專利名稱：一種新型的挖掘機輔爪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及挖掘機鏟斗工具的技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于挖掘機伊斗懸臂 上安裝的一種新型的挖掘機輔爪裝置。
背景技術(shù)：
目前，隨著治黃事業(yè)的不斷進步，傳統(tǒng)人工搶險作業(yè)方式已不能滿足現(xiàn)代 ;匕治黃工作的迫切需求，自1995年大型機械設(shè)備裝備到各個專業(yè)搶險隊伍以來，機械設(shè)備在抗洪搶險中扮演著越來越重要的角色，人機配合大大提高了抗 洪搶險的效率和水平。挖掘機對土料、沙石等散狀材料的鏟運、裝卸和輕度的開挖具有很高的效 率，廣泛應(yīng)用于鐵路、建筑、水電、礦山等建設(shè)工程。但是黃河搶險中常用人工 來來進行柳桔料和石料的搶險作業(yè)，速度慢、效率低和不安全系數(shù)大的問題， 我局嘗試想用挖掘機來代替人工作業(yè)，克服挖掘機的在黃河搶險中的弊端。但,5，在現(xiàn)有技術(shù)狀況下還存在一些問題挖掘機挖土和伊運樹枝、石籠的工況是不一樣的，抓鉛絲石籠總被鏟力推動后移，抓軟料又因挖斗窄、物料長很難 掌握平衡。挖掘機在抓拋鉛絲籠及柳桔料方面還存在著效率不高、需要人工輔 助及不安全因素，并容易對壩面造成破壞。發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)采用挖掘機抓硬物料總被鏟力推動后移，抓軟料又因挖斗 窄、物料長很難掌握平衡的問題，本實用新型提供一種新型的挖掘機輔爪裝置; 能在挖掘機鏟料時候擋住物料使其不能向后移動，而且這種裝置能夠被挖掘機 隨身攜帶，實現(xiàn)了對樹枝石方的抓運。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案-所述新型的挖掘機輔爪裝置，設(shè)置在挖掘機的懸臂上，其輔爪裝置與鏟斗 構(gòu)成夾鉗，包括爪子前后夾板；其前夾板與后夾板通過螺栓固定在挖掘機的 長臂上，前夾板，后夾板的下面設(shè)置有防止夾板沿斜面下滑的前，后擋塊；后 夾板通過螺栓固定連接輔爪。所述新型的挖掘機輔爪裝置，其輔爪呈弧線型是由兩根爪子通過若干個支 撐板鏈接構(gòu)成，其輔爪上端通過螺栓固定在后夾板上。所述新型的挖掘機輔爪裝置，其爪子采用流線型結(jié)構(gòu)，上部設(shè)置有連接后 夾板的若干個連接孔；中部設(shè)置有連接支撐板的螺栓孔。所述新型的挖掘機輔爪裝置，其前夾板呈矩形設(shè)置有防止夾板水平方向移 動的有卡槽；卡槽兩側(cè)的前夾板設(shè)置有若干個連接孔。所述新型的挖掘機輔爪裝置，后夾板一面設(shè)置有防止夾板水平方向移動的 有卡槽,卡槽兩側(cè)的前夾板設(shè)置有若干個連接孔；后夾板另一面設(shè)置有兩個立 槽，兩個立槽斜板上設(shè)置有連接輔爪的若干個連接孔。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本實用新型具有如下優(yōu)越性該新型的挖掘機輔爪裝置，通過對挖掘機鏟運土方動作的反復(fù)觀察研究， 而研制出一種非常實用的新型產(chǎn)品。對挖掘機的抓物功能進行了拓展，它可以 聯(lián)接在挖掘機的懸臂上，通過伸出的長爪，與鏟斗形成夾鉗之勢，能在挖掘機 鏟料時候擋住物料使其不能向后移動，把"挖"的動作變?yōu)?抓"的動作，實 現(xiàn)了對樹枝石方的抓運，充分發(fā)揮/大型機具在防洪搶險中的功效，發(fā)揮其"好、 快、省"的特點，而且能夠被挖掘機隨身攜帶。由于挖掘機在黃河防汛搶險中的運用越來越廣泛，為此，該新型的挖掘機 ^爪裝置，對現(xiàn)有的挖掘機進行改造，徹底改變了人工輔助作業(yè)的方式，其優(yōu) 越性如下(一) 增加了挖掘機的抓拋功能。改制后的挖掘機在不破壞原有結(jié)構(gòu)和不 增加外界動力的情況下，保留了原來所有功能，增加了抓物和拋物功能。(二) 輔爪裝置實現(xiàn)了一機多用。改制后的挖掘機，既可代替拋石機工作， 又可代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工柳桔料作業(yè)，具有快捷高效功能。伸展長臂可以將鉛絲籠、 柳桔料準(zhǔn)確、穩(wěn)定地拋入需要地點。
