CN1189872A - 工作机 - Google Patents

Abstract

一种工作机,其中有吊杆(5)可垂直旋转地固定在车辆体(4)上,臂(7)可垂直旋转地固定在吊杆上,挖斗(10)可垂直旋转地固定在臂上,吊杆,臂和挖斗分别由吊杆油缸(6),臂油缸(8)和挖斗油缸(11)驱动。振动发生单元(13)固定在该臂上,并且滚动压实部件(19),凿形部件(58)或打桩驱动部件可替换地安装在振动发生单元上。设有浮阀(84),它可使膨胀室与吊杆油缸,臂油缸和挖斗油缸的至少其中之一的收缩室连通,且在它们和油箱之间建立或阻断连通。在进行滚动压实操作时,该浮阀打开,而在进行破碎操作和打桩驱动操作时该浮阀关闭。

Description

工作机

技术领域

本发明涉及工作机，它利用连接到掘土机等设备的臂上的振动发生单元，完成打夯操作，压碎操作等。

背景技术

在将自来水或污水系统中的管道埋于地下的建筑工程中，众所周知，首先要把沥青或混凝土道路上的沥青或混凝土层压碎并破坏，然后在那里的地下挖沟槽，再将管道放入沟槽中，而后用泥沙将其重新填满，进行打夯操作后，将沥青或混凝土层铺在上面。

已知用于如上所述的建筑工程的工作机可包括一掘土机，在该掘土机上，一吊杆安装在配备有移动体的车辆体上，以使它能够上下摆动，一臂与这种吊杆联接，以便上下摆动，以及一挖斗与这种臂联接为了能上下摆动。

已发现，尽管这种掘土机适合于挖掘及用泥沙重填沟槽的操作，但在进行压碎和破坏混凝土层或诸如此类的压碎操作时效率很低。

因而，已提出了一改进的、液压控制的压碎机(如，破碎机)，它具有一种结构，在该结构中将振动发生单元安装到掘土机的臂上，并且装备有一凿形部件，并提出利用这种液压控制压碎机执行压碎操作。但是，已发现一种能够利用振动发生单元的活塞产生这种振动来撞击凿形部件的液压控制压碎机，它只能用于压碎操作而不能通过采用诸如夯实板的打夯操作。

并且，尽管在上面提及的这种掘土机的挖斗可以用来执行打夯操作，但已发现，挖斗上下摆动引起与之相关的每个吊杆和臂上下摆动。这种组合操作不仅变得极为复杂，以致这种动作的挖斗在它向上向下摆动运动中将变慢，并且只能保证很低的打夯操作效率，而且这可能导致在控制具有这种臂和这种吊杆的上述夯实板的掘土机时操作性能极差。

例如，根据日本通过审查的公开号为平6-21923文献的实用新型中所揭示的，可以想到将安装到掘土机的臂上的液压控制打夯机，设计成在其前端装有带一夯实板的活塞，从而可以受液压控制而往复运动，以便用这种夯实板夯实泥沙。

但是，在用如上所述的液压控制的打夯机进行打夯操作中，有必要分别利用吊杆油缸装置和臂油缸装置，通过向下摆动吊杆和臂推动这种液压控制的打夯机的夯实板撞击地面。这样，因为在这种情况下只有用力才能进行夯实，利用该力使上述活塞液压向下推动，所以已发现不能得到足够大的打夯力。另外，因这种液压控制的打夯机固有地构造成直接将夯实板连接到活塞的前端部分，而该活塞在变化的液压作用下垂直往复运动，所以它仅能用于打夯操作而不能用在诸如利用凿形部件的压碎操作等。

因此，考虑到现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种工作机，它能为任何打夯操作获得足够大的撞击力，它具有增强的打夯操作效率，并设计成易于切换到压碎操作或打桩驱动操作。

发明简要说明

为实现上述目的，提供一种工作机，它包括：一车辆体；一吊杆，该吊杆安装在上述车辆体上，以便能够上下摆动；一臂，该臂联接到上述吊杆上，以便它能被上下摆动；一挖斗，该挖斗联接到上述臂上，因此在回转振荡中它可以上下摆动；用于液压驱动上述吊杆的一系统，利用吊杆油缸装置的上述臂和上述挖斗，各自的臂油缸装置和挖斗油缸装置，每个上述装置具有伸长室与收缩室，在上述液压系统中该伸长室和收缩室分别与油箱流体连通；一振动发生单元，它联接到上述臂上，并装备有打夯部件；一凿形部件和打桩驱动部件，以便上述部件能可交换地安装到上述振动发生单元上；以及一浮阀，在上述液压系统中该浮阀用来建立和阻塞上述流体连通，上述浮阀在执行打夯操作时适于打开，而在执行压碎操作和打桩驱动操作时适于关闭。

根据上述结构，可看出在执行打夯操作时，上述振动发生单元的机体部分和上述挖斗油缸装置的活塞杆的重量；上述振动发生单元的机体部分，上述挖斗油缸装置的活塞杆和上述臂的重量；或上述振动发生单元的机体部分，上述挖斗油缸装置的活塞杆，上述臂和上述吊杆的重量，可用作构成打夯力。在打夯操作中这将能够产生增强的总打夯力。

而且，根据上述结构，可看到用安装在上述振动发生单元的机体部分的这种打夯部件，可执行打夯操作，用安装在上述振动发生单元的这种凿形部件，可执行压碎操作，用安装在上述振动发生单元的这种打桩驱动部件，可执行打桩驱动操作。这可使一单个工作机，足以完成打夯操作，压碎操作及打桩驱动操作全部这些操作，并使这些操作可很容易地互换改变。

