CN105862952A - 管涵挖掘式装载机 - Google Patents

Abstract

一种管涵挖掘式装载机，涉及非开挖铺设地下水泥管道时，用于清理管道内部泥土、渣石。挖掘上料机构通过挖掘固定板固定于输送架上；车辆底盘上的侧壁支撑架与底盘架之间通过销轴和侧壁支撑油缸联接，以实现车辆工作状态下的防滑及稳定；输送架最前端装有集料折叠铲口，集料折叠铲口与铲口折叠油缸之间通过销轴铰接；实现阻止管内泥土、渣石的流动，使泥土、渣石能全部被顺利的扒入输送卸料机构上。本发明通过电力、液压和机械传动，实现连续挖掘、扒料、输送、装车。结构紧凑、合理，故障率低，维护简便，移动灵活，工作安全可靠，可消除安全隐患，有效减轻作业人员劳动强度，提高施工效率。具有自行行走、装载平稳、操作灵便、连续高效等特点。

Description

管涵挖掘式装载机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体是一种在非开挖铺设地下水泥管道时，用于清理管道内部泥土、渣石所使用的管涵挖掘式装载机。

背景技术

随着城市规模的不断扩大，铺设地下水泥管道的工程越来越多。针对非开挖式辅设，现多采用顶管技术。顶管技术是边挖掘边用千斤顶将水泥管顶入。现800mm以下管径的水泥管多采用（水冲土式）顶管机或（旋挖排泥式）顶管机施工。此施工方式既省时、又省力，从而实现了非开挖铺设地下污水支管的目的。而800mm以上的大口径污水主管的施工，现有的顶管技术中，在处理管内泥土、渣石时大多还采用人力挖掘，即操作工人钻入水泥管内，在水泥管前方挖掘土层，挖出的泥土、石头等渣子再通过人力，沿着铺设的水泥管运出，工人劳动条件十分恶劣，且劳动强度大，施工效率低下。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种管涵挖掘式装载机，通过挖掘上料机构将泥土、渣石输送到输送卸料机构上，依靠后端的接料运输车将泥土、渣石运出，从而代替了人工作业，实现了非开挖铺设地下大口径污水主管时处理管内泥土、渣石的目的。

为实现上述目的，本发明包括车辆底盘、挖掘上料机构、输送卸料机构、电气控制系统、液压系统及其操纵机构，电气控制系统及液压系统及其操纵机构控制车辆底盘、挖掘上料机构、输送卸料机构实现连续性挖掘、扒料、输送装车及行走，其特征在于：

所述挖掘上料机构通过挖掘固定板固定于输送架上；回转架上装有大臂 和小臂，大臂一端与回转架两侧回转中心铰接，另一端与挖掘固定板铰接，小臂一端与回转架固定中心铰接，另一端与挖斗铰接，小臂与挖斗之间经内联接板通过外联接杆、挖斗油缸铰接，回转架与大臂之间铰装小臂油缸，小臂的一侧与回转架之间铰装回转油缸，大臂与大臂油缸固定耳之间装有大臂油缸，大臂油缸固定耳固定于输送架上；挖掘上料机构通过回转油缸、大臂油缸、小臂油缸、挖斗油缸的协调动作，使挖斗按规定轨迹运行，实现回转、挖掘、扒装、上料；

所述车辆底盘上的侧壁支撑架与底盘架之间通过销轴和侧壁支撑油缸联接，实现车辆工作状态下的防滑及稳定；

所述输送架的最前端装有集料折叠铲口，集料折叠铲口与铲口折叠油缸之间通过销轴铰接；实现阻止管内泥土、渣石的流动，使泥土、渣石能全部被顺利的扒入输送卸料机构上。

所述车辆底盘的底盘架为矩形冷弯空心型钢焊接结构；前桥为框式悬挂结构，前桥的左、右轮可以上下浮动，前桥和后桥上焊有防止车桥周向偏转和轴向窜动的前桥定位板、后桥定位板；前悬框通过销轴铰接悬挂于底盘架的悬挂粱上，前悬框的左、右两侧通过螺栓与前桥定位板固定并定位；前桥的转向拉杆和前悬框间安装转向油缸；后桥通过后桥定位板及螺栓与底盘架后部联接固定；前桥、后桥配装轮胎；车辆底盘采用四轮驱动 ；底盘架的后部加装弹性防护梁。