(三)輔爪裝置徹底改變了人機混合作業(yè)的局面，增加了安全生產(chǎn)系數(shù)。 在實際運用中，機械作業(yè)全面代替了人工作業(yè)，節(jié)約了大量人力、物力，加快 了速度，提高了效率，保證了工作面完整不被破壞。消除了人機混合搶險、施 工等現(xiàn)象，擺脫了作業(yè)人工輔助等不安全因素應(yīng)進行具體描述。挖掘機輔爪裝置發(fā)明以后，該裝置進行過多次試驗和實戰(zhàn)應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該裝 置對抓運柳石枕或石料均有非常令人滿意的效果。近兩年的搶險中，我局利用 安裝了輔爪的挖掘機向河壩根基拋柳石枕和鉛絲籠，提高了搶險速度。根據(jù)搶 險情況，大致進行了經(jīng)濟效益測算拋鉛絲籠，原來12分鐘拋籠1個，每臺班拋40個籠，現(xiàn)在4分鐘拋籠1個，每臺班拋籠120個，每臺班油耗為133. 6升， 每升柴油價格為4. 8元，每個鉛絲籠裝3方石料，每方石籠需0. 7個工日，每個工 日按保守計算為20元，原來每5分鐘裝拋軟料1次，改制后，每l分鐘裝拋軟 料1次。由此推算1. 1每天多拋折算為民工工資20元/工*0. 7工/方*3方/籠*80籠=3360元 /臺班。半年節(jié)約資金3360*30*6=604800元。1. 2節(jié)約油料(拋籠):133. 6*3:400. 8元。半年節(jié)約400. 8*30*6=72144元；1.3節(jié)約油料(拋軟料)133. 6*5=668元；半年節(jié)約668*30*6=120240元。 輔爪裝置年產(chǎn)生經(jīng)濟效益:797184元。根據(jù)以上應(yīng)用情況和和理論計算，大家一致認(rèn)為，安裝了輔爪的挖掘機比 拋石機的工作效率更高。較購買一套可伸縮的拋石機，大概節(jié)約十多萬元資金， 而我局研制的輔爪裝置，成本只有三千多元。附圖所示


圖1是挖掘機輔爪裝置的主視圖； 圖2是挖掘機輔爪裝置的側(cè)視圖； 圖3是輔爪裝置的前夾板結(jié)構(gòu)主視圖； 圖4是輔爪裝置的后夾板結(jié)構(gòu)主視圖； 圖5是輔爪裝置的后夾板結(jié)構(gòu)俯視圖；　圖6是挖掘機輔爪裝置的工作示意圖；圖中1—爪子；2—支撐板；3—螺栓螺母墊圈；4—螺栓；5—前后擋塊； 后夾板；7—前夾板；8—懸臂；9一鏟斗。
具體實施方式
一如1、 2、 3、 4、 5、 6圖所示該新型的挖掘機輔爪裝置，設(shè)置在挖掘機 的懸臂(8)上，其輔爪裝置與鏟斗(9)構(gòu)成夾鉗，包括爪子(2)前后夾板(7， 6);其前夾板(7)與后夾板(6)通過螺栓(4)固定在挖掘機的長臂(8) 上，前夾板(7)，后夾板(6)的下面設(shè)置有防止夾板沿斜面下滑的前，后擋塊(5);后夾板(6)通過螺栓(4)固定連接輔爪。其輔爪呈弧線型是由兩根爪 平O)通過若干個支撐板(2)鏈接構(gòu)成，其輔爪上端通過螺栓(3)固定在后 火板上。其爪子(O采用流線型結(jié)構(gòu)，上部設(shè)置有連接后夾板(6)的若干個 連接孔；中部設(shè)置有連接支撐板(2)的螺栓孔。其前夾板(7)呈矩形設(shè)置有 防止夾板水平方向移動的有卡槽；卡槽兩側(cè)的前夾板(7)設(shè)置有若干個連接孔。 后夾板(6) —面設(shè)置有防止夾板水平方向移動的卡槽,卡槽兩側(cè)的后夾板(6) 上設(shè)置有若干個連接孔；后夾板(6)另一面設(shè)置有兩個立槽，兩個立槽斜板上 設(shè)置有連接輔爪的若干個連接孔。該新型的挖掘機輔爪裝置的基本結(jié)構(gòu)由兩個爪子、支撐板、前夾板、后夾 板、前后擋塊和一些緊固件組成(如
