CN202529715U

CN202529715U - 自动翻转卸土装置

Info

Publication number: CN202529715U
Application number: CN2012200880351U
Authority: CN
Inventors: 张厚美; 陈乔松; 冼聪颖
Original assignee: GUANGZHOU UNDERGROUND SHIELDS ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: GUANGZHOU UNDERGROUND SHIELDS ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2022-03-09

Abstract

本实用新型公开了一种应用于地下隧道工程设备领域中的自动翻转卸土装置，包括一渣土斗和提升装置，所述渣土斗的左右侧面各设有一主吊耳，所述提升装置与该主吊耳铰接，所述两主吊耳之间的连线低于所述渣土斗装满渣土状态下的第一重心，高于所述渣土斗在空载状态下的第二重心，并且两主吊耳之间的连线与所述第一重心的重力作用线不相交。本卸土装置能够实现渣土斗自动翻转180。进行卸土，翻转后还能够自动复位，不仅卸土效率高，而且可以方便调节卸土的地点以及调节卸土时渣土斗的高度，防止卸土过程中渣土向四周飞溅。

Description

自动翻转卸土装置

技术领域

本实用新型涉及一种卸土装置，尤其是一种应用于隧道施工中用于搬运渣土的自动翻转卸土装置。

背景技术

在地下隧道施工过程中，需要将挖掘的渣土运至地面一指定位置的渣土池后，再中转运出工程现场。对地下施工过程中的渣土一般先搬运至一渣土斗中，然后使用电瓶车或者柴油机车拉动渣土斗，沿水平方向在隧道内将渣土斗拖指隧道口后，使用门式起重机垂直提升渣土斗，将渣土斗中的渣土卸载在地面渣土池中。

目前经常的使用的卸土装置主要有以下两种方式：

一种是采用主副钩配合进行卸土：请参阅图1，在渣土斗1的左右侧面的上部设有主吊耳11，底部设置有副吊耳12。倒土时，龙门吊2的副钩钩住渣土斗1的副吊耳12，主钩钩住主吊耳11向下移动，渣土斗1即围绕该副钩转动而产生倾斜，渣土斗1内的渣土靠自重滑落出渣土斗。该结构的缺点在于：(1)由于副钩挂钩时龙门吊2主钩移动速度慢，造成卸土效率较低；(2)渣土斗转动角度受主钩位置的限制而无法达90°，其中的土渣难以完全卸出；(3)由于副钩不能上下移动，高度固定，渣土从高处落下时容易向四周飞溅。

另一种是采用固定支架卸土，在渣土斗1上部设有主吊耳11，下部设副吊耳12。倒土时，将渣土斗1的副吊耳12嵌入固定在渣土池边上的固定支架的凹槽上，龙门吊2的主钩钩住主吊耳11向下移动，渣土斗1即围绕副钩转动而产生倾斜，渣土斗1内的渣土靠自重滑落出渣土斗。该结构的缺点在于：(1)由于副钩挂钩时龙门吊2的主钩移动速度慢，造成卸土效率较低；(2)渣土斗1转动角度受主钩位置限制无法达90°，使部分土难以完全倒出；(3)由于支架位置不能上下前后移动，卸土点固定，需采用勾机等机械转运渣土，效率更低。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是要提供一种卸土效率高、卸土完全的自动翻转卸土装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种自动翻转卸土装置，包括一渣土斗和提升装置，所述渣土斗的左右侧面各设有一主吊耳，所述提升装置与该主吊耳铰接，所述两主吊耳之间的连线低于所述渣土斗装满渣土状态下的第一重心，高于所述渣土斗在空载状态下的第二重心，并且两主吊耳之间的连线与所述第一重心的重力作用线不相交。由于两主吊耳之间的连线与水平面平行，因此两主吊耳之间的连线所在的水平面位于所述第一重心所在的水平面和第二重心所在的水平面之间。

进一步的，上述两主吊耳之间的连线与所述第二重心的重力作用线不相交。所述重力作用线为通过重心并且垂直于水平面的垂线。

上述提升装置包括一龙门吊和提升电机，所述龙门吊包括一横杆和固结于该横杆两端的吊臂，所述吊臂与所述主吊耳连接，所述横杆与所述提升电机连接。

优选的，所述吊臂为刚性杆或者链条。

进一步，还包括至少一卡位装置，所述卡位装置包括设于所述吊臂上的卡凸和设置于所述渣土斗侧面的卡槽。

具体的，所述卡位装置的卡槽包括设于所述主吊耳上方的上卡槽和设于主吊耳下方的下卡槽，所述上卡槽和下卡槽至所述主吊耳的距离相等。

优选的，所述卡凸包括一电磁铁和与该电磁铁连接的伸缩端，通过电磁铁控制该伸缩端伸出/缩回。

上述优选实施方式中，还包括一支撑架和至少一副吊耳，所述副吊耳设于所述渣土斗侧面的底部；所述支撑架固定于地面或所述龙门吊上。

相对于现有技术，本实用新型所述的卸土装置通过空载和满载状态下重心位置的变化实现渣土斗自动翻转180°进行卸土，翻转后还能够自动复位，不仅卸土效率高，而且可以方便调节卸土的地点以及卸土时渣土斗的高度，防止卸土过程中渣土向四周飞溅。