而且，在上述结构中，上述挖斗油缸装置可与上述臂联接，并可具有经联杆机构联接到上述挖斗的它自己的上述活塞杆；上述联杆机构可包括许多连杆，这些连杆可用来将上述振动发生单元的机体部分联接到上述臂上；上述振动发生单元的机体部分可能安装在上述臂的内部；上述挖斗可经上述振动发生单元的机体部分联接到上述臂上；以及上述振动发生单元的机体部分可联接到上述臂的前端部分上，用来代替上述挖斗。

并且，在上述的结构中，要求上述振动发生单元形成在机体部分中，带有相互形成的活塞腔和导向腔；活塞插入并滑动配合在活塞腔中，这样该活塞可在变化的液压作用下在活塞腔中往复运动；并且上述导向腔具有活动地插入其中的上述打夯部件的连杆体，及上述凿形部件和上述打桩驱动部件之一的基端部分，上述工作机最好还包括一机构，利用它打夯部件的上述杆体可以这样的方式移动，即使它可随上述活塞的移动而移动。

而且，最好前述机构由一弹簧部件构成，该弹簧部件用来激发上述杆体朝向上述活塞移动；并由延伸过上述杆体和上述机体部分的一油缸单元构成；或由一弹性缸体构成，该缸体可联接在上述杆体和上述活塞的一个端部之间。

并且，在上述的结构中，上述弹簧部件可置于装在上述杆体中的弹簧接受部分和弹簧销之间，这些弹簧销可牢固地插入并固定在上述杆体间，并可连接和脱离上述机体，因此在上述弹簧部件被压缩时，上述弹簧销可连接和脱离上述机体。另外，上述弹簧部件可置于上述杆体中的弹簧接受部分和导向环之间，能够连接或脱离上述机体，而使可联接且可拆卸的环固定到上述导向环外的杆体上，这样，在上述弹簧部分被压缩时，上述导向环可固定到上述机体上，此后上述可联接且可拆卸的环可从上述杆体上卸下。

并且，在上述的结构中，上述工作机还可包括上压力接受室和下压力接受室，它们安放在上述活塞的上端边和下端边，上述上压力接受室可经开关阀和节流器联接到油箱上，上述开关阀可这样设计，以致在将打夯部件的上述杆体插入上述导向腔时，上述上压力接受室可经上述节流器与上述油箱连通，而且在相反的情况下，它也可与上述油箱阻断。

而且，上述上压力接受室可装有一辅助压力接受室，它也经上述开关阀和上述节流器与上述油箱相连，然后可能这样设计开关阀，致使在将上述打夯部件的上述杆体插入上述导向腔中时，上述辅助压力接受室可经上述节流器与上述油箱连通，另外它也可直接与上述油箱连通。

附图简要说明

参照与本发明的实施例有关的详细说明和附图可更好地理解本发明。在这方面，应注意这些附图中所表示的实施例并不是对本发明的限制，而是有助于对它的解释与理解。

附图中：

图1是一整体前视图，表示构成本发明工作机的第一实施例；

图2是一纵剖面图，表示振动发生单元的第一实施例，在本发明的上述实施例中它装有打夯部件；

图3是沿着图2的III-III线的横截面图；

图4是沿着图2的IV-IV线的横截面图；

图5是分解透视图，表示在图2中所示的振动发生单元中的弹簧连接部分的第一实施例；

图6是沿着图2的VI-VI线的横截面图；

图7是横截面图，表示在图2中所示的振动发生单元，但它装有凿形部件；

图8是横截面图，表示弹簧连接部分的第二实施例；

图9是顶视图，表示在图8中所示的弹簧连接部分中的可联接且可拆卸的环；

图10是横向横截面图，表示振动发生单元的杆体的细长凹进部分附近的情况；

图11是表示振动发生单元的结构原理的横截面图；

图12是表示振动发生单元的结构原理图；

图13是线路图，表示在本发明的上述第一实施例中的液压线路；

图14是说明图，表示本发明的上述第一实施例的打夯操作；

图15是曲线图，这些图形表示在执行打夯操作时，机体部分的移动，夯实板的移动及打夯力的变化；

图16是表示振动发生单元的第二实施例的纵截面图；

图17是表示振动发生单元的第三实施例的结构原理图；

图18是表示弹簧连接部分的第三实施例的横截面图；

图19是表示弹簧连接部分的第四实施例的横截面图；

图20是表示弹簧连接部分的第五实施例的横截面图；

图21是表示与上述弹簧连接部分对应的缸连接部分的横截面图；

图22是表示这种结构的另一实施例的横截面图，其中将杆体设计成随活塞的移动而移动；

图23是表示本发明的工作机的第二实施例的整体前视图；

图24是表示本发明的工作机的第三实施例的整体前视图。

实施发明的最佳方式

在下文中，参考本文附图将提出有关工作机的本发明的适当实施例。掘土机的整体结构

图1表示构成本发明的第一实施例的工作机。如图1所示，将上车辆体3安装在装有移动体1的下车辆体2上，为了可进行转动，上、下车辆体构成一完整的车辆体4。一吊杆5安装在上车辆体3上，以便能向上向下摆动，并且适合于由一吊杆油缸装置6驱动。一臂7联接到吊杆5上，以使臂7能向上向下摆动，并且它适合于由一臂油缸装置8驱动。这样，吊杆5等构成了工作机中的机器臂部分9。而且，臂7有一前端部分，挖斗10联接到前端部分，这样该挖斗能在回转振荡或往复运动中上下摆动，并且它适合由如后面所描述的挖斗油缸装置11驱动。

振动发生单元13具有一机体部分14，它经第一和第二连杆15和16与臂7联接。臂7有一基端部分，从那里联接到挖斗油缸装置11的一端，在该挖斗油缸装置的另一端，活塞杆12与上述振动发生单元13的机体部分14联接。机体部分14经第三连杆17与挖斗10联接，这样将挖斗油缸装置11与挖斗10联接在一起，构成一联杆机构18的一部分。打夯部件19可拆卸地安装到上述振动发生机构13的机体部分14，这样构成工作机中的打夯机构部分。

