CN106907375A - 一种有效控制土方开挖精度的挖斗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有效控制土方开挖精度的挖斗装置，属于建筑工程技术领域，其结构包括挖斗，挖斗的铲部设置有可伸缩斗齿和可伸缩刮土板，可伸缩斗齿通过斗齿液压控制系统调节控制其伸出长度，可伸缩刮土板通过刮土板液压控制系统调节控制其伸出长度。该有效控制土方开挖精度的挖斗装置是在开挖到距离设计标高一定高度时，挖掘机操作者可以根据需要开挖的深度，调节斗齿的长度，进而有效的控制机械开挖的精度。

Description

一种有效控制土方开挖精度的挖斗装置

技术领域

本发明涉及建筑工程技术领域，具体地说是一种有效控制土方开挖精度的挖斗装置。

背景技术

一般的，在建筑施工中，当土方设计标高低于原地面标高时，就需要进行土方开挖,目前土方开挖一般采用人工开挖和机械开挖两种方式，建筑施工初期大规模开挖多数采用挖掘机进行机械开挖，在《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2013）中对土方开挖工程的质量检验标准做出了相应的要求，该规范规定：在场地平整的条件下，人工开挖土方的允许偏差值为±30mm，机械开挖的允许偏差值为±50mm。然而在现场施工过程中，由于机械限制、开挖司机水平以及责任心等问题，常常会出现欠挖或者超挖的现象。当开挖区域面积小时，机械开挖导致的超挖或欠挖可以通过人工进行找平，但当开挖区域面积大或者工程时间紧张时，人工开挖往往导致工程费用提高或者工期延误，这就对机械开挖的精度提出了较高的要求。

土方开挖深度较大时，施工现场一般采用分层开挖，当开挖到距离设计标高一定高度（如20mm）时，就需要对开挖精度严格控制。目前在土方开挖过程中，对机械开挖精度控制的方法主要有人工控制和自动控制两种方法。人工控制主要就是依靠开挖司机的经验，这种控制精度对司机经验依赖性大，控制效果较差；自动控制主要有激光控制和GPS三维高程控制，但是该设备的价格较大，在摊铺机上应用较多，而在挖掘机上应用甚少。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种有效控制土方开挖精度的挖斗装置。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，该有效控制土方开挖精度的挖斗装置，其结构包括挖斗，挖斗的铲部设置有可伸缩斗齿和可伸缩刮土板，可伸缩斗齿通过斗齿液压控制系统调节控制其伸出长度，可伸缩刮土板通过刮土板液压控制系统调节控制其伸出长度；

液压油箱连接液压泵，液压泵的下游液压管路上设置有单向阀，单向阀的下游液压管路分为两路，一路为斗齿液压控制系统供油路连接斗齿液压控制系统三相四通换向阀，另一路为刮土板液压控制系统供油路连接刮土板液压控制系统三相四通换向阀；

斗齿液压控制系统：

斗齿液压控制系统三相四通换向阀通过斗齿液压缸活塞腔油路连接斗齿液压缸活塞腔，

斗齿液压控制系统三相四通换向阀通过斗齿液压缸活塞杆腔油路连接斗齿液压缸活塞杆腔，斗齿活塞杆刚性传动可伸缩斗齿；

斗齿液压控制系统三相四通换向阀通过斗齿液压控制系统三相四通换向阀回油路连接到总回油管路上；

刮土板液压控制系统：

刮土板液压控制系统三相四通换向阀通过刮土板液压缸活塞腔油路连接刮土板液压缸活塞腔，

刮土板液压控制系统三相四通换向阀通过刮土板液压缸活塞杆腔油路连接刮土板液压缸活塞杆腔，刮土板活塞杆刚性传动可伸缩刮土板；

刮土板液压控制系统三相四通换向阀通过刮土板液压控制系统三相四通换向阀回油路连接到总回油管路上；

总回油管路连接到液压油箱内；

单向阀的下游液压管路分为两路之前并联有溢流管路，溢流管路上设置有溢流阀，溢流管路回流连接到液压油箱内。

斗齿液压控制系统还包含有斗齿位移控制系统：

斗齿位移控制系统是由斗齿指令电控元件连接斗齿控制器，斗齿控制器连接斗齿校正伺服放大器，斗齿校正伺服放大器连接斗齿伺服阀，斗齿伺服阀控制连接斗齿液压控制系统三相四通换向阀；

