一种工作装置及挖掘机的制作方法

1.本实用新型涉及一种工作装置及挖掘机，属于工程机械技术领域。


背景技术：

2.随着社会的发展和施工技术的进步，建筑物、构筑物等向下拓展空间的深度和广度正在逐步加大，这些都不可避免的涉及到深基坑的土方开挖施工。超长工作装置型挖掘机目前在河道清淤、深坑出渣、管廊挖掘等特殊工况应用越来越广泛，在基于超长工作范围的应用上，形成了巨大的使用优势。目前受限于深基坑如新型防渗墙土方开挖，因基坑较深且较为狭窄，如何保证施工过程中安全和高效已成为挖掘机设备研究和改进的重点和方向。
3.现有的超长工作装置型挖掘机与普通的挖掘机工作装置大致相同，只是对动臂、斗杆的长度进行了加长，销轴、摇杆、铲斗等零部件亦会超出动臂、斗杆的宽度，铲斗油缸外置，相关管路从侧面布置；在对建筑物、构筑物等向下拓展空间时挖掘和清渣工况，特别是狭窄的深基坑如防渗墙等，因斗杆、摇杆等零件的外置且宽度尺寸较大，施工时喷出的水泥浆、作业时掉落的泥沙、石块等会对连杆和摇杆铰点处造成堵塞，对密封装置、轴套等装置造成损伤；同时，液压油缸、液压管路均布置在外侧，在作业过程中也会造成磕碰损伤，造成了对工作装置维护成本的增加；此外现有的工作装置的超宽尺寸，让作业的基坑需要超出工作装置整体宽度，从而需要更宽的基坑宽度，以满足超长加长臂的宽度要求，降低了作业效率，增加了作业成本。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种工作装置，通过将摇杆、连杆、铲斗油缸设置在斗杆箱体内侧，解决作业时因零部件外置造成铰点处堵塞、工作装置易损伤以及工作装置过宽，对基坑宽度要求高的技术问题，达到降低维护成本、挺高作业效率和作业安全性的目的。
5.为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：
6.一种工作装置，包括斗杆2，一端与所述斗杆2铰接的摇杆3，所述摇杆3的另一端上铰接有铲斗油缸8和连杆4，所述铲斗油缸8的另一端铰接在所述斗杆2上，所述连杆4的另一端和所述斗杆2的前端连接铲斗5，所述摇杆3、连杆4和铲斗油缸(8)均设置在所述斗杆 2内侧。
7.进一步的，所述斗杆2前端设置有第一轴座2-5，铲斗5连接于所述第一轴座2-5内侧；所述第一轴座2-5后部设置有第二轴座2-4，所述摇杆3的一端铰接在所述第二轴座2-4 内侧；斗杆2上部设置有铲斗油缸安装座2-3，所述铲斗油缸8的一端铰接在所述铲斗油缸安装座2-3内侧。
8.进一步的，所述斗杆2为箱型结构，包括相对设置的两个侧板，以及设置在两个侧板之间的下盖板及上盖板，所述侧板、上盖板和下盖板合围成箱型结构；所述上盖板在两个
侧板之间从铲斗油缸安装座2-3到第二轴座2-4段向下多段弯折形成凹陷腔，所述摇杆3、连杆4和铲斗油缸8均设置在所述凹陷腔中。
9.进一步的，所述在凹陷腔处的上盖板上设置有开口2-8，所述下盖板靠近斗杆后端处设置凹槽2-7，液压管路可通过所述开口2-8和所述凹槽2-7从所述斗杆2的箱体内部通过。
10.所述斗杆2的根部设置有第三轴座2-1，所述第三轴座2-1的周边设置为向内凹陷的燕尾式。
11.所述摇杆3为三铰点式摇杆，包括与所述斗杆2铰接的第一铰接端3-1，与铲斗油缸 8铰接的第二铰接端3-2，与所述连杆4铰接的第三铰接端3-3。
