專利名稱：一種蓄能沖抓技術(shù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連續(xù)墻抓斗成槽機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種蓄能沖抓 技術(shù)方法。
背景技術(shù)：
連續(xù)墻抓斗成槽機(jī)是地下連續(xù)墻成槽施工的重要機(jī)械。 請參考圖1,圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的連續(xù)墻抓斗成槽機(jī)的 抓斗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
現(xiàn)有技術(shù)的抓斗裝置包括抓斗12、導(dǎo)向架13、起吊滑輪14、驅(qū) 動油缸11,及與驅(qū)動油缸11連4矣的連纟干15,驅(qū)動油釭11通過連桿 15驅(qū)動抓斗12，從而使其完成合斗或者開斗操作；或者取消中心的驅(qū) 動油缸ll而在連桿15對應(yīng)的位置將兩只連桿15代換為兩只較細(xì)的驅(qū) 動油缸直接驅(qū)動抓斗開/閉。
施工時，將抓斗裝置置于槽孔挖掘位置，下放抓斗12觸及槽底時， 通過合斗操作，將槽底的壤土礫石抓掘于斗中；然后，提升抓斗12 出槽，將抓斗12移至卸土位置后開斗卸土，如此反復(fù)，最終完成對預(yù) 定成槽的深度抓掘。
為了提高抓斗裝置的施工效率，使每次合斗操作都盡可能多地抓 掘槽底壤土礫石，重要的技術(shù)關(guān)鍵就是提高抓掘深度，即盡可能提高 合斗時斗齒向槽底巖土的切進(jìn)深度。為此，現(xiàn)有的技術(shù)方法主要是兩 種 一是利用抓斗裝置下放時的由其速度和質(zhì)量決定的動能在抓斗觸 及槽底時形成"沖擊性"切入，俗稱"沖抓"，為了區(qū)分，本說明中將 其稱為"動能沖抓"；二是利用抓斗裝置合斗起始段斗齒軌跡的向下分 力形成進(jìn)深"挖掘"，本說明中將其稱為"靜態(tài)抓掘"。需要提及的是， 靜態(tài)抓掘的動作雖然由抓斗驅(qū)動油缸推動，但抓掘中抓斗斗齒施加給 槽底巖土的正常的向下抓掘負(fù)荷是依靠抓斗裝置的自重作為反作用 力，準(zhǔn)確的說還要減去抓斗裝置浸在護(hù)壁泥漿中所受的浮力，因此雖 然抓斗驅(qū)動油缸的推力從其它需求考慮往往設(shè)計的很大，但靜態(tài)抓掘時抓斗向下的正常抓掘負(fù)荷不會超過抓斗裝置在泥漿槽內(nèi)的重力。正 常抓掘負(fù)荷的描述未計入抓斗由靜止到運(yùn)動間瞬時出現(xiàn)的加速負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種蓄能沖抓技術(shù)方法，該蓄能 沖抓技術(shù)方法能夠提高連續(xù)墻抓斗成槽機(jī)的抓斗裝置的抓掘效率。
在抓斗裝置質(zhì)量不變的前提下，本發(fā)明提供一種蓄能沖抓技術(shù)方 法，可在動能沖抓完成后，抓斗裝置基本處于槽底位置的靜置狀態(tài)， 向斗齒施加大大超過抓斗裝置重量的向下抓掘力。適用于提高連續(xù)墻 抓斗成槽機(jī)的抓斗裝置的抓掘效率。所述蓄能沖抓技術(shù)方法是，利用 蓄能元件儲存超過抓斗正常向下抓掘負(fù)荷的能量，并在所述抓斗對槽 底巖土進(jìn)行抓掘時，通過蓄能元件向抓斗驅(qū)動元件迅速釋放能量，使 所述驅(qū)動元件對相關(guān)質(zhì)量單元產(chǎn)生加速推動，并借助這種加速中相關(guān) 質(zhì)量單元形成的向下的反作用力提升抓斗的向下抓掘力，加大斗齒對 槽底巖土的破解作用及有效切深，從而提高抓斗裝置的抓掘效率。其 中所述的抓斗正常向下抓掘負(fù)荷是指以抓斗裝置重量作為反作用力可 獲得的最大"靜態(tài)"抓掘力。本發(fā)明方法能夠?qū)崿F(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)有以下
