抓斗体以及连续墙液压抓斗的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种抓斗体以及连续墙液压抓斗，涉及工程机械【技术领域】。解决了现有技术存在作业时侵入作业介质的深度较浅、抓取能力不强的技术问题。本实用新型实施例提供的抓斗体，包括斗身和与斗身固定连接的至少一个斗齿，其中：斗齿的侵入角度为60°～80°。本实用新型实施例提供的连续墙液压抓斗包括支座、液压推力机构以及两个本实用新型任一技术方案提供的抓斗体，其中：两个抓斗体的斗身各自均与支座销轴连接；液压推力机构与抓斗体相连接，且液压推力机构能带动两个抓斗体相对于支座转动至合拢位置或打开位置。本实用新型可以在抓斗体侵入作业介质时，加深抓斗体侵入作业介质的深度，增强抓斗体对作业介质的抓取能力。
【专利说明】抓斗体以及连续墙液压抓斗
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械【技术领域】，尤其涉及一种抓斗体以及设置该抓斗体的连续墙液压抓斗。
【背景技术】
[0002]连续墙液压抓斗的抓斗体由斗身和斗齿两部分组成，作业时主要分为两个阶段:自重下落阶段和液压闭斗阶段。在自重下落阶段，抓斗体张开至最大的角度并靠其自身的重力侵入到作业介质(作业介质也称为:被抓取介质)内部；而在液压闭斗阶段，抓斗体在液压闭斗力矩的作用下实现闭斗过程并完成作业介质的抓取。
[0003]现有技术中，抓斗体的斗身的外轮廓为圆弧型形状(简称:圆弧状)，圆弧型形状的斗身形状定义为:从上至下弧形外轮廓与回转中心间的距离保持不变，即:
R1=R2=R3=......，斗齿的侵入角度(或称:入土角度)比较小，斗身前底板的侵入角度为小
于85°的锐角。
[0004]现有技术至少存在以下技术问题:
[0005]现有技术中，由于连续墙液压抓斗内的抓斗体结构设计不合理而造成了设备在作业时侵入作业介质的深度较浅、抓取能力不强。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提出一种抓斗体以及设置该抓斗体的连续墙液压抓斗，解决了现有技术存在作业时侵入作业介质的深度较浅、抓取能力不强的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案:
[0008]本实用新型实施例提供的抓斗体，包括斗身和与所述斗身固定连接的至少一个斗齿，其中:所述斗齿的侵入角度为60°?80°。
[0009]在一个优选或可选地实施例中，所述斗齿的侵入角度为63°?70°。
[0010]在一个优选或可选地实施例中，所述斗身包括依次相连的弧板、中底板以及前底板，所述前底板上固定连接有至少一个所述斗齿，所述前底板的侵入角度为85°?100°。
[0011]在一个优选或可选地实施例中，所述前底板的侵入角度为88°?95°。
[0012]在一个优选或可选地实施例中，所述斗身的外轮廓沿接近所述斗齿齿顶的方向回转半径逐渐增大。
[0013]在一个优选或可选地实施例中，所述弧板的外轮廓、所述中底板的外轮廓以及所述前底板的外轮廓共同围成所述斗身的所述外轮廓。
[0014]在一个优选或可选地实施例中，所述前底板、所述中底板上各自均固定连接有至少两个所述斗齿。
[0015]在一个优选或可选地实施例中，所述斗身还包括左侧板、右侧板、左边板以及右边板，所述弧板以及中底板连接于所述左侧板与右侧板之间，所述前底板连接于所述左边板与所述右边板之间，所述左侧板的外轮廓与所述右侧板的外轮廓沿接近所述斗齿齿顶的方向回转半径逐渐增大。
[0016]在一个优选或可选地实施例中，所述斗齿的内表面为曲面或斜面，所述斗齿的侵入角度为所述斗齿侵入地面时所述斗齿的内表面的中部区域与所述水平面之间的夹角。
[0017]本实用新型实施例提供的连续墙液压抓斗，包括支座、液压推力机构以及两个本实用新型任一技术方案提供的抓斗体，其中:
[0018]两个所述抓斗体的斗身各自均与所述支座销轴连接；
[0019]所述液压推力机构与所述抓斗体相连接，且所述液压推力机构能带动两个所述抓斗体相对于所述支座转动至合拢位置或打开位置。
[0020]基于上述技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果:
[0021]本实用新型实施例提供的抓斗体的斗齿的侵入角度为60°?80°，斗齿的侵入角度优选为63°?70°，该侵入角度在有效保护斗齿不被掰断的同时进一步增强了抓斗体在自重下落阶段侵入作业介质的深度以及在液压闭斗阶段抓取作业介质的能力，所以解决了现有技术存在作业时侵入作业介质的深度较浅、抓取能力不强的技术问题。
[0022]本实用新型实施例提供的优选技术方案中抓斗体的斗身的形状为从上至下回转
