CN111644540B - 一种挖机改装钢筋剪及其控制方法 - Google Patents

一种挖机改装钢筋剪及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种挖机改装钢筋剪及其控制方法，一个操作工人将挖掘机的铲斗替换为钢筋剪，连接2根液压油管后，快速将挖掘机改装成一台钢筋剪切器和钢筋抓取器，操作人员通过控制挖掘机自带的一个备用片手柄实现对废钢筋的剪切、抓取、释放三个动作，将拆除建筑物后遗留的废钢筋剪断并装车。

Description

一种挖机改装钢筋剪及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种挖机改装钢筋剪及其控制方法，主要应用于快速将建筑工地上挖掘机改装成一台钢筋剪切器和钢筋抓取器，通过挖掘机自带的一个备用片手柄实现废钢筋的剪切和抓取动作，将拆除建筑物后遗留的废钢筋剪断并装车的场合。
背景技术
通常在建筑工地上拆除带钢筋的建筑物后会遗留下卷曲纠缠一起的废钢筋，现在的回收方式主要依靠人工用气割、手工钢筋剪的方式剪断废钢筋，手工将废钢筋装车运走，这种方式的缺点是效率低下，作业工人容易受伤，作业时间长；现有通过挖掘机改造的单功能抓取器和单功能剪切器是有的，但是通过一个手柄只能控制一个抓取器或者一个剪切器，如果需要实现两种功能，就需要增加控制手柄、控制管路、控制阀组，无法用一个挖掘机自带的备用片控制手柄同时实现废钢筋的剪切和抓取工作，这样会增加挖掘机改装钢筋剪的复杂程度和成本，增加操作人员操作的复杂性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:针对建筑工地上拆除带钢筋的建筑物后会遗留下卷曲纠缠一起的废钢筋切割和搬运主要依靠人工方式的问题，利用建筑工地上挖掘机比较多的便利，依靠一个工人快速将挖掘机的挖斗去除，换成钢筋剪，连接2根液压油管到挖掘机备用片的A、B油口上，利用一个挖掘机自带的备用片控制手柄实现钢筋剪对废钢筋的剪切、抓取和释放三个动作。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现:一种挖机改装钢筋剪，主要元件由机架、铰支I、动片、球阀、蓄能器、油缸、铰支II、铰支III、销轴、高压油管、测压接头、梭阀、减压溢流阀、单向阀I、单向阀II、单向阀III、阀片、动剪、定剪、A管、B管组成，该控制方法与挖掘机本身自带的备用片和备用片控制手柄组合使用，其特征在于:所述机架由钢板焊接而成，钢筋剪其余部分均安装在机架上，机架上有2个销轴孔需要与要改装的挖掘机的斗杆前端的销轴配套连接，根据挖掘机的斗杆前端销轴结构选择对应的钢筋剪机架结构。
所述定剪材质为低合金工具钢9crsi，其特点是硬度好，抗压抗磨，定剪与机架通过焊接连接在一起，定剪右侧有锯齿型刀口，锯齿的大小从上到下是逐渐变小，有利于抓夹钢筋时内外刀口均与动剪刀口闭合；所述动片由中碳钢45号钢制成，与机架通过铰支I连接，所述动剪采用低合金工具钢9crsi制成，与动片焊接成一体。
所述油缸是一种单出杆油缸，油缸的额定工作压力35MPa，油缸尾部通过铰支II与机架铰接，油缸缸杆头部与动片通过铰支III铰接；油缸的有杆腔通过油管连接一个蓄能器和一个球阀，油缸的无杆腔通过一根高压油管与控制阀阀片上的J口连接；所述油缸在全部回缩状态时，蓄能器的充气压力是1MPa。
所述阀片由45号锻钢制成，所述J口为阀片上一个油口，大小为G3/4”，与梭阀的出口并联；所述测压接头安装到阀片上，测量J口压力；所述梭阀通流能力为2BAR压差时通过50L/min的液压流量；所述阀片A口为G1/2”液压管接口，通过工艺孔与梭阀左侧入口相连，同时与单向阀III的出口端并联连通；所述阀片B口为G1/2”液压管接口，通过工艺孔与减压溢流阀的入口相连，同时分别与单向阀I和单向阀II的出口端并联连通；所述减压溢流阀的出口与单向阀I的入口用工艺孔连通，同时与梭阀右侧入口相连；所述减压溢流阀回油口与单向阀II和单向阀III的入口通过工艺孔连接，所述减压溢流阀的输出压力可以在1MPa到10MPa之间调节；所述单向阀I、单向阀II、单向阀III、梭阀、减压溢流阀、测压接头都安装在阀片上，组成控制阀组。