3點l.蓄能元件釋放能量的速度主要受釋放機(jī)構(gòu)的阻尼特性影響， 與儲能過程無關(guān)；因而通過蓄能器釋放的能量"功率，，可以大大高于 成槽機(jī)的動力源功率。2.抓斗裝置以抓斗驅(qū)動油缸推動產(chǎn)生相對位移 所分隔的上下兩部分中，上部質(zhì)量一般明顯大于下部質(zhì)量，因而可以 產(chǎn)生相當(dāng)大的加速反力。3.蓄能元件儲存的負(fù)荷由動力源提供，并在 釋放前表現(xiàn)為相應(yīng)元件的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，并不依賴于抓斗裝置自重，因而 可以根據(jù)需要配置所需元件及參數(shù)獲得。對于液壓蓄能器，儲存超過 抓斗正常向下抓掘的負(fù)荷實際是儲存超過"正常向下抓掘負(fù)荷"體現(xiàn) 在驅(qū)動油缸上的液壓力(壓強(qiáng))。對于機(jī)械蓄能器，儲存超過抓斗正常 向下抓掘的負(fù)荷實際是儲存超過"正常向下抓掘負(fù)荷"由沖擊驅(qū)動機(jī) 構(gòu)轉(zhuǎn)化到蓄能器上的驅(qū)動力。由于蓄能器是以勢能形式儲蓄能量，本 發(fā)明技術(shù)所獲得抓掘效果又具有短時沖擊特性，故提出將本發(fā)明方法 在技術(shù)上稱為"勢能沖抓"。本發(fā)明所利用原理的通俗表述是當(dāng)一個蹲伏在稱重計上的人迅 速站起時，稱重計上可以壓出大大超過該人體重的負(fù)荷。
本發(fā)明方法在實施時，將蓄能元件安裝于抓斗裝置中并采取盡量 短的和直接的蓄能元件到驅(qū)動元件的釋放聯(lián)接有助于減少蓄能釋放阻 尼，產(chǎn)生更強(qiáng)的蓄能沖抓效果。
優(yōu)選地，所述蓄能元件為液壓蓄能器。
優(yōu)選地，所述蓄能元件為機(jī)械蓄能裝置。
優(yōu)選地，所述蓄能元件向其釋放能量的抓斗驅(qū)動元件就是抓斗工 作驅(qū)動油缸，所述驅(qū)動油缸驅(qū)動所述抓斗執(zhí)行開斗與合斗操作。
優(yōu)選地，所述蓄能元件向其釋放能量的抓斗驅(qū)動元件是專門的沖 擊驅(qū)動油缸，其安裝型式可如沖擊推桿。
優(yōu)選地，所述蓄能元件向其釋放能量的抓斗驅(qū)動元件同時包括抓 斗工作驅(qū)動油缸和專門的沖擊驅(qū)動油缸。
優(yōu)選地，在完成一次合斗操作中，當(dāng)所述蓄能元件的能量釋放完 畢后，暫緩合斗，再次為所述蓄能元件蓄能，再次釋放，以此可致多 次蓄能沖抓。
優(yōu)選地，在一次合斗操作中，所述液壓蓄能器一次存儲的能量分 次釋放，從而形成多次蓄能沖抓。
在抓斗裝置質(zhì)量不變的前提下，本發(fā)明提供一種蓄能沖抓技術(shù)方 法，可在動能沖抓完成后，抓斗裝置基本處于槽底位置的靜置狀態(tài)， 向斗齒施加大大超過抓斗裝置重量的向下抓掘力。適用于提高連續(xù)墻 抓斗成槽機(jī)的抓斗裝置的抓掘效率。