为了充分地了解本实用新型的目的、特征和效果，以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明。

附图说明

图1是现有卸土装置的结构示意图；

图2是本实用新型正面结构示意图；

图3是本实用新型侧面结构示意图；

图4是本实用新型处于翻转状态下的正面结构示意图；

图5是本实用新型主吊耳位置的计算示意图；

图中：

1-渣土斗；11-主吊耳；12-副吊耳；13-上卡槽；14-下卡槽；15-第一重心；16-第二重心；17-主吊耳位置；2-龙门吊；21-横杆；22-吊臂；221-卡凸；3-支撑架。

具体实施方式

如图2至图3所示，一种自动翻转卸土装置，图2和图3中，包括一渣土斗1和一提升装置，渣土斗1用于盛装地下隧道施工中的渣土，提升装置用于将渣土斗1提起或者放下，并且将渣土斗1中的渣土倾斜到一渣土池中。图2和图3所示的渣土斗1处于开口朝上的状态。

提升装置具有多种实施方式，本实施例中，提升装置包括一龙门吊2和提升电机，提升电机驱动龙门吊2上升或者下降，具体实施方式可以采用滑轮等方式实现，此处不再赘述。龙门吊2包括一横杆21和设于横杆21两端的吊臂22，吊臂22与渣土斗1铰接。实际应用过程中，吊臂22可以为链条或者刚性杆。

渣土斗1内设有一容腔，用于承装渣土。当渣土斗1在满载状态下，即在装满渣土状态下的重心为第一重心15；在空载状态下，即没有装渣土时的重心为第二重心16。由于装满渣土后，渣土斗1的重心会升高，使得第一重心15的高度高于第二重心16的高度。在渣土斗1左右侧面各安装有一主吊耳11，提升装置与该主吊耳11铰接，使渣土斗1能够绕该两吊耳11之间的连线进行转动。该两主吊耳11之间的连线的高度位于上述第一重心15和第二重心16的高度之间，并且，该两主吊耳11之间的连线偏离该第一重心15的重力作用线不相交。在装满渣土的情况下，第一重心15与主吊耳11之间形成一偏转力矩，使得渣土斗1绕该两主吊耳11之间的连线进行翻转。优选的，为了能够使渣土斗1在卸土完成后能够自动翻转复位，该两主吊耳11之间的连线还偏离该第二重心16的重力作用线。所述重力作用线为一条通过重心并且垂直于水平面的垂线。

以下将根据图5详细描述该主吊耳11的安装位置：

优选的，本实施方式中渣土斗1为箱型结构，采用钢板焊接而成。设渣土斗1的高度为H，宽度B，长度L，钢板厚度为δ，钢板密度为γ_g，渣土密度为γ_t，则：

渣土斗1侧面钢板的总重量为：W_c＝2(H×B+H×L)×δ×γ_g

渣土斗1底面钢板重量为：W_d＝B×L×δ×γ_g

装满时渣土总重量为：W_t＝B×L×H×γ_t

空载状态时，设渣空斗1的第二重心16高度为h1，根据力矩平衡原理得：

W_{d} \times h_{1} = W_{c} \times (\frac{H}{2} - h_{1}),

移项得：

h_{1} = \frac{W_{c} \times H}{2 \times (W_{d} + W_{c})}

装满渣土后，设渣土与渣土斗1的整体的第一重心15高度为h2，根据力矩平衡原理得：

W_{d} \times h_{2} = W_{c} \times (\frac{H}{2} - h_{2}) + W_{t} \times (\frac{H}{2} - h_{2}),

移项得：

2×(W_d+W_c+W_t)×h₂＝(W_c+W_t)×H

h_{2} = \frac{(W_{c} + W_{t}) \times H}{2 \times (W_{d} + W_{c} + W_{t})}

装满土后的第一重心15比第二重心16的高度增加量：

h_{2} - h_{1} = \frac{W_{d} \times W_{t} \times H}{2 \times (W_{d} + W_{c} + W_{t}) \times (W_{d} + W_{c})}

