专利名称：一种掘土机的掘土装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及挖掘设备，尤其是掘土机的掘土装置。
背景技术：
常规的掘土机，是用铲斗等掘土装置挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。目前常见的传统掘土机主要是由铲斗挖掘物料，并装入运输车辆或卸至堆料场， 工作中除了必要的铲挖动作外，还有大量的起吊、旋转、倾倒及行驶等其他动作，铲斗每挖掘一次，装满物料后都必须将物料倾倒才能进行下一次的挖掘，无法对物料进行连续不间断的持续挖掘，受此工作方式所限，要提高挖掘效率，往往是通过提高铲斗容量等方式，进而需要更高功率的动力机构。在隧道挖掘工程中，需要对隧道端面进行大量的端面掘土拓宽作业。隧道端面掘土拓宽作业中，因作业场地狭窄，而且对隧道侧壁进行挖掘，普通掘土机无法使用，只能使用手工具进行挖掘作业，并运走挖掘出的土方(物料)，效率极低，严重影响了隧道挖掘工程的挖掘进度。
实用新型内容针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种用于掘土机可连续掘土，挖掘效率高的掘土装置。尤其是提供一种适用于隧道端面的掘土拓宽作业，特别是对隧道侧壁进行连续挖掘的掘土机的掘土装置。其具体包括铲筒，所述铲筒为空心筒状结构；所述铲筒的筒壁上设置有贯穿筒壁的进土口，所述进土口沿所述筒壁切向方向两侧的筒壁边缘分别构成铲刀和进土栏，所述铲刀偏离铲筒中心轴线并使铲刀距所述中心轴线的距离L大于进土栏距所述中心轴线的距离1 ；在所述铲筒筒内轴向方向上设置有转轴，所述转轴通过沿所述铲筒径向的辐条与铲筒连接，所述转轴连接到掘土机上；所述铲筒与掘土机动力机构连接，并在所述动力机构的驱动下使所述铲筒绕所述转轴沿铲刀延伸线方向旋转；所述铲筒一端为排土端，所述排土端设有排土口。优选地，进一步包括一设置在所述铲筒内的传送螺杆，所述传送螺杆的螺旋直径D 小于所述铲筒筒壁上任一点距所述中心轴线距离的两倍；所述传送螺杆与掘土机的动力机构连接，在动力机构的驱动下沿其螺旋方向旋转，将铲筒内的物料从所述排土端的排土口挤出。优选地，所述转轴轴心位于所述铲筒的中心轴线；所述转轴为空心中轴从所述排土端延伸出铲筒，由所述掘土机上的中轴支撑架支撑并连接所述掘土机的动力机构；所述传送螺杆的中轴杆穿过所述空心中轴与掘土机的动力机构连接；所述传送螺杆的主体部分处于所述铲筒内。[0010]优选地，所述传送螺杆螺旋方向与所述铲筒的转动方向相反。优选地，所述铲筒的另一端为挖掘端；所述挖掘端通过沿所述铲筒径向的辐条与铲筒连接，所述辐条上设置有辐条铲齿。优选地，所述挖掘端端面的筒壁沿着延伸线方向设置了掘进铲齿。优选地，所述铲刀延伸线方向处设置有挖掘铲齿。优选地，所述进土口包括，在轴向方向上的多个非连续的孔、沿着所述铲筒母线方向的一个贯穿所述铲筒的直线形孔、沿着筒壁绕行设置的螺旋形孔中的至少一种。优选地，所述铲筒上设置了一个以上的铲刀及进土口。优选地，在同一台掘土机上同时并排设置至少两个所述掘土装置。本实用新型为掘土机的组成部分，具有以下有益效果可对物料进行连续挖掘，结构简单，工作有效可靠，成本较低，维护方便。在用于隧道端面的横向掘土拓宽作业时，可在相对狭小的空间内对隧道侧壁进行有效的连续挖掘，将隧道侧壁挖掘的作业方式从原来的手工具手工挖掘作业方式改进为机械化挖掘方式，有效克服了原有的掘土机无法用于隧道端面的掘土拓宽作业的缺陷。本实用新型的铲筒筒壁上设置有贯穿筒壁的进土口，进土口沿筒壁切向方向两侧的筒壁边缘分别构成铲刀和进土栏，通过掘土机的动力机构驱动铲筒绕转轴连续旋转，带动铲刀对物料进行挖掘，每转动一周，铲刀至少对物料挖掘一次，挖出的物料随着铲筒的转动进入进土口，传送螺杆与铲筒共同作用，使得所挖掘的物料能够被传送至掘土机的传送装置，不会或只有少量洒落，减少甚至免去单独多挖掘物料的清理运送。本实用新型的铲筒可以是一个，也可以不止一个；每个铲筒上的进土口、铲刀可以为一个，也可以不止一个。