12.所述连杆4包括两端的圆柱形连杆第一铰接端4-1和连杆第二铰接端4-2以及连接在两个圆柱侧面的连接杆，所述连杆第一铰接端4-1与所述摇杆3的第三铰接端3-3铰接，所述连杆第二铰接端4-2与所述铲斗5铰接。
13.所述工作装置还包括动臂1，所述动臂1的前端与所述斗杆2的后端铰接；所述动臂 1中部设置有截面过渡区，所述截面过渡区的截面向动臂1前端方向逐渐减小。
14.进一步的，所述斗杆2和所述铲斗5的宽度不大于所述动臂1前端与所述斗杆2铰接处的宽度。
15.进一步的，所述动臂1、斗杆2、摇杆3、连杆4、铲斗5之间的铰接处的销轴采用内部插销式。
16.此外，本实用新型还保护一种挖掘机，所述挖掘机使用以上工作装置。
17.与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：
18.1.本实用新型的工作装置通过将摇杆、连杆、铲斗均布置在斗杆箱体内侧，不仅避免了泥沙等杂质掉落堵塞铰点对密封装置、轴套等造成损伤，并且使工作装置的整体宽度不因零件的外置而增加，工作装置整体尺寸减小，对地下狭小空间作业的宽度要求降低，从而降低了维护成本，提高了作业效率和作业安全性；
19.2.本实用新型的工作装置通过将管路设置为从斗杆箱体内部通过，减小了工作装置整体宽度，并可有效保护管路、油缸，降低维护成本。
20.3.本实用新型的工作装置动臂1、斗杆2、摇杆3、连杆4、铲斗5之间的铰接处的销轴采用内部插销式，使得连接处的宽度不超过斗杆的箱体宽度，保证了整个工作装置较小宽度尺寸，从而降低作业成本。
21.4.本实用新型的工作装置的斗杆根部采用向斗杆箱体内部凹陷的燕尾式外形设计，不仅为斗杆前部摇杆、连杆、铲斗内置提供了充分的安装空间，还使动臂与斗杆铰接处的宽度减小，减小了工作装置整体宽度，此外还使得应力过渡顺滑，保证了结构强度，也保证了斗杆外摆、内收到极限时不会造成干涉，进一步提高了作业效率和作业安全性。
22.5.本实用新型的工作装置的动臂中部向前采用变截面设计，使其前端拥有足够小的箱体宽度，可与宽度较小的斗杆连接，满足狭窄空间的作业要求，可使动臂处于俯视极限位置时，动臂的后部宽箱体均处于地面之上，不影响基坑宽度；同时动臂中支撑及其后部可保持与现有装置的原有连接尺寸，保证与现有产品的互换性，从而降低了作业和使用成本，提高了作业安全性。
23.6.本实用新型的工作装置斗杆和铲斗的宽度均不大于动臂前端与斗杆铰接处的
宽度，从而保证了整个工作装置的较小宽度，提高了作业效率，降低了作业成本，保障了作业安全。
附图说明
24.图1是本实用新型的工作装置整体装配图。
25.图2是本实用新型的工作装置斗杆外形图。
26.图3是本实用新型的工作装置摇杆外形图。
27.图4是本实用新型的工作装置连杆外形图。
28.图5是本实用新型的工作装置铲斗结构示意图。
29.图6是本实用新型的工作装置止动形式示意图。
30.图7是本实用新型的工作装置动臂外形图。
31.图8是本实用新型的工作装置动臂前叉剖视图。
32.图9是本实用新型的工作装置动臂、斗杆铰接剖视图。
33.图10是本实用新型的工作装置斗杆、摇杆铰接结构示意图。
34.图11是本实用新型挖掘机整机三维、二维及作业姿态图。
35.图中：