所述A管为耐压35MPa，管内径大小为G1/2”的液压软管，一端与阀片的A口连接，另外一端与挖掘机备用阀片的A口连接；所述B管为耐压35MPa，管内径大小为G1/2”的液压软管，一端与阀片的B口连接，另外一端与挖掘机备用阀片的B口连接。
所述挖掘机自带的备用片中位时要求A口、B口与回油口T口连接；所述挖掘机自带的控制手柄用于控制备用片的换向；备用片和备用片手柄不包含在本发明涉及元件的范围之内，不过需要一起使用实现控制功能。
一种挖机改装钢筋剪及其控制方法:将机架替换挖掘机的铲斗，把机架通过两个销轴安装到挖掘机的斗杆前端；用A管将阀片上的A口与挖掘机自带备用片的A口连接，备用片的A口通常就是挖掘机改装破碎锤用的A油口；用B管将阀片上的B口与挖掘机自带备用片的B口连接，备用片的B口通常就是挖掘机改装破碎锤用的B油口，设备安装完成；所述球阀可以给蓄能器和油缸有杆腔注入液体，注入完成后关闭球阀，在球阀的上端可以安装一个压力表，打开球阀后可以检测油缸有杆腔的液压压力。
所述操作人员将备用片手柄前推，挖掘机自带的备用片换向，备用片A口有高压油输出，通过A管进入阀片A口，高压油经过梭阀后进入高压油管，驱动油缸活塞顶出，使得动剪顺时针旋转30°，将定剪与动剪之间的废钢筋剪断，此时进入油缸无杆腔的液压油的压强可以到35MPa，实现最大的剪切力，同时，油缸有杆腔里的液体被挤出到蓄能器里，蓄能器里的充气气压由1MPa变成5MPa；剪切完成后，操作人员将备用片手柄回到中间位置，备用片A口和B口与回油管T口连通，阀片的A口变成回油压力，在蓄能器5MPa的压力驱动下，油缸缸杆缩回到油缸内，带动动剪逆时针旋转30°，回到剪刀张开状态；操作人员将备用片手柄后拉，挖掘机自带的备用片换向，备用片B口高压油输出，通过B管进入阀片B口，高压油经过减压溢流阀后压力被控制在10MPa，经过梭阀后进入油缸无杆腔，驱动油缸伸出，使得动剪顺时针旋转，夹住定剪与动剪之间的废钢筋，不过此时的油缸推力只有剪断钢筋所需最小推力的30%，因此动剪和定剪只是将废钢筋夹住，不剪断，同时，油缸有杆腔里的液体被挤出到蓄能器里，蓄能器里的充气气压由1MPa变成5MPa，夹住同时可以通过挖掘机大小臂伸缩运动和挖掘机大臂回转运动将废钢筋运送到卡车上；当废钢筋被运送到卡车车斗上方后，操作人员将备用片手柄回到中间位置，备用片A口和B口与回油管T口连通，阀片的B口变成回油压力，在蓄能器5MPa的压力驱动下，油缸缸杆缩回到油缸内，带动动剪逆时针旋转30°，回到剪刀张开状态，废钢筋被释放，落入卡车车斗内，完成搬运过程。
所述减压溢流阀无法反向流动液体，需要单向阀I实现液体从上向下回流，所述减压溢流阀的回油口通过单向阀II和单向阀III连接到阀片A口和B口，在工作过程中减压溢流阀的回油通过单向阀II和单向阀III进入到A管和B管里低压的那个油管，回到挖掘机的油箱。
采用上述结构后:利用一个操作工人将挖掘机的铲斗替换为钢筋剪，连接2根液压油管后，通过操控一个挖掘机自带的备用片的手柄，可以实现废钢筋的剪切、废钢筋的夹持和搬运工作，可以提高废钢筋剪切和搬运效率，降低作业人员危险系数，降低设备的成本，降低安装复杂度。
附图说明
附图1一种挖机改装钢筋剪的原理图
附图2一种挖机改装钢筋剪的安装示意图
具体实施方式
以下结合附图和具体实施过程对本发明作详细说明。
