一种水下动力站铣挖机的制作方法

1.本实用新型涉及水下机械技术领域，具体涉及一种水下动力站铣挖机。


背景技术：

2.水下铣挖机是一种能用于水下作业，具备开槽，挖沟和清淤搅拌功能的铣挖设备，水下铣挖机具有较大的输出扭矩从而能提供较大的铣削力，便于铣挖水下较硬的物质，有利于水下的铣挖作业效率的提高。
3.现有的水下铣挖机，首先结构设计上其动力站多位于水上，连接水下铣挖机需要较长的力臂，造成其能到达的深度有限，且易损耗、耐用性差，不能满足深海作业需求。其次，其动力机构为液压供给模式，从水上动力传输到水下特定深度时，其水下伸入长度越长其损耗就越大，能量转化损失就会越大，严重影响铣挖机的水下运行与作业的效率与效果。再次，对于比较精确的水下作业要求，其自身结构设计，易受水下环境影响，其作业稳定性较差，制约着其水下作业效率的提高。


技术实现要素：

4.本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型提供了一种装置结构简单巧妙，制作成本低，水下作业稳定性显著提高、精确度高，水下作业能效损耗小、工作效率显著高，使用寿命显著提高，满足深水作业需求的水下动力站铣挖机。
5.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：本实用新型提供的水下动力站铣挖机，包括作业头、动力站和机械框架，机械框架包括相互固定连接的竖向吊架和横向框架，横向框架底部固定连接有两组相互匹配的作业头；
6.横向框架内安装有动力站，动力站包括液压泵、液压油箱和双输出轴电机，位于竖向吊架左右两侧的横向框架内分别安装有相互连接的液压油箱和双输出轴电机；
7.双输出轴电机两端分别与液压泵相连接，且液压泵的进口端分别通过吸油管与液压油箱相连接，液压泵的出口端分别通过出油管与作业头的液压传动装置的进油口相连接，作业头的液压传动装置的出油口通过回油管与液压油箱相连接，实现双输出轴电机通过液压传动同时控制两组作业头的运行与停止。
8.优选的，竖向吊架与横向框架构成矩形结构或者倒t型结构。
9.优选的，液压油箱上还通过固定法兰安装有与液压油箱相连接的补偿油囊；补偿油囊的个数为多组。
10.优选的，作业头的液压传动装置包括小型液压马达和传动机构，小型液压马达顶端分别设有第三进油口和第三出油口，第三进油口通过出油管与液压泵的出口端相连通，第三出油口通过回油管与液压油箱连通连接；
11.作业头上设有与横向框架可拆卸固定连接的上底座，作业头的上底座上还固设有小型液压马达。
12.优选的，作业头为铣挖头装置，或绞吸头装置。
13.优选的，铣挖头装置包括相互连接的小型液压马达、传动箱和铣挖头，传动箱内部竖向设置有三个相互啮合的齿轮，从上到下依次为第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，第一齿轮固设于小型液压马达的输出轴上，第三齿轮固设于铣挖轴上，位于传动箱外、铣挖轴的两侧分别连接铣挖头。
14.优选的，绞吸头装置包括相互连接的小型液压马达、主轴箱和绞吸头，位于主轴箱内部的转轴上端通过联轴器与小型液压马达的输出轴相连接，其下端套接有绞吸头。
15.优选的，机械框架的竖向吊架内侧还安装有与控制器电连接的气举反循环导流孔装置，气举反循环导流孔装置中心设有底部穿过横向框架底部的吸泥管路。
16.优选的，机械框架的竖向吊架的顶端设有悬挂装置，悬挂装置为沿轴向分布设置的四个挂耳。
17.优选的，横向框架的四个顶角边框上分别安装有高压射流管路，每个高压射流管路的外侧壁上、沿竖向设有多个高压射流喷嘴。
18.本实用新型提供了一种水下动力站铣挖机。具备以下有益效果：
19.(1)本实用新型的水下动力站铣挖机，结构简单巧妙，制作成本低，水下作业稳定性显著提高、精确度高，水下作业能效损耗小、工作效率显著高，使用寿命显著提高，满足深水作业需求。
20.机械框架的竖向吊架与横向框架构成矩形结构或者倒t型结构的设计，机械框架的横向框架内前后部位分别通过安装双输出轴电机和液压油箱的结构布局设置，使整体重心偏下，进一步保持机械框架在水中重心偏下，稳定性显著提高。其中，机械框架的矩形结构，可以使其整体重心偏下，实现垂直向下掘进。机械框架为倒t型结构可以使重心偏下，不容易倾倒更适合多点挖铣。