本發(fā)明所提供的蓄能沖抓技術(shù)方法主要是利用蓄能元件儲存超 過抓斗正常向下抓掘負(fù)荷的能量，并在所述抓斗對槽底巖土進(jìn)行抓掘 時，具體來說可以在抓斗的刃齒只是進(jìn)一步壓緊槽底，且在合斗方向 相關(guān)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的間隙相互貼實尚沒有形成明顯的合斗動作時，通過蓄 能元件向抓斗驅(qū)動元件迅速釋放能量，使所述驅(qū)動元件對相關(guān)質(zhì)量單 元產(chǎn)生加速推動，并借助這種加速中上部質(zhì)量形成的向下的反作用力 增強(qiáng)抓斗的向下抓掘力，加大斗齒對槽底巖土的破解作用及有效切深，從而提高抓斗裝置的抓掘效率。
上述蓄能元件可以為液壓蓄能器，所述液壓蓄能器儲存超過抓斗 正常向下抓掘的負(fù)荷實際是儲存超過"正常向下抓掘負(fù)荷，，體現(xiàn)在驅(qū) 動油缸上液壓力。上述蓄能元件還可以為機(jī)械蓄能器，所述機(jī)械蓄能
負(fù)荷，，由沖擊驅(qū)動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化到蓄能器上的驅(qū)動力。由于蓄能器是以勢 能形式儲蓄能量，本發(fā)明技術(shù)所獲得抓掘效果又具有短時沖擊特性， 故提出將本發(fā)明方法在技術(shù)上稱為"勢能沖抓"。
當(dāng)然，蓄能元件并不限于液壓蓄能器和機(jī)械蓄能器，還可以為其 他類型的蓄能元件。
實施多次蓄能沖抓對具體施工的意義是在操作具有該項功能的 連續(xù)墻抓斗成槽機(jī)時，操作者可以根據(jù)一次或幾次提斗后的卸土量判 斷當(dāng)前的抓掘量相對斗容是否充分，如不充分，可試驗增加蓄能沖抓 次數(shù)，通過比較單斗抓掘量的改善效果，優(yōu)化當(dāng)前地質(zhì)條件下的成槽 才幾操作，才是高工效。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的連續(xù)墻抓斗成槽機(jī)的抓斗裝置的結(jié) 構(gòu)示意圖2為本發(fā)明一種實施例中蓄能沖抓技術(shù)方法所應(yīng)用的抓斗裝置 的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明另一種實施例中蓄能沖抓技術(shù)方法所應(yīng)用的抓斗裝 置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心是提供一種蓄能沖抓技術(shù)方法，該蓄能沖抓技術(shù)方 法能夠提高抓斗合斗時的抓掘效率。
合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
圖2為本發(fā)明 一種實施例中蓄能沖抓技術(shù)方法所應(yīng)用的抓斗裝置 的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明另一種實施例中蓄能沖抓才支術(shù)方法所應(yīng)
6用的抓斗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
在第一種實施例中，本發(fā)明所提供一種蓄能沖抓技術(shù)方法，適用于提高連續(xù)墻抓斗成槽機(jī)的抓斗裝置的抓掘效率，利用蓄能元件儲存
超過抓斗12正常向下抓掘負(fù)荷的能量，并在所述抓斗12的斗齒121切實與槽底巖土抵緊后，通過蓄能元件向抓斗驅(qū)動元件迅速釋放能量，形成與驅(qū)動元件相聯(lián)接各質(zhì)量系的加速運(yùn)動，借助這種加速所產(chǎn)生的反作用力增大抓斗12的向下抓掘力，實現(xiàn)對抓斗裝置抓掘效率的提升。
