专利名称：一种臂架变幅回转机构以及臂架变幅回转控制系统的制作方法
技术领域：
一种臂架变幅回转机构以及臂架变幅回转控制系统技术领域[0001]本实用新型涉及隧道掘进机高空平台，尤其涉及一种隧道掘进机高空平台的臂架变幅回转机构以及设置该臂架变幅回转机构的臂架变幅回转控制系统。
背景技术：
[0002]在隧道的掘进过程中，安装在隧道凿岩机上的高空作业平台主要用于运送炸药、安装支护等高空作业，高空作业平台在作业过程中要经常性地进行上、下变幅和左、右回转。由于受隧道空间截面高度和宽度的制约，隧道凿岩机整机尺寸要适应在隧道内进行施工的需要，因此也要求安装在隧道凿岩机上的高空作业平台的安装尺寸在满足空间和施工要求的前提下尽可能的减小，即要求臂架的变幅回转机构的安装尺寸尽可能的减小。而传统的臂架变幅回转机构采用的是以回转减速机驱动回转支承通过转台带动臂架回转的方法，如图1所示:臂架I’通过变幅油缸2’与转台3’连接在一起，回转减速机4’通过连接螺栓5’与转台3’连接在一起，回转轴承6’通过连接螺栓V与转台3’连接在一起并与回转减速机4’上的齿轮啮合，然后回转轴承6’通过连接螺栓8’安装在隧道凿岩机机架9’的上端面。[0003]工作时变幅油缸2’的有杆腔进油，安装在臂架I’前端的作业平台下落，即向下变幅，装满炸药后变幅油缸2’无杆腔进油，带动臂架I’前端的作业平台上升，即向上变幅；由于臂架变幅回转机构安装在隧道凿岩机机架9’的上部，在隧道空间截面高度较小时，该种结构非常受限。另外传统的臂架变幅回转机构由于是回转减速机4’驱动回转支承6’通过转台3’带动臂架I’回转，该种结构可以360°连续回转，而事实上隧道空间截面的宽度也限制在一定范围内，在连续回转时如果操作不小心作业平台很容易碰撞到隧道的侧壁，从而引起严重的安全事故，因此要把臂架I’的回转角度限制在一定的范围内。[0004]综上所述:传统的臂架变幅回转机构进行高空作业时，作业平台上、下变幅和左、右回转展开困难，不适应隧道空间极其狭小的场所。实用新型内容[0005]本实用新型的目的是提出一种臂架变幅回转机构以及臂架变幅回转控制系统，其能够在隧道空间极其狭小的场所中作业，解决了隧道高空作业由于受隧道空间截面高度和宽度的制约，造成进行高空作业时作业平台上、下变幅和左、右回转展开困难的问题。[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案:一种臂架变幅回转机构，其中，包括安装座1、回转座2、臂架5、左变幅缸7、右变幅缸8和支座10，其中:所述安装座I安装在隧道凿岩机机架的前端面；所述回转座2与所述安装座I销轴连接；所述回转座2左侧和右侧的两所述支座10分别与所述安装座I销轴连接；所述回转座2销轴连接所述臂架5 ;所述左变幅缸7和所述右变幅缸8各自的两端分别与相应侧的所述支座10和所述臂架5销轴连接；所述左变幅缸7和所述右变幅缸8使得所述回转座2和两所述支座10能够向左或右回转、所述臂架5能够向上或下变幅。[0007]进一步地，所述臂架5处于中间位置时，所述左变幅缸7与右变幅缸8相互对称；所述左变幅缸7和右变幅缸8同时伸长能够推动所述臂架5向上变幅；所述左变幅缸7和右变幅缸8同时缩短能够带动所述臂架5向下变幅；所述左变幅缸7在其与所述臂架5相连接的位置产生向左的侧向拉力以及所述右变幅缸8在其与所述臂架5相连接的位置产生向左的侧向推力，能够使得所述臂架5带动所述回转座2向左回转，同时所述左变幅缸7和右变幅缸8分别带动相应侧的所述支座10向左回转；所述右变幅缸8在其与所述臂架5相连接的位置产生向右的侧向拉力以及所述左变幅缸7在其与所述臂架5相连接的位置产生向右的侧向推力，能够使得所述臂架5带动所述回转座2向右回转，同时所述左变幅缸7和右变幅缸8分别带动相应侧的所述支座10向右回转。进一步地，还包括两第一限位块201，两所述第一限位块201分别设置在所述回转座2的左侧和右侧，当所述第一限位块201碰到所述安装座I时所述臂架5向左或右回转停止。进一步地，所述臂架5向左或右回转的角度的最大角度为50度。进一步地，还包括第二限位块501，所述第二限位块501设置在所述臂架5的底部，当所述第二限位块501碰到所述安装座I时所述臂架5向下变幅停止。进一步地，所述臂架5向下变幅时与水平面之间的最大夹角为35度。