圖1所示)。前夾板和后夾板通過6條高強 4螺栓夾住挖掘機的長臂，由于挖掘機的長臂有一定的斜角，螺栓兩端均有方 型斜墊片。前后夾板的下面緊貼前后擋塊，防止夾板沿斜面下滑，斜面和擋塊 共同限位，使前后夾板不會上下移動。兩個爪子夾在后夾板的兩個槽子內(nèi)，也 有6條螺栓將其聯(lián)接。在兩個爪子之間還有三塊支撐板聯(lián)接，將兩個爪子聯(lián)為 一體，提高整體剛性。該新型的挖掘機輔爪裝置爪子是挖掘機輔爪裝置的核心部件，它采用流線 型結(jié)構(gòu)，弧線的半徑和圓心的位置都經(jīng)過精心設(shè)計，而且不同的圓弧段之間均為 光滑過度，因此外觀非常漂亮，同時又避免了應(yīng)力集中，提高了機械韌性。鋼板 l是它的主體部分，上面有5個等距的cl)32的光孔，選擇不同的孔進行聯(lián)接， 可以改變爪子的上下位置；鋼板2作用有3點(-)增強爪子的剛型和強度；(二)
增大爪子工作面的面積，提高抓物的穩(wěn)定性；(三)上面加工有螺栓孔，通過支撐 板將兩個爪子聯(lián)接起來。該新型的挖掘機輔爪裝置前夾板和后夾板是輔爪裝置的輔助部分，兩者通 過長螺栓夾住挖掘機的長臂。前夾板和后夾板均設(shè)有270mm寬的卡槽，防止夾 板水平方向移動。后夾板設(shè)計有22mm寬的槽子，20mm厚的爪子可輕松放入，然 后由緊固件固定。前夾板和后夾板均采用20imn厚的鋼板焊接而成，其設(shè)計圖如 下。該新型的挖掘機輔爪裝置挖掘機輔爪裝置采用的螺栓全部為8. 8級強度螺 栓。特別是前后夾板用的超長螺栓，市面沒有出售，只好外委特殊訂貨。長螺 栓用的方斜墊片，是根據(jù)挖掘機長臂的斜度自行設(shè)計。其它緊固件均采購標(biāo)準(zhǔn) 件。該新型的挖掘機輔爪裝置的工況分析，輔爪在抓物體的時候，需要與伊斗配 合產(chǎn)生個夾力，這時候受力最大。等抓起物體以后，鏟斗處于下位，爪子處于 丄:位，這時爪子基本不受力或受力很小。該新型的挖掘機輔爪裝置的機械強度分析l爪子機械強度分析假定單只爪子在夾緊物體時所受的反作用力為P，到 最近把合螺栓的距離為1. 5米(與實際情況非常接近)，那么螺孔處所受的彎矩 為螺孔處材料的抗彎模量為『《W -巧=謹(jǐn)x,3 -0.0323) =225彬,紫 6// 6x0.032式中W—截面的抗彎模量；^一截面的寬度； //一截面的長度；A—螺孔的直徑。爪子的材質(zhì)為Q235-A，我們?nèi)≡S用應(yīng)力[o]-100MPa，那么由<formula>formula see original document page 7</formula>
可得1.5 1.5螺栓孔的位置是爪子最薄弱的地方，上式所算即為爪子的允許承載能力， 兩只爪子受力均勻的話，可以允許30，的夾緊力，如果偏載的話，許用夾緊力 更小一些。挖掘機的操作人員應(yīng)避免使夾緊力超過許用載荷。2爪子把合螺栓的強度分析當(dāng)爪子的夾緊力達(dá)到15M時，按照靜力平衡 關(guān)系(為簡化計算，忽略中間螺栓的影響)，下面的螺栓將受到90M的剪力，其 剪應(yīng)力為"￡/2式中T一螺栓受的剪應(yīng)力； 4 ^螺栓受的剪力； ^螺栓的直徑。 螺栓受的擠壓應(yīng)力為90000￡ = ， = 150滿 "W 30x20 -螺栓受的擠壓應(yīng)力；工W、〗一擠壓面的長度，即爪子的厚度。 以上所算應(yīng)力對于8. 8級的螺栓來說是非常安全的。3前后夾板聯(lián)接螺栓的工作情況前后夾板聯(lián)接螺栓在工作時常受到工作 拉力，在裝配時要設(shè)法控制預(yù)緊力。根據(jù)文獻的推薦，前后夾板單根螺栓的預(yù) 緊力為= 0.6o"" = 0.5o"s^ = 0.5x640x3.14x22.8 二 13(W0V44_r、:中e。4-螺栓聯(lián)接的預(yù)緊力； 一螺栓材料的屈服極限; -螺栓危險剖面的面積； -螺紋的小徑。