斗齿液压缸连接斗齿位移传感器，斗齿位移传感器连接斗齿变送电路，斗齿变送电路连接斗齿控制器；

刮土板液压控制系统还包含有刮土板位移控制系统：

刮土板位移控制系统是由刮土板指令电控元件连接刮土板控制器，刮土板控制器连接刮土板校正伺服放大器，刮土板校正伺服放大器连接刮土板伺服阀，刮土板伺服阀控制连接刮土板液压控制系统三相四通换向阀；

刮土板液压缸连接刮土板位移传感器，刮土板位移传感器连接刮土板变送电路，刮土板变送电路连接刮土板控制器。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

该有效控制土方开挖精度的挖斗装置是在开挖到距离设计标高一定高度时，挖掘机操作者可以根据需要开挖的深度，调节斗齿的长度，进而有效的控制机械开挖的精度。

当土方开挖到距离设计标高适当高度时（如20mm），如果仍旧采用原始的满斗铲土作业方法将会出现超挖的情况。在挖斗上装有由液压控制的可伸缩斗齿，司机可根据剩余开挖土方的高度适当的调节斗齿的高度和剩余土方高度一致，然后调节挖机使斗齿垂直进入土方中，在保持斗齿和土方垂直的角度下将斗齿向挖机水平靠近，此时既可以保证土方被斗齿松动的深度为预计高度。当土方松动后，控制挖斗将伸缩斗齿收缩到最里端，同时伸出可伸缩刮土板至和松动土方时斗齿相同的长度，同样采用将刮土板垂直深入松动土方然后水平向挖掘机移动的方式移动挖斗，即可保证挖机挖出土的高度为预计标高。

该有效控制土方开挖精度的挖斗装置设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图。

附图中的标记分别表示：

1、挖斗，2、可伸缩斗齿，3、可伸缩刮土板，

4、斗齿液压控制系统，5、刮土板液压控制系统，

6、液压油箱，7、液压泵，8、下游液压管路，9、单向阀，

10、斗齿液压控制系统供油路，11、斗齿液压控制系统三相四通换向阀，

12、刮土板液压控制系统供油路，13、刮土板液压控制系统三相四通换向阀，

14、斗齿液压缸活塞腔油路，15、斗齿液压缸活塞腔，

16、斗齿液压缸活塞杆腔油路，17、斗齿液压缸活塞杆腔，18、斗齿活塞杆，

19、斗齿液压控制系统三相四通换向阀回油路，20、总回油管路，

21、刮土板液压缸活塞腔油路，22、刮土板液压缸活塞腔，

23、刮土板液压缸活塞杆腔油路，24、刮土板液压缸活塞杆腔，25、刮土板活塞杆，

26、刮土板液压控制系统三相四通换向阀回油路，

27、溢流管路，28、溢流阀，

29、斗齿位移控制系统，30、斗齿指令电控元件，31、斗齿控制器，32、斗齿校正伺服放大器，33、斗齿伺服阀，34、斗齿位移传感器，35、斗齿变送电路，

36、刮土板位移控制系统，37、刮土板指令电控元件，38、刮土板控制器，39、刮土板校正伺服放大器，40、刮土板伺服阀，41、刮土板位移传感器，42、刮土板变送电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种有效控制土方开挖精度的挖斗装置作以下详细说明。

如附图所示，本发明的有效控制土方开挖精度的挖斗装置，其结构包括挖斗1，挖斗的铲部设置有可伸缩斗齿2和可伸缩刮土板3，可伸缩斗齿2通过斗齿液压控制系统4调节控制其伸出长度，可伸缩刮土板3通过刮土板液压控制系统5调节控制其伸出长度；

