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一种冻土开挖机

阅读：737发布：2023-02-13

专利汇可以提供一种冻土开挖机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种冻土开挖机，包括车架总成，车架总成底部安装有行走总成；在车架总成上前端安装有动力总成，动力总成后方左侧设置有操控总成，动力总成后方右侧设置有滑动控深总成；动力总成与滑动控深总成之间设置有铣削总成；滑动控深总成上固定连接有集料总成和一级排料总成，一级排料总成后方设置有二级排料总成；车架总成周围还设置有安全围栏，解决了现有技术无法高效，安全完成冻土开挖的技术问题。避免加温融化法和爆破开挖法在高原冻土施工过程中影响环境、成本较高以及钻凿成孔困难、爆破器材性能发挥不佳而难以达到预期的效果等问题。填补了基于机械开挖技术的真正意义上的高原冻土开挖领域的空白。，下面是一种冻土开挖机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种冻土开挖机，其特征在于，包括车架总成(1)，车架总成(1)底部设置有行走总成(2)，车架总成(1)上设置有动力总成(3)、操控总成(4)、滑动控深总成(5)和铣削总成(6)，滑动控深总成(5)上固定连接有集料总成(7)和一级排料总成(8)，一级排料总成(8)后方设置有二级排料总成(9)，车架总成(1)周围设置有安全围栏(10)，动力总成(3)通过操控总成(4)驱动行走总成(2)、滑动控深总成(5)、集料总成(7)、一级排料总成(8)和二级排料总成(9)。
2.根据权利要求1所述的一种冻土开挖机，其特征在于，所述行走总成(2)包括固定在车架总成(1)底部的行走车架(15)，行走车架(15)的两端通过行走铰接轴(13)铰接有行走轮支撑架(14)，行走轮支撑架(14)上铰接有行走轮(12)，行走轮(12)上啮合有行走履带(11)，行走轮支撑架(14)的中部与行走车架(15)通过爬坡角调整油缸(16)连接，动力液压马达通过铰接轴(18)驱动行走轮(12)转动。
3.根据权利要求1所述的一种冻土开挖机，其特征在于，所述滑动控深总成(5)包括通过控深铰接轴(40)铰接于车架总成(1)的滑动内架(44)，滑动内架(44)外部套设有滑动外架(41)，滑动外架(41)上侧设置有滑动顶架(42)，滑动顶架(42)内铰接有两个滑动伸缩油缸(43)，滑动伸缩油缸(43)另一端与滑动内架(44)铰接，车架总成(1)上设置有驱动控深铰接轴(40)的控深液压缸(45)，滑动外架(41)内侧设置有垂直方向的滚动轮(48)，滚动轮(48)与滑动内架(44)外壁接触，在滑动伸缩油缸(43)伸缩作用下，滑动内架(44)在滚动轮(48)导向作用下，在滑动外架(41)内部上下滑动。
4.根据权利要求1所述的一种冻土开挖机，其特征在于，所述铣削总成(6)包括通过铣削铰接轴(50)铰接在滑动控深总成(5)上的右铣削架(57)和左铣削架(58)，右铣削架(57)和左铣削架(58)上连接有铣削角度条件油缸，右铣削架(57)和左铣削架(58)分别与右铣削支撑板(51)和左铣削支撑板(52)固连，右铣削支撑板(51)和左铣削支撑板(52)通过H型连接板(53)固定连接，右铣削支撑板(51)和左铣削支撑板(52)上分别有开有油路，右侧铣削滚筒(61)与中间铣削滚筒(54)中间设置有右侧液压马达(56)，左侧铣削滚筒(61)与中间铣削滚筒(54)中间设置有左侧液压马达，左右侧马达并联工作，中间铣削滚筒(54)上设置有呈V型排列的铣刀(55)，左侧铣削滚筒(61)和右侧铣削滚筒(62)上分别设置有旋向相反的铣刀(55)。
5.根据权利要求1所述的一种冻土开挖机，其特征在于，所述集料总成(7)包括设置于铣削总成(6)上部的集料盖板，滑动控深总成(5)底部设置有集料斗(71)，集料斗(71)上设置有与滑动控深总成(5)相连接的集料斗角度调节油缸(72)。
6.根据权利要求1所述的一种冻土开挖机，其特征在于，所述一级排料总成(8)包括与集料斗(71)连接的一级排料架(80)，一级排料架(80)内部设置有一级排料传送带(81)，一级排料传送带(81)底部设置连接有一级动力液压马达，一级排料架(80)外侧设置有滑轨(83)，滑轨(83)内部与滚轮(84)接触，滚轮(84)设置于固定在滑动外架(41)上的滑动支撑板(85)上，滑动控深总成(5)上设置有转接料斗(86)，转接料斗(86)通过转接料斗支撑板(87)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种冻土开挖机，其特征在于，所述二级排料总成(9)包括二级排料主架(90)和二级排料副架(91)，二级排料主架(90)和二级排料副架(91)内部设置有二级排料传送带(93)，二级排料传送带(93)底部设置连接有二级动力液压马达，二级排料传送带(93)底部上侧设置有二级接料斗(95)，二级排料主架(90)与二级排料副架(91)铰接，二级排料主架(90)外侧铰接有折叠连板(96)，折叠连板(96)另一端与折叠连杆(97)铰接，折叠连杆(97)另一端铰接于二级排料副架(91)上，折叠连板(96)中部通过折叠伸缩油缸(98)连接于二级排料主架(90)上，二级排料主架(90)底部设置有能够绕车架总成(1)旋转的二级排料平台(99)，二级排料平台(99)通过二级排料铰接轴(100)与二级排料主架(90)底部铰接，二级排料平台在二级排料动力液压马达作用下相对车架总成(1)旋转，滑动控深总成(5)通过连接装置(47)与二级排料总成(8)连接，二级排料总成(8)能够在连接装置(47)作用下随着滑动控深总成(5)同时分别绕二级排料铰接轴(99)和控深铰接轴(48)旋转。
8.根据权利要求1所述的一种冻土开挖机，其特征在于，所述动力总成(3)包括柴油发动机和驱动液压泵。
9.根据权利要求1所述的一种冻土开挖机，其特征在于，所述操控总成(4)包括设置在车架总成(1)上的操控集成面板(30)、座椅(31)以及设置在座椅(31)上方的遮阳棚(32)。