进一步地，所述左变幅缸7的活塞杆与所述回转座2左侧的所述支座10销轴连接，缸体与所述臂架5销轴连接；所述右变幅缸8的活塞杆与所述回转座2右侧的所述支座10销轴连接，缸体与所述臂架5销轴连接。进一步地，还包括连接所述回转座2和所述安装座I的第一销轴3、连接所述支座10和所述安装座I的第二销轴11、连接所述左变幅缸7的活塞杆和所述支座10的第三销轴91、连接所述右变幅缸8的活塞杆与所述支座10的第四销轴92、连接所述回转座2和所述臂架5的所述第七销轴4、旋紧螺母12、胀接套13、第一紧固螺栓14、第一轴套15、压板16、第二紧固螺栓17和第二轴套18，其中:所述第一销轴3、第二销轴11、第三销轴91和第四销轴92各自的两锥端分别安装所述胀接套13，每一所述胀接套13内设置有与所述锥端相配合的锥孔，且该锥孔处设置有割缝；所述第一紧固螺栓14穿过所述两锥端的所述胀接套13并用所述旋紧螺母12旋紧；所述支座10与所述第一轴套15压装在一起；所述第二轴套18与在所述回转座2压装在一起，所述第七销轴4通过所述压板16和第二紧固螺栓17连接所述回转座2和所述臂架5。本实用新型还一种臂架变幅回转控制系统，其包括所述的臂架变幅回转机构以及液控机构，所述液控机构通过所述臂架变幅回转机构中的所述左变幅缸7和所述右变幅缸8控制所述臂架5向上变幅、向下变幅、向左回转或向右回转。进一步地，所述液控机构包括减压阀块21、二联比例换向阀23和液压先导比例手柄24，其中:所述减压阀块21具有第一出油口、第二出油口 ；所述液压先导比例手柄24具有第一驱动出口 C、第二驱动出口 d、第三驱动出口 e、第四驱动出口 f ;所述二联比例换向阀23包括第一比例换向阀Yl和第二比例换向阀Y2，其中:所述第一比例换向阀Yl具有第一进油口 P1、第一先导液控驱动进口 bl、第二先导液控驱动进口 al、第一工作油口 Al和第二工作油口 BI ;所述第二比例换向阀Y2具有第二进油口 P2、第三先导液控驱动进口 b2、第四先导液控驱动进口 a2、第三工作油口 A2和第四工作油口 B2 ;所述减压阀块21的第一出油口与所述液压先导比例手柄24的进油口相通；所述减压阀块21的第二出油口分别与所述第一进油口 P1、第二进油口 P2相通；所述第一驱动出口 c与第一先导液控驱动进口 b2相通；所述第二驱动出口 d与第一先导液控驱动进口 bl相通；所述第三驱动出口 e与第四先导液控驱动进口 a2相通；所述第四驱动出口 f与第二先导液控驱动进口 al相通；所述第一工作油口 Al和第二工作油口 BI分别与所述左变幅缸7的有杆腔和无杆腔相通；所述第三工作油口 A2和第四工作油口 B2分别与所述右变幅缸8的有杆腔和无杆腔相通。[0016]进一步地，液压油同时进入所述左变幅缸7和所述右变幅缸8的无杆腔时，所述左变幅缸7和右变幅缸8同时伸长；液压油同时进入所述左变幅缸7和所述右变幅缸8的有杆腔时，所述左变幅缸7和右变幅缸8同时缩短；一路液压油进入所述左变幅缸7的有杆腔，同时一路液压油进入所述右变幅缸8的无杆腔时，所述左变幅缸7在其与所述臂架5相连接的位置产生向左的侧向拉力以及所述右变幅缸8在其与所述臂架5相连接的位置产生向左的侧向推力；一路液压油进入所述左变幅缸7的无杆腔，同时一路液压油进入所述右变幅缸8的有杆腔时，所述左变幅缸7在其与所述臂架5相连接的位置产生向右的侧向推力以及所述右变幅缸8在其与所述臂架5相连接的位置产生向右的侧向拉力。[0017]进一步地，还包括两个平衡阀20，每一个所述平衡阀20包括单向平衡阀Y3、第一溢流阀Y4和第二溢流阀Y5，其中:在每一个所述平衡阀20中，所述单向平衡阀Y3的进油口连通第二工作油口 BI或第四工作油口 B2，所述单向平衡阀Y3的出油口连通所述左变幅缸7或所述右变幅油缸8的无杆腔；所述第一溢流阀Y4的进油口连接在所述左变幅缸7或所述右变幅油缸8的无杆腔与所述单向平衡阀Y3的出油口之间的管路上，回油口连通所述油箱；所述第二溢流阀Y5的进油口连通所述第一工作油口 Al或所述第三工作油口 A2、所述左变幅缸7或所述右变幅油缸8的有杆腔以及所述单向平衡阀Y3的液控口，回油口连通所述油箱。[0018]进一步地，还包括球阀22，所述球阀22设置在所述减压阀块21的第三出油口与所述油箱之间。