專(zhuān)利名稱(chēng)：反鏟挖掘機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種連桿機(jī)構(gòu)，具體涉及一種位于反鏟挖掘機(jī)上，用于 聯(lián)接斗桿油缸與鏟斗的連桿機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)是一種廣泛應(yīng)用的土石方工程機(jī)械，通過(guò)工作裝置實(shí)現(xiàn)土方的移 動(dòng)、修整等作業(yè)。根據(jù)鏟斗的作業(yè)裝置不同，可分為正鏟、反鏟、抓鏟及拉 伊四種，前三種使用較多。其中，正鏟與反鏟的作業(yè)不同點(diǎn)在于正鏟挖掘 機(jī)適用于開(kāi)挖停機(jī)面以上的土方，開(kāi)挖含水量較小的一類(lèi)土和經(jīng)爆破的巖石 及凍土， 一般用于大型基坑工程，也可用于場(chǎng)地平整施工；反鏟挖掘機(jī)主要 用于開(kāi)挖停機(jī)面以下的土方，適用于開(kāi)挖一至三類(lèi)的砂土或粘土。
反鏟機(jī)構(gòu)是反鏟挖掘機(jī)的主要工作裝置，由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗以及動(dòng)臂 油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸和連桿機(jī)構(gòu)等組成。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是部件之間的 聯(lián)系全部采用鉸接，并通過(guò)油缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)挖掘過(guò)程中的各種動(dòng)作。動(dòng)臂 的下鉸點(diǎn)與回轉(zhuǎn)平臺(tái)鉸接，并以動(dòng)臂油缸來(lái)支承和改變動(dòng)臂的傾角，使動(dòng)臂 繞下鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)達(dá)到升降；斗桿鉸接于動(dòng)臂的上端，斗桿與動(dòng)臂的相對(duì)位置由 斗桿油缸控制，當(dāng)斗桿油缸伸縮時(shí)，斗桿便可繞動(dòng)臂上鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；鏟斗與斗 桿前端鉸接，并通過(guò)鏟斗油缸伸縮使鏟斗繞與斗桿聯(lián)接的鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，為了增 大轉(zhuǎn)角，通常以連桿機(jī)構(gòu)與鏟斗聯(lián)接。
目前，鏟斗與斗桿聯(lián)接的連桿機(jī)構(gòu)如圖l所示，由一搖桿3和一連桿鉸 接構(gòu)成，所述搖桿的一端與斗桿2鉸接，另一端與連桿鉸接，所述連桿4的 另一端鉸接于鏟斗5上，以鏟斗油缸1工作進(jìn)行挖掘時(shí)，挖掘軌跡則是以鏟 斗與斗桿的鉸點(diǎn)o為中心，該鉸點(diǎn)至斗齒尖的距離為半徑所作的弧線；同 理，弧線的包角(鏟斗的轉(zhuǎn)角ei)及弧長(zhǎng)決定鏟斗油缸的行程。顯然，以 伊斗油缸工作進(jìn)行挖掘時(shí)的挖掘行程較短，如使鏟斗在挖掘行程結(jié)束時(shí)能裝 滿土，需要有較大的挖掘力以保證能挖掘較大厚度的土質(zhì)。
然而，現(xiàn)有連桿機(jī)構(gòu)下的鏟斗挖掘力曲線呈一類(lèi)拋物線式，最大挖掘力
出現(xiàn)在油缸行程的近中部，但對(duì)鏟斗作業(yè)來(lái)說(shuō)，其受到的最大阻力點(diǎn)在開(kāi)始 挖掘的初期， 一旦物料被挖動(dòng)，阻力就會(huì)降下來(lái)，即鏟斗克服阻力的挖掘力 亦可以降下來(lái)，顯然與鏟斗挖掘力曲線不符，在挖掘力達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)卻不是 伊斗作業(yè)的最大阻力點(diǎn)，因而會(huì)出現(xiàn)挖掘力不足，為增加挖掘力便會(huì)產(chǎn)生能 耗的浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種反鏟挖掘機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)，通過(guò)對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的 改進(jìn)，使挖掘過(guò)程變得更加輕松順利，且充分利用能耗，避免浪費(fèi)。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種反鏟挖掘機(jī)的連 桿機(jī)構(gòu)，包括搖桿及連桿組件，所述搖桿的一端與斗桿鉸接，另一端與所述 連桿組件鉸接，而該連桿組件的另一端與鏟斗鉸接，所述連桿組件由第一、 第二連桿相鉸接構(gòu)成，所述第一連桿的一端與斗桿油缸相鉸接，另一端與第 二連桿及所述搖桿鉸接，所述第二連桿的另一端鉸接于鏟斗上，構(gòu)成三點(diǎn)鉸 接；在伊斗油缸行程位于末端時(shí)，鏟斗斗齒位于最大允許轉(zhuǎn)角處。