而且，如将在后面描述的，安装一浮阀84，将它设计成能通过挖斗油缸装置11的伸长室11a和收缩室11b，建立和阻塞与油箱的连通，用于在执行打夯操作时将挖斗油缸装置11置于浮动状态。挖斗的操作

如果挖斗油缸装置11的活塞杆12伸长，那么挖斗10将呈现一姿态，在该姿态中，它在对着联杆机构18的侧边摆动或向上旋转来挖起定量的泥沙，如图1所示就是处于这种姿态，挖斗10的位置也在对着打夯部件19的侧边。然后，打夯部件19将在位于远离联杆机构18的位置，并与它没有干扰，这样在挖斗10仍与臂7联接时它能执行打夯操作。

如果挖斗油缸装置11的活塞杆12收缩，那么挖斗10呈现一姿态，在该姿态中它朝着联杆机构18摆动或转动来开始挖掘操作。因为这将导致打夯部件19和挖斗10互相干扰，所以要预先移走打夯部件19。

并且，因为挖斗油缸装置11中的活塞12的推进力，经机体部分14和第三连杆17传到挖斗10，所以该推进力可有效地用作挖掘力。换言之，因为机体部分14是构成联杆机构18的一部分，所以活塞12和挖斗10将刚性地连接在一起，因此在推进力的传送中无损失。

这样将造成一增强的挖掘力。振动发生单元的结构

机体14包括一上机体20，配在上机体20的下端部分的一下机体21，及配在上机体20的上端部分的一帽体22，如图2所示。上机体20形成有垂直延伸的活塞腔23，下机体21形成有垂直延伸的导向腔24，帽体22由一腔25形成，腔25，活塞23和24同轴串联在一起。

上面提到的活塞腔23有一滑动地插在其中的活塞30，该活塞限定一上压力接受室31，一下压力接受室32及一排泄孔33。而且，活塞30有一上端部分，将其牢固地插在帽体22的腔25中。应注意，为了增加活塞30的下移速度，可将氮气封入腔25的室34中，用其压力下推活塞，或者，用图中未示的弹簧下推活塞30。

上面提到的导向腔24具有垂直滑动地插入其中的一杆体35的上端部分。杆体35不能绕其中心转动，这归因于这样的结构，即在该结构中，形成于杆体35的上端部分的端面部分侧面的纵向细长凹进部分36，有一套在其上的轴销37，这样它可配合并可垂直穿过下机体21。并且，杆体35有一下端部分，将它从下机体21的下端部分向下伸出，并且伸出的下端部分装有一夯实板38，这样就构成了上面提到的打夯部件19。而且，现在将振动发生单元13和打夯部件19设计成液压控制型的打夯机部分。

将上面提到的杆体35设计成用一弹性部件向上推进，如采用一弹簧40，以使其上端面35a通常与活塞30的下端面30a连接。这样，当活塞30垂直移动时，杆体35将随活塞30的移动而垂直移动，从而垂直移动夯实板38夯实地面。

这里应注意，如果没有装备上面提到的弹簧40，则杆体35将由于其自身重量下移。当活塞30下移时，杆体35的上端面35a将与活塞30的下端面30a分离。然后，在夯实板38仍与地面接触的情况下，活塞30将垂直移动。于是就不能通过垂直移动夯实板38来夯实地面。

接着，将对上述弹簧40的联接机构进行解释。

如图2所示，下机体21的下端面有一柱状体43，该柱状体带有一上凸缘41和一下凸缘42与其相连，以便上凸缘41可用螺栓44紧固在那儿。并且，如图3，4和5所示，柱状体43的下凸缘42，位于相互呈180°转动的对称位置上的一对线性外表面45和45上，在从上述线性外表面45旋转90°的位置上，呈现出一对弓形外表面46和46的外部构型，它们位于相互呈180°转动的对称位置上。并且，在每个弓形表面上分别形成一啮合凹进部分47。

如图2所示，在杆体35的近似中心位置装有一环形弹簧接受部分48，它可能与杆体35整体形成，也可能是用螺栓，轴销或此类零件固定在杆体35上的分离部件上。

如图2所示，杆体35的下端部分有滑动地固定其上的一油缸弹簧销49，该弹簧销由一小直径油缸50和整体地形成在其上端部分的一大直径油缸52组成。弹簧销49形成于小直径油缸50的下内表面，该小直径油缸有一环形突出51与它成为一整体，并形成在大直径油缸52的上内表面，并且在与该大直径油缸相关的一整体中，有位于相互呈180°转动对称位置的一对啮合突出53和53，它们分别与油缸体43的下凸缘42的啮合凹进部分47和47相啮合。弹簧销49与油缸体43以这种方式联接，即使它不能转动。而且，上述弹簧40插在环形突出51与弹簧接受部分48之间，这样杆体35就可由弹簧40的弹力向上推动。

下面将对杆体35插入下机体21的操作进行解释。

首先，在将夯实板38从杆体35拆下后，将弹簧销49插入杆体35的下端部分，因此可将弹簧40置于环形突出51和弹簧接受部分48之间。

接着，在杆体35的上端部分已插入下机体21的导向腔24中后，将轴销37穿过细长凹进部分36，并由此配入下机体21，以防止杆体35转动。然后，使一对定位弹簧销49的啮合突出53进行对准，它们可分别对着下凸缘42中的一对线性外表面45。然后，在压缩弹簧40的同时，将弹簧销49上移，这样可将一对啮合突出53定位于下凸缘42之上。

在上述情况中，将弹簧销49绕其中心轴旋转90°，以使一对啮合凹进部分47各自对准一对啮合突出53。如果在这种情况下拆去弹簧销，那么它将由于弹簧40的弹力向下移动，从而导致一对啮合突出53分别与一对啮合凹进部分47相啮合，结果可将油缸体43与弹簧销49联接在一起。

