一种开挖机构以及开挖机的制作方法

1.本发明涉及一种开挖机构以及开挖机。


背景技术：

2.山地丘陵地区地质地层强度变化大,在开挖过程中，最关键的是岩石剥离。然而，目前的开挖设备，并不适用于山地丘陵地区的岩石地层，切削部位容易磨损，切削推进困难。容易缩短开挖设备的使用寿命，需要频繁更换部件，从而，造成开挖进度慢，开挖设备的损耗较大。


技术实现要素：

3.为解决现有技术的开挖设备在开挖过程中切削推进困难的技术问题，本发明实施例提供一种开挖机构以及开挖机。
4.本发明实施例通过下述技术方案实现：
5.第一方面，本发明实施例提供一种开挖机构，包括：
6.切削装置，设于开挖进给升降机构内；以及
7.开挖进给升降机构，用于带动切削装置升降运动；
8.所述切削装置包括：
9.旋转装置，旋转装置与切削装置本体连接以带动切削装置本体作水平旋转；以及
10.切削装置本体，包括：
11.切削刀架，包括若干个切削刀头；以及
12.动力装置，与切削刀架连接，用于带动切削刀架的每个切削刀头作竖直旋转。
13.进一步的，所述开挖进给升降机构包括：
14.第一框架；
15.若干个升降传动装置，每个升降传动装置均匀分布在第一框架上；
16.安装框架，固设于第一框架内，用于安装切削装置；以及
17.外框架，固设于安装框架外，外框架与每个升降传动装置连接以用于升降传动装置带动外框架内的切削装置进行升降运动。
18.进一步的，所述升降传动装置包括液压杆。
19.进一步的，所述切削装置包括：
20.旋转装置，旋转装置与切削装置本体连接以带动切削装置本体作水平旋转；以及
21.切削装置本体，包括：
22.切削刀架，包括若干个切削刀头；以及
23.动力装置，与切削刀架连接，用于带动切削刀架的每个切削刀头作竖直旋转。
24.进一步的，所述切削刀头包括切削片；所述切削片具有三角形结构；三角形结构的每条边为向切削片内部凹入的弧形边，所述三角形结构的每个角上设有切削部。
25.进一步的，所述切削片的数量为若干个；相邻切削片相邻的角之间的夹角相同；所
述旋转装置包括：
26.第一液压马达，第一液压马达的旋转传动轴通过第一传动箱与切削装置本体连接以带动切削装置本体作水平旋转；
27.所述动力装置包括：
28.第二液压马达，第二液压马达通过第二传动箱与切削刀架连接以带动切削刀架的每个切削刀头作竖直旋转。
29.第二方面，本发明实施例提供一种开挖机，包括：
30.所述开挖机构；以及
31.吸风排渣机构，用于与开挖机构的内部连通以将土料从开挖机构内吸出；以及
32.泵站小车，用于为所述开挖机输送高压液压油。
33.进一步的，还包括用于安装各部件时吊起所述各部件进行安装的起吊装置。
34.进一步的，还包括护筒；所述切削装置设于护筒内；每个升降传动装置的伸缩端均与护筒外侧固定连接。
35.进一步的，还包括控制系统，设于泵站小车，用于显示各用液压油部件的状态数据，并调整和控制用液压油部件的工作状态。
36.本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
37.本发明实施例的一种开挖机构以及开挖机，通过切削装置和开挖进给升降机构解决了山地丘陵地区岩石地层的开挖设备在开挖过程中切削推进困难的问题；切削装置的旋转装置与切削装置本体实现了对岩石土层的较高效率的开挖。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
39.图1为开挖机的整体结构示意图。
40.图2为开挖进给升降机构的结构示意图。
41.图3为切削装置的整体结构示意图。
42.图4为切削装置的内部结构示意图。
43.图5为切削刀架的结构示意图。
44.图6为切削刀架的左视结构示意图。
45.图7为切削刀架的后视结构示意图。
46.图8为切削刀架的底部结构示意图。
47.图9为开挖机整体布置示意图。
48.图10为吸风排渣机构的结构示意图。
49.附图中标记及对应的零部件名称：
50.1-切削装置，2-切削刀架，3-开挖进给升降机构，4-塔吊，5-护筒，101-第一液压马达，102-第一传动箱，103-旋转传动轴，104-连接横撑，105-回转支承，106-旋转连接架，107-调心连接盘，108-第二传动箱，109-主动链轮，110-第二液压马达，111-液压油管道，