[0019]基于上述技术方案中的任一技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果:[0020]本实用新型将安装座安装在隧道凿岩机机架的前端面，而且将回转座以及两支座销轴连接在安装座上，再将臂架与回转座销轴连接，因此不仅避免了隧道空间截面高度的制约，同时还将传统臂架变幅回转机构的回转角度由360°连续回转限制为在机架前方一定角度的扇形区域内回转，从而可以避免隧道空间截面宽度的制约；此外，本实用新型还将传统的臂架变幅回转机构中所使用的一根变幅油缸改为两根变幅油缸，并将两根变幅油缸各自的两端分别与左侧和右侧的支座和臂架销轴连接，通过两根变幅油缸不仅使得回转座和两支座能够向左或右回转，还能使臂架能够向上或下变幅，从而抛弃了传统的以回转减速机驱动回转支承通过转台带动臂架回转的方法，使机构安装空间大大减少，完全适应空间极其狭小的空间。[0021]除此之外，本实用新型的优选技术方案至少还存在以下优点:[0022]1、由于本实用新型的回转座的左右侧分别带有限位块，在臂架向左或右回转过程中，当回转座左或右侧的限位块触碰到安装座的时候，臂架停止向左或右回转，因此可以避免隧道空间截面宽度的制约。[0023]2、由于本实用新型的臂架的底部分别设置了限位块，在臂架向下变幅过程中，当臂架底部的限位块触碰到安装座的时候，臂架停止向下变幅，因此可以避免隧道空间截面高度的制约。3、由于本实用新型采用胀接原理紧固定位，在胀接套内加工出与各相应销轴的两锥端相配合的锥孔，锥孔处加工有割缝，该锥孔在受到相应的销轴两锥端的挤压力时锥孔会胀大，此时将紧固螺栓上的旋紧螺母旋紧，因此可以利用旋紧螺母产生的强大挤压力将销轴通过胀接套紧紧地固定在安装座或支座上。4、由于本实用新型在平衡阀集成了溢流阀，当回转中臂架卡滞时可以将压力过高的油缸内压力卸荷，从而可以保证臂架免受损。
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:图1为现有技术中传统臂架变幅回转机构的结构示意图；图2为本实用新型所提供的臂架变幅回转机构的侧面示意图；图3为本实用新型所提供的臂架变幅回转机构的俯视示意图；图4为图3中A-A剖视图； 图5为图3中B-B剖视图；图6为图3中C-C剖视图；图7为图3中D-D剖视图；图8为本实用新型所提供的臂架变幅回转控制系统中液控机构的原理示意图；图中标记:I’、臂架；2’、变幅油缸；3’、转台；4’、回转减速机；5’、连接螺栓；6’、回转轴承；7’、连接螺栓；8’、连接螺栓；9’隧道凿岩机机架；1、安装座；2、回转座；3、第一销轴；4、第七销轴；5、臂架；61、第五销轴；62、第六销轴；7、左变幅缸；8、右变幅缸；91、第三销轴；92、第四销轴；10、支座；11、第二销轴；12、旋紧螺母；13、胀接套；14、第一紧固螺栓；15、第一轴套；16、压板；17、第二紧固螺栓；18、第二轴套；19、隔套；20、平衡阀；21、减压阀块；22、球阀；23、二联比例换向阀；24、液压先导比例手柄。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。图2为本实用新型所提供的臂架变幅回转机构的侧面示意图；图3为本实用新型所提供的臂架变幅回转机构的俯视示意图。如图2、图3所示，本实用新型所提供的臂架变幅回转机构包括安装座1、回转座2、臂架5、左变幅缸7、右变幅缸8和支座10，其中:安装座I安装在隧道凿岩机机架的前端面，这样可以避免隧道空间截面高度的制约，同时将传统臂架变幅回转机构的回转角度由360°连续回转限制为在隧道凿岩机机架前方一定角度的扇形区域内回转，从而可以避免隧道空间截面宽度的制约。[0040]回转座2通过第一销轴3与安装座I连接在一起，回转座2能够围绕第一销轴3向左或右回转(此处为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”与附图本身的左、右方向一致。)。回转座2左侧和右侧分别带有第一限位块201 (如图3所示)，本实用新型可以根据作业空间的宽度情况，对第一限位块201的尺寸进行调整。回转座2在围绕第一销轴3向左或右回转的过程中，当第一限位块201碰到安装座I时向左或右回转停止。[0041]回转座2左侧和右侧的两个支座10分别通过第二销轴11与安装座I连接。每一支座10能够围绕其相应侧的第二销轴11向左或右回转。[0042]回转座2通过第七销轴4与臂架5销轴连接，臂架5能够围绕第七销轴4向上或下变幅。[0043]左变幅缸7和右变幅缸8各自的两端分别与相应侧的支座10和臂架5销轴连接，具体为:[0044]左变幅缸7的活塞杆通过第三销轴91与回转座2左侧的支座10连接，左变幅缸7能够围绕第三销轴91向上或下转动。