图1是掘土装置铲筒的立体结构图；图2是掘土装置铲筒的A向视图；图3是掘土装置的局部剖视图。
具体实施方式
为了便于对本实用新型的进一步理解，
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
予以说明通常掘土机由掘土装置、动力机构、操纵装置、传送装置构成，掘土装置对土壤、沙石等物料进行挖掘，并通过传送装置将挖掘到的物料传送到运输车辆及卸料场等指定位置；动力机构为整个掘土机提供行驶、挖掘、传送等运动所需的动力；操纵装置控制掘土机进行各种动作。作为掘土机主要构成部分的掘土装置，本实用新型的一种实施例的铲筒的结构如图1、图2所示，掘土装置的铲筒1为空心筒状结构，铲筒1的筒壁7上设置有贯穿筒壁的进土口 4，进土口 4沿筒壁7切向方向两侧的筒壁边缘分别构成铲刀10和进土栏100，铲刀 10偏离铲筒1的中心轴，使铲刀10距中心轴的距离L大于进土栏100距中心轴的距离1 ； 掘土作业时，铲筒1如图1所示的旋转方向旋转时，铲刀10对接触到的物料进行挖掘，挖掘出的物料碎块进入进土口 4。[0024]在铲筒1筒内轴向方向上设置有转轴，在本实施例中即图1中的空心中轴5，空心中轴5位于铲筒1的排土端。铲筒1绕空心中轴5转动，为了铲筒1旋转的稳定，在与铲筒 1的排土端相对的挖掘端还设置了轴套13，空心中轴5与轴套13的轴心共线，两者共同作用使得铲筒1的旋转保持很好的稳定性。当然，转轴设置在铲筒1筒内轴向方向上，既可以设置于铲筒1的几何中心轴上，也可以平行于该几何中心轴而有所偏移，其设置位置，只要能使得铲筒1旋转时，铲刀10能接触到待挖掘的物料即可。空心中轴5及轴套13通过沿铲筒1径向的辐条8与铲筒1连接，空心中轴5及轴套13连接到掘土机上；铲筒1与掘土机动力机构连接，并在动力机构的驱动下使铲筒1绕空心中轴5及轴套13沿铲刀延伸线方向旋转。为达到较好的挖掘效果，空心中轴5及轴套 13应位于铲筒1中心部位以减少旋转铲挖时筒壁7外侧面与物料之间的阻力。铲筒1与掘土机动力机构的连接可通过齿轮、皮带、传送机构实现，当然也可为铲筒1设置独立的动力机构如液压发动机。从图1、图2可清楚地看出，铲筒1远离动力机构的一端也即挖掘端的结构，挖掘端设置有轴向排布的辐条8，辐条8对铲筒1有支撑作用，使铲筒1更为牢固不易变形。为在保证支撑力足够的前提下不影响对物料的挖掘及进料，优选为3条。铲筒1的筒壁与挖掘端的辐条8之间形成挖掘口 18，辐条8上设置有辐条铲齿12，随着铲筒1围绕空心中轴 5的转动，移动掘土机，使挖掘端与待挖掘的物料接触，令辐条8上的辐条铲齿12对物料进行铲切挖掘使得接触到的物料崩落成为小颗粒物体；保证了铲筒1可在物料中挖掘出的空洞有足够的大小让铲筒1能逐渐深入物料内。为实现更好的挖掘效果，在挖掘端端面的的筒壁7边缘设置有掘进铲齿2，铲筒1转动时，掘进铲齿2可将接触到的物料崩落，更利于铲筒1进入物料内。为了保证物料能够从进土口 4有效进入，铲刀10距中心轴的距离L大于进土栏 100距中心轴的距离1 ；本实施例中，铲刀10距中心轴的距离L大于筒壁各处距所述中心轴的距离R，使得铲刀10可在铲筒1旋转的每一刻均对物料进行有效的接触和铲切挖掘。为提高挖掘的效果，铲刀10为厚度渐变的刃状，在与筒壁7连接处较厚，在铲刀延伸线方向处较薄，其具体厚度以兼顾挖掘及强度为宜。为提高铲挖效果，在铲刀10边沿延伸线方向处设置有挖掘铲齿3，挖掘铲齿3的齿刃斜向外伸展，至中心轴的距离可大于或等于铲刀10距中心轴的距离L，且朝向铲筒1的转动，这样，当铲筒1进入物料中以后，随着铲筒1围绕空心中轴5的转动，移动掘土机可使铲刀10及挖掘铲齿3对物料进行持续有效的的切削挖掘，切削下的物料碎块因铲筒1的转动，进入进土口 4。