参见附图1和附图2，一种挖机改装钢筋剪，主要元件由机架1、铰支I 2、动片3、球阀4、蓄能器5、油缸6、铰支II 7 、铰支III 8、销轴9、高压油管10、测压接头11、梭阀12、减压溢流阀13、单向阀I 14、单向阀II 15、单向阀III 16、阀片17、动剪18、定剪19、A管20、B管21组成，该控制方法与挖掘机本身自带的备用片22和备用片手柄23组合使用，其特征在于:所述机架1由钢板焊接而成，钢筋剪其余部分均安装在机架1上，机架1上有两个销轴孔需要与要改装的挖掘机的斗杆前端的销轴9配套连接，根据挖掘机的斗杆前端销轴9结构选择对应的钢筋剪机架1结构。
所述定剪19材质为低合金工具钢9crsi，其特点是硬度好，抗压抗磨，定剪19与机架1通过焊接连接在一起，定剪19右侧有锯齿型刀口，锯齿的大小从上到下是逐渐变小，有利于在抓取钢筋时内外刀口均与动剪18刀口闭合；所述动片3由中碳钢45号钢制成，与机架1通过铰支I 2连接，所述动剪18采用低合金工具钢9crsi制成，与动片3焊接成一体。
所述油缸6是一种单出杆油缸，油缸6的额定工作压力35MPa，油缸6尾部通过铰支II 7与机架1铰接，油缸6缸杆头部与动片3通过铰支III 8铰接；油缸6的有杆腔通过油管连接一个蓄能器5和一个球阀4，油缸6的无杆腔通过一根高压油管10与控制阀阀片17上的J口连接；所述油缸6在全部回缩状态时，蓄能器5的充气压力是1MPa。
所述阀片17由45号锻钢制成，所述J口为阀片17上一个油口，大小为G3/4”，与梭阀12的出口并联，所述测压接头11安装到阀片17上，测量J口压力；所述梭阀12通流能力为2BAR压差时通过50L/MIN的液压流量；所述阀片17的A口为G1/2”液压管接口，通过工艺孔与梭阀12左侧入口相连，同时与单向阀III 16的出口端并联连通；所述阀片17的B口为G1/2”液压管接口，通过工艺孔与减压溢流阀13的入口相连，同时分别与单向阀I 14和单向阀II15的出口端并联连通；所述减压溢流阀13的出口与单向阀I 14的入口用工艺孔连通，同时与梭阀12右侧入口相连；所述减压溢流阀13回油口与单向阀II 15和单向阀III 16的入口通过工艺孔连接，所述减压溢流阀13的输出压力可以在1MPa到10MPa之间调节；所述单向阀I 14、单向阀II 15、单向阀III 16、梭阀12、减压溢流阀13、测压接头11都安装在阀片17上，组成控制阀组。
所述A管20为耐压35MPa，管内径大小为G1/2”的液压软管，一端与阀片17的A口连接，另外一端与挖掘机备用阀22的A口连接；所述B管21为耐压35MPa，管内径大小为G1/2”的液压软管，一端与阀片17的B口连接，另外一端与挖掘机备用阀22的B口连接。
所述挖掘机自带的备用阀22中位时要求A口、B口与回油口T口连接；所述备用阀手柄23是挖掘机自带的控制手柄，用于控制备用阀22的换向；备用阀22和备用阀手柄23不包含在本发明组件的范围之内，不过需要一起使用实现控制功能。
一种挖机改装钢筋剪的控制方法:将机架1替换挖掘机的铲斗，把机架1通过两个销轴9安装到挖掘机的斗杆前端；用A管20将阀片17上的A口与挖掘机自带备用阀22的A口连接，备用阀22的A口通常就是挖掘机改装破碎锤用的A油口；用B管21将阀片17上的B口与挖掘机自带备用阀22的B口连接，备用阀22的B口通常就是挖掘机改装破碎锤用的B油口，设备安装完成；所述球阀4可以给蓄能器5和油缸6有杆腔注入液体，注入完成后关闭球阀4，在球阀4的上端可以安装一个压力表，打开球阀4后可以检测油缸6有杆腔的液压压力。
