一种破碎式松土器的制作方法

本发明涉及一种破碎式松土器，适用于机械领域。

背景技术：

推土机常用的工作装置主要有推土铲和松土器，作业时松土器与推土铲配合使用，提高了推土机的作业能力。通常，在开挖硬质岩土时，松土齿依靠松土器提升液压缸和倾斜液压缸共同作用，使其深入岩土，依靠推土机牵引力带动松土齿移动，实现岩土剥离，然后用推土铲推拢和搬移。配备单齿松土器的推土机可广泛用于建筑、矿山和水利等大型工程的施工中，且有较高的作业效率。但是在开挖一些风化岩等高硬度岩石时，常因液压缸提供的插人力不足而无法适应硬岩石工地的作业要求。

在国外，卡特彼勒公司率先研制出一种安装于d9l型推土机上的破碎式松土器，实际使用表明，d9l型推土机上的破碎式松土器有许多优点，其作业性能与普通松土器相比，作业效率约提高250%。在此基础上，该公司相继研制出配置于d10n和d11n型推土机上的破碎式松土器，均有较好的使用效果。

目前，我国在工程施工、矿山开采等项目实施中，通常采用火药爆破等传统的施工方法来振松和剥离硬岩层，这种施工方式的安全性和作业效率都较低，同时生产成本较高。同时，我国对破碎式松土器的研究也比较欠缺，对其设计缺乏系统研究，目前国内还没有相应的产品。

技术实现要素：

本发明提出了一种破碎式松土器，采用与传统松土器相同的可调式平行四边形连杆机构，主要包括提升液压缸、倾斜液压缸、横梁、液压管路、液压锤、液压锤箱体、齿杆、护套板、齿尖镶块和下支架。

本发明所采用的技术方案是：

所述破碎式松土器主要包括提升液压缸、倾斜液压缸、横梁、液压管路、液压锤、液压锤箱体、齿杆、护套板、齿尖镶块和下支架。

所述破碎式松土器的结构形式采用与传统松土器相同的可调式平行四边形连杆机构，两者互换性好，同时便于操作者调节松土器的深度和角度。

所述松土器的液压锤控制系统中，常开式压力开关检测松土器倾斜液压缸的压力，常闭式压力开关检测松土器先导手柄的动作压力，该压力通过梭阀组将松土器先导手柄4个动作(提升、下降、前倾、后倾)产生的先导压力传递到常闭式压力开关。

所述液压锤的控制系统可以分为自动控制、手动控制和手动、自动综合控制3种控制方式，对于3种方式的控制系统而言，各有利弊。

所述自动控制系统集控制、数据监视、故障诊断等功能于一体，实现了破碎功能，但是成本较高。

所述手动控制系统简单，最容易实现，成本较低。

所述手动、自动综合控制系统包括自动和手动控制两种方式，成本最高，可靠性相对而言最低。

本发明的有益效果是：该司机室升降机构充分考虑到了功能性、可靠性、经济性、舒适性及工艺性等因素，现已实现量产并应用于mc420型抓料机等设备，经过市场验证，效果良好。

附图说明

图1是本发明的破碎式松土器结构示意图。

图2是本发明的液压锤的控制原理示意图。

图中：1.提升液压缸；2.倾斜液压缸；3.横梁；4.液压管路；5.液压锤；6.液压锤箱体；7.齿杆；8.护套板；9.齿尖镶块；10.下支架；11.梭阀组；12.常开式压力开关；13.总开关；14.电池组；15.手动开关；16.继电器；17.常闭式压力开关；18.电池阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，破碎式松土器的使用方法与传统松土器完全相同，即利用推土机的牵引力完成岩石等物料的剥离。但两者切削岩石的方法有所区别，破碎式松土器作业时是将发动机的功率转化为液压动力来控制液压锤。通过液压锤将强大的冲量传递到松土齿杆上，在控制装置的作用下，液压锤以每分钟数百次的频率敲击松土齿杆，这种冲击力在被开挖岩石中形成一种冲击波，并向周围传播，使岩石的组织发生破坏，产生超前破碎，接着松土齿完成破碎岩石的剥离。这种作业方式可使破碎力增大到传统松土器的数倍，强大的冲击力足以使岩石产生裂缝并向四周扩展。