36.1、动臂；2、斗杆；3、摇杆；4、连杆；5、铲斗；6、动臂油缸；7、斗杆油缸；8、铲斗油缸；9、销子；10、螺堵；1-1、转台连接处；1-2、宽箱体处；1-3、窄箱体处；1-4、斗杆连接处；2-1、第三轴座；2-3、铲斗油缸安装座；2-4、第二轴座；2-5、第一轴座；2-6、斗杆油缸安装座；2-7、凹槽；2-8、开口；3-1、第一铰接端；3-2、第二铰接端；3-3、第三铰接端；4-1、连杆第一铰接端；4-2、连杆第二铰接端；5-1、前铰点；5-2、后铰点。
具体实施方式
37.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
38.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.实施例一
41.如图1、图2、图11所示，一种工作装置，包括动臂1，斗杆2，摇杆3、连杆4、铲斗5、动臂油缸6、斗杆油缸7、铲斗油缸8；动臂1的前端与斗杆2的后端根部铰接，摇杆3、铲斗油缸8的一端的均铰接在斗杆2上，摇杆3的另一端与铲斗油缸8的另一端以及连杆4的一端铰接，连杆4的另一端和斗杆2的前端与铲斗5连接；摇杆3、连杆4和铲斗油缸8均设置在斗杆2内部，其在宽度方向上均不超过斗杆2的宽度。
42.斗杆斗杆2前端设置有第一轴座2-5，用于装配铲斗5，铲斗5连接在第一轴座2-5 的内侧；第一轴座2-5后部设置有第二轴座2-4，用于装配摇杆3，摇杆3的一端铰接在第二轴座2-4的内侧；斗杆2的根部设置有第三轴座2-1，用于将斗杆2与动臂1装配；斗杆2的后端设置有斗杆油缸安装座2-6，用于安装斗杆油缸7的一端，斗杆油缸7的另一端连接在动臂1上；斗杆2上部设置有铲斗油缸安装座2-3，用于安装铲斗油缸8，铲斗油缸8 铰接在铲斗油缸安装座2-3内侧；
43.斗杆2为箱型结构，包括相对设置的两个侧板，侧板包括中部侧板和设置在两个中部侧板下的根部侧板，以及设置在两个中部侧板、两个根部侧板之间的下盖板及上盖板，中部侧板、根部侧板、上盖板和下盖板合围成箱型结构；中部侧板和根部侧板可直接搭接，中部侧板也可以通过搭接板连接根部侧板以提高宽度的增量。
44.上盖板为多段板结构，上盖板在两个中部侧板之间形成多个弯折部，以使摇杆3，连杆4和铲斗油缸8可安装在斗杆2的内测；上盖板从斗杆2的后端的斗杆油缸安装座2-6开始，沿着两个中部侧板的外边沿，向斗杆前端方向延伸，在靠近铲斗油缸安装座2-3处向下弯折至铲斗油缸安装座2-3下部，并向斗杆前端方向向下倾斜延伸，在靠近第二轴座2-4前的一段距离处开始向下弯折至第二轴座2-4下部，从而在铲斗油缸安装座2-3周围至第二轴座2-4周围形成凹陷区，使摇杆3、连杆4、铲斗油缸8得以安装在斗杆2箱体的内侧。
45.下盖板盖在两个中部侧板和根部侧板的下边沿，其在斗杆后端部分向斗杆2前端方向设置有u型凹槽2-7，上盖板靠近铲斗油缸安装座2-3处设置开口2-8，液压管路可以通过u型凹槽2-7和开口2-8从斗杆2的箱体内部通过，从而保护相关液压管路。
46.动臂1与斗杆2在第三轴座2-1处铰接，此铰接处为向斗杆内部凹陷的燕尾式外形，斗杆中部需要保证足够的箱体宽度，以满足结构强度要求及前侧零部件的装配空间要求，因此除斗杆根部第三轴座2-1处外，其余位置设置为超过第三轴座2-1处的宽度，即除动臂摆角范围外，其余部位可变宽至动臂前端最宽处，从而使燕尾处应力过渡顺滑，也避免了斗杆外摆、内收到极限时造成干涉的情况。