左变幅缸7的缸体通过第五销轴61与臂架5连接，左变幅缸7能够围绕第五销轴61向上或下转动。[0045]右变幅缸8的活塞杆通过第四销轴92与回转座2右侧的支座10连接，右变幅缸8能够围绕第四销轴9向上或下转动。右变幅缸8的缸体通过第六销轴62与臂架5销轴连接，右变幅缸8能够围绕第六销轴62向上或下转动。[0046]臂架5处于中间位置时，左变幅缸7与右变幅缸8相互对称，也就是说，左变幅缸7两端的第三销轴91与第五销轴61之间的长度(图3中的HI)，与右变幅缸8两端的第四销轴92与第六销轴62之间的长度(图3中的KL)相等。图中:H为左变幅缸7与支座10连接的铰点，I为左变幅缸7与臂架5连接的铰点，K为右变幅缸8与支座10连接的铰点，L为右变幅缸8与臂架5连接的铰点。并且，HI和与臂架5中心线之间的夹角α I与KL与臂架5中心线之间的夹角α 2也相等。[0047]左变幅缸7和右变幅缸8同时伸长，能够推动臂架5围绕第七销轴4向上变幅。左变幅缸7和右变幅缸8同时缩短，能够带动臂架5围绕第七销轴4向下变幅。[0048]左变幅缸7在其与臂架5相连接的位置产生向左的侧向拉力(图3中LI方向的作用力)，以及右变幅缸8在其与臂架5相连接的位置产生向左的侧向推力(图3中LI方向的作用力)，能够使得臂架5带动回转座2向左回转，同时左变幅缸7和右变幅缸8分别带动相应侧的支座10向左回转。在向左回转过程中，当回转座2左侧的第一限位块201触碰到安装座I的时候，臂架5停止向左回转。[0049]右变幅缸8在其与臂架5相连接的位置产生向右的侧向拉力(图3中IL方向的作用力)，以及左变幅缸7在其与臂架5相连接的位置产生向右的侧向推力(图3中IL方向的作用力)，能够使得臂架5带动回转座2向右回转，同时左变幅缸7和右变幅缸8分别带动相应侧的支座10向右回转。在向右回转过程中，当回转座2右侧的第一限位块201触碰到安装座I的时候，臂架5停止向右回转。[0050]利用第一限位块201，可以使臂架5在隧道凿岩机机架的前端、以臂架5与回转座2的连接点为圆心、以臂架5的轴线为半径的水平扇形区域内回转，该扇形区域的圆弧角度最大为100度，即左、右侧回转的最大角度为50度。与传统臂架变幅回转机构的回转角度由360°连续回转相比，可以避免隧道空间截面宽度的制约。[0051]上述实施例中，臂架5的底部分别设置有第二限位块501，在左变幅缸7和右变幅缸8带动臂架5向下变幅的过程中，当第二限位块501碰到安装座I时，臂架5停止下变幅。而臂架5在向上变幅的时候，则是依靠油缸自身的行程的终点进行限位。[0052]利用第二限位块501，可以使臂架5在隧道凿岩机机架的前端一定角度的竖直扇形区域内变幅，向下变幅的时候臂架5与水平面之间的最大夹角为35度。与传统臂架变幅回转机构，可以避免隧道空间截面高度的制约。加之本实用新型所提供的臂架变幅回转机构安装在隧道凿岩机机架的前端面，因此进一步避免了隧道空间截面高度的制约，能够在很大程度上适应隧道空间极其狭小的场所中作业。[0053]如图4、图6所示，上述各实施例中，本实用新型所提供的臂架变幅回转机构还包括胀接套13、第一紧固螺栓14和旋紧螺母12，其中:第一销轴3、第二销轴11、第三销轴91和第四销轴92各自的两锥端分别安装胀接套13。本实用新型采用胀接原理紧固定位，在胀接套13内加工出与上述各销轴的两锥端相配合的锥孔，锥孔处加工有割缝，该锥孔在受到相应的销轴两锥端的挤压力时锥孔会胀大，此时将第一紧固螺栓14上的旋紧螺母12旋紧，这样可以利用旋紧螺母12产生的强大挤压力将销轴3通过胀接套13紧紧地固定在安装座I或支座10上。[0054]上述各实施例中，本实用新型所提供的臂架变幅回转机构还包括第一轴套15 (如图4所示)，第一轴套15与支座10压装在一起，通过第二销轴11支座10可以自由转动。本实施例中，第一轴套15采用的是无油润滑轴套，因此可以减少注入润滑油的频率。[0055]如图5所示，上述各实施例中，本实用新型所提供的臂架变幅回转机构还包括压板16、第二紧固螺栓17和第二轴套18，其中:第二轴套18与在回转座2压装成一体，然后臂架5通过第七销轴4与回转座2连接在一起，安装时通过压板16与第二紧固螺栓17将第七销轴4安装在臂架5上。本实施例中，第二轴套18采用的是无油润滑轴套，因此可以减少注入润滑油的频率。