專利名稱：一種挖掘機和一種采沙船的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一種挖掘機和一種釆沙船涉及水下開采沙礫料，行業(yè)稱"船釆工 藝"，也有稱"水采"。
技術背景《河道采砂與管理》 一書(中國水利水電出版社2006年9月第一版， 王金生編著第62頁至第65頁)對河道釆砂及機械設備有如下的敘述。編 著者認為，河道砂石是構成河床的基本物質，在河道中釆砂可出于諸如整修 提防進行的吹填固基、整治河道和航道及取排水口、取土造地、經營建筑用 砂石料、淘取金屬或非金屬物質等目的。按釆砂作業(yè)是否涉水可分為水釆和 單釆。水采通常是指使用有動力裝置的行駛能力的釆砂船或在無行駛能力的囤船上安裝抓斗等起吊設備，采挖水下砂石。而釆砂船(也有稱挖泥船)， 一般具有破土、挖掘、提升、輸送等功能，是集土方挖掘、施工各個工藝環(huán) 節(jié)于一身的土方施工機械。根據其工作原理和輸送方式，可將其分為機械式 和水力式兩大類。機械式釆砂船可分為抓斗式、鏈斗式、伊斗式等形式，其 特點是利用泥斗在水下直接挖泥砂、提升，完成水下挖泥砂過程。鏈斗式挖 泥船的典型結構是有一條由泥斗(也稱沙斗)和鏈節(jié)(也稱鏈板)組成的斗 鏈，斗鏈纏繞在斗橋的上下導輪之間，上導輪(也稱主動輪)與驅動系統(tǒng)相 連，下導輪(也稱轉向輪)用鉸車通過纜索懸吊，控制斗鏈下端的高度以控 制開挖深度。挖泥作業(yè)時斗鏈在上導輪的動力驅動下，在水下連續(xù)完成切土、 裝泥、提升工藝過程。泥斗在轉過斗橋上導輪轉而向下時，斗中的泥沙因自 重而卸入斗橋上導輪下方的皮帶輸送機上，繼而被送入泥駁或被直接拋到岸 上的卸泥地點。對此，中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?9118793.8)公開說明書 中，提出名為潛水型挖泥龍的水下挖泥機。其技術方案是該機是圓簡狀多 節(jié)聯(lián)接的封閉式固體輸送機械，各節(jié)構造相同，僅第一節(jié)前面接插一個鉆花 式的挖泥龍頭，其作用是將河床上沉積的泥沙挖松和水擠入輸送管，管中的
螺旋片轉動，將泥沙一節(jié)接一節(jié)地從挖取處送到放置處(指岸邊提上)，其 目的是修建大提。其挖泥龍頭和螺旋片的動力是由第一節(jié)中的電機提供，并 且通過齒輪傳動還帶動節(jié)外的蠕動輪，使龍頭機身向前蠕動。該方案中未釆 用液壓裝置，另外若碰到礫石之類似乎會出卡住的技術問題。另外，再返回 到鏈斗式挖沙機去分析，鏈斗式挖沙機其挖沙和輸送過程由同一動力源驅 動，遠距離的力傳遞不得不加大驅動動力與沙斗、鏈板的強度和重量。鏈斗式挖沙機的結抅特點和工作原理決定了有3項缺點1、沙斗挖沙時，作用 力由主動輪經鏈塊傳遞到水下沙面，距離遠、功率損耗大；2、沙斗容量?。?3、鏈塊和沙斗自重大，轉速慢，生產效率低。 發(fā)明內容針對潛水型挖泥龍和鏈斗式挖沙船的缺點，本發(fā)明公開一種挖掘機和一 種采沙船，其目的是為了避免過多的機械傳動和遠距離的動力傳遞，增強挖 沙功率，加大輸送容量和提高輸送速度，實現(xiàn)提髙生產效率。本發(fā)明的技術方案是不用沙斗，把現(xiàn)有技術沙斗具有的挖沙和運沙二項功能分別由本發(fā) 明一種挖掘機即挖沙擺輪和輸送鏈帶所替代。挖沙擺輪安裝在輸送鏈帶的前 端，輸送鏈帶緊接在挖沙擺輪之后，另一端安裝在船體機架上。挖沙擺輪圓 簡狀殼體內裝有擺動式液壓缸驅動，擺動式液壓缸其傳動軸為正反回轉并輸 出轉矩，帶動挖沙擺輪殼體及挖沙板作順反向扇形擺動，把沙石挖松掏空， 使高處沙石倒塌滑落，輸送鏈帶接住倒塌的沙石不斷地向水面上輸送。輸送 ,鏈帶可選擇帶附件的滾子鏈，其上鋪有條形剛性面板以承運沙石，鏈條纏繞 '咕合于主動輪和轉向輪間，在有擋墻的輸送架槽中轉動，實現(xiàn)采沙全過程。 