201-连接支架，202-第一切削机构，203-第二切削机构，204-第二连接件a，205-第二连接件b，206-第二切削头a，207-第二传动链轮，208-第二六方传动轴，209-第二切削头b，210-第一连接件a，211-第一连接件b，212-第一切削头a，213-第一传动链轮，214-第一切削头b，215-第一六方传动轴，216-外侧切削片，217-中部切削片，218-后部切削片，219-弧形边，220-切削齿，301-液压杆，302-外框架，303-安装框架，304-底框架，1010-发电机组，1011-吸风排渣机构，1012-第一泵站小车，1013-第二泵站小车，1014-开挖机构，401-吸嘴，402-吸料管，403-料仓，404-布袋除尘器，405-第二管道，406-罗茨真空泵，407-卸料器。
具体实施方式
51.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
52.在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
53.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
54.在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
55.实施例
56.为解决现有技术的开挖设备在开挖过程中切削推进困难的技术问题，本发明实施例提供一种开挖机构，如图1-图9所示，包括：切削装置1，设于开挖进给升降机构内；以及开挖进给升降机构3，用于带动切削装置升降运动；所述切削装置包括：旋转装置，旋转装置与切削装置本体连接以带动切削装置本体作水平旋转；以及切削装置本体，包括：切削刀架2，包括若干个切削刀头；以及动力装置，与切削刀架连接，用于带动切削刀架的每个切削刀头作竖直旋转。
57.从而，通过切削装置和开挖进给升降机构解决了山地丘陵地区岩石地层的开挖设备在开挖过程中切削推进困难的问题；切削装置的旋转装置与切削装置本体实现了对岩石土层的较高效率的开挖。
58.进一步的，所述开挖进给升降机构包括：
59.第一框架；
60.若干个升降传动装置，每个升降传动装置均匀分布在第一框架上；
61.安装框架303，固设于第一框架内，用于安装切削装置；以及
62.外框架302，固设于安装框架外，外框架与每个升降传动装置连接以用于升降传动装置带动外框架内的切削装置进行升降运动。可选地，第一框架为底框架304。
63.进一步的，所述升降传动装置包括液压杆301。
64.进一步的，所述切削装置包括：
65.旋转装置，旋转装置与切削装置本体连接以带动切削装置本体作水平旋转；以及
66.切削装置本体，包括：
67.切削刀架，包括若干个切削刀头；以及
68.动力装置，与切削刀架连接，用于带动切削刀架的每个切削刀头作竖直旋转。
69.进一步的，所述切削刀头包括切削片；所述切削片具有三角形结构；三角形结构的每条边为向切削片内部凹入的弧形边，所述三角形结构的每个角上设有切削部。
70.进一步的，所述切削片的数量为若干个；相邻切削片相邻的角之间的夹角相同；所述旋转装置包括：
71.第一液压马达，第一液压马达的旋转传动轴通过第一传动箱与切削装置本体连接以带动切削装置本体作水平旋转；
72.所述动力装置包括：
73.第二液压马达，第二液压马达通过第二传动箱与切削刀架连接以带动切削刀架的每个切削刀头作竖直旋转。
74.为了更好的模块化设备，结构更加的简便与紧凑，将水平旋转和竖直旋转的动力分开，从而减少传动部件连接。
75.第二方面，本发明实施例提供一种开挖机，包括：
76.所述开挖机构1014；以及
77.吸风排渣机构1011，用于与开挖机构的内部连通以将土料从开挖机构内吸出；以及
78.泵站小车，用于为所述开挖机输送高压液压油。
79.吸风排渣机构1011包括参考图1所示，包括：吸嘴，用于吸取破碎土渣；料仓，用于与吸嘴连通，存储吸嘴吸入的破碎土渣；除尘器，用于与料仓连通，用于除去破碎土渣中扬起的粉尘；以及真空泵，用于与依次通过除尘器、料仓与吸嘴连通。
80.吸嘴与护筒内的用于产生破碎土渣空间连通。
81.参考图1所示，吸风排渣机构包括吸嘴401、吸料管402和料仓403，吸嘴通过吸料管402与料仓403的上部的外侧连通，料仓的顶部通过第一管道与布袋除尘器的下部外侧连通，真空泵通过第二管道405与布袋除尘器的顶部连通，从而，实现了吸嘴、料仓、除尘器和真空泵的连通。
82.从而，实现了通过真空泵提供吸力通过吸嘴将破碎土渣吸入料仓中进行存储，通过除尘器对破碎土渣中扬起的粉尘进行处理，从而在提高破碎土渣的排出速度的同时，避免了粉尘对环境的污染。