[0056]如图7所示，上述各实施例中，本实用新型所提供的臂架变幅回转机构还包括压板16、第二紧固螺栓17和隔套19，其中:隔套19分别安装第五销轴61和第六销轴62的安装座压装在一起，然后左变幅缸7与右变幅缸8分别通过第五销轴61和第六销轴62连接在一起，安装时通过压板16与第二紧固螺栓17将第五销轴61和第六销轴62分别安装在左变幅缸7与右变幅缸8上。[0057]由于连接左变幅缸7与右变幅缸8的支座10可分别绕左侧和右侧的第二销轴11，即图3中示出的F和J点转动，其中F和J分别为左侧和右侧支座10与安装座I连接的铰点，为克服由于夹角al和α2的存在带来左变幅缸7与右变幅缸8安装时产生的轴向安装应力，在左变幅缸7与右变幅缸8的活塞杆的耳环安装孔内分别安装轴套，缸体底部的耳环安装孔内安装自润滑关节轴承，这样可以利用自润滑关节轴承能同时承受径向和轴向应力的特点来抵消轴向安装应力，消除油缸在转动过程中受轴向安装应力的影响。[0058]如图8所示，基于本实用新型提供的臂架变幅回转机构，本实用新型还提供一种臂架变幅回转控制系统，该系统包括上述臂架变幅回转机构以及液控机构，所述液控机构通过臂架变幅回转机构中的左变幅缸7和右变幅缸8控制臂架5向上变幅、向下变幅、向左回转或向右回转。[0059]所述液控机构包括减压阀块21、二联比例换向阀23和液压先导比例手柄24，其中:减压阀块21具有第一出油口、第二出油口、进油口和第一回油口。液压先导比例手柄24具有第一驱动出口 C、第二驱动出口 d、第三驱动出口 e、第四驱动出口 f、进油口和第二回油口。液压先导比例手柄24具有第一驱动出口 C、第二驱动出口 d、第三驱动出口 e和第四驱动出口 f分别具有前、后、左、右四个方向的操作动作，分别控制臂架5向上变幅、向下变幅、向左回转、向右回转。二联比例换向阀23包括第一比例换向阀Yl和第二比例换向阀Y2，其中:第一比例换向阀Yl具有第一进油口 P1、第一先导液控驱动进口 bl、第二先导液控驱动进口 al、第一工作油口 Al、第二工作油口 BI和第三回油口。第二比例换向阀Y2具有第二进油口 P2、第三先导液控驱动进口 b2、第四先导液控驱动进口 a2、第三工作油口 A2、第四工作油口 B2和第四回油口。减压阀块21的进油口与液压泵(图中未示出)的出油口相通。减压阀块21的第一出油口与液压先导比例手柄24的进油口相通。减压阀块21的第二出油口分别与第一进油口 Pl、第二进油口 P2相通。第一驱动出口 C与第一先导液控驱动进口 b2相通。第二驱动出口 d与第一先导液控驱动进口 bl相通。第三驱动出口 e与第四先导液控驱动进口 a2相通。第四驱动出口 f与第二先导液控驱动进口 al相通。第一工作油口 Al和第二工作油口 BI分别与左变幅缸7的有杆腔和无杆腔相通。第三工作油口A2和第四工作油口 B2分别与右变幅缸8的有杆腔和无杆腔相通。上述实施例中，本实用新型所提供的臂架变幅回转控制系统还包括两个平衡阀20，每一个平衡阀20包括单向平衡阀Y3、第一溢流阀Y4和第二溢流阀Y5，其中:在每一个平衡阀20中，单向平衡阀Y3的进油口连通第二工作油口 BI或第四工作油口 B2，单向平衡阀Y3的出油口连通左变幅缸7或右变幅油缸8的无杆腔。第一溢流阀Y4的进油口连接在左变幅缸7或右变幅油缸8的无杆腔与单向平衡阀Y3的出油口之间的管路上，回油口连通油箱。第二溢流阀Y5的进油口连通第一工作油口 Al或第三工作油口 A2、左变幅缸7或右变幅油缸8的有杆腔以及单向平衡阀Y3的液控口，回油口连通油箱。以左变幅油缸7为例，正常左回转情况下，液压油从第一工作油口 Al通过图8中示出的g点，进入左变幅油缸7的有杆腔；当回转中运动速度不相等造成臂架5卡滞而引起液压油压力增高或者是当回转中臂架5卡滞时引起压力增高时，液压油则从g点进入单向平衡阀Y3的液控口，推动阀芯往右运动，随着压力的增大，单向平衡阀Y3的阀口逐渐增大，直到阀口完全打开，油缸开始动作。但是当回转中运动速度不相等造成臂架5卡滞而引起液压油压力过高或者是当回转中臂架5卡滞时引起压力过高，高出第二溢流阀Y5的预设压力值的时候，液压油则从g点进入第二溢流阀Y5，推动阀芯向下运动，使第二溢流阀Y5的进油口与回油口连通，从而将压力过高的油缸内压力卸荷，以保证臂架5免受损坏。上述各实施例中，本实用新型所提供的臂架变幅回转控制系统还包括球阀22，球阀22设置在减压阀块21的第三出油口与所述油箱之间。