為有助于輸送鏈帶承運更多的砂礫料，在挖沙擺輪上方的輸送架上安裝有一 個上料輪，其數(shù)個輪片經液壓傳動可以向輸送方向旋轉。在挖沙擺輪的后方， 輸送架的下方兩邊各設置有一個調角油缸，其伸縮可調整挖沙擺輪的挖沙角 度。本發(fā)明相比現(xiàn)有鏈斗式挖沙船技術具有如下優(yōu)點1、挖沙與輸送有分 工，解決了挖沙動力遠距離傳遞問題，克服了功率損耗大的缺點。挖沙擺輪 由液壓缸直接驅動功率大、動力強勁。2、由于釆用了帶附件的滾子鏈做輸 送鏈帶和具有擋墻的槽形輸送承載設計，所以輸送鏈帶具有承載空間大、調 速范圍廣、輸送能力強的優(yōu)點。3、本發(fā)明的應用改變了現(xiàn)有鏈斗式挖沙船
由表及里、由淺入深的挖沙原理，實現(xiàn)了挖沙擺輪鉆入沙石深層，把底下沙 石挖松掏空，高處沙石坍塌滑落，輸送鏈帶承載輸送的"地龍式"的挖沙原 理，極大地提高了生產效率。在相同功率的前提下，與現(xiàn)有鏈斗式挖沙船相比可提高生產效率5-10倍。4、釆用了液壓技術，整機結構簡單、緊湊，可 實現(xiàn)無級變速，操作更加方便，便于實現(xiàn)自動化控制。


圖1為本發(fā)明一種采沙船的結構圖。圖2為圖1 "本發(fā)明一種釆沙船的結構圖"中A-A處輸送鏈帶的剖視,圖。圖3為本發(fā)明 一種挖掘機即挖沙擺輪的構造圖。其中C-C為挖沙擺輪的 正視圖，B-B為挖沙擺輪的左視剖視圖。圖4為本發(fā)明一種挖掘機即挖沙擺輪的工作原理圖。其中(a)為挖沙擺 輪在開挖前初始狀態(tài)圖；(b)為挖沙擺輪挖沙板打開30°狀態(tài)圖；(c)為挖 沙擺輪挖沙板打開75。狀態(tài)圖；(d)為挖沙擺輪旋轉210°后到達終點位置 狀態(tài)圖。
具體實施方式
下面結合附圖進一步展開說明。首先從圖l、圖2可以看出本發(fā)明一種 采沙船的基本結構。輸送架8左右兩邊各一根大槽鋼作主干，二根小槽鋼緊 貼焊接在大槽鋼上面，用于加大主干強度和作為輸送擋墻，輸送架上下各有 一組(二片)鏈輪，上端固定在船體14機架13上的為主動輪12,下端為 轉向輪7。鏈條9是采用帶附件的滾子鏈，在附件上鋪上條狀剛性面板10用于承載沙石，鏈條嚙合于兩組鏈輪間，在擋墻ll中間運轉，使輸送鏈帶 成槽狀，具有較大的承載空間。挖沙擺輪4安裝在輸送架的下端，由軸梢2將擺輪架3與輸送架連接。輸送架下面擺輪架的后部左右分別裝有一調角油 缸l,調角油缸伸辦可調整擺輪架的垂直角度，控制挖沙深度。在挖沙擺輪 上方安裝了一個上料輪5，由上料輪架6固定在輸送架前端，用于輔助向輸 送鏈帶上料。再從圖3可以看出挖沙擺輪的詳細結構構造。擺輪殼體23形 似圓簡體，圓簡體上有一扇形凹槽，這是挖沙板在收攏狀態(tài)下放置的位置。 二只擺動式液壓缸22安裝在擺輪殼體內兩端，擺動式液壓缸的殼體緊固在 擺輪架3上，經傳動軸21輸出轉矩。二組凸輪26與凹輪27同在傳動軸上，
凸輪與傳動軸鍵配合，凹輪緊固在擺輪殼體上，與傳動軸動配合，凸輪與凹輪有30°的離合空隙。在擺輪殼體扇形凹槽的內壁上同軸均布有五塊偏心 塊29，其中二塊經連桿24與凸輪連接的為主動偏心塊，主動偏心塊與連桿 連接的梢孔是一個45。的扇形長孔，連桿梢25在長孔中可自如滑動。挖沙 板28是鑲有若干扒齒的直鋼板，用螺釘緊固在五塊偏心塊上?，F(xiàn)在結合附 圖4進一步說明挖沙擺輪的工作原理a)初始位置，凸輪與凹輪30。的空 隙在旋轉方向前面，為受力面分離狀態(tài)，連桿梢在偏心塊45°扇形長孔內 旋轉方向的前方處受力狀態(tài)，挖沙板收攏在扇形長槽中；b)傳動軸帶動^輪 按順時針方向旋轉30° ，連桿拉動偏心塊向相反方向旋轉，挖沙板也打開 30° ,凸輪與凹輪受力面接觸；c)轉動軸繼續(xù)按順時針方向旋轉，凸輪推動 凹輪及擺輪殼體同方向旋轉，挖沙板受到沙石的阻力，偏心塊在跟隨擺動殼 體轉動的同時，繼續(xù)向相反方向旋轉，連桿梢滑向偏心塊45°扇形長孔的 后方，挖沙板背面頂上擺輪殼體上的擋鐵30,挖沙板完全打開；d)傳動軸 帶動挖沙擺輪繼續(xù)按順時針方向旋轉至210。處，擺動式液壓缸換向輸出轉 矩，挖沙板收攏至扇形長槽中，挖沙擺輪按相反方向回到初始位置， 一個挖 沙動作完成。
