替代形式中，外加工可以是半月形，以容纳将与支撑套筒的内表面配合的一组球轴承。球轴承布置可减小旋转摩擦。应进一步理解，支撑套筒和/或筒和/或任何中间套筒的螺纹可以是ACME接合、梯形接合，或其它合适的允许合适旋转的接合。

如图1所示，内外表面进行了圆柱形加工的外套筒108安装至底座板，并围绕圆柱形支撑套筒107。圆柱形支撑套筒107的外表面上包括垂直花键107b。包括蜗轮/轮子布置109a的旋转马达109安装至外套筒108的顶部边缘。蜗轮/轮子布置109a工作以通过花键107b与旋转支撑套筒107接合并使其旋转，以便马达工作时套筒旋转。

图2示出了替代布置，其中外套筒108未固定至底座板101，而是被允许在底座板101上旋转。在本实施方案中，外套筒108包括内花键/螺纹，以与支撑套筒107的外花键对应。此外，外套筒108的外表面上包括环形齿轮(108b)。环形齿轮108b与旋转马达的蜗轮接合，在本实施方案中，旋转马达安装至底座。马达工作以使外套筒108旋转(通过蜗轮)，外套筒108反过来使环形支撑套筒107旋转。

在任一实施方案中，在保持旋转组件附接至固体底座的同时，其中组件很容易接近，很容易使支撑套筒107旋转。支撑套筒107具有从完全缩回(基本上围绕筒)移动至几乎完全延伸(从筒延伸)的能力，且能够锁定就位，以便其可作为支撑架工作(与筒组合)，其中增量为大约1mm。

可以理解，在其它形式中，旋转马达可通过除蜗轮/花键布置之外的工具与圆柱形支撑套筒107或外套筒108相互作用。可适当地对支撑套筒和外套筒进行修改以使其与马达相互作用(例如，使用除花键或环形齿轮之外的方法)。旋转马达109可以是液压、气动或电动马达。可保护齿轮，以防止其在旋转时被接触。旋转马达通常由操作员或可编程序的逻辑控制(PLC)操作，且可具有负载锁定阀和/或旋转制动器。

通常在操作时，活塞和杆通过液压上升，从而起重负载，支撑套筒通过螺旋或螺纹相对于气缸筒旋转并上下移动。当油在压力下进入气缸102d筒端部的腔时，活塞104和杆105以及顶板106上升，从而起重负载，油还供给至旋转马达109，旋转马达109使支撑套筒107旋转，支撑套筒107通过气缸筒102外部上的螺旋或螺纹跟随顶板向上移动。一旦到达所需的高度，油便停止流动至腔102d，且支撑套筒被抬升至与顶板106接触。然后，支撑套筒107通过液压锁定和/或制动马达109而被锁定在适当位置。

应理解，装置可选择性地装配其自身的泵和油箱，可装配轮轴和轮子以便运输，以及手柄。应理解，在一个变型中，加油口可位于筒外部，且可以是位于加工的螺旋或螺纹内部的可移动管道(例如，参见图8)。还应理解，液压缸可以是中空的，且可在任务所需的任何压力下工作。

在本发明进一步的替代实施方案中，支撑套筒可位于环形座构件上。在这种实施方案中，是座构件(而非支撑套筒)通过螺纹、轴承或其它方式与起重顶杆的筒(或附接至起重顶杆的其它套筒/部件)可旋转地接合。座构件的旋转使得座构件沿筒的长度上下移动，从而使支撑套筒相对于筒移动，例如使支撑套筒升高以使其接触到顶板。座构件与支撑套筒之间的接合允许支撑套筒移动(即，升高至接触顶板)，而不相对于筒旋转。图34和35图示了本实施方案的实例。环形座构件可由，例如螺母和/或附加旋转套筒形成。在本实例中，马达将被配置为使环形座构件旋转。

进一步的替代实施方案具有由两个可旋转地接合的同心内圆柱形构件和外圆柱形构件形成的支撑套筒。内圆柱形构件可旋转地与起重顶杆的筒(或附接至起重顶杆的附加套筒/部件)接合，以便支撑套筒可作为一个整体相对于筒移动(例如，被抬升至与顶板接触)，而无需外圆柱形构件相对于筒旋转。在本实例中，马达将被配置为使内圆柱形构件旋转，且内圆柱形构件可通过螺纹、轴承或其它合适的工具可旋转地与筒接合。