则可以将主吊耳11的主吊耳位置17的中心高度设在第一重心15和第二重心16之间。

为了固定渣土斗1，还可以包括一卡位装置。卡位装置包括一卡凸221和卡槽，卡凸221可以嵌入卡槽之中，防止渣土斗1绕主吊耳11转动。本实施例中，卡凸221设于龙门吊2的吊臂22上，卡槽设于渣土斗1的侧面。为了能够在空载状态和满载状态下的渣土斗1都能够保持稳定，在主吊耳11的上方和下方分别设置有上卡槽13和下卡槽14。其中，上卡槽13和下卡槽14至主吊耳11的距离相等，这样，当卡凸221在空载状态下可以嵌入上卡槽13中，在满载状态下嵌入下卡槽14之中。作为一种优选的实施方式，卡凸221包括一电磁铁和与该电磁铁连接的伸缩端，通过电磁铁控制该伸缩端伸出或者缩回。

值得注意的是，当渣土斗1中的渣土没有装满，有可能导致第一重心的高度低于或者等于主吊耳11的位置，造成渣土斗1无法完成自动翻转进行卸土，因此在渣土斗1的底部还设有一对副吊耳12。为了能够将渣土斗11完全翻转，副吊耳12设置于渣土斗1侧面的底部。在渣土池中或者龙门吊2上还设有一支撑架3，与副吊耳12对应。当提升装置将渣土斗1向下移动时，渣土斗1的副吊耳12刚好落在支撑架3上，使得渣土斗1可以围绕该副吊耳12缓缓转动进行卸土。

使用时，当渣土斗1处于空载状态下，请参阅图2和图3，渣土斗1内没有渣土，此时的第二重心16低于主吊耳11。卡位装置的卡凸221插入上卡槽13中，保持渣土斗1的稳定。

当在渣土斗1中装满渣土后，渣土斗1的重心上升，致使第一重心15高于主吊耳11。由于主吊耳11偏离第一重心15的重力作用线，因此在该状态下的重心相对该主吊耳11形成一翻转力矩。请参阅图4，当龙门吊2将渣土斗1提至渣土池上方并且调整好高度之后，松开卡位装置后，渣土斗1在重力力矩的作用下进行180°翻转后，将卡位装置的卡凸221嵌入下卡槽14中，将渣土斗1中的渣土完全卸出。

渣土完成卸出后，此时的渣土斗1重心高于主吊耳11，松开卡合装置即可将渣土斗1再次翻转，完成复位动作后可再次将卡位装置的卡凸221嵌入上卡槽13中。

即使在渣土斗1中没有装满渣土的情况下，还可以通过副吊耳12将渣土斗1中的渣土完全卸出。

通过上述技术方案的描述可以看出，本实用新型所述的翻转卸土装置通过空载和满载状态下重心位置的变化使得渣土斗自动翻转180°进行卸土，翻转后还能够进行自动复位，不仅卸土效率高，而且可以方便调节卸土的地点以及卸土时渣土斗的高度，防止卸土过程中渣土向四周飞溅。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例，应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型构思在现有技术基础上通过逻辑分析、推理或者根据有限的实验可以得到的技术方案，均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之中。

Claims

1.一种自动翻转卸土装置，包括一渣土斗和提升装置，所述渣土斗的左右侧面各设有一主吊耳，所述提升装置与该主吊耳铰接，其特征在于，所述两主吊耳之间的连线低于所述渣土斗装满渣土状态下的第一重心，高于所述渣土斗在空载状态下的第二重心，并且两主吊耳之间的连线与所述第一重心的重力作用线不相交。

2.如权利要求1所述的自动翻转卸土装置，其特征在于，所述两主吊耳之间的连线与所述第二重心的重力作用线不相交。

3.如权利要求2所述的自动翻转卸土装置，其特征在于，所述提升装置包括一龙门吊和提升电机，所述龙门吊包括一横杆和固结于该横杆两端的吊臂，所述吊臂与所述主吊耳连接，所述横杆与所述提升电机连接。

4.如权利要求3所述的自动翻转卸土装置，其特征在于，所述吊臂为刚性杆或者链条。

5.如权利要求4所述的自动翻转卸土装置，其特征在于，还包括至少一卡位装置，所述卡位装置包括设于所述吊臂上的卡凸和设置于所述渣土斗侧面的卡槽。

6.如权利要求5所述的自动翻转卸土装置，其特征在于，所述卡位装置的卡槽包括设于所述主吊耳上方的上卡槽和设于主吊耳下方的下卡槽，所述上卡槽和下卡槽至所述主吊耳的距离相等。

7.如权利要求6所述的自动翻转卸土装置，其特征在于，所述卡凸包括一电磁铁和与该电磁铁连接的伸缩端，通过电磁铁控制该伸缩端伸出/缩回。

8.如权利要求1至7任一项所述的自动翻转卸土装置，其特征在于，还包括一支撑架和至少一副吊耳，所述副吊耳设于所述渣土斗侧面的底部；所述支撑架固定于地面或所述龙门吊上。