所述输送卸料机构的输送架的前部通过两侧铰轴与底盘架铰接，输送架的后端通过两侧输送架升降油缸与底盘架铰接；输送卸料机构的前部装有从动滚筒，后部装有液压滚筒，液压滚筒采用液压或电驱动；输送卸料机构为可折叠式结构，折叠输送卸料机构在输送架的后部配置折叠活动架和可折叠调节架，可折叠调节架由输送架折叠油缸驱动，折叠活动架和可折叠调节架与输送架折叠油缸间通过销轴铰接；皮带弹性张紧装置安装于输送架与折叠活动架之间；弹性刮板装置置于输送带下方，安装在可折叠调节架的下部；司控台挂装于输送架左侧，司控台上部安装多路换向阀，司控台 的下部配装由刹车踏板、制动总泵及轮毂制动器组成的刹车装置。

所述电气控制系统包括主回路、控制回路及照明回路，电气控制系统由电气控制箱、电路控制板、隔离换向开关、熔断器、控制变压器、机械自锁按扭开关、接触器、电铃、照明灯、按钮开关、急停开关、阻容器、行走驱动电机、电子保护器、接线端子、联接导线组成；电路控制板上装有隔离换向开关、熔断器、控制变压器、接触器、阻容器、电子保护器；电气控制箱通过电箱支架安装于输送架或底盘架上。

所述电气控制箱与电箱支架之间设置有用于减震的弹性橡胶垫圈；照明灯加装防护罩，按钮开关置于操纵台护罩内。

所述液压系统及其操纵机构由油箱、液压缓冲阀、回油过滤器、散热器、齿轮泵、行走马达、挖斗油缸、小臂油缸、大臂油缸、回转油缸、多路换向阀、制动总泵、升降油缸、铲口折叠油缸、输送架折叠油缸、侧壁支撑油缸、转向油缸及液压管路部件组成；多路换向阀、制动总泵安装于司控台上。

所述输送卸料机构为伸缩式输送卸料机构，伸缩式输送卸料机构在输送架 的后部配置伸缩式活动架和调节架。

本发明与现有技术相比，结构设计新颖，集成车辆底盘、挖掘上料机构、输送卸料机构、电气控制系统、液压系统及其操纵机构五大部分于一体，采用外接电源（或自带柴油机）为动力，通过电力、液压和机械传动，实现连续挖掘、扒料、输送、装车。结构紧凑、合理，故障率低，维护简便，移动灵活，工作安全可靠，可消除安全隐患，有效减轻作业人员劳动强度，提高施工效率。具有自行行走、装载平稳、操作灵便、连续高效等特点。适用于非开挖式大管径顶管施工中清理管内泥土、渣石，同时也可适用于煤矿、磷矿、铁矿、铜矿、金矿等开采扒装作业，以及铁路、公路、水利、国防等隧道工程施工中碎石料采集装车及露天散碎物料装车作业。

附图说明

图 1 是本发明结构简图。

图2是图1的车辆底盘的结构简图。

图3是图2的俯视图。

图4是图2的侧视图。

图 5是图1的挖掘上料机构的结构简图。

图 6是图1的输送卸料机构的结构简图。

具体实施方式

如图1所示，本发明由车辆底盘1、挖掘上料机构2、输送卸料机构3、电气控制系统4、液压系统及其操纵机构5组成。以外接电源（或自带柴油机）作为动力源驱动电机，采用电力、液压和机械传动，以车辆形式将工作机构与行走机构结合一体，组成能自行移动的挖掘、装载机械，实现整机行走、转向、刹车。挖掘上料机构2具有回转、挖掘、扒装上料等功能；输送卸料机构3具有推铲、集料、受料、输送、卸料、升降、可折叠(或伸缩) 等功能。