本实用新型中的液控机构液压的工作原理如下:液压油连接减压阀块21的进油口，不工作时，液压油通过球阀22卸荷。工作时，关闭球阀22，液压油通过减压阀21块后分成两路，一路液压油减压后为液压先导比例手柄24提供液压油，然后通过其驱动出口进入二联比例换向阀23的先导液控驱动口 ；另一路液压油进入二联比例换向阀23驱动出口后分别为左变幅缸7和右变幅缸8供油。工作时具体为:[0072]将液压先导比例手柄24向前推动,此时液压先导比例手柄24的第一驱动出口 c和第二驱动出口 d分别和二联比例换向阀23的第三先导液控驱动进口 b2和第一先导液控驱动进口 bl接通，相应的比例换向阀换向，液压油进入右变幅缸8和左变幅缸7的无杆腔。然后，液压油同时进入左变幅缸7和右变幅缸8的无杆腔时，左变幅缸7和右变幅缸8同时伸长，同时两油缸在IL方向上产生的侧向力互相抵消，推动臂架5围绕第七销轴4向上变幅。在左变幅缸7和右变幅缸8带动臂架5向上变幅的过程中，臂架5依靠油缸行程的终点进行限位，臂架5停止向上变幅。[0073]将液压先导比例手柄24向后推动，此时液压先导比例手柄24的第三驱动出口 e和第四驱动出口 f分别和二联比例换向阀23的第四先导液控驱动进口 a2和第二先导液控驱动进口 al接通，相应的比例换向阀换向，液压油进入右变幅缸8和左变幅缸7的有杆腔。然后，液压油同时进入左变幅缸7和右变幅缸8的有杆腔时，左变幅缸7和右变幅缸8同时缩短，同时两油缸在IL方向上产生的侧向力互相抵消，带动臂架5围绕第七销轴4向下变幅。在左变幅缸7和右变幅缸8带动臂架5向下变幅的过程中，当臂架5底部的第二限位块501碰到安装座I时，臂架5停止向下变幅。[0074]将液压先导比例手柄24向左推动，此时液压先导比例手柄24的第一驱动出口 c和第四驱动出口 f分别和二联比例换向阀23的第三先导液控驱动进口 b2和第二先导液控驱动进口 al接通，相应的比例换向阀换向，液压油分别进入右变幅缸8的无杆腔和左变幅缸7的有杆腔。然后，一路液压油进入左变幅缸7的有杆腔，同时一路液压油进入右变幅缸8的无杆腔时，左变幅缸7在其与臂架5相连接的位置产生向左的侧向拉力(图3中LI方向的作用力)以及右变幅缸8在其与臂架5相连接的位置产生向左的侧向推力(图3中LI方向的作用力)，臂架5带动回转座2向左回转，同时左变幅缸7和右变幅缸8分别带动相应侧的支座10向左回转。在向左回转过程中，当回转座2左侧的第一限位块201触碰到安装座I的时候，臂架5停止向左回转。[0075]将液压先导比例手柄24向右推动，此时液压先导比例手柄24的第二驱动出口 d和第三驱动出口 e分别和二联比例换向阀23的第四先导液控驱动进口 a2和第一先导液控驱动进口 bl接通，相应的比例换向阀换向，压力油分别进入右变幅缸8的有杆腔和左变幅缸7的无杆腔。然后，一路液压油进入左变幅缸7的无杆腔，同时一路液压油进入右变幅缸8的有杆腔时，左变幅缸7在其与臂架5相连接的位置产生向右的侧向推力(图3中IL方向的作用力)以及右变幅缸8在其与臂架5相连接的位置产生向右的侧向拉力(图3中IL方向的作用力)。臂架5带动回转座2向右回转，同时左变幅缸7和右变幅缸8分别带动相应侧的支座10向右回转。在向右回转过程中，当回转座2右侧的第一限位块201触碰到安装座I的时候，臂架5停止向右回转。[0076]由于左变幅缸7缩短、右变幅缸8伸长的时候，两油缸的运动速度不可能保持一致，即在向左运动过程中ΛΕΗΙ和AEKL都在发生变化，其中:ΛΕΗΙ和AEKL分别为图3中示出的E、H、I三点和E、K、L三点所组成的两个三角形；为消除回转中运动速度不相等造成臂架5卡滞而引起液压油压力过高，在油缸的平衡阀20内还集成了两个第一溢流阀Y4和第二溢流阀Y5，第一溢流阀Y4控制油缸有杆腔的压力，第二溢流阀Y5控制油缸无杆腔的压力；当回转中臂架5卡滞时可以将压力过高的油缸内压力卸荷，以保证臂架5免受损坏。当臂架5向下变幅限位后，由于油缸还有剩余行程，臂架5还可以进行左、右回转；此时将液压先导比例手柄24向左扳动，油缸在IL方向上产生的侧向力使得臂架5向左回转；同时油缸也带动相应的支座10向左回转。同理，将液压先导比例手柄24向右扳动，油缸在IL方向上产生的侧向力使得臂架5向右回转；同时油缸也带动相应的支座10向右回转。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1.