说明书全文

一种冻土开挖机

技术领域

[0001] 本发明属于工程机械专用施工机械领域，具体涉及一种冻土开挖机。

背景技术

[0002] 寒冷地区施工多处于多年冻土地带，并且有时为满足某些特殊工艺要求必须进行人工冻结土施工。这种地质和气候条件下进行铁路或公路建设会遇到前所未有的种种困难。比如在青藏铁路施工中，冻土的开挖不可避免。冻土在冻结状态下体积膨胀，夏季冻土融化体积缩小，如此反复作用会导致道路或房屋的基底出现破裂或者塌陷。寒冷高原纬度低、海拔高、日照强烈、地质构造运动频繁，冻土呈现复杂性和独特性。冻土开挖一般有机械开挖法、加温融化法和爆破开挖法。从工程实践结果来看，加温融化法对开挖较薄的冻土层比较有效，对较厚的多年冻土开挖能力有限，并且加温融化法存在影响环境和成本较高等问题。由于多年冻土所特有的性质及高寒缺氧，用现有的挖掘机械设备直接开挖难以奏效。采用传统的石方爆破施工设备、器材和工艺方法开挖，因多年冻土的特殊物理力学性质和环境气候特点，会出现炮孔钻凿成孔困难、爆破器材性能发挥不佳、一次成型困难等问题。

[0003] 目前国内在冻土钻削和爆破理论等方面有一定的研究，但对于开挖设备的研发还涉及较少，因此如何开发出一种针对冻土开挖的专用机械设备是目前行业中急需解决的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服上述不足，提供一种冻土开挖机，解决现有技术在高原冻土施工过程中无法高效，安全完成冻土开挖的技术问题。

[0005] 为了达到上述目的，本发明包括车架总成，车架总成底部设置有行走总成，车架总成上设置有动力总成、操控总成、滑动控深总成和铣削总成，滑动控深总成上固定连接有集料总成和一级排料总成，一级排料总成后方设置有二级排料总成，车架总成周围设置有安全围栏，动力总成通过操控总成驱动行走总成、滑动控深总成、集料总成、一级排料总成和二级排料总成。

[0006] 所述行走总成包括固定在车架总成底部的行走车架，行走车架的两端通过行走铰接轴铰接有行走轮支撑架，行走轮支撑架上铰接有行走轮，行走轮上啮合有行走履带，行走轮支撑架的中部与行走车架通过爬坡角调整油缸连接，动力液压马达通过铰接轴驱动行走轮转动。