83.进一步的，所述吸嘴通过吸料管与料仓连通。
84.参考图1所示，吸嘴的顶部通过吸料管402与料仓403连通，具体地，吸嘴的顶部通过吸料管402与料仓的上部侧面连通，从而吸嘴在真空泵提供的吸力的作用下将破碎土渣
通过吸嘴进入到料仓中进行存储。
85.进一步的，所述料仓的排料口设有卸料器407。
86.为了便于转运料仓中的破碎土渣，料仓的排料口设有卸料器，通过控制卸料器进行开关排料口，从而便于料仓中的破碎土渣的及时转运，避免了破碎土渣在料仓中的堆积过度。
87.进一步的，所述除尘器为布袋除尘器404。
88.进一步的，所述除尘器通过管道与真空泵连通。
89.参考图1所示，除尘器的顶部通过管道与真空泵连通。
90.进一步的，所述真空泵为罗茨真空泵406。
91.为了给喷嘴提供较大的真空吸力，所述真空为罗茨真空泵。
92.为了提升开挖机的排料速度，大大提高开挖机的自动化程度。开挖机排渣送料机构大胆尝试负压排渣机构，采用罗茨真空泵作动力源，将管路及罐式仓抽成一定的真空状态，促成进风口在大气压的作用下形成物料粉粒料与气体的两相流，经输送管道输入旋风分离器。两相流在旋风分离器内由于离心力及重力作用下，使大部分物料与气体分离。少量的物料与气体进入除尘器，通过滤袋作用使粉粒料与气体分离，气体排入大气，做到户外环境防护，防止粉尘污染。
93.相对比于机械蛟龙式排料方式，提高开挖自动化程度，提高排料速度30％以上，快速出料响应速度50％以上。
94.可选地，泵站小车为多个；进一步的，泵站小车为2个，即第一泵站小车1012和第二泵站小车1013分别与开挖机的各液压部件连接。开挖机构的各用电设备还与发电机组1010连接。
95.参考图9所示，开挖机构分别通过吸风排渣机构、第一泵站小车、第二泵站小车和发电机组连接。
96.进一步的，还包括用于安装各部件时吊起所述各部件进行安装的起吊装置。可选地，所述起吊装置为塔吊4。
97.进一步的，还包括护筒5；所述切削装置设于护筒内；每个升降传动装置的伸缩端均与护筒外侧固定连接。可选地，所述护筒为钢护筒。
98.在开挖机中，钢护筒起到支撑桩孔，防护塌方的作用。钢护筒由多片钢护筒片连接在一起。升降机构的压力可通过钢护筒作用到开挖面上。
99.对比之前，钢护筒结构上受力更为合理，结构更加轻巧，更加方便的把控和安装。单片钢护筒对接拼装方式，由原抱夹式对接改为端面式对接。重量上原单片钢护筒重72kg，新单片钢护筒只有38kg，重量减少一半。二人便能不借助任何吊装工具进行安装。拼装结构简单、方便，拼装效率提高20％以上。
100.进一步的，还包括控制系统，设于泵站小车，用于显示各用液压油部件的状态数据，并调整和控制用液压油部件的工作状态。
101.切削装置包括：旋转装置，旋转装置与切削装置本体连接以带动切削装置本体作水平旋转；以及切削装置本体，包括：切削刀架，包括若干个切削刀头；以及动力装置，与切削刀架连接，用于带动切削刀架的每个切削刀头作竖直旋转。
102.切削方法，包括：启动动力装置以使六方传动轴旋转带动切削刀头，作竖直旋转；
启动旋转装置以带动切削装置本体作水平旋转；将切削装置通过升降装置控制切削装置升降至指定位置进行切削。
103.切削刀头借鉴盘式开槽机结构，采用多片错开钎焊多块碳钨合金刀头结构组成刀盘，单组刀盘高速自转以旋转切削待挖岩体，多组刀盘组成整体刀头绕旋转传动轴作圆周低速公转运动，完成整个水平方向的圆周端面切削，实现硬质岩石地质的切削挖孔，解决山地丘陵地区硬质岩石地质挖孔作业困难的问题。开挖刀头结构为卧铣式，高速多片错开式刀盘以整面锤击切削，切削起来更快更省力，切削出来的渣料成小颗粒状，便于排渣送料设备快速抽送渣料。
104.本发明实施例通过旋转装置带动切削装置本体作水平旋转，通动力装置带动切削机构的每个切削刀头作竖直旋转，实现了切削装置对岩石土层的水平方向和纵向方向的切削，提高了切削效率，适用于岩石土层开挖。
105.进一步的，所述旋转装置包括：第一液压马达101，第一液压马达的旋转传动轴103通过第一传动箱102与切削装置本体连接以带动切削装置本体作水平旋转；所述动力装置包括：第二液压马达110，第二液压马达110通过第二传动箱108与切削刀架连接以带动切削刀架的每个切削刀头作竖直旋转。
106.参考图1和2所示，第一液压马达101连有液压油管道111，第一液压马达的旋转传动轴103与第一传动箱102连接；第二液压马达112通过第二传动箱108与切削刀架连接。
