动臂和工程机械的制作方法

本发明涉及一种动臂，更具体地说，涉及一种动臂和工程机械。

背景技术：

挖掘机通常为多功能机械，其通过更换不同的工作装置而实现不同的功能。例如挖掘机以其优异的工况适应性被广泛应用在森林采伐、农田等工程的施工中。尤其是挖掘机通过更换不同的工作装置和属具，进一步拓宽了应用范围，可以实现拆除、装卸、平整土地等多种工况。但是往往工作装置尺寸、重量均较大，更换过程中需要起重机械等设备，且耗时较长。

目前市场上较为多见的是采用起重机械吊装不同类型的工作装置，同主机配合后，采用人工压装销轴的更换方式。这种方式一方面更换时间较长，另一方面更换成本高昂。同时存在巨大的安全隐患。为此发明一种能够快速更换工作装置的连接机构，使工作装置的更换快速且安全。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有工程机械在更换工作装置困难的问题，而提供一种动臂和工程机械，以方便工程机械更换工作装置的操作。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种动臂，其特征在于包括后节动臂和前节动臂，前节动臂的后端与后节动臂的前端是相互连接的连接端面，所述后节动臂和前节动臂两部件中其中一部件的连接端面上部固定设置有水平销轴，在另一部件的连接端面上部固定设置有与所述水平销轴配合的u形挂钩，在后节动臂和前节动臂的连接端面下部分别固定设置有与所述水平销轴垂直的连接板和被连接板，所述连接板和被连接板上设置有同轴的销孔，所述连接板上设置有可插入到所述连接板和被连接板上同轴销孔中的插销。在本发明中，后节动臂与前节动臂连接时，使后节动臂与前节动臂上的u形挂钩与销轴配合，然后抬升后节动臂，前节动臂绕销轴转动，连接板与被连接板平行贴合，使得连接板上的销孔与被连接板上的销孔对齐，从而在同轴对齐的销孔中插入插销，使得后节动臂与前节动臂固定连接。

上述动臂中，所述u形挂钩设置在所述后节动臂的连接端面上且开口朝上，所述水平销轴设置在前节动臂的连接端面上。或者所述u形挂钩设置在所述前节动臂的连接端面上且开口朝下，所述水平销轴设置在后节动臂的连接端面上。

上述动臂中，所述后节动臂和前节动臂两部件中其中一部件上设置有定位部件，另一部件上设置有限位部件，所述定位部件与限位部限位接触时连接板和被连接板上销孔处于同轴位置。进一步地，所述定位部件包括固定在后节动臂或前节动臂上的安装板和与安装板上螺纹孔配合的螺栓，所述限位部件相应地固定在前节动臂上或后节动臂上，所述螺栓的末端是与所述限位部件限位接触的限位接触端。进一步地，所述连接板和被连接板上设置有同轴观察孔，所述连接板和被连接板上的观察孔同轴对齐时所述连接板和被连接板上销孔处于同轴位置。通过限位部件与定位部件的接触限位，使得前节动臂被后节动臂抬起时，前节动臂转动而使连接板和被连接板上的销孔自动同轴对齐。

上述动臂中，在连接板的外侧面上安装有插销油缸，所述插销与所述插销油缸的活塞杆同轴固定连接。

上述动臂中，所述后节动臂的连接端端面的两侧都设置有连接板，所述连接板包括平行的内侧连接板和外侧连接板，所述插销油缸安装在外侧连接板的外侧；所述前节动臂的连接端面两侧均设置有被连接板，被连接板位于内侧连接板与外侧连接板之间。进一步地，所述插销油缸通过油缸安装板安装于所述外侧连接板上，所述油缸安装板的厚度大于内侧连接板和被连接板的厚度，所述油缸安装板上的插销孔的孔径大于所述插销的直径。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种工程机械，其特征在于工程机械的动臂是前述的动臂。在本发明中，工程机械更换工作装置是更换前节动臂以及安装在前节动臂上的斗杆、安装在斗杆上的工作属具等部件。更换时通过操控动臂油缸使后节动臂绕铰接点向下转动，后节动臂和前节动臂上的u形挂钩和水平销轴配合后抬升后节动臂，前节动臂绕水平销轴向下转动，使前节动臂连接端面的被连接板与后节动臂上的连接板贴合，连接板与被连接板上的销孔同轴对齐，进而可在连接板与被连接板上同轴对齐的销孔中插入插销，实现后节动臂与前节动臂的固定连接。工程机械在在更换工作装置时无需借助起到设备，可实现工程机械工作装置的自装配连接，其操作方便简单安全。

本发明与现有技术相比，本发明在更换工作装置时无需借助起到设备，可实现工程机械工作装置的自装配连接，其操作方便简单安全。

附图说明

图1是本发明工程机械的一种结构示意图。

图2是本发明工程机械前节动臂和后节动臂连接处的结构示意图。

图3是前节动臂和后节动臂连连接处的插销位置剖面图。

图4是本发明工程机械的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

如图1所示，本发明中的工程机械是具有挖掘功能的挖掘机，其包括主机17和用于实现挖掘作业的工作装置。工作装置包括动臂、斗杆15、铲斗16等部件。动臂后端与主机连接，并通过动臂油缸相对主机上下摆动。在该工程机械中，动臂由前节动臂1和后节动臂2构成，其中后节动臂2的后端与主机连接，并且在后节动臂2与主机17之间设置动臂油缸18。前节动臂1的前端与斗杆15连接，斗杆15下端连接铲斗16。后节动臂2的前端和前节动臂1的后端是相互连接的连接端。