一种臂架变幅回转机构，其特征在于， 包括安装座(I)、回转座(2)、臂架(5)、左变幅缸(7)、右变幅缸(8)和支座(10)，其中: 所述安装座(I)安装在隧道凿岩机机架的前端面； 所述回转座(2)与所述安装座(I)销轴连接； 所述回转座(2)左侧和右侧的两所述支座(10)分别与所述安装座(I)销轴连接； 所述回转座(2)销轴连接所述臂架(5)； 所述左变幅缸(7)和所述右变幅缸(8)各自的两端分别与相应侧的所述支座(10)和所述臂架(5)销轴连接； 所述左变幅缸(7 )和所述右变幅缸(8 )使得所述回转座(2 )和两所述支座(10 )能够向左或右回转、所述臂架(5)能够向上或下变幅。
2.如权利要求1所述的臂架变幅回转机构，其特征在于， 所述臂架(5)处于中间位置时，所述左变幅缸(7)与右变幅缸(8)相互对称； 所述左变幅缸(7)和右变幅缸(8)同时伸长能够推动所述臂架(5)向上变幅； 所述左变幅缸(7)和右变幅缸(8)同时缩短能够带动所述臂架(5)向下变幅； 所述左变幅缸(7)在其与所述臂架(5)相连接的位置产生向左的侧向拉力以及所述右变幅缸(8)在其与所述臂架(5)相连 接的位置产生向左的侧向推力，能够使得所述臂架(5)带动所述回转座(2)向左回转，同时所述左变幅缸(7)和右变幅缸(8)分别带动相应侧的所述支座(10)向左回转； 所述右变幅缸(8)在其与所述臂架(5)相连接的位置产生向右的侧向拉力以及所述左变幅缸(7)在其与所述臂架(5)相连接的位置产生向右的侧向推力，能够使得所述臂架(5)带动所述回转座(2)向右回转，同时所述左变幅缸(7)和右变幅缸(8)分别带动相应侧的所述支座(10)向右回转。
3.如权利要求1所述的臂架变幅回转机构，其特征在于， 还包括两第一限位块(201)，两所述第一限位块(201)分别设置在所述回转座(2)的左侧和右侧，当所述第一限位块(201)碰到所述安装座(I)时所述臂架(5)向左或右回转停止。
4.如权利要求3所述的臂架变幅回转机构，其特征在于， 所述臂架(5)向左或右回转的角度的最大角度为50度。
5.如权利要求1所述的臂架变幅回转机构，其特征在于， 还包括第二限位块(501)，所述第二限位块(501)设置在所述臂架(5)的底部，当所述第二限位块(501)碰到所述安装座(I)时所述臂架5向下变幅停止。
6.如权利要求5所述的臂架变幅回转机构，其特征在于， 所述臂架(5)向下变幅时与水平面之间的最大夹角为35度。
7.如权利要求1所述的臂架变幅回转机构，其特征在于， 所述左变幅缸(7)的活塞杆与所述回转座(2)左侧的所述支座(10)销轴连接，缸体与所述臂架(5)销轴连接； 所述右变幅缸(8)的活塞杆与所述回转座(2)右侧的所述支座(10)销轴连接，缸体与所述臂架(5)销轴连接。
8.如权利要求1所述的臂架变幅回转机构，其特征在于，还包括连接所述回转座(2)和所述安装座(I)的第一销轴(3)、连接所述支座(10)和所述安装座(I)的第二销轴(11)、连接所述左变幅缸(7)的活塞杆和所述支座(10)的第三销轴(91)、连接所述右变幅缸(8)的活塞杆与所述支座(10)的第四销轴(92)、连接所述回转座(2)和所述臂架(5)的所述第七销轴(4)、旋紧螺母(12)、胀接套(13)、第一紧固螺栓(14)、第一轴套(15)、压板(16)、第二紧固螺栓(17)和第二轴套(18)，其中: 所述第一销轴(3)、第二销轴(11)、第三销轴(91)和第四销轴(92)各自的两锥端分别安装所述胀接套(13)，每一所述胀接套(13)内设置有与所述锥端相配合的锥孔，且该锥孔处设置有割缝； 所述第一紧固螺栓(14)穿过所述两锥端的所述胀接套(13)并用所述旋紧螺母(12)旋紧； 所述支座(10)与所述第一轴套(15)压装在一起； 所述第二轴套(18)与在所述回转座(2)压装在一起，所述第七销轴(4)通过所述压板(16)和第二紧固螺栓(17)连接所述回转座(2)和所述臂架(5)。
9.一种臂架变幅回转控制系统，其特征在于， 包括如权利要求1-8中任一项所述的臂架变幅回转机构以及液控机构，所述液控机构通过所述臂架变幅回转机构中的所述左变幅缸(7)和所述右变幅缸(8)控制所述臂架(5)向上变幅、向下变幅、向左回转或向右回转。