[0007] 所述滑动控深总成包括通过控深铰接轴铰接于车架总成的滑动内架，滑动内架外部套设有滑动外架，滑动外架上侧设置有滑动顶架，滑动顶架内铰接有两个滑动伸缩油缸，滑动伸缩油缸另一端与滑动内架铰接，车架总成上设置有驱动控深铰接轴的控深液压缸，滑动外架内侧设置有垂直方向的滚动轮，滚动轮与滑动内架外壁接触，在滑动伸缩油缸伸缩作用下，滑动内架在滚动轮导向作用下，在滑动外架内部上下滑动。

[0008] 所述铣削总成包括通过铣削铰接轴铰接在滑动控深总成上的右铣削架和左铣削架，右铣削架和左铣削架上连接有铣削角度条件油缸，右铣削架和左铣削架分别与右铣削支撑板(51)和左铣削支撑板固连，右铣削支撑板和左铣削支撑板通过H型连接板固定连接，右铣削支撑板和左铣削支撑板上分别有开有油路，右侧铣削滚筒与中间铣削滚筒中间设置有右侧液压马达，左侧铣削滚筒与中间铣削滚筒中间设置有左侧液压马达，左右侧马达并联工作，中间铣削滚筒上设置有呈V型排列的铣刀，左侧铣削滚筒和右侧铣削滚筒上分别设置有旋向相反的铣刀。

[0009] 所述集料总成包括设置于铣削总成上部的集料盖板，滑动控深总成底部设置有集料斗，集料斗上设置有与滑动控深总成相连接的集料斗角度调节油缸。

[0010] 所述一级排料总成包括与集料斗连接的一级排料架，一级排料架内部设置有一级排料传送带，一级排料传送带底部设置连接有一级动力液压马达，一级排料架外侧设置有滑轨，滑轨内部与滚轮接触，滚轮设置于固定在滑动外架上的滑动支撑板上，滑动控深总成上设置有转接料斗，转接料斗通过转接料斗支撑板固定连接。

[0011] 所述二级排料总成包括二级排料主架和二级排料副架，二级排料主架和二级排料副架内部设置有二级排料传送带，二级排料传送带底部设置连接有二级动力液压马达，二级排料传送带底部上侧设置有二级接料斗，二级排料主架与二级排料副架铰接，二级排料主架外侧铰接有折叠连板，折叠连板另一端与折叠连杆铰接，折叠连杆另一端铰接于二级排料副架上，折叠连板中部通过折叠伸缩油缸连接于二级排料主架上，二级排料主架底部设置有能够绕车架总成旋转的二级排料平台，二级排料平台通过二级排料铰接轴与二级排料主架底部铰接，二级排料平台在二级排料动力液压马达作用下相对车架总成旋转，滑动控深总成通过连接装置与二级排料总成连接，二级排料总成能够在连接装置作用下随着滑动控深总成同时分别绕二级排料铰接轴和控深铰接轴旋转。

[0012] 所述动力总成包括柴油发动机和驱动液压泵。

[0013] 所述操控总成包括设置在车架总成上的操控集成面板、座椅以及设置在座椅上方的遮阳棚。

[0014] 与现有技术相比，本发明完全规避加温融化法和爆破开挖法的不足，高效完成高原冻土开挖工作，具有效率高，开挖形状规则等优势，适用于管道铺筑、战壕开挖、排水道开挖等施工作业类型，填补了高原冻土开沟领域的空白。本发明设计科学合理，包含滑动控深总成、铣削总成、集料总成、一级排料总成和二级排料总成等，可实现高原冻土区域的冻土开挖。本发明采用全自动控制，自动化程度高，操作简单方便，适用于管道铺筑，战壕开挖，排水道开挖等施工作业类型。整机采用柴油动力，液压传动和电力传动的方式，整个系统性能稳定，野外作业和移动适应性强。整机工作时配合运输机，可轻松完成冻土区域的冻土开挖及渣土移除等工作。附图说明

[0015] 图1是本发明的非工作状态下整体外观结构示意图；

[0016] 图2是本发明的工作状态下整体外观结构示意图；

[0017] 图3是本发明二级排料总成工作时位置俯视图；

[0018] 图4是本发明行走总成结构示意图；

[0019] 图5是本发明滑动控深总成、集料总成及一级排料总成结构示意图；

[0020] 图6是本发明铣削总成中刀具布置示意图；

[0021] 图7是本发明铣削总成结构拆解图；

[0022] 图8是本发明动力控制部分连接关系示意图。

[0023] 其中，1-车架总成，2-行走总成，3-动力总成，4-操控总成，5-滑动控深总成，6-铣削总成，7-集料总成，8-一级排料总成，9-二级排料总成；10-安全围栏；

