CN110158676A - 矿用挖掘机的运动机构 - Google Patents

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Abstract

矿用挖掘机的运动机构，固定机体安装有钢丝绳驱动电机，钢丝绳从钢丝绳驱动电机伸出，绕过钢丝绳导轮，与铲斗相连；固定机体铰接动臂；动臂铰接斗杆驱动装置；斗杆驱动装置驱动斗杆做伸缩运动；斗杆的首端铰接铲斗；斗杆的前端铰接旋转连接盘；铲斗液压油缸小端铰接旋转连接盘，铲斗液压油缸大端铰接铲斗；斗杆液压油缸小端铰接旋转连接盘，斗杆液压油缸大端铰接固定机体；辅助液压油缸小端铰接旋转连接盘，辅助液压油缸大端铰接固定机体。本发明能够实现普通矿用挖掘机的挖掘作业功能，还能够增大铲斗和斗杆的载重量，优化斗杆的受力情况，有利于提高采掘作业容量，减少采掘作业冲击，提高作业效率和增加斗杆的使用寿命。

Description

矿用挖掘机的运动机构
技术领域
本发明涉及一种矿用正铲挖掘机的挖掘运动机构。
背景技术
矿用正铲挖掘机是露天矿石采掘的重要工程机械设备，现有的矿用正铲挖掘机械主要有液压挖掘机和钢丝绳电铲。液压挖掘机主要以液压油缸为主要动力源驱动挖掘机的动臂、斗杆和铲斗进行工作，作业灵活且范围广；钢丝绳电铲主要以驱动电机对钢丝绳的拉紧和释放来驱动挖掘机的动臂、斗杆和铲斗进行工作，但其挖掘力是绳拉力在垂直方向的分力，因此只有部分拉力被利用。目前，鲜有将液压油缸和钢丝绳混合起来设计矿用正铲挖掘机的运动机构的。另外，将液压驱动和钢丝绳驱动结合起来，使二者协同作用，既吸收了液压挖掘机的优点，又发挥了钢丝绳电铲的长处，不仅能够实现普通矿用挖掘机的挖掘作业功能，还能够增大铲斗和斗杆的载重量，优化斗杆的受力情况，有利于提高采掘作业容量，减少采掘作业冲击，提高作业效率和增加斗杆的使用寿命。
发明内容
本发明要克服现有技术的缺点，提供一种把液压挖掘机优点和钢丝绳电铲长处结合起来的新型矿用挖掘机的挖掘运动机构。
本发明的技术方案是：
矿用挖掘机的运动机构包括固定机体9、动臂1、斗杆2、铲斗4、铲斗油缸(3a，3b)、斗杆液压油缸(10a，10b)、辅助液压油缸(8a，8b)、旋转连接盘11、斗杆驱动装置7、钢丝绳5、钢丝绳导轮12和钢丝绳驱动电机6；
以斗杆2为分界，可将本发明的挖掘运动机构分为上、下两部分：上部分是钢丝绳挖掘机构，由动臂1、斗杆2、铲斗4、钢丝绳5、钢丝绳导轮12和钢丝绳驱动电机6组成；下部分是液压油缸挖掘机构，由斗杆2、铲斗4、铲斗油缸(3a，3b)、斗杆液压油缸(10a，10b)、辅助液压油缸(8a，8b)、旋转连接盘11和斗杆驱动装置7组成。
上部分钢丝绳挖掘机构各部件的连接关系为：固定机体9安装有钢丝绳驱动电机6，钢丝绳5从钢丝绳驱动电机6伸出，绕过钢丝绳导轮12，与铲斗4相连。
下部分液压挖掘机构各部件的连接关系为：固定机体9通过第四铰链R4和第二铰链R2铰接动臂1；动臂1通过第五铰链R5铰接斗杆驱动装置7，斗杆驱动装置可绕第五铰链R5相对于动臂1做定轴转动；斗杆2安装在斗杆驱动装置7中，斗杆驱动装置7驱动斗杆2做相对于斗杆驱动装置7的伸缩运动；斗杆2的首端通过第十铰链R10铰接铲斗4，二者可做相对定轴转动；斗杆2的前端通过第七铰链R7铰接旋转连接盘11，旋转连接盘11绕第七铰链R7相对于斗杆2做定轴转动；铲斗液压油缸小端3a通过第九铰链R9铰接旋转连接盘11，铲斗液压油缸大端3b通过第十一铰链R11铰接铲斗4；斗杆液压油缸小端10a通过第八铰链R8铰接旋转连接盘11，斗杆液压油缸大端10b通过第一铰链R1铰接固定机体9；辅助液压油缸小端8a通过第六铰链R6铰接旋转连接盘11，辅助液压油缸大端8b通过第三铰链R3铰接固定机体9。