所述操作人员将备用阀手柄23前推，挖掘机自带的备用阀22换向，备用阀22 A口有高压油输出，通过A管20进入阀片17A口，高压油经过梭阀12后进入高压油管10，驱动油缸6活塞顶出，使得动剪18顺时针旋转30°，将定剪19与动剪18之间的废钢筋剪断，此时进入油缸6无杆腔的液压油的压强可以到35MPa，实现最大的剪切力，同时，油缸6有杆腔里的液体被挤出到蓄能器5里，蓄能器5里的充气气压由1MPa变成5MPa；剪切完成后，操作人员将备用阀手柄23回到中间位置，备用阀22A口和B口与回油管T口连通，阀片17的A口变成回油压力，在蓄能器5里面液体5MPa的压力驱动下，油缸6缸杆缩回到油缸6内，带动动剪18逆时针旋转30°，回到剪刀张开状态；操作人员将备用阀手柄23后拉，挖掘机自带的备用阀22换向，备用阀22 B口高压油输出，通过B管21进入阀片17的B口，高压油经过减压溢流阀13后压力被控制在10MPa，经过梭阀12后进入油缸6无杆腔，驱动油缸6伸出，使得动剪18顺时针旋转，夹住定剪19与动剪18之间的废钢筋，不过此时的油缸6推力只有剪断钢筋所需最小推力的30%，因此动剪18和定剪19只是将废钢筋夹住，不剪断，同时，油缸6有杆腔里的液体被挤出到蓄能器5里，蓄能器5里的充气气压由1MPa变成5MPa，钢筋被夹住的同时，可以通过挖掘机大小臂伸缩运动和挖掘机大臂回转运动将废钢筋运送到卡车车斗上方；当废钢筋被运送到卡车车斗上方后，操作人员将备用阀手柄23回到中间位置，备用阀22A口和B口与回油管T口连通，阀片17的B口变成回油压力，在蓄能器5的5MPa的液压压力驱动下，油缸6缸杆缩回到油缸6内，带动动剪18逆时针旋转30°，回到剪刀张开状态，废钢筋被释放，落入卡车车斗内，完成搬运过程；所述减压溢流阀13无法反向流动液体，需要单向阀I 14实现液体从上向下回流，所述减压溢流阀13的回油口通过单向阀II 15和单向阀III 16连接到阀片17A口和B口，在工作过程中减压溢流阀13的回油通过单向阀II 15和单向阀III 16进入到A管20和B管21里低压的那个油管，回到挖掘机的油箱。

Claims (3)

1.一种挖掘机改装钢筋剪的控制方法，主要元件由机架(1)、铰支I(2)、动片(3)、球阀(4)、蓄能器(5)、油缸(6)、铰支II(7)、铰支III(8)、销轴(9)、高压油管(10)、测压接头(11)、梭阀(12)、减压溢流阀(13)、单向阀I(14)、单向阀II(15)、单向阀III(16)、阀片(17)、动剪(18)、定剪(19)、A管(20)、B管(21)组成，与挖掘机本身自带的备用片(22)和备用片手柄(23)组合使用，该控制方法可以实现对废钢筋的剪切、抓取、释放三个动作，其特征在于：所述机架(1)由钢板焊接而成，钢筋剪其余部分均安装在机架(1)上，机架(1)上有两个销轴孔需要与要改装的挖掘机的斗杆前端的销轴(9)配套连接，根据挖掘机的斗杆前端销轴(9)结构选择对应的钢筋剪机架(1)结构；所述定剪(19)材质为低合金工具钢9crsi，其特点是硬度好，抗压抗磨，定剪(19)与机架(1)通过焊接连接在一起，定剪(19)右侧有锯齿型刀口，锯齿的大小从上到下是逐渐变小，有利于在抓取钢筋时内外刀口均与动剪(18)刀口闭合；所述动片(3)由中碳钢45号钢制成，与机架(1)通过铰支I(2)连接，所述动剪(18)采用低合金工具钢9crsi制成，与动片(3)焊接成一体；所述油缸(6)是一种单出杆油缸，油缸(6)的额定工作压力35MPa，油缸(6)尾部通过铰支II(7)与机架(1)铰接，油缸(6)缸杆头部与动片(3)通过铰支III(8)铰接；油缸(6)的有杆腔通过油管连接一个蓄能器(5)和一个球阀(4)，油缸(6)的无杆腔通过一根高压油管(10)与控制阀阀片(17)上的J口连接；所述油缸(6)在全部回缩状态时，蓄能器(5)的充气压力是1MPa；所述阀片(17)由45号钢制成，所述J口为阀片(17)上一个油口，大小为G3/4”，与梭阀(12)的出口并联，所述测压接头(11)安装到阀片(17)上，测量J口压力；所述梭阀(12)通流能力为2bar压差时通过50L/min的液压流量；所述阀片(17)的A口为G1/2”液压管接口，通过工艺孔与梭阀(12)左侧入口相连，同时与单向阀III(16)的出口端并联连通；所述阀片(17)的B口为G1/2”液压管接口，通过工艺孔与减压溢流阀(13)的入口相连，同时分别与单向阀I(14)和单向阀II(15)的出口端并联连通；所述减压溢流阀(13)的出口与单向阀I(14)的入口用工艺孔连通，同时与梭阀(12)右侧入口相连；所述减压溢流阀(13)回油口与单向阀II(15)和单向阀III(16)的入口通过工艺孔连接，所述减压溢流阀(13)的输出压力可以在1MPa到10MPa之间调节；所述单向阀I(14)、单向阀II(15)、单向阀III(16)、梭阀(12)、减压溢流阀(13)、测压接头(11)都安装在阀片(17)上，组成控制阀组。