为提高物料的进入效果，减小物料从进土口 4漏出的可能，进土口 4内外端的开口大小是渐变的，在铲刀10处的开口最大，越深入进土口 4，开口越小，，也即，进土栏100与筒壁7边缘连接处至铲筒1中心轴的距离略大于进土栏100延伸方向处至铲筒1中心轴的距离，这样物料碎块通过进土口 4易于进入且不易从进土口 4中漏出。从图1可清楚地看出铲筒1排土端的结构，在本实施例中，排土端为接近动力机构的一端；通过排土端将掘土装置与动力机构以及传送装置连接。为了连接动力机构，排土端设置了辐条8以及一空心中轴5，空心中轴5由固定连接于掘土机的中轴支撑架17支撑。 动力机构驱动空心中轴5转动，进而通过空心中轴5的转动带动辐条8，进而由辐条8带动整个铲筒1转动。为将物料碎块从铲筒1排出至掘土机的传送装置，铲筒1内设置了传送螺杆14。 从图3可清楚地看出，空心中轴5设置为空心可使设置于铲筒1内的传送螺杆14能通过空心中轴5的空心部6与动力机构相连接；动力机构驱动传送螺杆14转动。为保证转动的稳定性，传送螺杆14由固定连接于掘土机的传送螺杆支撑架16支撑，同时另一端穿过轴套 13。要使得物料能顺利排出，铲筒1排土端设有排土口 9。在本实施例中，铲筒1的筒壁与排土端的辐条8之间形成数个排土口 9，排土端与掘土机的传送装置连接后，通过排土口 9，可将铲切挖掘后进入进土口 4的小颗粒物料输送至掘土机的传送装置。要使得传送螺杆14在铲筒1内能顺利转动，传送螺杆14的螺旋直径D小于铲筒 1筒壁与轴心0的最小距离1的两倍，且传送螺杆14的轴心与铲筒1的轴心一致。排土口 9可套接传送装置如软质空筒构成的传送带等，经排土口 9将物料输送至传送装置。传送螺杆14相对于铲筒1转动时，与铲筒1的筒壁7相配合，可将铲筒1内的物料碎块挤送至排土口 9。其结构如图3所示，图3中，传送螺杆14的中轴杆15穿过空心中轴5连接至动力机构获得其自转的驱动，另一端穿入轴套13以保持稳固。物料被挤压的方向由传送螺杆 14的螺旋方向以及螺杆相对于铲筒1的转动方向决定；要使物料可被顺利挤压出铲筒1，二者应为同一方向。选择适宜的螺旋方向以及传送螺杆14相对于铲筒1的转动方向即可实现对物料向排土口 9的有效传送。因而，可将传送螺杆14固定不动，根据铲筒1的转动方向，选择相应的螺旋方向即可实现对物料向排土口 9的传送；也可以将传送螺杆14与动力机构连接，获得更高的转速以更好更快的实现对物料向排土口 9的有效传送。优选的，传送螺杆14的转动方向与铲筒1的转动方向相反，可获得二者间更快的相对速度。排土口下方可以设置相关的输送机构，如传送带、装载设备等运走物料本掘土装置的铲筒1，可采用如下几种方式实现可将无底面的空心圆筒的筒壁沿着一条母线切口，并将切口两边的筒壁分别上拉、下压，两边筒壁之间形成进土口 4。也可将一块有一定韧性可适当弯卷的平面钢板卷曲为类似空心筒状，并使其横截面为一半径渐变的曲线。当然，本实用新型的铲筒可以仅为一个，也可以不止一个；每个铲筒上的进土口、 铲刀可以为一个，也可以不止一个。不止一个铲筒时，铲筒同转轴方向并排排布，各个铲筒的旋转方向可以相同也可以相反。掘土机的动力机构包括马达以及相应的齿轮，轴承等动力传递设备。可通过加设一个齿轮的方式实现一次转动方向的改变，可通过变化齿轮半径比例(齿粒数量比例)的方式实现一次转速的改变。因此，可使用一个马达，设定适宜的齿轮组合，通过一次或数次的齿轮传送，设定铲筒1、传送螺杆14的转动方向以及转速。当然，也可以为铲筒1、传送螺杆14分别配备单独的动力。操纵装置用于操纵掘土机的启动与关闭，并可根据物料、工作环境等的不同，为铲筒1转速以及传送螺杆1 4设定相应的转动方向以及转速。其原理如前段所述，设定时只需选择与所需转动方向以及转速相应的齿轮组合即可。本实用新型可以向任意方向作业，尤其是对图1中左侧的物料进行挖掘作业时效果最好。