挖掘机铲斗制造技术

本发明专利技术涉及挖掘机铲斗，为解决现有挖掘机铲斗难以适应原生沉积物料挖掘的问题；提供一种挖掘机铲斗，铲斗的斗形参数是：铲斗挖掘角θ1为：90°≤θ1≤94°；张开角θ2为：16°≤θ2≤20°；侧刀板刃角θ3为：40°≤θ3≤50°；倾斜角θ4为：0°＜θ4≤3°；宽深比W/D为：1≤W/D≤1.25；外伸距L为：L≥0.6D；单位切削力1/(QV*W)：1/(QV*W)≥180N/mm

【技术实现步骤摘要】
挖掘机铲斗
本专利技术涉及一种铲斗，更具体地说，涉及一种挖掘机铲斗。
技术介绍
铲斗是挖掘机的常用属具。挖掘机的铲斗主要由斗底、左右侧的封板、轴座、主刀板构成。挖掘机使用铲斗进行土石方挖掘与装车等作业，在作业过程中，尤其是应用在岩石装车工况，作业过程中避免不了受到石头的冲撞和磨损。在矿山采掘行业中，采掘方式已经逐渐转变为挖掘机代替炸药，直接对物料进行开采，因此，需求能够对原生物料直接进行切削和挖掘的铲斗。传统的铲斗斗形已经适应很多工况，但是其主要应用在松散物料挖掘和装载上，而对于原生沉积物料(页岩、硬土)的开采和挖掘是不适应的，表现出阻力大、挖不动，最终导致挖掘机整机效率低、油耗高、操作舒适性差。其次，传统铲斗的斗底和侧面防磨结构都是由多块板拼焊而成，其诸多焊缝因直接与物料接触碰撞而容易开裂和磨损，引起防磨结构的可靠性性低；同时，防磨的位置和大小比较随意和多样，涉及板的规格多、通用性低，切割和焊接量大，生产成本较大，另外后期的维护便利性和成本同样较大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有挖掘机铲斗难以适应原生沉积物料挖掘的问题，而提供一种挖掘机铲斗，适合用于原生沉积物料的挖掘。本专利技术为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机铲斗，包括铲斗主体，所述铲斗主体主要由主刀板、斗底板、位于斗底板两侧的封板、轴座焊接构成；所述斗底板是前部平面和后部双曲率圆弧面的弯板；所述封板包括侧刀板和在侧刀板后侧与侧刀板相焊接的侧封板，其特征在于：所述铲斗的参数如下：>铲斗挖掘角θ1为：90°≤θ1≤94°；张开角θ2为：16°≤θ2≤20°；侧刀板刃角θ3为：40°≤θ3≤50°；倾斜角θ4为：0°＜θ4≤3°；宽深比W/D为：1≤W/D≤1.25，其中W为斗宽，D为斗深；外伸距L为：L≥0.6D；单位切削力1/(QV*W)：1/(QV*W)≥180N/mm2，其中QV为挖掘半径。上述挖掘机铲斗中，挖掘机铲斗还包括集成防磨结构，所述集成防磨结构由底部弯板和焊接在底部弯板两侧的侧板构成，所述底部弯板贴合在所述斗底板的下侧、侧板贴合在所述侧封板的外侧，底部弯板的前部直边紧靠所述主刀板的后侧边，侧板的前部直边紧靠所述侧刀板的后侧边，侧板的前部和上部通过锁紧连接件与侧封板固定连接，所述底部弯板的前部通过锁紧连接件与斗底板固定连接。相比传统铲斗中使用多块板拼接防磨结构，本专利技术中集成防磨结构的结构比较稳定，其用板材代替了大量焊缝，防磨性能比较均匀，同时减少了板材规格、下料成本。集成防磨结构通过锁紧连接件与铲斗主体连接，在集成防磨结构出现磨损或损坏时可整体更换，提高了集成防磨结构的通用性和后期维护便利性，同时提升了铲斗的使用寿命。锁紧连接件可以是螺栓、铆钉等，在集成防磨结构后期维护更换是便于拆卸。上述挖掘机铲斗中，所述底部弯板的后部最高点不超过斗深D与斗底的交点。进一步地，所述侧板的前部直边的长度为0.35-0.45的铲斗挖掘半径。