浅析挖掘机快换装置的结构及原理

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摘要： 目前，挖掘机正被广泛应用于基本建设的各个领域，为了适应各种不同的复杂作业需求，施工中需要频繁更换不同工作装置，挖掘机快换装置用于各类工作装置机具的快速更换，可提高工作效率实现一机多能。

Abstract： At present， the excavator is widely used in various fields of infrastructure. In order to adapt to a variety of complex operational requirements， we need frequently replace different devices. Quick coupling devices of excavators are used to change various attachments rapidly， which can increase work efficiency and realizes versatility of a machine.

关键词： 挖掘机；工作装置；快换装置

Key words： excavator；working unit；quickcoupling devices

中图分类号：TU621 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）14-0062-02

0 引言

随着挖掘机械的日益发展，挖掘机已从传统的挖掘、破碎、回填功能拓展到土钻、振动夯实、鳄鱼钳、抓钩、松土、滚压、掘进及开岩等10余种功能，大大提高了挖掘机的使用价值。传统的挖斗等工作装置直接连接连杆及斗杆，进行单一作业。为适应作业需求，施工中需要频繁更换工作装置，传统方法虽然可以实现工作装置的转换，但是耗费大量的人力物力而且容易造成销轴表面污染，降低销轴的使用寿命。而快换装置的使用，可使挖掘机快速换用各种机具，实现一机多用，减少吊装拆卸时间，提高了工作效率，节约了资源。

1 几种常见的快换装置

1.1 弹簧式快换装置

包括主钩体1和锁钩2，锁钩和主钩体铰接，在主钩体内设有弹簧3，锁钩通过拉伸弹簧连接在主钩体上，通过压缩弹簧实现了锁钩的自动闭合锁紧在主钩体上还设有安全销装置4，该安全销装置横向安装在主钩体上，其伸出的安全销挡在锁钩闭合时的后面。弹簧作用使其处于常伸状态，锁钩是不能打开的。更换作业工装时，向外拉动安全销，克服弹簧力向下撬动锁钩使锁钩打开，作业工装因重力的作用后轴脱离锁钩，继续往下撬动锁钩，这时转动主钩体，可使主钩体脱离作业工装完成机器与作业工装的分离工作，此时安全销装置正好被锁钩挡住，故更换工装方便、快速。

1.2 液压式快换装置

包括固定连接体1、锁钩2、压缩弹簧3、控制油缸4。

固定连接体由纵向侧板和横向连接板焊接而成框架结构，他的后侧设有与挖掘机斗杆和连杆连接的孔，活动锁舌后部通过锁舌轴和轴套连接在固定连接体上，并可绕锁舌销轴旋转，锁舌中部有与控制油缸连接的孔，控制油缸通过油缸后销轴和油缸前销轴分别与固定连接体相铰接，压缩弹簧套在控制油缸上油缸上，用来克服液压缸突然失效造成的工作装置脱落，安装工作机具时首先用固定连接体前部上侧的工作圆弧钩住工作机具上的销轴，同时使固定连接体前部的工作圆弧贴近工作机具上的拉杆销轴，然后使控制油缸的大腔进油，活动锁舌顺时针旋转，将工作机具上拉杆销轴钩住并与固定连接体前部下侧的工作圆弧一起利用油缸力将工作机具上拉杆销轴夹紧，卸下工作机具时使控制油缸的小腔进油，活动锁舌逆时针旋转，固定连接体前部下侧的工作圆弧开放，再将快换装置从机具上脱离即可。

1.3 具有侧倾功能的快换装置

固定连接体1由纵向侧板和横向连接板焊接而成框架结构，他的后侧设有与挖掘机斗杆和连杆连接的孔，液压马达2与固定连接体的横向侧板用螺栓连接，液压马达的回转中心通过两块耳板3与快接器4用螺栓连接，液压油驱动回转中心销轴的回转来实现快接器的左右侧倾，快接器是由两条滑道与耳板焊接而成，滑道的一端设有固定工作圆弧6，液压油缸5一端与固定工作圆弧上端通过销轴连接在一起，另一端通过销轴与活动锁舌7连接，当液压缸大腔进油时，活塞杆推动活动锁舌到达工作状态，当活动锁舌达到工作位置之后应用安全销将活动锁舌固定到工作位置，以防止液压缸的突然失效，造成工作装置的脱落。

1.4 万向快速连装置

主要由摆动装置1、回转减速装置2、快接器3、双联油缸4组成。

摆动装置主要由左右对称的两个侧板、连接板、安装座组成，左右对称的两个侧板上端均开有两个销孔，通过销轴与挖掘机的斗杆与连杆铰接，左右侧板的下端与前后对称的连接板焊接成整体框架，左右侧板的外侧均固定连接安装座，安装座与油缸的缸端采用法兰固定；

回转减速装置主要由液压马达5、箱体6、箱体内相互咬合的蜗杆7和涡轮8、U形耳座、耳板组成，蜗杆的左端与液压马达连接，右端与箱体内的侧孔相配合，箱体前后的外侧均对称固定U形耳座、耳板组成，蜗杆的左端与液压马达连接，右端与箱体内的侧板孔配合，箱体左右两侧对称伸出耳板，通过销轴与油缸的活塞杆端耳环铰接；

快接器主要由托盘9、前后两个对称侧板组成；托盘与涡轮通过压板10相连接，托盘的回转中心与蜗杆的回转中心想重合，与托盘焊接的前后侧板的左右端均有与挖掘机的挖斗等机具连接半圆形开口槽。

万向快接器使机具既能绕Z轴360°以上旋转，又能以Y轴位中心进行±45°的摆动，同时能绕X轴旋转。从而把简单的挖掘机转化为多功能的载具，实现了立体空间的作业。

2 总结

目前，国内挖掘机配备的工作装置附件快换装置，主要有机械式和液压式两种结构，机械式结构在用户更换工作装置附件时，需要用人力来操纵快换的机械机构实现工作装置的替换，通常采用弹簧闭锁方式设计，由于受人力开锁力的约束弹簧力不能太大，造成闭锁力不足的情况，容易造成锁钩松动至工作装置脱落事故。液压式结构的快换装置通过液压缸工作带动相应的机构实现工作装置的连接与分离，但需要在原有设备上增加相应的管路和控制系统，由于小吨位连接器自身没有足够的空间设置液压缸，并且系统复杂、成本较高，目前液压式结构的快换装置多带有安全销用来防止液压系统失效发生安全事故，所以液压结构快换装置不能完全实现不用人力操纵。

参考文献：

[1]同济大学.单斗液压挖掘机.北京：中国建筑工业出版社，1981：4～30.

[2]张启君，刘伟.国内挖掘机行业的探讨[J].建筑机械与施工机械化，2005，（2）：l～6.

[3]朱俊.挖掘机液压部件的常见故障及处理[J].当代农机，2010（03）.