107.可选地，第一传动箱下侧设有连接横撑104，从而通过连接横撑104连接外部框架，将第一液压马达和第一传动箱的位置进行固定。
108.进一步的，所述第一液压马达依次通过第一传动箱102、回转支承105与切削装置本体连接。
109.进一步的，所述切削装置本体还包括旋转连接架106；动力装置设于旋转连接架106；所述切削刀架与旋转连接架连接。
110.进一步的，所述第二液压马达通过调心连接盘107与第二传动箱连接。
111.进一步的，所述第二传动箱设有主动链轮109，所述切削刀架包括:
112.连接支架201，与旋转连接架连接，设有六方传动轴；以及
113.切削机构，包括：
114.六方传动轴，两端均设有切削刀头；以及
115.被动链轮，设于六方传动轴上，用于与主动链轮通过传送带连接。
116.参考图5所示，切削刀头包括切削片；切削片具有三角形结构，三角形结构的每条边为向切削片内部凹陷的弧形边19，切削片的每个角上设有切削部，可选地，所述切削部为切削齿20。
117.进一步的，所述三角形结构为正三角形结构。
118.为了增强切削效率，所述切削片的数量为若干个，每个切削片的中心设有用于安装的安装孔。
119.可选地，切削片的数量为3个；参考图5所示，所述切削片包括外侧切削片16、中部切削片17和后部切削片18；从而通过多个切削片的组合使用，增强了切削效率。
120.进一步的，每个切削片的大小不同，每个切削片的每个角的位置不同。
121.从而，通过不同大小的切削片实现了对岩石土层不同部位的切削，每个切削片的
每个角的位置不同，有利于使每个切削片的每个角都能发挥切削作用，避免了同一个位置上多个切削片的同时切削。
122.进一步的，相邻切削片相邻的角之间的夹角相同。
123.参考图5所示，相邻切削片相邻的角之间的夹角相同，即相邻的角之间的夹角相同，从而使每个角的间隔大小相同。
124.参考图3-6所示，切削刀架包括：连接支架201，设有切削机构；以及切削机构，设于连接支架，包括所述切削刀头。
125.进一步的，所述切削机构包括：六方传动轴，两端均设有切削刀头；以及传动链轮，设于六方传动轴上，用于与传动机构连接；六方传动轴的两端还通过连接件与连接支架转动连接；每个切削片按照从大到小的顺序依次安装在六方传动轴上，最小的切削片位于最靠近六方传动轴的端部位置。
126.参考图3-6所示，通过传动机构与传动链轮连接，传动链轮带动六方传动轴转动，六方传动轴带动其两端设置的切削刀头转动，从而，实现对岩石土层的切割。
127.为了便于增强切削效率和切削效果，多个切削片从外向内按照从小到大的顺序按照在六方轴上，最小的切削片安装在最靠近六方传动轴的端部位置。
128.进一步的，所述切削机构包括：第一切削机构202，设于连接支架；以及第二切削机构，与第一切削机构203斜对设于连接支架。
129.参考图4所示，连接支架下方右侧通过第二连接件a 204和第二连接件b 205分别连接第二六方传动轴208的两端，第二六方传动轴208上连有第二传动链轮207，第二六方传动轴的一端从第二连接件b 5穿出后连接有第二切削头a 206，第二六方传动轴的另一端穿过第二切削头b 209后与第二连接件a 204连接。
130.连接支架下方左侧通过第一连接件a 210和第一连接件b 211分别连接第一六方传动轴215的两端，第一六方传动轴215上连有第一传动链轮213，第一六方传动轴的左端从第一连接件b 11穿出后连接有第一切削头a 212，第一六方传动轴的右端穿过第一切削头b 214后与第一连接件a 210连接。
131.参考图3所示，第一切削机构安装在连接支架的与第二切削机构斜对的位置上，从而使第一切削机构和第二切削机构更合理的分布在连接支架上。
132.进一步的，所述第一切削机构的六方传动轴的长度大于第二切削机构的六方传动轴的长度。
133.参考图3所示，第一切削机构的长度大于第二切削机构的长度，即第一切削机构的六方传动轴的长度大于第二切削机构的六方传动轴的长度。从而使第一切削机构和第二切削机构更好的切削岩石土层。
134.可选地，所述切削刀头采用合金制成，可选地，所述合金为碳钨合金。
135.从而，本发明实施例通过三角形结构的切削片方便了对岩石土层切削，通过切削刀架进一步增强了切削片的切削效率。
136.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。