液压油箱6连接液压泵7，液压泵7的下游液压管路8上设置有单向阀9，单向阀的下游液压管路分为两路，一路为斗齿液压控制系统供油路10连接斗齿液压控制系统三相四通换向阀11，另一路为刮土板液压控制系统供油路12连接刮土板液压控制系统三相四通换向阀13；

斗齿液压控制系统4：

斗齿液压控制系统三相四通换向阀11通过斗齿液压缸活塞腔油路14连接斗齿液压缸活塞腔15，

斗齿液压控制系统三相四通换向阀11通过斗齿液压缸活塞杆腔油路16连接斗齿液压缸活塞杆腔17，斗齿活塞杆18刚性传动可伸缩斗齿2；

斗齿液压控制系统三相四通换向阀11通过斗齿液压控制系统三相四通换向阀回油路19连接到总回油管路20上；

刮土板液压控制系统5：

刮土板液压控制系统三相四通换向阀13通过刮土板液压缸活塞腔油路21连接刮土板液压缸活塞腔22，

刮土板液压控制系统三相四通换向阀13通过刮土板液压缸活塞杆腔油路23连接刮土板液压缸活塞杆腔24，刮土板活塞杆25刚性传动可伸缩刮土板3；

刮土板液压控制系统三相四通换向阀13通过刮土板液压控制系统三相四通换向阀回油路26连接到总回油管路20上；

总回油管路20连接到液压油箱6内；

单向阀9的下游液压管路分为两路之前并联有溢流管路27，溢流管路27上设置有溢流阀28，溢流管路27回流连接到液压油箱6内。

斗齿液压控制系统还包含有斗齿位移控制系统29：

斗齿位移控制系统是由斗齿指令电控元件30连接斗齿控制器31，斗齿控制器31连接斗齿校正伺服放大器32，斗齿校正伺服放大器32连接斗齿伺服阀33，斗齿伺服阀33控制连接斗齿液压控制系统三相四通换向阀11；

斗齿液压缸连接斗齿位移传感器34，斗齿位移传感器34连接斗齿变送电路35，斗齿变送电路35连接斗齿控制器31；

刮土板液压控制系统还包含有刮土板位移控制系统36：

刮土板位移控制系统是由刮土板指令电控元件37连接刮土板控制器38，刮土板控制器38连接刮土板校正伺服放大器39，刮土板校正伺服放大器39连接刮土板伺服阀40，刮土板伺服阀40控制连接刮土板液压控制系统三相四通换向阀13；

刮土板液压缸连接刮土板位移传感器41，刮土板位移传感器41连接刮土板变送电路42，刮土板变送电路42连接刮土板控制器38。

具体工作状态是：

（1）斗齿液压控制系统

进油路：油箱→液压泵→单向阀→换向阀→斗齿液压缸左腔；

回油路：斗齿液压缸右腔→换向阀→油箱；

（2）刮土板液压控制系统

进油路：油箱→液压泵→单向阀→换向阀→刮土板液压缸左腔；

回油路：刮土板液压缸右腔→换向阀→油箱。

斗齿液压控制系统和刮土板液压控制系统一个进油路和回油路，两个系统的液压缸呈并联状态，通过在两个并联回路各设置一个“三相四通O型”换向阀调节两个系统的进油和回油，当换向阀处于右位时，斗齿液压缸左腔油量逐渐增加，右侧腔中的油可通过回油路返回油箱，变现为斗齿逐渐向外伸出；当换向阀调整到左位时，邮箱中的油进入到斗齿液压缸的右腔，左侧腔中的则通过回油路返回油箱，变现为斗齿逐渐向内回缩；当换向阀处于中位时，斗齿液压缸左右腔的液压油量不发生变化，液压缸的伸出长度不再变化，这就保证了液压缸可以受挖掘机操作者的控制处于适当的伸缩长度。在整个斗齿作业期间，刮土板处于收缩状态，并且刮土板液压系统的换向阀均处于中位位置，即可保证液压油不能进入到刮土板液压回路。刮土板的工作原理和斗齿一致，同样在刮土板作业期间，斗齿处于收缩状态，斗齿液压系统的换向阀也处于中位。