螺栓的擰緊力矩為8<formula>formula see original document page 9</formula>附知道了擰緊力矩，就可以通過控制擰緊力矩的大小來控制螺栓預(yù)緊力的大小o根據(jù)前面對爪子的受力分析，又根據(jù)夾板螺栓的分布，可以斷定螺栓的工作拉力不會超過90KN。又螺栓相對于挖掘機長臂的相對剛度比較小，可以斷定 螺栓的總拉力<formula>formula see original document page 9</formula>式中[螺栓總拉力；<formula>formula see original document page 9</formula>螺栓的相對剛度，因為<formula>formula see original document page 9</formula><formula>formula see original document page 9</formula> 其安全系數(shù)為 <formula>formula see original document page 9</formula>由于以上采取了保守計算，實際的安全系數(shù)還要更高，可見螺栓是安全的'
權(quán)利要求1、一種新型的挖掘機輔爪裝置，其特征在于所述輔爪裝置設(shè)置在挖掘機的懸臂(8)上，其輔爪裝置與鏟斗(9)構(gòu)成夾鉗，包括爪子(2)前后夾板(7，6)；其前夾板(7)與后夾板(6)通過螺栓(4)固定在挖掘機的長臂(8)上，前夾板(7)，后夾板(6)的下面設(shè)置有防止夾板沿斜面下滑的前，后擋塊(5)； 后夾板(6)通過螺栓(4)固定連接輔爪。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述新型的挖掘機輔爪裝置，其特征在于其輔爪呈 弧線型是由兩根爪子(1)通過若干個支撐板(2)鏈接構(gòu)成，其輔爪上端通過 螺栓(3)固定在后夾板上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述新型的挖掘機輔爪裝置，其特征在于其爪子(1) 采用流線型結(jié)構(gòu)，上部設(shè)置有連接后夾板(6)的若干個連接孔；中部設(shè)置有連 接支撐板(2)的螺栓孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述新型的挖掘機輔爪裝置，其特征在于其前夾板(7) 呈矩形設(shè)置有防止夾板水平方向移動的有卡槽；卡槽兩側(cè)的前夾板(7)設(shè)置有 若干個連接孔。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述新型的挖掘機輔爪裝置，其特征在于后夾板(6) 一面設(shè)置有防止夾板水平方向移動的卡槽，卡槽兩側(cè)的后夾板(6)上設(shè)置有若 干個連接孔；后夾板(6)另一面設(shè)置有兩個立槽，兩個立槽斜板上設(shè)置有連接 輔爪的若干個連接孔。
專利摘要一種新型的挖掘機輔爪裝置，涉及挖掘機鏟斗工具的技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)置在挖掘機的懸臂(8)上，其輔爪裝置與鏟斗(9)構(gòu)成夾鉗，包括爪子(2)前后夾板(7，6)；其前夾板(7)與后夾板(6)通過螺栓(4)固定在挖掘機的長臂(8)上，前夾板(7)，后夾板(6)的下面設(shè)置有防止夾板沿斜面下滑的前，后擋塊(5)；后夾板(6)通過螺栓(4)固定連接輔爪。其輔爪呈弧線型是由兩根爪子(1)通過若干個支撐板(2)鏈接構(gòu)成，本實用新型能在挖掘機鏟料時候擋住物料使其不能向后移動，而且這種裝置能夠被挖掘機隨身攜帶，實現(xiàn)了對樹枝石方的抓運。
文檔編號E02F3/36GK201050075SQ20072009016
公開日2008年4月23日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者劉景濤, 王萬社, 王占國, 王宏州, 趙寶印 申請人:豫西黃河河務(wù)局孟津黃河河務(wù)局