[0024] 11-行走履带，12-行走轮，13-行走铰接轴，14-行走轮支撑架，15-行走车架，16-爬坡角调整油缸，18-铰接轴；

[0025] 30-操控集成面板，31-座椅，32-遮阳棚；

[0026] 40-控深铰接轴，41-滑动外架，42-滑动顶架，43-滑动伸缩油缸，44-滑动内架，45-控深液压缸，46-控深铰接轴，47-连接装置，48-滚动轮；

[0027] 50-铣削铰接轴，51-右铣削支撑板，52-左铣削支撑板，53-H型连接板，54-中间铣削滚筒，55-铣刀，56-右侧液压马达，57-右铣削架，58-左铣削架，61-右侧铣削滚筒，62-左侧铣削滚筒，63-铣削液压马达；

[0028] 71-集料斗，72-集料斗角度调节油缸；

[0029] 80-一级排料架，81-一级排料传送带，83-滑轨，84-滚轮，85-滑动支撑板，86-转接料斗，87-转接料斗支撑板；

[0030] 90-二级排料主架，91-二级排料副架，93-二级排料传送带，95-二级接料斗，96-折叠连板，97-折叠连杆，98-折叠伸缩油缸，99-二级排料平台，100-二级排料铰接轴。

具体实施方式

[0031] 下面结合附图对本发明做进一步说明。

[0032] 参见图1至图8，本发明包括车架总成1，车架总成1底部设置有行走总成2，车架总成1上设置有动力总成3、操控总成4、滑动控深总成5和铣削总成6，滑动控深总成5上固定连接有集料总成7和一级排料总成8，一级排料总成8后方设置有二级排料总成9，车架总成1周围设置有安全围栏10，动力总成3通过操控总成4驱动行走总成2、滑动控深总成5、集料总成7、一级排料总成8和二级排料总成9。

[0033] 行走总成2包括固定在车架总成1底部的行走车架15，行走车架15的两端通过行走铰接轴13铰接有行走轮支撑架14，行走轮支撑架14上铰接有行走轮12，行走轮12上啮合有行走履带11，行走轮支撑架14的中部与行走车架15通过爬坡角调整油缸16连接，动力液压马达通过铰接轴18驱动行走轮12转动。

[0034] 滑动控深总成5包括通过控深铰接轴40铰接于车架总成1的滑动内架44，滑动内架44外部套设有滑动外架41，滑动外架41上侧设置有滑动顶架42，滑动顶架42内铰接有两个滑动伸缩油缸43，滑动伸缩油缸43另一端与滑动内架44铰接，车架总成1上设置有驱动控深铰接轴40的控深液压缸45，滑动外架41内侧设置有垂直方向的滚动轮48，滚动轮48与滑动内架44外壁接触，在滑动伸缩油缸43伸缩作用下，滑动内架44在滚动轮48导向作用下，在滑动外架41内部上下滑动，动力液压马达通过铰接轴18驱动行走轮12转动，行走轮12转动带动行走履带11移动达到整机的行走。

[0035] 铣削总成6包括通过铣削铰接轴50铰接在滑动控深总成5上的右铣削架57和左铣削架58，右铣削架57和左铣削架58上连接有铣削角度条件油缸，右铣削架57和左铣削架58分别与右铣削支撑板51和左铣削支撑板52固连，右铣削支撑板51和左铣削支撑板52通过H型连接板53固连，右铣削支撑板51和左铣削支撑板52上分别有开有油路，右侧铣削滚筒61与中间铣削滚筒54中间设置有右侧液压马达56，左侧铣削滚筒61与中间铣削滚筒54中间设置有左侧液压马达，左右侧马达并联工作，中间铣削滚筒54上设置有呈V型排列的铣刀55，左侧铣削滚筒61和右侧铣削滚筒62上分别设置有旋向相反的铣刀55。

[0036] 集料总成7包括设置于铣削总成6上部的集料盖板，滑动控深总成5底部设置有集料斗71，集料斗71上设置有与滑动控深总成5相连接的集料斗角度调节油缸72。