47.如图3所示，所示，摇杆3为三铰点式摇杆，包括第一铰接端3-1，第二铰接端3
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2，第三铰接端3-3，第一铰接端3-1与斗杆2铰接，第二铰接端3-2与连杆4的一端铰接，第三铰接端3-3与铲斗油缸8的一端铰接；传统结构中摇杆与连杆和铲斗油缸共用一个铰点，铰接处的宽度较宽，三铰点式摇杆可以减小铰接处过宽的档距，从而与摇杆3、连杆 4、铲斗油缸8设置在斗杆2内部的的结构相适应。
48.如图4所示，连杆4包括两端的圆柱形连杆第一铰接端4-1和连杆第二铰接端4-2以及连接在两个圆柱侧面的连接杆，连杆第一铰接端4-1与摇杆的第三铰接端3-3铰接，连杆第二铰接端4-2与铲斗5的一端铰接。
49.如图5所示，铲斗为狭窄箱体结构，铲斗5上设置有耳板，耳板与斗杆2在内部铰接，前铰点5-1与斗杆第一轴座2-5铰接，后铰点5-2与连杆第二铰接端4-2铰接。
50.动臂油缸6、斗杆油缸7与普通工作装置连接方式相同。
51.如图6所示为铰点的止动形式；斗杆、摇杆、连杆、铲斗各部分之间的每一处铰接，其各自的销轴在箱体内部止动，通过销子9穿入沉头孔止动套及销轴，然后通过将螺堵 10拧入端部螺纹，防止销子9窜出。销轴采用内部插销式，使整体宽度不会超出斗杆箱体外宽。
52.实施例二
53.本工作装置的动臂作出了进一步的改进，不仅能与实施例一中的摇杆、连杆及铲斗油缸的设置在斗杆内侧的结构相互适应，减小工作装置宽度，降低作业时对基坑宽度的要求，还能保证动臂的强度并满足与挖掘机整机平台的通用性，其具体结构如下：
54.如图7、图8、图9、图10、图11所示，动臂1为箱型结构，动臂1的前端与斗杆2的后端铰接，动臂1的后端与转台连接，动臂1中部设置有截面过渡区；动臂后端的箱体尺寸与结构与标配相同，动臂1和转台在转台连接处1-1连接，转台连接处1-1处的宽度为d1，动臂箱体从中部前端的宽箱体处1-2开始到窄箱体处1-3，动臂的箱体宽度逐渐减小，其宽度从 d1过渡至d2，过渡长度为l1,l1的长度保证在挖掘机动臂1处于最低状态时，动臂的窄箱体处1-3处于地面之上即可，从而可防止作业时超出作业的基坑墙体宽度d，工作装置作业时，作业的基坑墙体宽度d需大于动臂前部从窄箱体处1-3到斗杆连接处1-4的宽度，一般动臂1与斗杆连接处1-4的宽度d3为动臂前端的最宽处，因此仅需保证作业的基坑墙体宽度d大于d3即可，铲斗5的箱体宽度d5需小于动臂的斗杆连接处1-4处的宽度d3，以保证整体工作宽度，动臂的斗杆连接处1-4与斗杆的第三轴座2-1装配，需要与动臂前叉的斗杆连接处1-4内档尺寸能够保证装配关系，因此斗杆的宽度d4微小于斗杆连接处1-4内档即可。由此，动臂1即可满足与现有机型的互换性，且对基坑墙体宽度d的要求降低，使得工作装置可在狭窄基坑工作，动臂1前端俯下后作业时，动臂1的地面以下宽度均小于基坑墙体宽度，不会对基坑墙体产生影响，从而提高了作业效率和作业安全性，降低了作业和使用成本。
55.实施例三
56.如图11所示，本实施例提供了一种挖掘机，该挖掘机采用实施例一或实施例二中的工作装置。
57.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。