10.如权利要求9所述的臂架变幅回转控制系统，其特征在于， 所述液控机构包括减压阀块(21)、二联比例换向阀(23)和液压先导比例手柄(24)，其中: 所述减压阀块(21)具有第一出油口、第二出油口 ； 所述液压先导比例手柄(24)具有第一驱动出口(C)、第二驱动出口(d)、第三驱动出口(e)、第四驱动出口(f)； 所述二联比例换向阀(23)包括第一比例换向阀(Yl)和第二比例换向阀(Y2)，其中:所述第一比例换向阀(Yl)具有第一进油口(P1)、第一先导液控驱动进口(bl)、第二先导液控驱动进口(al )、第一工作油口(Al)和第二工作油口(BI); 所述第二比例换向阀(Y2)具有第二进油口(P2)、第三先导液控驱动进口(b2)、第四先导液控驱动进口(a2)、第三工作油口(A2)和第四工作油口(B2); 所述减压阀块(21)的 第一出油口与所述液压先导比例手柄(24)的进油口相通； 所述减压阀块(21)的第二出油口分别与所述第一进油口(P1)、第二进油口(P2)相通； 所述第一驱动出口(c)与第一先导液控驱动进口(b2)相通； 所述第二驱动出口(d)与第一先导液控驱动进口(bl)相通； 所述第三驱动出口(e)与第四先导液控驱动进口(a2)相通； 所述第四驱动出口(f)与第二先导液控驱动进口(al)相通； 所述第一工作油口(Al)和第二工作油口(BI)分别与所述左变幅缸(7)的有杆腔和无杆腔相通； 所述第三工作油口(A2)和第四工作油口(B2)分别与所述右变幅缸(8)的有杆腔和无杆腔相通。
11.如权利要求10所述的臂架变幅回转控制系统，其特征在于，液压油同时进入所述左变幅缸(7 )和所述右变幅缸(8 )的无杆腔时，所述左变幅缸(7 )和右变幅缸(8)同时伸长； 液压油同时进入所述左变幅缸(7 )和所述右变幅缸(8 )的有杆腔时，所述左变幅缸(7 )和右变幅缸(8)同时缩短； 一路液压油进入所述左变幅缸(7)的有杆腔，同时一路液压油进入所述右变幅缸(8)的无杆腔时，所述左变幅缸(7)在其与所述臂架(5)相连接的位置产生向左的侧向拉力以及所述右变幅缸(8)在其与所述臂架(5)相连接的位置产生向左的侧向推力； 一路液压油进入所述左变幅缸(7)的无杆腔，同时一路液压油进入所述右变幅缸(8)的有杆腔时，所述左变幅缸(7)在其与所述臂架(5)相连接的位置产生向右的侧向推力以及所述右变幅缸(8)在其与所述臂架(5)相连接的位置产生向右的侧向拉力。
12.如权利要求9所述的臂架变幅回转控制系统，其特征在于， 还包括两个平衡阀(20)，每一个所述平衡阀(20)包括单向平衡阀(Y3)、第一溢流阀(Y4)和第二溢流阀(Y5)，其中: 在每一个所述平衡阀(20)中，所述单向平衡阀(Y3)的进油口连通第二工作油口(BI)或第四工作油口( B2 )，所述单向平衡阀(Y3 )的出油口连通所述左变幅缸(7 )或所述右变幅油缸(8)的无杆腔； 所述第一溢流阀(Y4)的进油口连接在所述左变幅缸(7)或所述右变幅油缸(8)的无杆腔与所述单向平衡阀(Y3)的出油口之间的管路上，回油口连通所述油箱； 所述第二 溢流阀(Y5)的进油口连通所述第一工作油口(Al)或所述第三工作油口(A2)、所述左变幅缸(7)或所述右变幅油缸(8)的有杆腔以及所述单向平衡阀(Y3)的液控口，回油口连通所述油箱。
13.如权利要求9所述的臂架变幅回转控制系统，其特征在于， 还包括球阀(22)，所述球阀(22)设置在所述减压阀块(21)的第三出油口与所述油箱之间。
专利摘要本实用新型涉及一种臂架变幅回转机构以及臂架变幅回转控制系统，其包括安装座、回转座、臂架、左变幅缸、右变幅缸和支座，其中所述安装座安装在隧道凿岩机机架的前端面；所述回转座与所述安装座销轴连接；所述回转座左侧和右侧的两所述支座分别与所述安装座销轴连接；所述回转座销轴连接所述臂架；所述左变幅缸和所述右变幅缸各自的两端分别与相应侧的所述支座和所述臂架销轴连接；所述左变幅缸和所述右变幅缸使得所述回转座和两所述支座能够向左或右回转、所述臂架能够向上或下变幅。本实用新型能够在隧道空间极其狭小的场所中作业，解决了隧道高空作业由于受隧道空间截面高度和宽度的制约，造成进行高空作业时作业平台上、下变幅和左、右回转展开困难的问题。
文档编号B66F11/04GK202968036SQ201220659318
公开日2013年6月5日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者张士亮, 沈永红, 李庆民, 李春新, 李居义, 杜磊, 王艳辉, 吴磊 申请人:徐州徐工随车起重机有限公司