对装置进行配置使得支撑套筒(或支撑套筒的外圆柱形构件)相对于筒/起重顶杆不旋转提供了几个优点。例如，由于支撑套筒(或支撑套筒的外圆柱形构件)不旋转，因此曝光于顶撑装置操作者的活动部件减少，从而操作者发生意外的可能性减小。宽松衣服或四肢卷入装置中的机会更小，因此这些构造提供了显著的安全优点。此外，这些构造可保护一些或所有螺纹(或其它旋转接合工具)，使其基本上不会沾上可中断或堵塞抬升支撑构件所需的旋转的污垢或其它颗粒。

所有控制元件114以及人员通常远离起重区域(例如，参见图7)。一旦完成起重，可进行检查以确保支撑套筒(或其它支撑构件)与顶板接触。支撑套筒被锁定就位或“被锁定”，以防止不希望的致动或脱离顶板。应理解，可存在各种不同的机构机械地或以其它方式将支撑套筒锁定就位。在一种形式中，可旋转支撑套筒和筒可包括一个或多个键槽来提供机械止动机构以将支撑套筒锁定就位。其它机构(例如，冲程限制装置和/或冲程传感器)也可用于将套筒锁定就位。在操作期间，油压和/或气缸冲程可由人员和/或PLC系统进行监控和/或控制

通常，底座板101为大多数组件的公共安装点，其通常直接安装液压缸、外套筒、方向控制阀(DCV)，且可选择性地包括泵、用于移动的轮轴和轮子，以及手柄(参见图7)。底座也可以有预先钻好的加油口。

应理解，根据上述任何一个实施方案的顶撑装置也可安装至滑车，以便可很容易地在待起重的车辆或其它负载下方对其进行运输和/或操纵。

DCV通常符合操作要求标准，且可直接由操作者、气动或电动螺线管操作。还可由可编程序的逻辑控制(PLC)对DCV进行控制。DCV可用于控制起重气缸和旋转马达(109)的速度和方向。不同的释压阀可在任何电路中用于控制压力。

还应理解，可通过手、液压装置、气动工具、电动工具或任何其它合适的工具来操作起重顶杆和支撑构件(例如，套筒)。

此外，本文描述的顶撑装置并不限于用于矿业，或用于支撑推土设备或车辆，其可在需要起重和支撑大型负载的任何情况下使用。

还可以认为本发明的选择性实施方案在广义上包括本文单独或共同地提到或指出的部分、元件和特征，以及任意两个或两个以上所述部件、元件或特征的任意或所有组合，且其中文中提到了本发明所涉及领域中公知的等价物的具体集合，若这些已知等价物单独提出，则也认为结合在本文中。

尽管已详细描述了优选实施方案，但应理解，在不脱离本发明的范围的情况下本领域的普通技术人员可进行各种改变、替代和变更。

应理解，本发明的各种形式可单独或结合使用。

部件列表：

101 底座板

101a 筒端流体口

101b 杆端流体口

102 筒

102a 筒外径上加工的螺旋或螺纹

102b 将筒安装至底座板的螺栓

102c 底座密封件

102d 筒端油腔

103 筒帽

103a 固定螺栓

103b 密封件

104 活塞

104a 固定螺栓

104b 活塞密封件

105 杆

105a 杆端油腔

106 顶板

106a 安装螺栓

106b 接触板

107 螺钉架

107a 内径上加工的螺旋或螺纹

107b 外径垂直花键

108 外套筒

108a 内径花键

108b 环形齿轮&轴承(选择B)

108c 固定螺栓(选择A)

109 旋转马达

109a 蜗轮

109b 马达安装螺栓

109c 流体进/出点

110 DCV

111a，b 延伸期间形成的空隙

112 油管以及杆端油流配件

113 管盖

113a 管盖安装螺栓

29 M5x10内六角圆端定位螺钉ISO4029-M5-10

28 MB Koenig Expander MB850-070

27 M8x 55内六角圆柱头螺钉ISO 4762

26 MX x 30内六角圆柱头螺钉ISO 4762

25 MX x 20内六角圆柱头螺钉ISO 4762

24 M4x8内六角圆柱头螺钉

23 M10x 40内六角圆柱头螺钉ISO 4762

22 M10x 30内六角圆柱头螺钉ISO 4762

21 平垫圈ISO7091-10

20 复合衬套

19 Maxma液压马达

18 阀平衡件

17 平衡阀体

16 千斤顶起重板

15 小齿轮

14 千斤顶顶板

13 键

12 顶板枢转子组件

11 气缸压盖

10 顶部止推环

9 止推环

8 环形齿轮

7 齿轮箱盖

6 齿轮箱外壳

5 旋转套筒

4 带螺纹套筒

3 气缸筒

2 活塞和杆子组合

1 千斤顶底座板

203 千斤顶顶板枢转隔离件

202 千斤顶顶板枢转顶部

201 千斤顶顶板枢转底座

204 活塞锁紧螺母

205 活塞

206 活塞杆

Claims (23)