2.根据权利要求1所述一种挖掘机改装钢筋剪的控制方法，其特征在于：所述A管(20)为耐压35MPa，管内径大小为G1/2”的液压软管，一端与阀片(17)的A口连接，另外一端与挖掘机备用片(22)的A口连接；所述B管(21)为耐压35MPa，管内径大小为G1/2”的液压软管，一端与阀片(17)的B口连接，另外一端与挖掘机备用片(22)的B口连接。
3.根据权利要求1所述一种挖掘机改装钢筋剪的控制方法，其特征在于：将机架(1)替换挖掘机的铲斗，把机架(1)通过两个销轴(9)安装到挖掘机的斗杆前端；用A管(20)将阀片(17)上的A口与挖掘机自带备用片(22)的A口连接；用B管(21)将阀片(17)上的B口与挖掘机自带备用片(22)的B口连接，这样设备安装完成；所述球阀(4)可以给蓄能器(5)和油缸(6)有杆腔注入液体，注入完成后关闭球阀(4)，在球阀(4)的上端安装一个压力表，打开球阀(4)后可以检测油缸(6)有杆腔的液压压力；操作人员将备用片手柄(23)前推，挖掘机自带的备用片(22)换向，备用片(22)A口有高压油输出，通过A管(20)进入阀片(17)A口，高压油经过梭阀(12)后进入高压油管(10)，驱动油缸(6)活塞顶出，使得动剪(18)顺时针旋转30°，将定剪(19)与动剪(18)之间的废钢筋剪断，此时进入油缸(6)无杆腔的液压油的压强可以到35MPa，实现最大的剪切力，同时，油缸(6)有杆腔里的液体被挤出到蓄能器(5)里，蓄能器(5)里的充气气压由1MPa变成5MPa；剪切完成后，操作人员将备用片手柄(23)回到中间位置，备用片(22)A口和B口与回油管T口连通，阀片(17)的A口变成回油压力，在蓄能器(5)里面液体5MPa的压力驱动下，油缸(6)缸杆缩回到油缸(6)内，带动动剪(18)逆时针旋转30°，回到剪刀张开状态；操作人员将备用片手柄(23)后拉，挖掘机自带的备用片(22)换向，备用片(22)B口高压油输出，通过B管(21)进入阀片(17)的B口，高压油经过减压溢流阀(13)后压力被控制在10MPa，经过梭阀(12)后进入油缸(6)无杆腔，驱动油缸(6)伸出，使得动剪(18)顺时针旋转，夹住定剪(19)与动剪(18)之间的废钢筋，此时的油缸(6)推力只有剪断钢筋所需最小推力的30％，动剪(18)和定剪(19)只是将废钢筋夹住，不剪断，同时，油缸(6)有杆腔里的液体被挤出到蓄能器(5)里，蓄能器(5)里的充气气压由1MPa变成5MPa，钢筋被夹住的同时，可以通过挖掘机大小臂伸缩运动和挖掘机大臂回转运动将废钢筋运送到卡车车斗上方；当废钢筋被运送到卡车车斗上方后，操作人员将备用片手柄(23)回到中间位置，备用片(22)A口和B口与回油管T口连通，阀片(17)的B口变成回油压力，在蓄能器(5)的5MPa的液压压力驱动下，油缸(6)缸杆缩回到油缸(6)内，带动动剪(18)逆时针旋转30°，回到剪刀张开状态，废钢筋被释放，落入卡车车斗内，完成搬运过程；所述减压溢流阀(13)无法反向流动液体，需要单向阀I(14)实现液体从上向下回流，所述减压溢流阀(13)的回油口通过单向阀II(15)和单向阀III(16)连接到阀片(17)A口和B口，在工作过程中减压溢流阀(13)的回油通过单向阀II(15)和单向阀III(16)进入到A管(20)和B管(21)里低压的油管，回到挖掘机的油箱。
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