[0037] 一级排料总成8包括与集料斗71连接的一级排料架80，一级排料架80内部设置有一级排料传送带81，一级排料传送带81底部设置连接有一级动力液压马达，一级排料架80外侧设置有滑轨83，滑轨83内部与滚轮84接触，滚轮84设置于固定在滑动外架41上的滑动支撑板85上，滑动控深总成5上设置有转接料斗86，转接料斗86通过转接料斗支撑板87固定连接。

[0038] 二级排料总成9包括二级排料主架90和二级排料副架91，二级排料主架90和二级排料副架91内部设置有二级排料传送带93，二级排料传送带93底部设置连接有二级动力液压马达，二级排料传送带93底部上侧设置有二级接料斗95，二级排料主架90与二级排料副架91铰接，二级排料主架90外侧铰接有折叠连板96，折叠连板96另一端与折叠连杆97铰接，折叠连杆97另一端铰接于二级排料副架91上，折叠连板96中部通过折叠伸缩油缸98连接于二级排料主架90上，二级排料主架90底部设置有能够绕车架总成1旋转的二级排料平台99，二级排料平台99通过二级排料铰接轴100与二级排料主架90底部铰接，二级排料平台在二级排料动力液压马达作用下相对车架总成1旋转，滑动控深总成5通过连接装置47与二级排料总成8连接，二级排料总成8能够在连接装置47作用下随着滑动控深总成5同时分别绕二级排料铰接轴99和控深铰接轴48旋转。

[0039] 动力总成3包括柴油发动机和驱动液压泵。

[0040] 操控总成4包括设置在车架总成1上的操控集成面板30、座椅31以及设置在座椅31上方的遮阳棚32。

[0041] 本发明的工作过程如下所述：

[0042] 整机进入到工作地区以后，滑动控深总成5和车架总成1之间连接的控深液压缸45收缩，滑动控深总成5在控深液压缸45收缩作用下绕控深铰接轴46顺时针旋转至一定角度，二级排料总成8在连接装置47作用下随着滑动控深总成5的转动同时绕二级排料铰接轴99旋转。

[0043] 铰接于滑动顶架42顶部的滑动伸缩油缸43伸出，与滑动伸缩油缸43另一端铰接的滑动内架44随着滑动伸缩油缸43的伸出，在滚动轮48作用下沿着滑动外架41内侧向下滑动。一级排料架80在滑轨83与滚轮84作用下随着滑动内架44一起下降。

[0044] 折叠伸缩油缸98收缩，带动折叠连板96逆时针旋转，折叠连板96通过折叠连杆97带动二级排料副架91绕与二级排料主架90直接的铰接轴旋转直至二级排料副架91与二级排料主架90完全接触时停止。

[0045] 二级排料平台在二级排料动力液压马达作用下相对车架总成1旋转至一定角度，使工作时渣料可以传送到运输车。

[0046] 连接于滑动内架44底部的铣削角度条件油缸伸缩带动铣削总成6相对滑动内架44绕铣削铰接轴50旋转调节铣削总成6前端铣削装置接触地面，铣削液压马达63启动，将动力通过动力主轴57传输给两侧铣削主动轮轮毂，两侧铣削主动轮轮毂带动左侧铣削滚筒61和右侧铣削滚筒62滚动，同时左侧铣削滚筒61和右侧铣削滚筒62通过铣削主动轮53将动力传输给铣削链带54，

[0047] 铣削总成6启动后，整车开始向前行驶，随着整车的行进，铣削角度条件油缸逐步伸出，调节铣削总成6前端铣削装置逐步降低，同时集料斗71开始接触地面并通过集料斗角度调节油缸72调节与滑动内架44之间的角度，使得集料斗71沿着铣削总成6铣削过的轨迹进行渣土的收集。

[0048] 铣削总成6前端铣削装置逐步降低至最低深度要求后，铣削角度条件油缸开始逐步进行往复式收缩伸出，使得铣削装置在地面与最低铣削深度之前往复式铣削，集料斗71到达铣削最低深度后一直保持最低深度进行渣土的收集。

[0049] 渣土通过集料斗71收集后，进入一级排料传送带81上，一级排料传送带81在一级动力液压马达带动下降渣土输送至转接料斗86内部，转接料斗86将所接收渣土收集并传送给二级接料斗95，二级接料斗95接料后将渣土传送给二级排料传送带93上，二级排料传送带93在二级动力液压马达作用下将渣土输送至外部运输车。

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