在拉出杆体35时，应注意可反向进行前述的操作。

并且，可将杆体35和夯实板38如图2和图6所示联接在一起。换言之，在夯实板38上装备一对突出部分54，杆体35的前端部分35a进入该突出部分之间。一轴销55穿过杆体35的前端部分35a，用以将前端部分和夯实板38联接在一起。而且，通过弹簧57的弹力推动一对座圈56分别压靠杆体35的前端部分35a的两端面。

在这种情况下，将看出夯实板38不可能相对杆体35自由振荡，并且仅当施加超过给定程度的力时，夯实板38将相对杆体35首次振荡。因而，在打夯操作期间，夯实板38即使在离开所夯实的地面时也能保持它的姿态。

接着，将针对本发明的工作机应用于民用工程操作进行解释。

首先，在如上所述将杆体35从振动发生单元13的机体部分14拆下后，采用挖斗10进行沟槽的挖掘与填满工作。

然后，如图2所示，将杆体35安装到振动发生单元13的机体部分14上，并且通过控制压力流体输送到上压力接受室31和下压力接受室32，活塞30将垂直往复运动。这将导致夯实板38以及杆体35垂直往复运动，以便开始打夯操作。

而且，如图7所示，如果在将杆体35推出振动发生单元13的机体部分14之外后，将凿形部件58的基端部分插入下机体21的导向腔24和轴销37之间来防止其转动，那么，凿形部件58由于自身重量而向下移动，从而将它的上端面与活塞30的下端面30a分离。如果活塞30垂直往复运动，那么周期性地撞击凿形部件58的基端部分就可进行压碎操作。这样，本发明的工作机也可用作通常的錾型破碎机。

这里应注意，不仅凿形部件58的上端部分在形状上与杆体35的上端部分相同，而且该凿形部件有一侧面，该侧面是与沿着轴销37经过的切口凹进部分形成。

这里应看出在如前所述的本发明的工作机是用作一单独的工作机，它能执行挖斗操作，打夯操作及压碎操作的全部操作。在从一个操作向另一个转换时，比如，从打夯操作转换到压碎操作时，仅改换操作部件就足够了，比如，将打夯部件19换成凿形部件58就可以了；因此从一种操作到另一种操作的改变就极为简单。

特别是，与前述的第一实施例联系起来看，因为用油缸弹簧销49垂直移动或转动，可将弹簧40与上机体21很简单地进行连接或分开，所以打夯部件19的杆体35可容易地在短时间内连接或拆离机体部分14，从而提供了极容易地完成变换操作的任夯。

顺便说说，可看出如果没有装备上面提到的弹簧40，那么杆体35将由于自身重量向下移动，并且当活塞30向上移动时，杆体35的上端面35a将与活塞30的下端面30a分离。因为在夯实板38与地面相接触的情况下，活塞30垂直移动，所以紧接着仅能通过活塞30周期性地撞击杆体35振动夯实板38，来进行所需的打夯操作。

这样，由于活塞30撞击杆体35产生的冲击声、热、变形、摩擦等，从而导致撞击能量的损失。因此，活塞30的动能将不能全部传递到夯实板38上，结果产生在打夯操作中的效率降低。另外，冲击声的产生将导致噪声增加。而且，如果夯实板38在粗糙平面上移动，那么它将会倾斜，使得打夯这种表面很困难，并且很难使夯实板返回对准水平面。最后导致给连续进行制定的打夯操作造成决定性的困难。

应注意，通过本发明提供的工作机，将排除所有这些导致有缺陷的打夯操作的根源。更具体地讲，将弹簧40用作向上推动打夯部件19的杆体35，由此可有效地使它总是保持与活塞30的下端面30a相接触。因为在任何给定的打夯操作中，夯实板38将跟随活塞30的垂直往复运动而垂直往复运动，并且在用夯实板38重复撞击被打夯面时应执行打夯操作，所以活塞30和打夯部件19的动能直接作用于地面，并且打夯效率变得优越。但是，因为当在地面上浮动时，夯实板38可移动，所以不仅可容易地夯实任何粗糙地面，而且夯实板38水平移动也很容易，该夯实板38重复地接触和提离地面，使任何连续的打夯操作轻易可得。另外，杆体35不再由活塞30撞击，从而也没有冲击声产生，因此显著地减少了噪声的发出。

而且，如前面描述的，在装备凿形部件58的情况下，本发明的工作机可用作通用破碎机，于是能执行提高了效率的压碎操作。

顺便说说，如果将上述联接结构用作弹簧40，应注意，不仅在连接或拆离它时需要一足够大的力举起杆体35，而且也需要压缩弹簧40的力。虽然这样需要较大的操作力，弹簧40的联接结构(第二实例)的采用将只需较小的操作力就足够了，这在下面将描述。

如图8所示，在杆体35插入下机体21的导向腔21前，将弹簧40预先装在杆体35中。换言之，将杆体35的下端部分装设一卡环107，在该卡环上装有如图9所示的可安装且可拆卸的环108和导向环109。然后，将弹簧40放入导向环109与弹簧销48之间，以便可将它压缩成预定长度。应注意，要在下机体21的下端部分装上导向环109。用一对防脱落轴销110和110插在它们的边界部分上，这样设计导向环109可防止它从下机体21的下端部分脱落。

因而应注意，如果在将具有上述弹簧40装配其中的杆体35插入下机体21的导向腔24中之后，将防脱落轴销110和110插在下机体21的下端部分和导向环109间的那些边界部分，最后移走可联接且可拆卸的环108，那么即完成将下机体21装配到杆体35中的操作。然后，因为它足以举起杆体35，所以所需的最小操作力就足够了。