在抓斗12合斗前，向蓄能元件蓄能，從而儲存能量；在抓斗12完成下放觸底的"動能沖抓，，后，在抓斗12合斗時，具體來說可以在抓斗12的刃齒只是進(jìn)一步壓緊槽底，且在合斗方向相關(guān)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的間隙相互貼實尚沒有形成明顯的合斗動作時，蓄能元件突然釋放其存儲的超過抓斗12正常起動負(fù)荷的巨大能量，并傳遞給與抓斗12連接的抓斗驅(qū)動元件，利用抓斗裝置的抓斗12以上部分的質(zhì)量，在驅(qū)動力暴發(fā)式增大時形成的遠(yuǎn)大于抓斗裝置自重的加速反力，向下推動抓斗12，從而對斗底土壤形成強(qiáng)力"沖"抓，使其更深的切入土層，從而增大了壤土抓掘量，提高了抓掘效率。上述過程稱為蓄能沖抓過程。
施工時，操作者也可以根據(jù)抓斗12開斗后的卸土量判斷當(dāng)前的抓掘效率是否充分，必要時，可以在每次合斗前進(jìn)行兩次或多次蓄能沖抓，從而提高抓斗12的抓掘效率，進(jìn)而提高抓斗12的出土率，提高施工效能。
具體地，如圖2所示，蓄能元件可以為液壓蓄能器22，液壓蓄能器22與抓斗驅(qū)動元件連接，在抓斗12的斗齒121切實與槽底巖土抵緊后，控制液壓蓄能器22中的能量突然釋放，通過驅(qū)動元件傳遞給抓斗12,從而提高抓斗12的抓掘效率。
如圖2所示，上述一種實施例中，所述蓄能元件向其釋放能量的抓斗驅(qū)動元件就是抓斗工作驅(qū)動油缸11,驅(qū)動油釭11驅(qū)動抓斗12執(zhí)行開斗與合斗操作。
在抓斗12的刃齒121只是進(jìn)一步壓緊槽底，且在合斗方向相互貼實尚沒有形成明顯的合斗動作時，蓄能元件突然釋放其存儲的超過抓斗12正常起動負(fù)荷的巨大能量，沖入驅(qū)動油缸11相應(yīng)的腔體，推動驅(qū)動油缸11的活塞向下暴發(fā)性運(yùn)動，>^人而促<吏纟爪斗12更深的切入土層，或者對于密實性巖土地層，強(qiáng)力沖擊性負(fù)荷有助于其產(chǎn)生破段
裂隙，從而提高抓斗12的抓掘效率。
此外，在上述第一種實施例中，所述蓄能元件向其釋放能量的抓
斗驅(qū)動元件是專門的沖擊驅(qū)動油缸，其安裝型式可如沖擊推桿25。將蓄能元件(液壓蓄能器22)與所述沖擊驅(qū)動油缸連接，通過適
當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)布局和控制系統(tǒng)調(diào)整，從而獲得更好的沖擊效能。
此外，我們還可以對上述第一種實施例作進(jìn)一步的改進(jìn)，具體地，
所述蓄能元件向其釋放能量的抓斗驅(qū)動元件同時包括抓斗工作驅(qū)動油
缸11和專門的沖擊驅(qū)動油缸。
抓斗裝置上同時具有抓斗工作驅(qū)動油缸11和沖擊驅(qū)動油缸，且在
抓斗12的刃齒121切實抵緊槽底巖土?xí)r，蓄能元件同時向抓斗工作驅(qū)
動油缸11和專門的沖擊驅(qū)動油缸釋放能量，從而更進(jìn)一步地提高抓斗
12的抓掘效率。
此外，我們還可以對蓄能元件釋放能量的過程作進(jìn)一步的設(shè)置。具體地，在完成一次合斗操作中，當(dāng)所述蓄能元件的能量釋放完
畢后，暫緩合斗，再次為所述蓄能元件蓄能，再次釋放，以此可致多
次蓄能沖抓。
再者，在一次合斗操作中，液壓蓄能器22 —次存儲的能量可以分次釋放，當(dāng)然也可以形成多次蓄能沖抓。
上述兩種多次蓄能沖抓方法均可以提高抓斗的出土率，從而提高施工效能。
同時，可以在所述抓斗向槽底下放執(zhí)行的過程中，給液壓蓄能器22蓄能，這樣有利于保證抓斗12在以最大開口和無上行間隙的狀態(tài)下完成觸底沖4爪。