1.一种用于升起和支撑推土设备或车辆的顶撑装置，所述顶撑装置包括：

底座；

起重顶杆，安装至所述底座，所述起重顶杆用于将负载升起至一抬升位置；

顶板，安装至所述起重顶杆，所述顶板用于与负载接合；和

支撑构件，直接或间接安装至所述底座，其中所述支撑构件被定位为与所述顶板接合，从而为处于抬升位置的负载提供附加支撑。

2.根据权利要求1所述的顶撑装置，其中所述支撑构件为可旋转地接合至所述起重顶杆的圆柱形支撑套筒。

3.根据权利要求2所述的顶撑装置，其中所述起重顶杆包括液压缸。

4.根据权利要求3所述的顶撑装置，其中所述液压缸的筒安装至所述底座。

5.根据权利要求4所述的顶撑装置，其中所述圆柱形支撑套筒的内表面通过螺纹安装至所述筒的外表面。

6.根据权利要求5所述的顶撑装置，其中所述圆柱形支撑套筒的外表面带有花键。

7.根据权利要求6所述的顶撑装置，其进一步包括安装至所述底座的外套筒。

8.根据权利要求7所述的顶撑装置，其中马达和关联的蜗轮附接至所述外套筒。

9.根据权利要求8所述的顶撑装置，其中所述蜗轮被定位为与所述圆柱形支撑套筒带花键的外表面接合，以便所述马达工作时驱动所述环形套筒旋转。

10.根据权利要求6所述的顶撑装置，进一步包括可旋转地安装至所述底座的外圆柱形套筒。

11.根据权利要求10所述的顶撑装置，其中所述外圆柱形套筒的内表面被配置成与所述圆柱形支撑套筒带花键的外表面接合。

12.根据权利要求11所述的顶撑装置，其中所述外圆柱形套筒包括围绕其圆周的环形齿轮。

13.根据权利要求12所述的顶撑装置，其进一步包括附接至所述底座的马达和关联的蜗轮。

14.根据权利要求13所述的顶撑装置，其中所述蜗轮被定位为与所述环形齿轮接合，且所述马达工作时驱动所述外圆柱形套筒旋转，所述外圆柱形套筒进而驱动所述圆柱形支撑套筒旋转。

15.根据权利要求1所述的顶撑装置，其中所述起重顶杆在一收缩位置与一伸展位置之间移动，其中在所述伸展位置时，所述支撑构件被定位为与所述顶板接合并锁定就位，以便将所述起重顶杆保持在所述伸展位置。

16.根据权利要求2至7任一项所述的顶撑装置，包括马达，所述马达被配置为驱动所述圆柱形支撑套筒旋转，从而相对于所述起重顶杆移动所述圆柱形支撑套筒。

17.根据权利要求1所述的顶撑装置，进一步包括基本上为环形的环形座构件，此环形座构件被配置为可旋转地与所述起重顶杆接合，所述支撑构件停留于所述环形座构件上，以便通过所述环形座构件的旋转驱动所述支撑构件相对于所述起重顶杆移动。

18.根据权利要求17所述的顶撑装置，其中所述起重顶杆包括液压缸，且所述环形座构件可旋转地接合至所述液压缸的筒。

19.根据权利要求17或18所述的顶撑装置，其中所述支撑构件为圆柱形支撑套筒。

20.一种顶撑装置，其中环形座构件为螺母。

21.根据权利要求1所述的顶撑装置，其中所述支撑构件由可旋转地接合的同心内圆柱形构件和外圆柱形构件组成，所述内圆柱形构件被配置为可旋转地与所述起重顶杆接合，以便通过所述内圆柱形构件相对于所述起重顶杆的旋转驱动所述支撑构件相对于所述起重顶杆移动，而无需所述外圆柱形构件相对于所述起重顶杆旋转。

22.根据权利要求21所述的顶撑装置，其中所述起重顶杆包括液压缸，且所述内圆柱形构件可旋转地接合至所述液压缸的筒。

23.一种大体上如本文参考附图所描述的顶撑装置。