21.(2)本实用新型的水下动力站铣挖机，采用双输出轴电机动力站安装于作业头上方，动力传输为电力，替换常规液压动力，与作业头共同位于水下，能效损耗小，且整个液压单元全部在水下作业使其散热好，使用过程中其与水上船只仅需电线连接供电，降低了成本的同时增加了铣挖机能清理的深度，可满足深水作业的需求。
22.(3)本实用新型的水下动力站铣挖机，水下动力铣挖机作业头采用组装式结构，可以根据不同实际作业工况选择更换不同类型的水下作业头，且作业头两组设置，可抵消旋转的反作用力，再加上自身重力的影响，使其工作时更加的稳定。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
24.图2为图1的主视图的结构示意图；
25.图3为图1的右视图的结构示意图；
26.图4为图1的仰视图的结构示意图；
27.图5为图1的俯视图的结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例1的铣挖头的结构示意图；
29.图7为图6的主视图的结构示意图；
30.图8为图7中a-a处的剖视图的结构示意图；
31.图9为本实用新型的机械框架的结构示意图；
32.图10为图9中b-b处的剖视图的结构示意图；
33.图11为本实用新型的动力站的结构示意图；
34.图12为图11的主视图的结构示意图；
35.图13为本实用新型的液压油箱的结构示意图；
36.图14为本实用新型的射流管路的结构示意图；
37.图15为本实用新型实施例2使用绞吸头时的结构示意图；
38.图16为图15的主视图的结构示意图；
39.图17为图9的右视图的结构示意图；
40.图18为本实用新型实施例2的绞吸头的结构示意图；
41.图19为本发明实施例3的结构示意图；
42.图20为图19的右视图的结构示意图；
43.图21为本发明的结构示意图；
44.图22为图21的右视图的结构示意图。
45.图中：1.机械框架；2.双输出轴电机；3.液压泵；4.小型液压马达；5.出油管；6.吸油管；7.回油管；8.液压油箱；9.补偿油囊；10.高压射流管路；11.高压射流喷嘴；12.气举反循环导流孔装置；13.传动箱；14.铣挖头；15.主轴箱；16.绞吸头；17.吸泥管路；18.第一齿轮；19.第二齿轮；20.第三齿轮。
具体实施方式
46.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
47.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
48.实施例1
49.请参阅图1-图14，本实用新型提供一种技术方案：
50.本实用新型提供的水下动力站铣挖机，包括作业头、动力站和机械框架1，机械框架1整体为倒t型结构，其包括相互固定连接的竖向吊架和横向框架，横向框架底部固定连接有两组相互匹配的作业头；横向框架内安装有动力站，动力站包括液压泵3、液压油箱8和横向设置的双输出轴电机2，双输出轴电机2两端分别与液压泵3相连接，且液压泵3的进口端分别通过吸油管6与液压油箱8相连接，液压泵3的出口端分别通过出油管与作业头的液压传动装置的进油口相连接，作业头的液压传动装置的出油口通过回油管7与液压油箱8相连接，实现双输出轴电机2通过液压传动同时控制两组作业头的运行与停止。
51.本实用新型的水下动力站铣挖机，具有以下优点，一是，装置结构中倒t型机械框架1结构使整体重心偏下，水下动力铣挖机在工作时能更加稳定；二是，其动力站安装于作业头上方的机械框架上，动力传输为电力，替换常规液压动力，与作业头共同位于水下，能
效损耗小，且作业时整个液压单元全部在水下工作，散热好，使用寿命显著提高。三是，其与水上船只仅需电线连接，降低成本，还使得铣挖机能清理的深度可以达到水下100m，使用的范围更广；四是，其双作业头的结构设计，可以抵消旋转的反作用力，再加上自身重力的影响，使其工作时更加的稳定，水下作业效率也显著提高。