半径(Rl、R2、R3......依次增加)逐渐增大的外扩型形状，进一步增强抓斗体在液压闭斗
阶段继续侵入作业介质的能力；
[0023]本实用新型实施例提供的抓斗体的斗身前底板的侵入角度为85°?100°，前底板的侵入角度优选为88°?95°，该侵入角度的斗身前底板进一步增强抓斗在液压闭斗阶段抓取作业介质的能力。
[0024]通过以上三个方面的优化改进，在保证斗齿不被掰断的同时，既增强了抓斗侵入作业介质的能力，又提高了抓斗抓取作业介质的能力，液压抓斗的作业效率有了大幅度的提闻。
[0025]综上所述，本实用新型提供的优选技术方案与现有技术相比至少可以产生如下技术效果:
[0026]1、侵入能力强:通过优化斗齿的侵入角度，使得抓斗在自重下落阶段侵入作业介质的能力更强；将斗身的结构由原来的圆弧形优化为外扩型，增强了抓斗在液压闭斗阶段继续侵入作业介质的能力。
[0027]2、抓取能力强:通过优化斗齿的侵入角度，使得抓斗在液压闭斗阶段的抓取能力更强；将抓斗体前底板的侵入角度由原来的锐角角度优化为88?95°，使得抓斗在液压闭斗阶段的抓取能力更强。
[0028]3、抓斗体结构简单，加工方便，成本低廉:与原抓斗体相比，本实用新型只是优化了斗身的曲线形状以及斗齿和前底板的入土角度，基本上保留了原抓斗体结构简单，加工方便的优点，且并没有增加任何的制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0030]图1为现有技术中提供的抓斗体侵入作业介质后，自重下落阶段斗齿的受力示意图；
[0031]图2为现有技术中提供的抓斗体侵入作业介质后，液压闭斗阶段斗齿的受力示意图；
[0032]图3为本实用新型实施例所提供的抓斗体的一张立体示意图；
[0033]图4为本实用新型实施例所提供的抓斗体的一张平面示意图；
[0034]图5为本实用新型实施例所提供的抓斗体的剖视示意图；
[0035]图6为图5所示抓斗体沿A-A线的剖视示意图；
[0036]图7为图5所示抓斗体沿B-B线的剖视示意图；
[0037]图8为本实用新型实施例所提供的连续墙液压抓斗开始侵入作业介质时的示意图；
[0038]图9为本实用新型实施例所提供的抓斗体侵入作业介质的过程中，自重下落阶段斗齿的受力示意图；
[0039]图10为本实用新型实施例所提供的抓斗体侵入作业介质的过程中，液压闭斗阶段斗齿的受力示意图；
[0040]附图标记:1、右侧板；2、左侧板；3、上轴套；4、上环板；5、圆钢；6、限位板；7、右边板；8、下环板；9、下轴套；10、弧板；11、中底板；12、前底板；13、左边板；14、斗齿；15、支座；16、液压推力连杆；17、作业介质；Θ 1、斗齿的侵入角度；Θ 2、前底板的侵入角度、回转半径；R2、回转半径；R3、回转半径。
【具体实施方式】
[0041]下面可以参照附图图1?图10以及文字内容理解本实用新型的内容以及本实用新型与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本实用新型的一些可选实施例的方式，对本实用新型的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是:本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本实用新型的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓:可以将本实用新型提供的任一技术手段进行替换或将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本实用新型提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。
[0042]本实用新型实施例提供了一种侵入作业介质的深度深、抓取能力强的抓斗体以及设置该抓斗体的连续墙液压抓斗。
[0043]下面结合图3?图10对本实用新型提供的技术方案进行更为详细的阐述。
[0044]如图3?图10所示，本实用新型实施例所提供的抓斗体，包括斗身和与斗身固定连接的至少一个斗齿14，其中:斗齿14的侵入角度Θ iSeO。?80°，优选为63°?70°。斗齿14的侵入角度Θ I的定义为:斗齿14开始侵入作业介质时，斗齿14的(内侧的)工作表面与水平面(例如:水平地面)间的夹角。该侵入角度91在有效保护斗齿14不被掰断的同时进一步增强了抓斗体在自重下落阶段侵入作业介质17的深度以及在液压闭斗阶段抓取作业介质17的能力。