以上對本發(fā)明所提供的蓄能沖抓技術(shù)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文
.明的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明
權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種蓄能沖抓技術(shù)方法，適用于提高連續(xù)墻抓斗成槽機(jī)的抓斗裝置的抓掘效率，其特征在于，利用蓄能元件儲存超過抓斗(12)正常向下抓掘負(fù)荷的能量，并在所述抓斗(12)對槽底巖土進(jìn)行抓掘時，通過蓄能元件向抓斗驅(qū)動元件迅速釋放能量，使所述驅(qū)動元件對相關(guān)質(zhì)量單元產(chǎn)生加速推動，并借助這種加速中相關(guān)質(zhì)量單元形成的向下的反作用力提升抓斗(12)的向下抓掘力，加大斗齒(121)對槽底巖土的破解作用及有效切深，從而提高抓斗裝置的抓掘效率。
2、 如權(quán)利要求1所述的蓄能沖抓技術(shù)方法，其特征在于，所述 蓄能元件為液壓蓄能器(22)。
3、 如權(quán)利要求1所述的蓄能沖抓技術(shù)方法，其特征在于，所述 蓄能元件為機(jī)械蓄能裝置(24)。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的蓄能沖抓技術(shù)方法，其特征在于， 所述蓄能元件向其釋放能量的抓斗驅(qū)動元件就是抓斗工作驅(qū)動油缸(11 ),所述驅(qū)動油缸(11 )驅(qū)動所述抓斗(12 )執(zhí)行開斗與合斗操作。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的蓄能沖抓技術(shù)方法，其特征在于， 所述蓄能元件向其釋放能量的抓斗驅(qū)動元件是專門的沖擊驅(qū)動油缸， 其安裝型式可如沖擊推桿(25)。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的蓄能沖抓技術(shù)方法，其特征在于， 所述蓄能元件向其釋放能量的抓斗驅(qū)動元件同時包括抓斗工作驅(qū)動油 缸(11 )和專門的沖擊驅(qū)動油缸。
7、 如權(quán)利要求1至3所述的蓄能沖抓技術(shù)方法，其特征在于， 在完成一次合斗操作中，當(dāng)所述蓄能元件的能量釋放完畢后，暫緩合 斗，再次為所述蓄能元件蓄能，再次釋放，以此可致多次蓄能沖抓。
8、 如權(quán)利要求2所述的蓄能沖抓技術(shù)方法，其特征在于，在一 次合斗操作中，所述液壓蓄能器(22) —次存儲的能量分次釋放，從 而形成多次蓄能沖抓。 全文摘要
本發(fā)明公開了一種蓄能沖抓技術(shù)方法，適用于提高連續(xù)墻抓斗成槽機(jī)之抓斗裝置的抓掘效率；本發(fā)明利用蓄能技術(shù)，主要是利用機(jī)械或液壓蓄能元件，使其儲備超出抓斗(12)正常起動負(fù)荷的加載能量，并在抓斗(12)合斗的起始階段，迅速釋放給抓斗驅(qū)動機(jī)構(gòu)，或者專門的沖擊驅(qū)動機(jī)構(gòu)，使驅(qū)動機(jī)構(gòu)借助其上部質(zhì)量產(chǎn)生的加速反力短時輸出可大大超過抓斗裝置自重的推力，向下推動抓斗(12)對斗底土壤形成強(qiáng)力“沖”抓。
文檔編號E02F5/02GK101644068SQ20091009201
公開日2010年2月10日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者朱道升, 黎中銀 申請人:北京市三一重機(jī)有限公司