而且，如前面描述的，借助轴销37，该轴销垂直穿过下机体21，并且装备有形成于杆体35的上端部分的端面中的纵向细长凹进部分35，防止杆体35自由地绕其中心轴旋转，这时产生一个问题，即由于产生于夯实板38中的转矩，在要夯实的粗糙地面中可能对杆体35产生轴向转矩，这样细长凹进部分36的两倾斜部分的任意一个部分，可用过量力压靠上述轴销37的周面，并且它的推斥力可从下机体21作用在轴销37上，因此轴销37不再能转动，而使杆体35在轴销37上滑动，并且产生磨损，或者，如果轴销37仍在转动，轴销37在受到自那里而来的大推进力时，会使其滑落到下机体21上而产生磨损，这样杆体35和轴销37就会迅速损坏。而且，如果增加杆体35和上述轴销37间的摩擦力，那么可产生一个问题，即当杆体35往复运动时，它们的旋转阻力可能过量，以致仅靠弹簧40的重量不能使杆体35跟随活塞30移动，结果杆体35可随机移动，这就很难执行打夯操作。但是，如果采用如下所述的结构，这些问题将全部得到解决。

图10是表示这种结构的横截面图。在图10中，下机体21与垂直于杆体35的方向穿入的横向扩展孔21a形成。轴112滑动地插在该横向孔21a中，用一凸缘衬套111在该轴一端穿过。轴112的另一端有一防脱落环形轴销装在其中，并从中横向穿过。并且轴112的中心小直径区域有一滚柱114可转动地支撑在那里。滚柱114有一周面由此能与杆体35的细长凹进部分36的表面接触。并且，轴112在通过其轴中心形成一润滑孔112a。润滑孔112a适合于注入润滑液，并有一端与栓塞115螺纹连接，用来防止液体溢出。然后，轴112的构造可以提供润滑液，并可经过一小孔112b流进上述中心小直径区域和滚柱114之间。而且，在滚柱114的每一端装有流体密封件116，和使它固定就位的止动环117，一组合物位于环形轴销113的侧边上，另一组合物位于衬套111的里面，如图所示。一O型密封圈118装在轴112中，介于其一端与栓塞115之间，如图所示。而且，横向孔21a的内表面形成于杆体35的一边，且它的对边有一安全切口21b。这些是用来防止滚柱114的外表面接触径向孔21a的内表面。

根据如图10所示的结构，杆体35随活塞30的往复运动而往复运动，当杆体35往复运动时滚柱114往复旋转。

然后，如果在夯实板38上产生转矩来为杆体35产生轴向旋转力，这样可能由过量力将细长凹进部分36的两倾斜部分的任意一部分，压靠在上述轴销37的周面上，使滚柱114可随着杆体35的往复运动而自由旋转，这是因为横向孔21a的内表面形成于杆体35的每一边，并且它的对边有一安全切口21b，该安全切口用作防止滚柱114的外表面接触横向孔21的内表面。因此，不仅横向孔21的内表面无磨损，而且滚柱114和杆体35各自的摩损也将显著减少。结果这些零件各自的使用寿命将延长，并因而有利于维护工作。

并且，由于有可随杆体35的往复运动而自由旋转的滚柱114，可看出在杆体35和上述轴销37间的摩擦力将减少，并且在它往复运动时杆体35的旋转阻力将降低。因而，仅靠弹簧40的重量将足以能让杆体35紧随活塞30的移动而移动。其结果，没有杆体35的随机移动，这样，进行任何给定的打夯操作都非常容易。

接着，将对振动发生单元13的第一实施例的结构原理进行解释。

如图11所示，将滑动地插入活塞腔23中的活塞30装配大直径部分30a，并且在大直径部分上下形成小直径杆部30c和一大直径杆部30b，使上压力接受室31的压力接受面积较大，而下压力接受室32的压力接受面积较小。另外，将一阀芯61滑动地插入形成于上机体20中的阀芯孔60中，这样构成一开关阀62。阀芯孔60由一泵出口63，一主出口64和一油箱口65形成，阀芯61在其两端分别有第一压力室66和第二压力室67，如图所示。

这样设计的阀芯61使它可建立与阻塞泵出口63，主出口64和油箱口65间的流体连通。更详细地讲，推进阀芯61而呈现第一位置：由大直径、第一压力室66中的压力流体阻塞泵出口63与主出口64间的流体连通的同时，建立主出口64与油箱口65间的流体连通，并且推进阀芯61而呈现第二位置：由小直径，第二压力室67中的压力流体在阻塞主出口64和油箱口65的流体连通的同时，建立泵出口63与主出口64间的流体连通。

油箱口65通常与形成于活塞孔23的排泄口33连通，第一压力室66与形成于活塞孔23的辅助口68流体连通，辅助口68通过与活塞30整体形成的开关活塞69和排泄口33，与第一出口70进行流体连通和不连通。用这种方式构造伺服阀71。并且，设计主出口64与第二出口72连通，并且用来自液压泵73的压力流体供给第一出口70和泵出口63。

而且，阀芯孔60带有一附属口74，活塞孔23由第一和第二连通口75和76形成，并且阀芯61内形成有轴向孔77，因此流入泵出口63的压力流体经轴向孔77流入附属口74，并从后者经第一连通口75和辅助口68进入第一压力室66。

如上所述的这种振动发生单元可由图12所示的图表表示，在图中开关阀62表示成四通两位阀。并且，当开关阀62在其第二位置B时，附属口74将与油箱口65互通。

现在将对上述振动发生单元的操作进行解释。

当活塞30处于如图11所示的它的中间位置时，第一连通口75和辅助口68互通。这将允许在泵口63的压力流体，经由轴向孔77，附属口74，第一连通口75和辅助口68传送到第一压力室66，致使阀芯61置于第一位置A。因为在上压力接受室31中的压力流体经第二出口72，主出口64和油箱口65流入排泄口33，所以活塞30将由在下压力接受室32中的压力流体向上推动，沿箭头所指的方向推动。