优选地，斗杆2、旋转连接盘11、铲斗液压油缸(3a，3b)、斗杆液压油缸(10a，10b)和辅助液压油缸(8a，8b)的个数均为两个，且分别对称分布于挖掘机纵向对称平面的两侧。
本发明的挖掘过程为：斗杆驱动装置7将斗杆2推出，在斗杆液压油缸(10a，10b)、辅助液压油缸(8a，8b)和钢丝绳5的共同作用下，斗杆2以第五铰链R5为瞬时转动中心做平面运动；待斗杆2伸出适当长度后，铲斗液压油缸(3a，3b)适当伸出，控制铲斗4以第十铰链R10为旋转中心适当翻转；进一步，钢丝绳电机6经由钢丝绳5作用给铲斗4向上提起的拉力，同时铲斗液压油缸(10a，10b)经由旋转连接盘11传力通过第七铰链R7作用给斗杆举升力；进一步，整个挖掘过程中旋转连接盘11和辅助液压油缸(8a，8b)对挖掘姿态和挖掘运动进行实时辅助调整。
本发明不仅能够实现普通矿用挖掘机的挖掘作业功能，还能够增大铲斗和斗杆的载重量，优化斗杆的受力情况，有利于提高采掘作业容量，减少采掘作业冲击，提高作业效率和增加斗杆的使用寿命。
本发明的有益效果是：
(1)为挖掘机的斗杆2提供新的支撑点R7，改善斗杆2的受力状况。
(2)提高挖掘机斗杆2在做伸缩运动时的稳定性，减缓挖掘过程中的冲击作用。
(3)铲斗满斗抬起时，由于钢丝绳和液压缸的共同作用，增大了铲斗抬起时的抬起力，意味着可以挖掘更多的矿料。
附图说明
图1是本发明的运动机构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，进一步说明本发明的技术方案。
矿用挖掘机的运动机构包括固定机体9、动臂1、斗杆2、铲斗4、铲斗油缸(3a，3b)、斗杆液压油缸(10a，10b)、辅助液压油缸(8a，8b)、旋转连接盘11、斗杆驱动装置7、钢丝绳5、钢丝绳导轮12和钢丝绳驱动电机6；
以斗杆2为分界，可将本发明的挖掘运动机构分为上、下两部分：上部分是钢丝绳挖掘机构，由动臂1、斗杆2、铲斗4、钢丝绳5、钢丝绳导轮12和钢丝绳驱动电机6组成；下部分是液压油缸挖掘机构，由斗杆2、铲斗4、铲斗油缸(3a，3b)、斗杆液压油缸(10a，10b)、辅助液压油缸(8a，8b)、旋转连接盘11和斗杆驱动装置7组成。
上部分钢丝绳挖掘机构各部件的连接关系为：固定机体9安装有钢丝绳驱动电机6，丝绳5从钢丝绳驱动电机6伸出，绕过钢丝绳导轮12，与铲斗4相连。
下部分液压挖掘机构各部件的连接关系为：固定机体9通过第四铰链R4和第二铰链R2铰接动臂1；动臂1通过第五铰链R5铰接斗杆驱动装置7，斗杆驱动装置可绕第五铰链R5相对于动臂1做定轴转动；斗杆2安装在斗杆驱动装置7中，斗杆驱动装置7驱动斗杆2做相对于斗杆驱动装置7的伸缩运动；斗杆2的首端通过第十铰链R10铰接铲斗4，二者可做相对定轴转动；斗杆2的前端通过第七铰链R7铰接旋转连接盘11，旋转连接盘11绕第七铰链R7相对于斗杆2做定轴转动；铲斗液压油缸小端3a通过第九铰链R9铰接旋转连接盘11，铲斗液压油缸大端3b通过第十一铰链R11铰接铲斗4；斗杆液压油缸小端10a通过第八铰链R8铰接旋转连接盘11，斗杆液压油缸大端10b通过第一铰链R1铰接固定机体9；辅助液压油缸小端8a通过第六铰链R6铰接旋转连接盘11，辅助液压油缸大端8b通过第三铰链R3铰接固定机体9。