（3）位移控制系统

挖斗液压控制系统还包含有位移控制系统，司机根据需要开挖的高度操作指令元件发出命令，通过校正伺服阀和伺服阀将电信号转换为液压信号，进而控制液压油路。同时在液压缸上装有位移传感器，斗齿和刮土板伸出的长度通过位移传感器、变送电路反映到操作者处，保证挖掘机操作者可以实时了解斗齿和液压缸伸出的长度。

Claims (3)

1.一种有效控制土方开挖精度的挖斗装置，其特征在于包括挖斗，挖斗的铲部设置有可伸缩斗齿和可伸缩刮土板，可伸缩斗齿通过斗齿液压控制系统调节控制其伸出长度，可伸缩刮土板通过刮土板液压控制系统调节控制其伸出长度。

2.一种有效控制土方开挖精度的挖斗装置，其特征在于包括挖斗，挖斗的铲部设置有可伸缩斗齿和可伸缩刮土板，可伸缩斗齿通过斗齿液压控制系统调节控制其伸出长度，可伸缩刮土板通过刮土板液压控制系统调节控制其伸出长度；

液压油箱连接液压泵，液压泵的下游液压管路上设置有单向阀，单向阀的下游液压管路分为两路，一路为斗齿液压控制系统供油路连接斗齿液压控制系统三相四通换向阀，另一路为刮土板液压控制系统供油路连接刮土板液压控制系统三相四通换向阀；

斗齿液压控制系统：

斗齿液压控制系统三相四通换向阀通过斗齿液压缸活塞腔油路连接斗齿液压缸活塞腔，

斗齿液压控制系统三相四通换向阀通过斗齿液压缸活塞杆腔油路连接斗齿液压缸活塞杆腔，斗齿活塞杆刚性传动可伸缩斗齿；

斗齿液压控制系统三相四通换向阀通过斗齿液压控制系统三相四通换向阀回油路连接到总回油管路上；

刮土板液压控制系统：

刮土板液压控制系统三相四通换向阀通过刮土板液压缸活塞腔油路连接刮土板液压缸活塞腔，

刮土板液压控制系统三相四通换向阀通过刮土板液压缸活塞杆腔油路连接刮土板液压缸活塞杆腔，刮土板活塞杆刚性传动可伸缩刮土板；

刮土板液压控制系统三相四通换向阀通过刮土板液压控制系统三相四通换向阀回油路连接到总回油管路上；

总回油管路连接到液压油箱内；

单向阀的下游液压管路分为两路之前并联有溢流管路，溢流管路上设置有溢流阀，溢流管路回流连接到液压油箱内。

3.根据权利要求2所述的一种有效控制土方开挖精度的挖斗装置，其特征在于：

斗齿液压控制系统还包含有斗齿位移控制系统：

斗齿位移控制系统是由斗齿指令电控元件连接斗齿控制器，斗齿控制器连接斗齿校正伺服放大器，斗齿校正伺服放大器连接斗齿伺服阀，斗齿伺服阀控制连接斗齿液压控制系统三相四通换向阀；

斗齿液压缸连接斗齿位移传感器，斗齿位移传感器连接斗齿变送电路，斗齿变送电路连接斗齿控制器；

刮土板液压控制系统还包含有刮土板位移控制系统：

刮土板位移控制系统是由刮土板指令电控元件连接刮土板控制器，刮土板控制器连接刮土板校正伺服放大器，刮土板校正伺服放大器连接刮土板伺服阀，刮土板伺服阀控制连接刮土板液压控制系统三相四通换向阀；

刮土板液压缸连接刮土板位移传感器，刮土板位移传感器连接刮土板变送电路，刮土板变送电路连接刮土板控制器。