權利要求
1、一種挖掘機，有液壓動力部件、挖掘件，其間有傳動結構連接，其特征是挖掘件為挖沙擺輪，圓筒狀缸體內裝有擺動式液壓缸，其上有為正反回轉的傳動軸并連接挖沙擺輪殼體及其上的挖沙板，并安裝在擺輪架上。
2、 根據權利要求l所述的一種挖掘機，其特征是圓簡狀挖沙擺輪內活動 連接有液壓缸體，該缸體內兩端固定連接有兩只共一根傳動軸的擺動式液壓缸， 二組凸輪與凹輪同在傳動軸上，凸輪與傳動軸鍵配合，凹輪緊固在擺輪殼體上， 與傳動軸動配合，凸輪與凹輪有30。的離合空隙，在擺輪殼體扇形凹槽的內壁 上同軸均布肴五塊偏心塊，其中二塊經連桿與凸輪連接的為主動偏心塊，主動 偏心塊有與連桿連接的梢孔，梢孔是一個45。的扇形長孔，連桿梢可自如滑動 在長孔中，挖沙板是鑲有若干扒齒的直鋼板，用螺釘緊固在五塊偏心塊上，還 有其上固定連接液壓缸體的擺輪架。
3、 一種采沙船，包括有船體，有機械動力部件，有水下挖掘部件，有纏繞 在輸送架上下兩端的主動輪和轉向輪之間的鏈帶為主構成的輸送部件，動力件 與輸送件和水下挖件之間為傳動結構相連接，其特征是(1) 所述的動力件還有液壓動力件，(2) 所述的水下挖掘件為挖沙擺輪，圓簡狀挖沙擺輪內活動連接有液壓缸 體，該缸體內兩端固定連接有兩只共一根傳動軸的擺動式液壓缸，二組凸輪與 凹輪同在傳動軸上，凸輪與傳動軸鍵配合，凹輪緊固在擺輪殼體上，與傳動軸 動配合，凸輪與凹輪有30。的離合空隙，在擺輪殼體扇形凹槽的內壁上同軸均 布有五塊偏心塊，其中二塊經連桿與凸輪連接的為主動偏心塊，主動偏心塊有 與連桿連接的梢孔，梢孔是一個45°的扇形長孔，連桿梢可自如滑動在長孔中， 挖沙板是鑲有若干扒齒的直鋼板，用螺釘緊固在五塊偏心塊上，還有其上固定 連接液壓缸體的擺輪架，(3) 所述的輸送件為輸送鏈帶，為有帶附件的滾子鏈，在附件上鋪上條狀 剛性面板，在其兩側有兩根小槽鋼緊貼焊接在輸送架左右作為主干的兩根大槽 鋼上面以為輸送擋墻,鏈條纏繞嚙合于主動輪和轉向輪之間并通過輸送架框定， 并處在擋墻中間以構成槽狀，主動輪一端安裝在船體機架上，轉向輪一端處輸 送架上活動連接安裝的擺輪架及其架上固定連接的液壓缸殼體。
4、 根據權利要求1所述的采沙船，其特征是在挖沙擺輪上方的輸送架 處安裝一個上料輪，其上有數(shù)個經液壓傳動可向輸送方向旋轉的輪片。
5、 根據權利要求1所述的采沙船，其特征是在輸送架的下面擺輪架的 后部左右各固定安裝有調角油缸。
全文摘要
本發(fā)明一種挖掘機和一種采沙船，其涉及水下開采砂礫料。挖掘機定名為挖沙擺輪，該擺輪由UB型擺動式液壓缸傳動軸驅動擺輪殼體及其上的挖沙板，作周期性正反時針轉動，以完成切土切沙。一種采沙船，該船上有機械及液壓動力，水下挖件為挖沙擺輪。船上有輸送鏈帶，主要由在帶附件的滾子鏈的上面及兩側的輸送架上均鋪有剛性面板而構成，該鏈帶纏繞在主動輪和轉向輪之間并通過輸送架框定，并在剛性面板構成的擋墻中間運行。轉向輪上有挖沙擺輪并深入水下。本發(fā)明對比鏈斗式采沙船，將挖掘與輸送兩功能構件予以分解，并又采用液壓技術，生產效率可提高5-10倍，還便于自動化控制。
文檔編號E02F7/00GK101130995SQ20071016143
公開日2008年2月27日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權日2007年9月21日
發(fā)明者熊梓光 申請人:熊梓光