52.液压油箱8上还通过固定法兰安装有与液压油箱8相连接的补偿油囊9，补偿油囊9的个数为多组，此种结构设计的补偿油囊9内部充满油液，当外部海水压力变化时，油囊产生变形，调节内部油液压力，使之与外部海水压力保持平衡，用于保证液压油箱8内外压力的平衡，保护液压油箱8，可以适应不同水深的变化；还可以抵消液压油工作后因为温差的变化引起的液压油体积膨胀所带来液压油箱8容积的变化量，使液压油箱8的使用寿命显著提高，其水下安全性显著提高。
53.另外，机械框架1的横向框架内前后部位分别通过安装双输出轴电机2和液压油箱8的结构布局设置，进一步保持机械框架1在水中重心偏下，且稳定性显著提高。
54.作业头上设有与横向框架可拆卸固定连接的上底座，作业头的上底座上还固设有小型液压马达4。作业头的液压传动装置包括小型液压马达4和传动机构，小型液压马达4顶端分别设有第三进油口和第三出油口，第三进油口通过出油管5与液压泵3的出口端相连通，第三出油口通过回油管7与液压油箱8连通连接。
55.作业头为铣挖头装置，铣挖头装置包括相互连接的小型液压马达4、传动箱13和铣挖头14，传动箱13内部竖向设置有三个相互啮合的齿轮，从上到下依次为第一齿轮18、第二齿轮19和第三齿轮20，第一齿轮18固设于小型液压马达4的输出轴上，第三齿轮20固设于铣挖轴上，位于传动箱13外、铣挖轴的两侧分别连接铣挖头14。
56.使用过程中，液压油箱8内的液压油通过吸油管6到液压泵内，再经液压泵的压缩赋予液压能，然后通过出油管到作业头的上，让作业头工作，工作后的液压油最后通过回油管7再次回到液压油箱8形成一个循环。
57.另外，本实用新型的机械框架1的竖向吊架内侧还安装有与控制器电连接的气举反循环导流孔装置12，气举反循环导流孔装置12中心设有底部穿过横向框架底部的吸泥管路17，通过对气举反循环导流孔装置12内通入高压空气，利用气举结构形成气举反循环现象，在吸口位置形成负压，对泥浆进行抽吸，进一步提高水下作业工作效率，满足水下作业需求，且此种结构设计坚固耐用，抽吸效果强，气举不易损坏。
58.机械框架1的竖向吊架的顶端设有悬挂装置，悬挂装置为沿轴向分部设置的四个挂耳，用于与挂绳相连接，此种结构设计可以确保挂绳与悬挂装置之间连接结构的稳固性，进一步确保本实用新型水下作业精确性和稳定性，以及确保其水下作业持续有效进行。
59.本实用新型的机械框架1的横向框架的四个顶角边框上分别安装有与控制器连接的高压射流管路10，每个高压射流管路10的外侧壁上、沿竖向设有多个高压射流喷嘴11，每个高压射流管路10外侧沿竖向等距设有多个高压射流喷嘴11，高压射流管路10为高压射流，通过外部供给高压水，可以使水下动力铣挖机自带高压冲射功能，对土层表面进行定向冲射清理，进一步提高水下作业的工作效率。
60.本实用新型的工作原理，具体如下：
61.在硬质土层和混凝土层工作时，作业头选择安装铣挖头14，还需要在水面上通过吊绳与竖向吊架上部的悬挂装置四个挂耳相连接后，再通过吊绳底部将水下动力站铣挖机
下放到水面以下作业位置后，根据情况选择工作模式。
62.将其下放到作业处后，接通电源使双输出轴电机2旋转，进而带动双输出轴电机2两端的液压泵3工作，液压油箱8内的液压油通过吸油管6进入液压泵3内，经液压泵3的压缩赋予液压能，然后通过出油管5进入绞吸头16上的小型液压马达4的第三进油口，工作后的液压油通过回油管7从小型液压马达4的第三出油口，再次回到液压油箱8形成一个动态循环。此时小型液压马达4旋转带动传动箱13内的转轴旋转，从上到下依次带动第一齿轮18、第二齿轮19和第三齿轮20的传动，最后通过带动第三齿轮20的转动，带动铣挖轴两端的绞吸头16旋转工作。
63.根据工作需求，使用过程中还需要通过吊绳不断向上抬起水下动力站铣挖机后，再下放到对应的作业位置处，满足实际的使用需求。
64.同时，本实用新型的水下动力站铣挖机，工作过程中，还可以选择控制向高压射流管路10中通入高压水，对应的高压射流喷嘴11向外喷出高压射流，可对需要清洗的土层表面进行定向冲射清理。
65.液压油箱8上的补偿油囊9也可实时根据具体工作环境周围海水的压力进行调整，使液压油箱8内外油压保持一致，可以适应不同水深的变化，可适用范围广。