如图2所示，后节动臂2的连接端面两侧都设置有连接板，每侧的连接板都包括平行布置内侧连接13板和外侧连接板12，且在两侧的内侧连接板13的顶部都设置有开口朝上的u形挂钩。前节动臂1的连接端面的两侧都设置有被连接板11，两侧被连接板11的顶部固定有水平销轴3。前节动臂1与后节动臂2对接时，前节动臂1上的被连接板11位于同一侧的内侧连接板13和外侧连接板12之间，水平销轴3则位于u形挂钩中。在本实施例中，水平销轴3也可以设置在后节动臂2的连接端面上，相应地u形挂钩则设置在前节动臂1的连接端面上。

如图2、图3所示，在连接板的内侧连接板13和外侧连接板12上设置有同轴的销孔，并且在外侧连接板12的外侧面上安装有插销油缸8。插销油缸8为双杆油缸，其活塞杆包括内侧活塞杆14和外侧活塞杆142。插销油缸8通过油缸安装板6固定在外侧连接板12上，插销油缸8的内侧活塞杆14末端是与内侧活塞杆14一体结构的插销141，插销油缸8的内侧活塞杆14的伸缩实现插销141在连接板上销孔中的插入与移出。在前节动臂1的被连接板11的下部也设置有销孔，当水平销轴3与u形挂钩配合时，被连接板11上的销孔的轴心与连接板上销孔轴心处于同心圆上，并且连接板上销孔的孔径和被连接板11上销孔孔径以及插销141的直径相等。并且油缸安装板6的厚度d1大于内侧连接板13和被连接板11的厚度d2，油缸安装板6上的插销孔的孔径大于所述插销的直径。这样可避免在插销油缸的内侧活塞杆14回缩时插销141回缩至插销油缸8的缸筒81内，同时也可避免回缩至缸筒81内的内侧活塞杆14部分被油缸安装板6刮花磨损而影响其密封性能。

当插销141插入到连接板的销孔中时，内侧活塞杆14伸出而外侧活塞杆142回缩至缸筒81内，内侧活塞杆14完全伸出后，外侧活塞杆142的末端刚好与缸筒81齐平。为了防止内侧活塞杆14从连接板上的销孔中脱落出来，在缸筒81的外侧端固定有挡板7，挡板7与外侧活塞杆142的端部接触连接。在需要将插销141从连接板上的销孔中拔出时，先将挡板7从缸筒81上拆除，使得外侧活塞杆能够从缸筒的外侧端伸出。

为了方便连接板上的销孔与被连接板上的销孔对齐，在后节动臂和前节动臂两部件中其中一部件上设置有定位部件，另一部件上设置有限位部件，定位部件与限位部限位接触时连接板和被连接板上销孔处于同轴位置。在本实施例中，定位部件设置在前节动臂的被连接板上，限位部件设置在后节动臂的连接板上，具体实施时，定位部件也可设置在后节动臂上，相应地限位部件设置在前节动臂上。

如图2所示，定位部件包括固定在前节动臂1的被连接板11上的安装板10和与安装板10上螺纹孔配合的螺栓4，以及对螺栓4进行锁紧固定的锁紧螺母5，限位部件为油缸安装板6，螺栓4的末端是与油缸安装板6前侧面限位接触的限位接触端。当前节动臂1的水平销轴3位于后节动臂2上的u形挂钩中且螺栓4末端与油缸安装板6的前侧面接触时，被连接板11上的销孔与连接板上的销孔同轴对齐。转动螺栓4可调节螺栓4末端与油缸安装板前侧面接触时前节动臂1与后节动臂2之间的夹角，从而使被连接板上销孔与连接板上销孔刚好同轴对齐。为了方便调节，在被连接板11和外侧连接板12设置有可同轴对齐的观察孔9。被连接板11和外侧连接板12的观察孔9同轴对齐时，被连接板11上销孔与连接板上销孔也刚好同轴对齐，此时可转动螺栓，使螺栓末端与限位部件接触并且通过锁紧螺母将螺栓锁紧。

在本实施例中，动臂的前节动臂1与后节动臂2为可拆分式，通过更换前节动臂1以及连接在前节动臂上的部件实现更换工作装置。图1中具有挖掘动能的挖掘机通过更换前节动臂以及连接在前节动臂上的部件而变身为一种具有拆解功能工程机械，可用于拆除房屋、厂房等建筑。如图4所示，该工程机械具有与图1中挖掘机相同的主机17和后节动臂2，其不同的是前节动臂1、以及安装在前节动臂上的中臂19、连接在中臂19上的加长型斗杆20、以及安装在斗杆20上的液压剪21。更换工作装置时，前节动臂1以及安装在其上的部件放置于地面，后节动臂2与前节动臂1的后端对接。对接时，后节动臂2上的u形挂钩与前节动臂1上的水平销轴3配合，然后通过动臂油缸18缓慢举升后节动臂2。前节动臂1绕水平销轴3转动并使定位部件与限位部件接触限位后，连接板上的销孔与被连接板上的销孔刚好同轴对齐，此时可通过插销油缸8将插销141插入到连接板上和被连接板上同轴对齐的销孔中，实现前节动臂1与后节动臂2的固定连接。拆解前节动臂1与后节动臂2时则是将前节动臂1以及安装在其上的部件放置于地面，通过插销油缸8抽出插销，再下降后节动臂2使u形挂钩与水平销轴3分离即可。本发明在更换工作装置时无需借助起吊设备，可实现工程机械工作装置的自装配连接，其操作方便简单安全。