上述技術(shù)方案中，挖掘機(jī)在作業(yè)時(shí)，依靠工作裝置的油缸驅(qū)動(dòng)，通過(guò)油 缸的伸縮，為動(dòng)臂、斗桿提供提升和下落的動(dòng)能，而鏟斗油缸則賦予鏟斗挖 掘和裝載的能力，所述連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接于鏟斗油缸與鏟斗之間，使鏟斗獲得較 大的轉(zhuǎn)角范圍，滿足鏟斗對(duì)挖掘力的需要；所述鏟斗最大允許轉(zhuǎn)角即為鏟斗 以與斗桿的鉸接點(diǎn)為圓心旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠轉(zhuǎn)至的最大角度，所述第一、二連桿與 搖桿鉸接構(gòu)成的三點(diǎn)鉸接結(jié)構(gòu)，使鏟斗轉(zhuǎn)角e大于現(xiàn)有鏟斗轉(zhuǎn)角，拓展至最 大允許轉(zhuǎn)角，在挖掘力(可利用功相等的原理來(lái)推導(dǎo)其計(jì)算公式)曲線上表 現(xiàn)為起始端的挖掘力便大大于現(xiàn)有連桿結(jié)構(gòu)下的起始值，最大挖掘力出現(xiàn) 在鏟斗開(kāi)始挖掘時(shí)，與鏟斗作業(yè)規(guī)律相匹配；最大挖掘力出現(xiàn)以后，鏟斗繼 續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)入收斗階段后，三鉸點(diǎn)機(jī)構(gòu)的挖掘力小于現(xiàn)有連桿機(jī)構(gòu)下的挖掘 力，但此時(shí)已不再是最大挖掘阻力，因此充分利用三鉸點(diǎn)連桿構(gòu)成入土力較 大的特性，就能使挖掘過(guò)程變得更加輕松順利；另一方面，由于鉸點(diǎn)位置的 改變，轉(zhuǎn)角的增大，使得鏟斗的轉(zhuǎn)動(dòng)行程增加，但鏟斗油缸的行程并沒(méi)有變 化，從而縮短了^斗的挖掘周期，提髙了挖掘速度。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是
1、 由于本實(shí)用新型中連桿組件由第一、第二連桿鉸接組成，搖桿與連 桿的鉸接點(diǎn)位于第一、二連桿鉸接點(diǎn)上，構(gòu)成斗桿油缸與鏟斗間的三點(diǎn)鉸接 結(jié)構(gòu)，從而在不改變鏟斗油缸行程的情況下，將鏟斗的轉(zhuǎn)角拓展至最大允許 轉(zhuǎn)角范圍，適用于需要較大鏟斗轉(zhuǎn)角的場(chǎng)合；更重要的是，通過(guò)對(duì)鏟斗挖掘 力的計(jì)算，得出鏟斗的最大挖掘力出現(xiàn)點(diǎn)提前，處于鏟斗挖掘階段(阻力最 大階段)，因而與鏟斗作業(yè)對(duì)挖掘力的需求相匹配，使挖掘過(guò)程變得更加輕 松順利；
2、 由于拓展了轉(zhuǎn)角范圍，鏟斗的轉(zhuǎn)動(dòng)行程增加，而油缸的行程并未增 加，因而挖掘周期縮短，使挖掘速度更快。


圖1是現(xiàn)有鏟斗機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖3是圖2中斗桿鏟斗骨架圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一與現(xiàn)有鏟斗挖掘力的比較曲線圖； 圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例一與現(xiàn)有鏟斗轉(zhuǎn)角范圖的比較曲線圖。 其中1、鏟斗油缸；2、斗桿；3、搖桿；4、連桿；5、鏟斗；11、鏟 斗油缸；22、斗桿；33、搖桿441、第一連桿；442、第二連桿；55、鏟斗。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述
實(shí)施例一參見(jiàn)圖2至圖5所示， 一種反鏟挖掘機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)，包括搖 桿33及連桿組件，所述搖桿的一端與斗桿22鉸接，另一端與所述連桿組件 鉸接，而該連桿組件的另一端與鏟斗55鉸接，所述連桿組件由第一、第二 連桿相鉸接構(gòu)成，所述第一連桿441的一端與斗桿油缸相鉸接，另一端與第 二連桿442及所述搖桿鉸接，所述第二連桿的另一端鉸接于鏟斗上，構(gòu)成三 點(diǎn)鉸接；在伊斗油缸ll行程位于末端時(shí)，鏟斗斗齒位于最大允許轉(zhuǎn)角處。
伊斗理論挖掘力可利用功相等的原理來(lái)推導(dǎo)其計(jì)算公式，參見(jiàn)圖3所 示，假設(shè)油缸每伸長(zhǎng)一微小Ax長(zhǎng)度時(shí)鏟斗的轉(zhuǎn)角a減小Aa，則鏟斗油缸在 這一行程中所做的功Wl為Wl=PXSXAx,其中P為鏟斗油缸的工作壓力，S
為鏟斗油缸的內(nèi)徑；
Fz為作用在伊斗前切削刃上的切削阻力，其方向?yàn)橐訤為圓心、FE為 半徑的圓的切線方向，則阻力所做的功Wz為Wz=FzXFEXAoi，其中Aot單位 為弧度，F(xiàn)E為鏟斗的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑R;