如图2、图3 所示，车辆底盘主要由底盘架12、前桥14、后桥16、前悬框22、电箱7、油箱6、万向联轴节10、电机15、液压缓冲阀21、回油过滤器17、散热器18、齿轮泵20、行走马达11、前桥定位板23、后桥定位板19、轮胎13（普通或实心）、弹性防护梁8 、侧壁支撑架9、侧壁支撑油缸57、转向油缸24组成。底盘架12 为矩形冷弯空心型钢焊接结构；前桥14 为框式悬挂结构，前桥14的左、右轮可以上下浮动，以适应地面凸凹变化。前桥14 和后桥16 上焊有防止车桥周向偏转和轴向窜动的前桥定位板23、后桥定位板19；前悬框22通过销轴铰接悬挂于底盘架12 的悬挂粱上，前悬框22 的左、右两侧通过螺栓与前桥定位板23 固定并定位；前桥14 的转向拉杆和前悬框22 间安装转向油缸24；后桥16通过后桥定位板19 及螺栓与底盘架12 后部联接固定；采用前桥悬挂结构的底盘，有效解决了车辆行走及扒装工作过程中容易发生车辆侧倾、侧翻缺陷；前桥14、后桥16 配装普通或实心轮胎13 ；车辆底盘1采用四轮驱动 ；车辆底盘架12 的后部加装弹性防护梁8，可以有效减缓运输车辆对位时的冲击，防止扒装机和运输车辆碰撞损伤。侧壁支撑架9与底盘架12之间通过销轴和侧壁支撑油缸57联接，使车辆在工作状态下防止侧滑，保证车辆工作的稳定性。

若有外接电源时，接通电源，电机15工作，同时驱动齿轮泵20工作启动液压传动系统；液压传动系统驱动行走马达11工作，再通过万向联轴节10 带动前、后车桥，经机械传动驱动车轮转动，具有行走、转向、刹车等功能。

如图4 所示，挖掘上料机构主要由挖斗 26、外联接杆28、内联接板27、挖斗油缸29、小臂30、大臂33、小臂油缸34、大臂油缸35、大臂油缸固定耳36、回转架31、回转油缸32、挖掘固定板25组成。挖掘上料机构2 通过挖掘固定板25焊接固定于输送架43上；回转架31上装有大臂 33和小臂30，大臂33 的一端与回转架31两侧回转中心铰接，另一端与挖掘固定板25铰接，小臂30的一端与回转架31固定中心铰接，另一端与挖斗26铰接，小臂30与挖斗26之间经内联接板27 通过外联接杆28、挖斗油缸29 铰接，回转架 31 与大臂 33 之间铰装小臂油缸34，回转架31与小臂30左侧之间铰装回转油缸32，大臂33 与大臂油缸固定耳36之间装有大臂油缸35，大臂油缸固定耳36焊接固定于输送架上。

挖掘上料机构通过回转油缸32、大臂油缸35、小臂油缸34、挖斗油缸29 的协调动作，使挖斗26以一定的轨迹运行，实现回转、挖掘、扒装、上料功能。

如图5 所示，输送卸料机构主要由从动滚筒39、集料折叠铲口37、铲口折叠油缸38、挡料板42、输送架43、输送架升降油缸53、弹性刮板装置51、液压滚筒 49、挡带轮48、折叠活动架 45、可折叠调节架46、托轮装置47、输送带50、输送架折叠油缸 52、皮带弹性张紧装置44 、多路换向阀41、司控台40、刹车踏板54、制动总泵56、液压滚筒操纵阀55组成。输送架43 的前部通过两侧铰轴与底盘架12铰接，输送架43 的后端通过两侧输送架升降油缸53 与底盘架铰接，通过驱动输送架升降油缸53 可以控制输送卸料机构后部升起、降落；集料折叠铲口37 安装于输送架43的最前端，集料折叠铲口37与铲口折叠油缸38之间通过销轴铰接；输送卸料机构的前部为从动滚筒39，后部为液压滚筒49，液压滚筒49 采用液压或电驱动，通过液压滚筒49的内置（或外置）输送马达（或内置电机）驱动；输送卸料机构可以是可折叠式结构，折叠输送卸料机构在输送架43 的后部配置折叠活动架45 和可折叠调节架46，可折叠调节架46 由输送架折叠油缸52 驱动，折叠活动架45 和可折叠调节架46 与输送架折叠油缸52 间通过销轴铰接，折叠输送卸料机构也可以是伸缩式输送机构，伸缩式输送机构在输送架43 的后部配置伸缩式活动架和调节架，采用可折叠 ( 或伸缩 ) 输送架，可以缩短整机长度，便于狭窄巷道内转场；活动架长度可根据运输车斗选配，以适应料斗装车需要 ；皮带弹性张紧装置44安装于输送架43 和折叠架45 之间；弹性刮板装置51置于输送带 50下方，安装在可折叠调节架46 的下部，通过配装皮带弹性张紧装置44、弹性刮板装置51，将输送带50 的刚性张紧变为弹性张紧，可以减少输送带50 的磨损，大大提高输送带50 的使用寿命。司控台40 挂装于输送架43 左侧，司控台40上部安装多路换向阀41，司控台40 的下部配装由刹车踏板54、制动总泵 56及轮毂制动器组成的刹车装置，实现行车制动，加装刹车装置，实施四轮刹车，解决了现有扒渣机无行车制动的设计缺陷，消除行车安全隐患。