当活塞30移动到达它的上冲程端位时，将阻塞第一连通口75，并且辅助口68将与排泄口33间产生流体连通。这将使在第一压力室66中的压力流体流入油箱78，这样阀芯61将随在第二压力室67中的压力流体移动到它的第二位置B。其结果，在泵出口63中的压力流体将经主出口64和第二口72流入上压力接受室31。活塞30将向下移动。

当活塞30移到它的下冲程端位置时，第一口70与第二连通口76将互通，致使来自辅助口68的压力流体进入第一压力室66。其结果，阀芯60将置于使活塞30可向上移动的第一位置A，此后将重复前述操作。

现在，将继续对液压回路进行解释，回路的设计使该液压回路能给各油缸部件，和在本发明的上述第一实施例中的振动发生单元提供压力流体。

如图13所示，液压泵73有它的流体排放口73a，它装有一吊杆阀80，一臂阀81，一挖斗阀82及振动发生单元的一开关阀83。每个吊杆阀80，臂阀81和挖斗阀82在来自图中未示的控制阀的控制压力下，适合可变化地转换到中立位置b，伸长位置c和收缩位置d。开关阀83有一电磁线圈83a，它适于被电激励，由此可从阻塞位置f转换到连通位置g。

再有，提供一浮阀84，它的设计使前述挖斗油缸装置11的伸长室11a和收缩室11b与流体箱连通。该挖斗浮阀84通常位于阻塞位置h，但用一电激励的电磁线圈84a可将它转换到浮动位置i，该电磁线圈84a的电激励，如同开关阀83的电磁线圈83a一样是受控制器85控制的。

控制器85的设计，使电激励开关阀83的电磁线圈83a，响应由第一操作部件86提供的振动发生单元的一动作开始信号，并且浮阀84的电激励电磁线圈84a响应由第二操作部件87提供的打夯操作的开始信号。

由于如上所述那样设计系统，可看到如果振动发生单元的动作信号，从第一操作部件86进入控制器85，打夯操作的信号从第二操作部件87进入控制器85，那么开关阀83将转换到连通位置g，以给振动发生单元13提供压力流体，这样开始如前所述的活塞30的垂直往复运动，同时浮阀84将转换至浮动位置i，使挖斗油缸装置11进入浮动状态，在浮动状态中由外力将其拉伸或压缩，由此振动发生单元13的机体部分14也可在外力作用下垂直往复运动。

现在将对在上述状态中的打夯操作进行解释。

首先，由于挖斗油缸装置11可在外力作用下拉伸或压缩，所以它将在振动发生单元13的重量作用下伸长操作，使夯实板38可与地面D接触，如图14(a)所示。

并且，由于上压力接受室31和下压力接受室32各提供有压力流体，所以它们的压力接受面积的差值，将导致活塞30趋于向下移动。但是，因为与杆体35联接的夯实板38已与地面接触，所以活塞30不能向下移动，而是机体部分14将向上移动。然后挖斗油缸装置11将有收缩操作。

接着，当活塞30移动到上冲程端位置时，上压力接收室31将与流体箱48连通，如图14(b)所示。并且仅能给下压力接受室32提供压力流体。活塞30将这样向上移动。

然后，机体部分14(包括挖斗油缸装置11的活塞杆12)将在无骤然停止的情况下，由于作用于其上的惯性力的作用而上移一段距离。这将导致活塞30上移，并且杆体35和夯实板38也经弹簧40上移，因而使夯实板38可以离开地面D。同时，惯性力很小的活塞30，杆体35和夯实板38还将继续上移。这样，夯实板38离开地面D相当高，如图14(C)所示。

接着，当活塞30，杆体35和夯实板38举起时，机体部分14停止上移。然后它将开始下移，在活塞30，杆体35和夯实板38停止上移后，给上压力接受室31提供压力流体，使小惯性力的活塞30向下移动，由此使夯实板38可与地面D接触，如图14(d)所示。

在此例中，因为机体部分14在受惯性力作用下移一定距离后上移，所以活塞30将同时受上压力接受室31中的压力流体的作用而向下移动，这样下压着夯实板38紧贴地面D以便夯实地面，如图14(e)所示。

上述操作用图形表示在图15中。

在处于如上所述的浮动状态下的挖斗油缸装置11所执行的打夯操作中，可看出，一方面挖斗油缸装置11的机体部分14和杆体12，另一方面活塞30，杆体35和夯实板38相对地面上下移动。这意味着由挖斗油缸装置11的机体部分14和活塞杆12的重量产生的惯性力，可用作打夯力，这样能得到显著增强的总打夯力。应注意，鉴于在浮动状态下也可使用吊杆油缸装置6和/或臂油缸装置8，因此臂7和吊杆5的重量或者臂7或吊杆5的重量也可用作为打夯力。

接着，将对振动发生单元的第二实例进行解释。

如图16所示，提供一低压线路121，它经节流阀120将上述振动发生单元13的压力接受室31与流体箱78连接。并且提供一开关阀122，将它设计成能用低压线路121建立和阻塞流体的连通。用与开关阀122相连的弹簧123使该开关阀122呈现一连通位置i，并且在电激励与它相连的电磁线圈124时该开关阀呈现阻塞位置k。

当用本例进行如上所述的打夯操作时，开关阀122首先处在连通位置i，此时电磁线圈124无电激励，使振动发生单元13的上压力接受室31可与流体箱78相通。因为这导致一部分流进上压力接受室31的压力流体经节流阀120流出到流体箱78中，所以在上压力接受室31中的压力将不会骤升而是逐渐上升。换言之，当活塞30向下移动带动夯实板38与地面D接触时，如图14(a)所示，在上压力接受室31中的压力将不会骤升。因而，由于机体部分14和活塞杆12将会很快举起，以致没有大的冲击施加于臂7，吊杆5或经挖斗油缸装置11的上车辆体3，或其中的压力流体上，从而将提高操作者驾驶的舒适性。