斗杆2、旋转连接盘11、铲斗液压油缸(3a，3b)、斗杆液压油缸(10a，10b)和辅助液压油缸(8a，8b)的个数均为两个，且分别对称分布于挖掘机纵向对称平面的两侧。
本发明的挖掘过程为：斗杆驱动装置7将斗杆2推出，在斗杆液压油缸(10a，10b)、辅助液压油缸(8a，8b)和钢丝绳5的共同作用下，斗杆2以第五铰链R5为瞬时转动中心做平面运动；待斗杆2伸出适当长度后，铲斗液压油缸(3a，3b)适当伸出，控制铲斗4以第十铰链R10为旋转中心适当翻转；钢丝绳电机6经由钢丝绳5作用给铲斗4向上提起的拉力，同时铲斗液压油缸(10a，10b)经由旋转连接盘11传力通过第七铰链R7作用给斗杆举升力；整个挖掘过程中旋转连接盘11和辅助液压油缸(8a，8b)对挖掘姿态和挖掘运动进行实时辅助调整。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.矿用挖掘机的运动机构，其特征在于：包括固定机体(9)、动臂(1)、斗杆(2)、铲斗(4)、铲斗油缸(3a，3b)、斗杆液压油缸(10a，10b)、辅助液压油缸(8a，8b)、旋转连接盘(11)、斗杆驱动装置(7)、钢丝绳(5)、钢丝绳导轮(12)和钢丝绳驱动电机(6)；
以斗杆(2)为分界，分为上、下两部分：上部分是钢丝绳挖掘机构，由动臂(1)、斗杆(2)、铲斗(4)、钢丝绳(5)、钢丝绳导轮(12)和钢丝绳驱动电机(6)组成；下部分是液压油缸挖掘机构，由斗杆(2)、铲斗(4)、铲斗油缸(3a，3b)、斗杆液压油缸(10a，10b)、辅助液压油缸(8a，8b)、旋转连接盘(11)和斗杆驱动装置(7)组成。
上部分钢丝绳挖掘机构各部件的连接关系为：固定机体(9)安装有钢丝绳驱动电机(6)，钢丝绳(5)从钢丝绳驱动电机(6)伸出，绕过钢丝绳导轮(12)，与铲斗(4)相连。
下部分液压挖掘机构各部件的连接关系为：固定机体(9)通过第四铰链(R4)和第二铰链(R2)铰接动臂(1)；动臂(1)通过第五铰链(R5)铰接斗杆驱动装置(7)，斗杆驱动装置可绕第五铰链(R5)相对于动臂(1)做定轴转动；斗杆(2)安装在斗杆驱动装置(7)中，斗杆驱动装置(7)驱动斗杆(2)做相对于斗杆驱动装置(7)的伸缩运动；斗杆(2)的首端通过第十铰链(R10)铰接铲斗(4)，二者可做相对定轴转动；斗杆(2)的前端通过第七铰链(R7)铰接旋转连接盘(11)，旋转连接盘(11)绕第七铰链(R7)相对于斗杆(2)做定轴转动；铲斗液压油缸小端(3a)通过第九铰链(R9)铰接旋转连接盘(11)，铲斗液压油缸大端(3b)通过第十一铰链(R11)铰接铲斗(4)；斗杆液压油缸小端(10a)通过第八铰链(R8)铰接旋转连接盘(11)，斗杆液压油缸大端(10b)通过第一铰链(R1)铰接固定机体(9)；辅助液压油缸小端(8a)通过第六铰链(R6)铰接旋转连接盘(11)，辅助液压油缸大端(8b)通过第三铰链(R3)铰接固定机体(9)。
2.矿用挖掘机的运动机构，其特征在于：斗杆(2)、旋转连接盘(11)、铲斗液压油缸(3a，3b)、斗杆液压油缸(10a，10b)和辅助液压油缸(8a，8b)的个数均为两个，且分别对称分布于挖掘机纵向对称平面的两侧。
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