[0045]在一个优选或可选地实施例中，斗身包括依次相连的弧板10、中底板11以及前底板12，前底板12上固定连接有至少一个斗齿14，前底板12的侵入角度02为85°?100°，优选为88°?95°。前底板12的侵入角度Θ 2的定义为:斗齿14开始侵入作业介质时，前底板12内表面与水平面(例如:水平地面)间的夹角。该侵入角度的斗身前底板12进一步增强抓斗在液压闭斗阶段抓取作业介质17的能力。
[0046]在一个优选或可选地实施例中，斗身的外轮廓沿接近斗齿14齿顶的方向回转半径逐渐增大(WR3)15优选为:弧板10、中底板11以及前底板12的外轮廓共同围成斗身的外轮廓。该形状的外轮廓增强了弧板10、中底板11以及前底板12乃至整个抓斗在液压闭斗阶段继续侵入作业介质17的能力。
[0047]在一个优选或可选地实施例中，前底板12、中底板11上各自均固定连接有至少两个(优选为两个)斗齿14。斗身还包括左侧板2、右侧板1、左边板13以及右边板7,弧板10以及中底板11连接于左侧板2与右侧板I之间，前底板12连接于左边板13与右边板7之间，左侧板2与右侧板I的外轮廓沿接近斗齿14齿顶的方向回转半径逐渐增大。该形状的外轮廓增强了左侧板2与右侧板I乃至整个抓斗在液压闭斗阶段继续侵入作业介质17的能力。
[0048]在一个优选或可选地实施例中，斗齿14的内表面为曲面或斜面，优选为曲面，斗齿14的侵入角度Θ I为斗齿14侵入地面时斗齿14的内表面的中部区域与水平面(例如:水平地面)之间的夹角。该结构可以在保证斗齿14顶部以及根部(根部为斗齿14与前底板12固定连接的部位)强度的前提下，有效地增大斗齿14的侵入角度Θ 10
[0049]本实用新型实施例提供的连续墙液压抓斗，包括如图8所示的支座15、液压推力机构(液压推力机构包括液压推力连杆16以及为可以带动液压推力连杆16作往复运动的液压缸)以及两个本实用新型任一技术方案提供的抓斗体，其中:
[0050]两个抓斗体的斗身各自均与支座15销轴连接；
[0051]液压推力机构与抓斗体相连接，且液压推力机构能带动两个抓斗体相对于支座15转动至合拢位置或如图8所示的打开位置。
[0052]当两个抓斗体相对于支座15转动至如图8所示的打开位置时可以利用自身重力侵入作业介质17，当两个抓斗体相对于支座15转动至合拢位置时可以实施液压闭斗作业即抓取进入抓斗体内的作业介质17。
[0053]下文集中说明本实用新型提供的优选技术方案及其所取得的技术效果:
[0054]本实用新型实施例提供的抓斗体主要由以下14个部分所构成:右侧板1、左侧板
2、上轴套3、上环板4、圆钢5、限位板6、右边板7、下环板8、下轴套9、弧板10、中底板11、前底板12、左边板13、斗齿14，并且，抓斗体通过销轴与支座15进行连接，通过液压推力连杆16将液压缸的作用力转化为抓斗体的闭斗力矩。
[0055]弧板10、中底板11、前底板12三者共同围成了斗身的曲线形状，并与右侧板1、左侧板2 —起构成了斗身的基本框架；其中中底板11和前底板12上会焊接若干个斗齿14，而右侧板I和左侧板13的下方则分别会焊接一块边板,分别命名为右边板7和左边板13。圆钢5起加强斗身强度的作用；限位板6起限制抓斗体最大张开角度及磕土的作用；上轴套3为抓斗体与支座15连接的销轴孔，上环板4起加强该销轴孔强度的作用；下轴套9为抓斗体与液压推力连杆16连接的销轴孔，下环板8起加强该销轴孔强度的作用。
[0056]本实用新型优选技术方案提供的抓斗体，在不改变连续墙液压抓斗其他部分结构的条件下，通过施工技术研究对抓斗体的结构以及斗齿14的侵入角度Θ i进行优化，优化结果为:首先，将斗齿14的侵入角度Q1调整为63°?70°，在有效保护斗齿14不被掰断的同时进一步增强了抓斗体在自重下落阶段侵入作业介质17的深度以及在液压闭斗阶段抓取作业介质17的能力；然后，将现有技术中斗身的圆弧型形状(圆弧型的斗身形状定义
为:从上至下弧形外轮廓与回转中心间的距离保持不变，即:R1=R2=R3=......，)优化为从
上至下回转半径(R1、R2、R3......依次增加)逐渐增大的外扩型形状，外扩型的斗身形状
定义为从上至下弧形外轮廓与回转中心间的距离逐渐增加，即:R1〈R2〈R3〈.......外扩型
的斗身形状可以进一步增强抓斗体在液压闭斗阶段继续侵入作业介质17的能力；最后，将斗身前底板12的侵入角度θ2由现有技术中小于85°的锐角调整为88°?95°，进一步增强了抓斗在液压闭斗阶段抓取作业介质17的能力。通过以上三个方面的优化改进，在保证斗齿14不被掰断的同时，既增强了抓斗侵入作业介质17的能力，又提高了抓斗抓取作业介质17的能力，液压抓斗的作业效率有了大幅度的提闻。