阻力與鏟斗的理論挖掘力F大小相反，忽略摩檫力時(shí)Wl=Wz,即PXS XAx= FzXFEXAa= FXRXAa,故理論挖掘力的計(jì)算式為F=PXSXAx/ (R XAa)，式中P、 S、 R均已知，同時(shí)可令A(yù)x為一微小長(zhǎng)度如10mm，利用小 程序即可求出相應(yīng)的Aa值。
以三一重機(jī)公司生產(chǎn)的SY60挖掘機(jī)為例，并利用PRO/E的尺寸關(guān)系式 功能求得各點(diǎn)的Aoi值，每一步進(jìn)AFlOmm，得出如圖4所示的挖掘力曲線 圖，該曲線為在油缸及其行程、搖桿、鏟斗、斗桿均相同的情況下取得，與 現(xiàn)有連桿機(jī)構(gòu)相比較，三鉸點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)的優(yōu)化點(diǎn)在于
(1) 挖掘機(jī)作業(yè)時(shí)，當(dāng)鏟斗張開(kāi)、落地、開(kāi)始挖掘時(shí)，就處于起始點(diǎn) 至最大挖掘力這一段，此時(shí)挖掘阻力最大， 一旦物料被挖動(dòng)，阻力就會(huì)降下 來(lái)。從圖4的挖掘力曲線可知，三鉸點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)從起始點(diǎn)至挖掘力最大這一 段的挖掘力均大于現(xiàn)有連桿機(jī)構(gòu)，最大挖掘力出現(xiàn)以后，鏟斗繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，處 于收斗階段，這段之內(nèi)三鉸點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)的挖掘力比現(xiàn)有連桿機(jī)構(gòu)要小，但此 時(shí)阻力已減小，且不會(huì)出現(xiàn)大的挖掘阻力，因此三鉸點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)的使用并不 會(huì)影響鏟斗的最大挖掘力這一重要的挖掘性能參數(shù)，只要匹配好三鉸點(diǎn)連桿 機(jī)構(gòu)的最大挖掘力出現(xiàn)的位置，充分利用三鉸點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)入土力較大這一特 性，就能使挖掘過(guò)程變得更加輕松順利；
(2) 參見(jiàn)圖5所示，曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)的Y軸的差值A(chǔ)y為轉(zhuǎn)動(dòng)角e,如 圖1、 2所示，很明顯02>el即三鉸點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)比現(xiàn)有連桿機(jī)構(gòu)具有更大的 轉(zhuǎn)動(dòng)角，而圖中這兩種機(jī)構(gòu)油缸的行程卻相同，這說(shuō)明三鉸點(diǎn)連桿機(jī)構(gòu)完成 一個(gè)挖掘周期的時(shí)間將比現(xiàn)有連桿機(jī)構(gòu)短，挖掘速度更快。適用于需要較大 鏟斗轉(zhuǎn)角的場(chǎng)合。
權(quán)利要求1.一種反鏟挖掘機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)，包括搖桿(33)及連桿組件，所述搖桿的一端與斗桿(22)鉸接，另一端與所述連桿組件鉸接，而該連桿組件的另一端與鏟斗(55)鉸接，其特征在于所述連桿組件由第一、第二連桿相鉸接構(gòu)成，所述第一連桿(441)的一端與斗桿油缸相鉸接，另一端與第二連桿(442)及所述搖桿鉸接，所述第二連桿的另一端鉸接于鏟斗上，構(gòu)成三點(diǎn)鉸接；在鏟斗油缸(11)行程位于末端時(shí)，鏟斗斗齒位于最大允許轉(zhuǎn)角處。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種反鏟挖掘機(jī)的連桿機(jī)構(gòu)，包括搖桿及連桿組件，所述搖桿的一端與斗桿鉸接，另一端與所述連桿組件鉸接，而該連桿組件的另一端與鏟斗鉸接，其特征在于所述連桿組件由第一、第二連桿相鉸接構(gòu)成，所述第一連桿的一端與斗桿油缸相鉸接，另一端與第二連桿及所述搖桿鉸接，所述第二連桿的另一端鉸接于鏟斗上，構(gòu)成三點(diǎn)鉸接；在鏟斗油缸行程位于末端時(shí)，鏟斗斗齒位于最大允許轉(zhuǎn)角處。本實(shí)用新型通過(guò)三點(diǎn)鉸接結(jié)構(gòu)，拓展了鏟斗轉(zhuǎn)角范圍，使挖掘力曲線與鏟斗作業(yè)需求曲線相匹配，鏟斗挖掘更順利，挖掘速度更快，適用于需大鏟斗轉(zhuǎn)角的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)E02F3/32GK201193332SQ20082011641
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月8日
發(fā)明者戴晴華, 易迪升, 奇 胡, 偉 項(xiàng) 申請(qǐng)人:三一重機(jī)有限公司