输送卸料机构通过输送架升降油缸53 带动输送架43 升降，通过液压滚筒49的输送马达（或电机）驱动输送卸料机构工作，实现推铲、集料、受料、输送、卸料、可折叠( 或伸缩 )、升降等功能。

本发明主回路适用于三相交流电，频率50HZ、电压为380/660V，控制及照明回路电压为36/24V。当输送卸料机构采用电滚筒时，电气控制箱为双主回路，当输送卸料机构采用液压滚筒时，电气控制箱只需单主回路。电气控制系统具有控制电机、电驱动的液压滚筒起动、停止、正反转和过载、断相、短路、漏电闭锁、失压及过电压吸收保护功能。

本发明的电气控制系统包括主回路、控制回路及照明回路，电气控制系统由电气控制箱、电路控制板、隔离换向开关、熔断器、控制变压器、机械自锁按扭开关、接触器、电铃、照明灯、按钮开关、急停开关、阻容器、行走驱动电机、电子保护器、接线端子、联接导线组成；电路控制板上装有隔离换向开关、熔断器、控制变压器、接触器、阻容器、电子保护器；电气控制箱通过电箱支架安装于输送架43或底盘架12上；电气控制箱与电箱支架之间设置有用于减震的弹性橡胶垫圈；照明灯加装防护罩，按钮开关置于操纵台护罩内，可有效防止雨水淋湿和物料掉落砸坏开关造成电气短路、断路故障。

液压系统及其操纵机构5主要由油箱6、液压缓冲阀21、回油过滤器17、散热器18、齿轮泵20、行走马达11、挖斗油缸29、小臂油缸34、大臂油缸35、回转油缸32、多路换向阀41、制动总泵 56、升降油缸53、铲口折叠油缸 38、输送架折叠油缸52、侧壁支撑油缸57、转向油缸24及液压管路部件组成；多路换向阀41、制动总泵 56 安装于司控台40上。

本发明通过操纵多路换向阀41、制动总泵 56的对应操作杆，操控液压执行元件小臂油缸 34、大臂油缸35、回转油缸32、行走马达 11、升降油缸 53、挖斗油缸29、转向油缸 24、液压滚筒49 等的动作，进而实现车辆底盘1的行走、转向、刹车；挖掘上料机构2的铲口推铲集料、挖掘上料、回转、展开、收拢；输送卸料机构3的升降、折叠（伸缩）、输送、卸料；在行走马达11 两端并联安装的液压缓冲阀21，使液压系统成为柔性液压系统，对车辆底盘1的进退、行止、转向和挖掘上料、输送卸料等动作具有柔和、缓冲、减小冲击等功能。液压元件与管路采用锥面密封联接，可有效防止液压系统泄漏。

Claims (7)

1.一种管涵挖掘式装载机，包括车辆底盘（1）、挖掘上料机构（2）、输送卸料机构（3）、电气控制系统（4）、液压系统及其操纵机构（5），电气控制系统（4）及液压系统及其操纵机构（5）控制车辆底盘（1）、挖掘上料机构（2）、输送卸料机构（3）实现连续性挖掘、扒料、输送装车及行走，其特征在于：

所述挖掘上料机构（2）通过挖掘固定板（25）固定于输送架（43）上；回转架（31）上装有大臂 （33）和小臂（30），大臂（33）一端与回转架（31）两侧回转中心铰接，另一端与挖掘固定板（25）铰接，小臂（30）一端与回转架（31）固定中心铰接，另一端与挖斗（26）铰接，小臂（30）与挖斗(26)之间经内联接板(27)通过外联接杆(28)、挖斗油缸(29)铰接，回转架 (31)与大臂( 33)之间铰装小臂油缸(34)，小臂(30)的一侧与回转架(31)之间铰装回转油缸(32)，大臂(33)与大臂油缸固定耳(36)之间装有大臂油缸(35)，大臂油缸固定耳(36)固定于输送架(43)上；挖掘上料机构（2）通过回转油缸(32)、大臂油缸(35)、小臂油缸(34)、挖斗油缸(29) 的协调动作，使挖斗（26）按规定轨迹运行，实现回转、挖掘、扒装、上料；