[0057]对比图1与图9可以看出:自重下落阶段抓斗体在采用本实用新型的技术方案优化抓斗体前后，抓斗体的斗齿14表面的受力对比情况，其中球形颗粒为待抓取的作业介质17，并利用过作业介质17间以及作业介质17与抓斗体表面间接触点处的一条线段的粗细代表该点接触力的大小，线段的方向代表该点接触力的方向。通过观察可知:在自重下落阶段，未优化的抓斗体的斗齿即现有技术提供的抓斗体的斗齿齿尖处受力相对较小，左侧面完全不受力，而右侧面受力最大，抓斗整体受阻力较大；本实用新型实施例提供的优化后的抓斗的斗齿14齿尖处作用力最大，左侧面受力虽然有所增加，但是右侧面的受力减小的更多，所以抓斗体整体受力相对较小。优化后的斗齿14周边的作用力分布规律得到了很大的改善，使得抓斗在自重下落阶段受到的介质阻力较小，所以非常有利于斗齿14侵入动作的实施。此外，将抓斗体前底板12的侵入角度(侵入角度也称:入土角度)Θ 2优化为88°?95°，使得在液压闭斗阶段抓斗体的前底板12可以牢牢抓住被抓取的作业介质17，有利于作业效率的提高。
[0058]对比图2与图10可以看出:在液压闭斗阶段，本实用新型提供的抓斗体主要在前底板12和斗齿14处与作业介质17发生紧密地接触，而在除此之外的其他地方都没有发生接触。抓斗体在抓取过程中的这种受力分布规律非常有利于抓斗继续侵入作业介质17。此夕卜，从相同条件下的抓取量仿真结果对比上可知，优化抓斗体的单次抓取效率至少提高25%以上。
[0059]上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解:优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
[0060]如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓:“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明夕卜，上述词语并没有特殊的含义。
[0061]同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为:能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为:不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
[0062]另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
[0063]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【权利要求】
1.一种抓斗体，其特征在于，包括斗身和与所述斗身固定连接的至少一个斗齿，其中:所述斗齿的侵入角度为60°?80°。
2.根据权利要求1所述的抓斗体，其特征在于，所述斗齿的侵入角度为63°?70°。
3.根据权利要求1所述的抓斗体，其特征在于，所述斗身包括依次相连的弧板、中底板以及前底板，所述前底板上固定连接有至少一个所述斗齿，所述前底板的侵入角度为85。?100。。
4.根据权利要求3所述的抓斗体，其特征在于，所述前底板的侵入角度为88°?95°。
5.根据权利要求3所述的抓斗体，其特征在于，所述斗身的外轮廓沿接近所述斗齿齿顶的方向回转半径逐渐增大。
6.根据权利要求5所述的抓斗体，其特征在于，所述弧板的外轮廓、所述中底板的外轮廓以及所述前底板的外轮廓共同围成所述斗身的所述外轮廓。
7.根据权利要求5所述的抓斗体，其特征在于，所述前底板、所述中底板上各自均固定连接有至少两个所述斗齿。
8.根据权利要求5所述的抓斗体，其特征在于，所述斗身还包括左侧板、右侧板、左边板以及右边板，所述弧板以及中底板连接于所述左侧板与右侧板之间，所述前底板连接于所述左边板与所述右边板之间，所述左侧板的外轮廓与所述右侧板的外轮廓沿接近所述斗齿齿顶的方向回转半径逐渐增大。
9.根据权利要求8所述的抓斗体，其特征在于，所述斗齿的内表面为曲面或斜面，所述斗齿的侵入角度为所述斗齿侵入地面时所述斗齿的内表面的中部区域与所述水平面之间的夹角。
10.一种连续墙液压抓斗，其特征在于，包括支座、液压推力机构以及两个权利要求1 - 9任一所述的抓斗体，其中: 两个所述抓斗体的斗身各自均与所述支座销轴连接； 所述液压推力机构与所述抓斗体相连接，且所述液压推力机构能带动两个所述抓斗体相对于所述支座转动至合拢位置或打开位置。
【文档编号】E02F5/02GK203546789SQ201320544325
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】侯志强, 刘汉光, 孟东阁 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司