如果用凿形部件58代替打夯部件19，并且将它的基端部分如图7所示那样安装，以完成轧碎操作，那么用电激励电磁线圈124将开关阀122转换到阻塞位置k。然后，在振动发生单元13的上压力接受室31和流体箱78间有一隔断件，这样压力接受室31中的压力将升高。从而将产生用于击打凿形部件58的基端部分的增强力，这样就可以在提高效率的情况下进行轧碎操作。

接着，将对振动发生单元的第三实施例进行解释，该振动发生单元能以提高的效率分别进行打夯操作和压碎操作。

这需要在上机体20中装备一辅助压力接受室125，如图17所示。并且，辅助压力接受室125适合经开关阀126可转换地与主出口64和开关阀62的流体箱78相连接。更具体地讲，开关阀126有可转换的第一位置L和第二位置m。当开关阀126在第一位置L时，辅助压力接受室125将与主出口64连通，并经过节流阀127连通到流体箱78。而且，在开关阀126处在第二位置m时，在建立辅助压力接受室125与流体箱78间的流体连通的同时，将阻塞辅助压力接受室125和主出口64间的流体连通。

由于该实例如上所述构造，可看出，如果开关阀126在第一位置L，那么在上压力接受室31和辅助压力接受室125经节流阀127与流体箱78连通的同时，将提供给上压力接受室31和辅助压力接受室125压力流体。因而，由于注入上压力接受室31和辅助压力接受室125的压力流体向下推动活塞，所以将增加产生下推活塞30的压力的压力接受面积，与产生上推活塞30的压力的压力接受面积间的差值。但是，由于上压力接受室31和辅助压力接受室125经过节流阀127与流体箱78连通，所以在上压力接受室31中的压力和在辅助压力接受室125中的压力都不会骤升，这样就提高了操作者驾驶的舒适性，如同上述第二实施例。

而且，在安装凿形部件58代替打夯部件19进行压碎操作的情况下，可看到如果开关阀126转换到第二位置m，那么辅助压力接受室125将与流体箱78连通，这样，仅上压力接受室31装有压力流体。因而，当产生下推活塞30的压力的压力接受面积减少时，活塞30将加速移动。但是，因为没有提供辅助压力接受室125中的压力流体数量，增加了进入上压力接受室31的压力流体的供应量，结果提高了上压力接受室31中的压力，所以将增加活塞30撞击凿形部件58的基端部分的力，因而可以提高的效率进行轧碎操作。

下面，将对弹簧40的联结结构的其它实施例进行解释。

第三实施例要求与凸缘90整体装备有弹簧销49，它用螺栓91牢固地、直接固定在下机体21的下端面上，如图18所示。

并且，第四实施例要求在弹簧销49的上端部分的内表面配设内螺纹部分92，该内螺纹部分与形成于下机体21的下端部分的周面中的外螺纹部分93相啮合，如图19所示，从而将弹簧销49连接在下机体21上。

另外，如图20所示，第五实施例中具有许多托架94的环95，牢固地紧固在下机体21的下端面上，弹簧装配环96与杆体35形成一体，或用螺栓牢固地固定在杆体上，在弹簧40的两端分别联接环96和托架94，以便驱动杆体35向上。

在上述每个实施例中的弹性部件均由弹簧构成，该部件可由盘形簧，橡胶材料，具有弹性的树脂性材料或诸如此类的组合物替换组成，并且可用如所示弹簧相同的方式安装。

而且，上述弹性部件还可用油缸，如气筒或汽缸或有能量存储功能的液压缸所代替，或由受到激励时能伸长或收缩的一单元代替，如图21所表示的第六实施例，提供一汽缸97，它有与下机体21联接的汽缸管98和与杆体35联接的活塞99。

下面将对打夯机部分要求的机构的其它实施例的进行解释，在该机构中杆体35随着活塞30的移动而移动。

如图22所示，提供一凸台100，将它与活塞30的下端部分形成为一体，以使杆体35的上端面可与凸台100相接触，用弹性接箍101将它们联接在一起。

弹性接箍101的设计使弹性材料组成的柱状体102的两端部分，分别套在凸台100和杆体35的上端部分上，并分别用螺栓固定它们。弹性接箍101可以是一万向接头。

并且，在对着前述下机体21的接合部分的位置上形成一开口窗体部分104，用该开口窗体部分可很容易地连接和拆下上述柱状体102。通常，用一罩105来封闭开口窗体部分104。在这方面应注意，活塞30和杆体35相互制成一体。

在上述每个实施例中，振动发生单元13的机体部分14都作为联杆机构18的一部分装在臂7上，它也可装于臂7内部，如图23所示的本发明工作机的第二实施例，或采用另一种方法，直接装在臂7的前端部分上，如图24所示的本发明工作机的第三实施例。

在这些情况中应注意，如图23和24所示，为吊杆油缸装置6设置浮阀84，以使该吊杆油缸装置的伸长室6a和它的收缩室6b可互相连通，以建立或阻塞它们与流体箱间的流体连通。这样，当进行打夯操作时，吊杆油缸装置6因此而进入浮动状态。

由如上所述构造的系统，可得到增强的打夯力，这是由于吊杆5，臂7和机体部分14的全部重量都在起作用。

也应注意到，如图24所示，在臂7相对垂直轴以倾斜的姿态进行打夯操作的情况下，也可为臂7装一浮阀84，以便臂油缸装置8的伸长室8a和收缩室8b可相互连通，这样来建立和阻塞它们同流体箱间的流体连通。