所述车辆底盘（1）上的侧壁支撑架（9）与底盘架（12）之间通过销轴和侧壁支撑油缸（57）联接，实现车辆工作状态下的防滑及稳定；

所述输送架（43）的最前端装有集料折叠铲口（37），集料折叠铲口（37）与铲口折叠油缸（38）之间通过销轴铰接；实现阻止管内泥土、渣石的流动，使泥土、渣石能全部被顺利的扒入输送卸料机构（3）上。

2.根据权利要求1所述的管涵挖掘式装载机，其特征在于：所述车辆底盘（1）的底盘架（12）为矩形冷弯空心型钢焊接结构；前桥（14）为框式悬挂结构，前桥（14）的左、右轮可以上下浮动，前桥（14） 和后桥（16）上焊有防止车桥周向偏转和轴向窜动的前桥定位板（23）、后桥定位板(19)；前悬框（22）通过销轴铰接悬挂于底盘架（12）的悬挂粱上，前悬框（22）的左、右两侧通过螺栓与前桥定位板（23）固定并定位；前桥（14）的转向拉杆和前悬框（22）间安装转向油缸（24）；后桥（16）通过后桥定位板（19）及螺栓与底盘架（12）后部联接固定；前桥（14）、后桥(16) 配装轮胎(13)；车辆底盘(1)采用四轮驱动 ；底盘架(12)的后部加装弹性防护梁(8)。

3.根据权利要求1所述的管涵挖掘式装载机，其特征在于：所述输送卸料机构(3)的输送架(43) 的前部通过两侧铰轴与底盘架(12)铰接，输送架(43) 的后端通过两侧输送架升降油缸(53) 与底盘架(12)铰接；输送卸料机构(3)的前部装有从动滚筒(39)，后部装有液压滚筒(49)，液压滚筒(49) 采用液压或电驱动；输送卸料机构(3)为可折叠式结构，折叠输送卸料机构在输送架(43)的后部配置折叠活动架 (45) 和可折叠调节架(46)，可折叠调节架(46 )由输送架折叠油缸(52) 驱动，折叠活动架(45) 和可折叠调节架(46) 与输送架折叠油缸(52) 间通过销轴铰接；皮带弹性张紧装置(44)安装于输送架(43) 与折叠活动架(45) 之间；弹性刮板装置(51)置于输送带 (50)下方，安装在可折叠调节架(46) 的下部；司控台（40）挂装于输送架（43）左侧，司控台（40）上部安装多路换向阀（41），司控台（40） 的下部配装由刹车踏板（54）、制动总泵（56）及轮毂制动器组成的刹车装置。

4.根据权利要求1所述的管涵挖掘式装载机，其特征在于：所述电气控制系统（4）包括主回路、控制回路及照明回路，电气控制系统（4）由电气控制箱、电路控制板、隔离换向开关、熔断器、控制变压器、机械自锁按扭开关、接触器、电铃、照明灯、按钮开关、急停开关、阻容器、行走驱动电机、电子保护器、接线端子、联接导线组成；电路控制板上装有隔离换向开关、熔断器、控制变压器、接触器、阻容器、电子保护器；电气控制箱通过电箱支架安装于输送架（43）或底盘架（12）上。

5.根据权利要求4所述的管涵挖掘式装载机，其特征在于：所述电气控制箱与电箱支架之间设置有用于减震的弹性橡胶垫圈；照明灯加装防护罩，按钮开关置于操纵台护罩内。

6.根据权利要求1所述的管涵挖掘式装载机，其特征在于：所述液压系统及其操纵机构（5）由油箱（6）、液压缓冲阀（21）、回油过滤器（17）、散热器（18）、齿轮泵（20）、行走马达（11）、挖斗油缸（29）、小臂油缸（34）、大臂油缸（35）、回转油缸（32）、多路换向阀（41）、制动总泵（56）、升降油缸（53）、铲口折叠油缸（38）、输送架折叠油缸（52）、侧壁支撑油缸（57）、转向油缸（24）及液压管路部件组成；多路换向阀（41）、制动总泵（56）安装于司控台（40）上。

7.根据权利要求1所述的管涵挖掘式装载机，其特征在于：所述输送卸料机构(3)为伸缩式输送卸料机构，伸缩式输送卸料机构在输送架(43) 的后部配置伸缩式活动架和调节架。