66.综上，本实用新型的水下动力铣挖机，装置结构设计简单巧妙，机械框架1的倒t型结构与横向框架内动力站的分布设置使其整体重心偏下，再结合其下部的双作业头结构可以抵消旋转的反作用力，使其水下工作时稳定性显著提高；动力站安装于作业头上方机械框架1上，与作业头共同位于水下，能效损耗小，且作业时，整个液压单元全部在水下设置散热好、装置受用寿命显著提高，实际使用过程中，本实用新型的水下动力铣挖机与水上船只仅需电线连接，即可以完成所有作业需求，显著降低了成本，同时使得铣挖机能清理的深度可以达到水下100m，显著提高其作业使用范围。
67.水下动力铣挖机的作业头采用组装式可拆卸安装的结构设计，可以根据不同工况更换不同类型的水下作业头，黏土沙土层工作时使用绞吸头16，硬质土层和混凝土层工作时，采用铣挖头14，可适用范围广。
68.实施例2
69.如图15-图18所示，在实施例1的基础之上，本实施例的水下动力站铣挖机与实施例1的区别在于，作业头为绞吸头装置，其它结构与作用原理与实施例1中相同，再实施例1中已将详细说明不再重复叙述。
70.本实用新型的绞吸头装置包括相互连接的小型液压马达4、主轴箱15和绞吸头6，位于主轴箱5内部的转轴上端通过联轴器与小型液压马达4的输出轴相连接，其下端套接有绞吸头6。
71.具体使用原理与实施例1相同，不同之处为：在黏土沙土层工作时，作业头需要选择安装绞吸头16，将其通过吊绳下放到作业处，接通电源使双输出轴电机2旋转，进而带动双输出轴电机2两端的液压泵3工作，液压油箱8内的液压油通过吸油管6进入液压泵3内，经液压泵3的压缩赋予液压能，然后通过出油管5进入绞吸头6上的小型液压马达4的第三进油口，工作后的液压油通过回油管7从小型液压马达4的第三出油口，再次回到液压油箱8形成一个动态循环。
72.此时小型液压马达4旋转带动主轴箱5内的转轴旋转，从而带动绞吸头6旋转工作。
同时根据工作实际需求，使用过程中还需要人工通过吊绳不断向上抬起水下动力站铣挖机后，再下放到对应的作业位置处，满足实际的使用需求。
73.以上仅是本实用新型的实施例而已，例如，作业头可根据实际工作环境选择安装铣挖头装置，或绞吸头装置均可以实现本实用新型的水下动力站铣挖机。
74.实施例3
75.如图19-图20所示，在实施例2的基础之上，本实施例的水下动力站铣挖机与实施例2的区别在于，机械框架的竖向吊架与横向框架构成矩形结构，其它结构与作用原理与实施例1和实施例2中相同，再实施例1和实施例2中已将详细说明不再重复叙述。
76.机械框架的竖向吊架设于横向框架的内部，竖向吊架与横向框架构成矩形结构，横向框架内安装有动力站，动力站包括液压泵3、液压油箱8和双输出轴电机2，位于竖向吊架左右两侧的横向框架内分别安装有相互连接的竖向设置液压油箱8和竖向设置的双输出轴电机2，此种结构的设置可以使整体结构的重心向下，使其伸入水下后整体水体阻力小，更便于本实用新型水下动力站铣挖机的水下持续伸入作业，满足深水作业需求，可适用范围广。双输出轴电机2两端分别与液压泵3相连接，且液压泵3的进口端分别通过吸油管与液压油箱8相连接，液压泵3的出口端分别通过出油管与作业头的液压传动装置的进油口相连接，作业头的液压传动装置的出油口通过回油管与所述液压油箱8相连接，实现双输出轴电机2通过液压传动同时控制两组作业头的运行与停止。
77.综上，本实用新型的水下动力站铣挖机，结构简单巧妙，双输出轴电机2动力站与作业头共同位于水下，能效损耗小，且液压单元在水下散热好，与水上船只仅需电线连接，降低了成本的同时增加了铣挖机能清理的深度，使用的范围更广；可以根据不同工况更换不同类型的水下作业头，且作业头设有两组，可以抵消旋转的反作用力，框架结构结构设计使整体重心偏下，补偿油箱可以使内外油压始终保持平衡，水下动力铣挖机在工作时能更加稳定。
78.水下动力铣挖机的作业头采用组装式可拆卸安装的结构设计，可以根据不同工况更换不同类型的水下作业头，黏土沙土层工作时使用绞吸头16；如图21和图22所示，当在硬质土层和混凝土层工作时，采用铣挖头14，机械框架的矩形结构，可以使其整体重心偏下，实现垂直向下掘进,可适用范围广。
79.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。