可先由挖掘端沿着铲筒1的中心轴方向深入挖掘，进入物料后，可由铲牙10朝与原挖掘方向垂直的任意方向(横向)拓宽挖掘。进土口 4可以是在轴向方向上的多个非连续的孔，也可以是如图中所示的沿着铲筒1母线方向的一个贯穿的直线形孔、还可以是沿着筒壁绕行设置的螺旋形孔，或是在不同母线上的多个直线形孔，以及他们的各种组合。 当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，即使对各个组成部分的简单调整，只要按照本实用新型所描述的技术思想来实现， 都属于本实用新型的保护范围。熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求1.一种掘土机的掘土装置，其特征在于包括铲筒，所述铲筒为空心筒状结构；所述铲筒的筒壁上设置有贯穿筒壁的进土口，所述进土口沿所述筒壁切向方向两侧的筒壁边缘分别构成铲刀和进土栏，所述铲刀偏离铲筒中心轴线并使铲刀距所述中心轴线的距离L大于进土栏距所述中心轴线的距离1 ；在所述铲筒筒内轴向方向上设置有转轴，所述转轴通过沿所述铲筒径向的辐条与铲筒连接，所述转轴连接到掘土机上；所述铲筒与掘土机动力机构连接，并在所述动力机构的驱动下使所述铲筒绕所述转轴沿铲刀延伸线方向旋转；所述铲筒一端为排土端，所述排土端设有排土口。
2.如权利要求1所述的掘土装置，其特征在于进一步包括一设置在所述铲筒内的传送螺杆，所述传送螺杆的螺旋直径D小于所述铲筒筒壁上任一点距所述中心轴线距离的两倍；所述传送螺杆与掘土机的动力机构连接，在动力机构的驱动下沿其螺旋方向旋转，将铲筒内的物料从所述排土端的排土口挤出。
3.如权利要求2所述的掘土装置，其特征在于所述转轴轴心位于所述铲筒的中心轴线；所述转轴为空心中轴从所述排土端延伸出铲筒，由所述掘土机上的中轴支撑架支撑并连接所述掘土机的动力机构；所述传送螺杆的中轴杆穿过所述空心中轴与掘土机的动力机构连接；所述传送螺杆的主体部分处于所述铲筒内。
4.如权利要求2所述的掘土装置，其特征在于所述传送螺杆螺旋方向与所述铲筒的转动方向相反。
5.如权利要求1所述的掘土装置，其特征在于所述铲筒的另一端为挖掘端；所述挖掘端通过沿所述铲筒径向的辐条与铲筒连接，所述辐条上设置有辐条铲齿。
6.如权利要求5所述的掘土装置，其特征在于所述挖掘端端面的筒壁沿着延伸线方向设置了掘进铲齿。
7.如权利要求1所述的掘土装置，其特征在于所述铲刀延伸线方向处设置有挖掘铲齿。
8.如权利要求1所述的掘土装置，其特征在于所述进土口包括，在轴向方向上的多个非连续的孔、沿着所述铲筒母线方向的一个贯穿所述铲筒的直线形孔、沿着筒壁绕行设置的螺旋形孔中的至少一种。
9.如权利要求8所述的掘土装置，其特征在于所述铲筒上设置了一个以上的铲刀及进土口。
10.如权利要求1所述的掘土装置，其特征在于在同一台掘土机上同时并排设置至少两个所述掘土装置。
专利摘要本实用新型提供了一种掘土机的掘土装置，包括铲筒，所述铲筒为空心筒状结构；所述铲筒的筒壁上设置有贯穿筒壁的进土口，所述进土口沿所述筒壁切向方向两侧的筒壁边缘分别构成铲刀和进土栏，所述铲刀偏离铲筒中心轴线并使铲刀距所述中心轴线的距离L大于进土栏距所述中心轴线的距离l；在所述铲筒筒内轴向方向上设置有转轴，所述转轴通过沿所述铲筒径向的辐条与铲筒连接，所述转轴连接到掘土机上；所述铲筒与掘土机动力机构连接，并在所述动力机构的驱动下使所述铲筒绕所述转轴沿铲刀延伸线方向旋转；所述铲筒一端为排土端，所述排土端设有排土口。可对物料进行连续、横向挖掘，结构简单，工作有效可靠，成本较低，维护方便。
文档编号E21D9/00GK202117675SQ20112021005
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月21日 优先权日2011年6月21日
发明者唐洲 申请人:唐洲