而且，如同杆体35一样，打桩驱动部件可插入下机体21中并连接到下机体上。

如在前面的描述中提出的，可看到根据本发明，在进行打夯操作时，振动发生单元的机体部分和挖斗油缸装置的活塞杆的重量；振动发生单元的机体部分，挖斗油缸装置的活塞杆和臂的重量；或者振动发生单元的机体部分，挖斗油缸装置的活塞杆臂和吊杆的重量，均可用来构成打夯力。这就能在打夯操作中产生增强的总打夯力。

并且，根据本发明，可看出用插入并安装在振动发生单元13的机体部分14的导向腔24上打夯部件19的杆体35，可执行打夯操作，用如上方法插入并安装凿形部件59的基端部分可执行压碎操作，用如上方法插入并安装打桩驱动部件的基端部分可执行打桩操作。这将使单个工作机足以可进行打夯操作，压碎操作和打桩驱动操作这些全部工作，并将很容易地互换更改这些操作。

而且，如果将打夯部件19的这种杆体35设计成随活塞30整体地移动，将看出在进行打夯操作时，其中打夯部件19方向向下，这种打夯部件19可与活塞30一起上下移动，以使打夯部件19可在与地面有间距的情况下进行操作。因此可以在提高的效率下进行任何打夯操作，无论在粗糙地面还是平整地面上都很容易地进行。

尽管前面已提出本发明的一些解释性实施例，对本领域的普通技术人员来说很容易理解，许多不同的变化实施例，在不超出本发明的实质和范围的前提下，可做出许多改变、补充和省略。因此，应该理解，本发明不仅限于前述特定的实施例，而应包括在下面权利要求书中提出的特征和其所有等效特征范围内的各种可能的实施例。

Claims (12)

1.一种工作机，它包括：

一车辆体；

一吊杆，该吊杆安装在上述车辆体上，以便它能够上下摆动；

一臂，该臂联接在上述吊杆上，以便它能够上下摆动；

一挖斗，该挖斗联接到上述臂上，以便它能在回转振荡中上下摆动；

一系统，该系统分别利用吊杆油缸装置，臂油缸装置和挖斗油缸装置来液压驱动上述吊杆，上述臂和上述挖斗，每个上述装置都有一伸长室和一收缩室，在上述液压系统中该伸长室和收缩室各自可与油箱进行流体连通；

一振动发生单元，该振动发生单元与上述臂联接，并备有打夯部件，凿形部件和打桩驱动部件，因此上述部件能可交换地安装在上述振动发生单元上；以及

一浮阀，该浮阀在上述液压系统中用来建立和阻塞上述流体的连通，上述浮阀在进行打夯操作时适于打开，而在进行压碎操作或打桩驱动操作时适于关闭。

2.如权利要求1所述的工作机，其中，上述挖斗油缸装置与上述臂联接，并且有一活塞杆，该活塞杆经一联杆机构与上述挖斗联接；上述联杆机构包括多个连杆，它们用来将上述振动发生单元的机体部分联接到上述臂上。

3.如权利要求1所述的工作机，其中，上述振动发生单元的机体部分安装在上述臂里；上述挖斗经振动发生单元的上述机体部分与上述臂联接。

4.如权利要求1所述的工作机，其中，上述振动发生单元的机体部分与上述臂的前端部分联接，用来代替上述挖斗。

5.如权利要求1所述的工作机，其中，上述振动发生单元在其机体部分中，形成有彼此相邻的活塞腔和导向腔；活塞插入并滑动地配合在上述活塞腔中，以使它可在变化的液压控制下在其中往复运动；上述导向腔具有可移动地插入其中的上述打夯部件的杆体，及上述凿形部件和上述打桩驱动部件的任意其中之一的基端部分；上述工作机还包括一机构，利用该机构打夯部件的上述杆体可以这种方式移动，即它可跟随上述活塞的移动而移动。

6.如权利要求5所述的工作机，其中，上述机构由弹簧部件构成，用以激励上述杆体朝向上述活塞移动。

7.如权利要求5所述的工作机，其中，上述机构由油缸单元构成，该单元伸过上述杆体和上述机体部分。

8.如权利要求5所述的工作机，其中，上述机构由弹性缸体构成，该弹性缸体联接在上述杆体和上述活塞的端部之间。

9.如权利要求6所述的工作机，其中，上述弹簧部件置于在上述杆体中的弹簧接受部分和弹簧销之间，该弹簧销可滑动地插入并固定在上述杆体中，并且可连接且可脱离上述机体部分，因此在压缩上述弹簧部件时，上述弹簧销可连接且可脱离上述机体部分。

10.如权利要求6所述的工作机，其中，上述弹簧部件置于在上述杆体中的弹簧接受部分和导向环之间，该导向环能联接和拆离上述机体部分，使可连接且可拆卸的环可以装到上述导向环的上述杆体外部，因此在压缩上述弹簧部件时，可将上述导向环装到上述机体部分，并在此后可从上述杆体上拆下上述可连接且可拆卸的环。

11.如权利要求5所述的工作机，它还包括上压力接受室和下压力接受室，分别将它们限定在上述活塞的上端侧和下端侧，上述上压力接受室经过开关阀和节流阀连接到油箱上，这样设计上述开关阀以使在打夯部件的上述杆体插入上述导向腔时，上述上压力接受室可经上述节流阀与上述油箱连通，在相反的情况下，它可与上述油箱阻断。

12.如权利要求11所述的工作机，其中，上述上压力接受室装设有辅助压力接受室，该辅助压力接受室也可经上述开关阀和上述节流阀连接上述油箱，这样设计上述开关阀以使在上述打夯部件的上述杆体插入上述导向腔时，上述辅助压力接受室可经节流阀与上述油箱连通，另外它也可直接与上述油箱连通。

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