破碎式松土器主要包括提升液压缸1、倾斜液压缸2、横梁3、液压管路4、液压锤5、液压锤箱体6、齿杆7、护套板8、齿尖镶块9和下支架10。

通过对破碎式松土器工作原理和使用特点的研究可知，要实现一定频率的振动，不仅需要改变松土器的结构，而且还要改变液压控制系统，两者要兼顾。

破碎式松土器的结构形式采用与传统松土器相同的可调式平行四边形连杆机构，两者互换性好，同时便于操作者调节松土器的深度和角度，但是需对部分零部件重新设计或改进结构。

齿杆是承受最大动载荷的零件，齿杆呈l形并铰接于松土器横梁上，其材料需采用高强度合金钢制造，抗拉强度不宜低于1000mpa，如35crmo等。齿杆在作业时也担负破碎物料的作用，磨损严重，因此设计护套板来保护齿杆很有必要，通常配备护套板可使齿杆的使用寿命提高150%。松土器在岩石上进行耙裂作业时，其齿尖镶块的温度高达600-700℃，所以在选择齿尖镶块时要选用短齿，短齿耐冲击，刚度高，可采用锰铬或镍铬合金钢制造，保证抗拉强度达到1000mpa。液压锤通过橡胶减振器安装在破碎式松土器特有的液压锤箱体内，整体安装于横梁的后部。液压锤可以通过齿杆迫使齿尖镶块以一定的频率冲击岩石。

如图2，由于破碎式松土器的工作原理、用途与挖掘机上的液压锤十分相似，所以其液压锤的设计完全可以借鉴在挖掘机上广泛应用的液压锤。

液压锤是一种特殊的液压机具，它将控制阀、执行器、蓄能器等液压元件集于一身，控制阀与执行器相互反馈控制，自动完成活塞的往复运动，将液体的压力能转化为活塞的冲击能。液压锤选型时主要有两个性能参数供参考。第一，所配主机的质量及整机的稳定性；第二，液压锤的液压参数(工作流量和工作压力等)要符合所配主机的液压系统要求。工作流量的大小决定了液压锤的冲击频率大小，其作业频率和冲击能量要符合作业要求，作业频率通常为7.5~12.5hz。

常开式压力开关检测松土器倾斜液压缸的压力，常闭式压力开关检测松土器先导手柄的动作压力，该压力通过梭阀组将松土器先导手柄4个动作(提升、下降、前倾、后倾)产生的先导压力传递到常闭式压力开关。当破碎式松土器进行破碎作业时，松土器先导手柄不能有动作，同时松土齿尖必须要顶住被破碎物，反作用力传递到松土器倾斜液压缸，使液压缸内部产生一定压力。当常开式压力开关检测到此压力时，即接通电路，电磁阀开始接通，先导油液经电磁阀到多路阀控制口，从而打开多路阀主阀芯，液压锤开始工作。在液压锤工作过程中，如果此时操作松土器先导手柄，完成提升、下降、前倾、后倾任意一个动作，都会产生先导控制压力。该压力反馈到常闭式压力开关，常闭式压力开关切断电路，电磁阀回到断开状态，控制多路阀的先导油压消失，多路阀主阀芯关闭，液压锤停止工作。根据液压锤的工作要求，操作者必须要保证液压锤在工作前有一定负载，确保液压锤不空打；其次是在液压锤工作过程中，不能对松土器进行任何操作，确保松土齿受力均匀，避免对松土齿造成损坏。

液压锤的控制系统可以分为自动控制、手动控制和手动、自动综合控制3种控制方式，对于3种方式的控制系统而言，各有利弊。自动控制系统集控制、数据监视、故障诊断等功能于一体，实现了破碎功能，但是成本较高;手动控制系统简单，最容易实现，成本较低;手动、自动综合控制系统包括自动和手动控制两种方式，成本最高，可靠性相对而言最低。综合分析，可靠性较高，成本较低的手动控制系统是目前较为理想的选择。