所述侧板上部后端与所述底部弯板的后端齐平，侧板所在区域为铲斗在挖掘过程中主要磨损区域，侧板的前部直边的长度为0.35-0.45的铲斗挖掘半径，能够保护铲斗在挖掘过程中主要磨损区域不被快速磨损，进一步提升铲斗的耐用性。同时对非主要磨损不进行分布耐磨材料，可降低铲斗的重量，实现轻量化高能效设计。上述挖掘机铲斗中，所述底部弯板后端居中设置有矩形或梯形的缺口。进一步地，所述底部弯板上后端的缺口最低点不低于斗底板上两个圆弧的切点。所述缺口的宽度不小于0.4倍的铲斗宽度。铲斗在挖掘过程中与物料接触区域的受力从集成防磨结构前端的平面到第一段圆弧再到第二段圆弧区域依次减小，尤其在第二段圆弧中心部分基本与物料接触力明显减小，因此底部弯板上设置缺口，使得不影响防磨性能的情况下减少材料用量，降低铲斗重量。上述挖掘机铲斗中，所述底部弯板和侧板上设置有沿挖掘方向的凹槽。所述底部弯板的凹槽后端的高度不高于斗底板上两个圆弧的切点。防磨结构一方面需要可靠的防磨，一方面又要与物料更少的接触，以减小摩擦阻力，集成防磨结构的底部弯板和侧板上沿挖掘方向设置凹槽，降低集成防磨结构在挖掘作业时与物料的接触面积，降低挖掘阻力。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：本专利技术通过对铲斗的铲斗挖掘角、张开角、侧刀板刃角、外伸距、倾斜角、单位切削力优化，降低铲斗挖掘开采原生沉积物料的阻力，铲斗切削力大、切削速度快、作业能效高，铲斗的能效相比破碎锤作业提高25％以上，相比同规格的传统铲斗，能效提升60％以上。本专利技术中集成防磨结构用板材代替了大量焊缝，防磨性能比较均匀，结构稳定，减少了板材规格、降低下料成本。通过锁紧连接件与铲斗主体连接，实现集成防磨结构可整体更换，提高通用性和后期维护便利性。附图说明图1是本专利技术挖掘机铲斗的结构示意图。图2是本专利技术挖掘机铲斗的剖面示意图。图3是本专利技术挖掘机铲斗的俯视图。图4是本专利技术挖掘机铲斗中集成防磨结构的结构示意图。图5是本专利技术挖掘机铲斗中不同铲斗铲斗挖掘角下的作业轨迹曲线图。图6是本专利技术挖掘机铲斗中侧刀板刃角与铲斗受力的关系曲线图。图7是本专利技术挖掘机铲斗中铲斗前端随倾斜角变化的受力曲线图。图中零部件名称及序号：铲斗主体10、斗底板11、平面111、第一段圆弧112、第二段圆弧113、主刀板12、侧刀板13、侧封板14、侧齿15、斗齿16、轴座17、斗杆铰接点171、连杆铰接点172、集成防磨结构20、底部弯板21、侧板22、缺口23、底部凹槽24、侧面凹槽25。具体实施方式下面结合附图说明具体实施方案。如图1所示，本实施例中的挖掘机铲斗包括铲斗主体10和集成防磨结构20。铲斗主体10主要由由主刀板12、斗底板11、位于斗底板11两侧的封板、轴座17焊接构成，封板包括侧刀板13和在侧刀板13后侧与侧刀板相焊接的侧封板14，主刀板12上安装有斗齿16，侧刀板13上安装有侧齿15。轴座17上设置有两个铰接点，分别用于与斗杆铰接的斗杆铰接座171和用于与连杆铰接的连杆铰接座172，连杆与铲斗油缸和摆杆连接。如图2图3所示，斗底板11是前部平面111和后部双曲率圆弧面的弯板，斗底板11的前端与主刀板12连接。斗底板11后部的第一段圆弧112半径为R2,第二段圆弧113的半径为R1,两段圆弧的相切点为B点。铲斗的宽度为铲斗主体前端的宽度W。铲斗挖掘半径QV是指轴座上与挖掘机斗杆铰接的斗杆铰接点171至主刀板12前边沿的距离，斗深D是指斗底板11上至斗杆铰接点171与主刀板12前边沿连线的最大距离(图2中A点至QV之间的距离)，斗深与斗底的交点为A点。铲斗挖掘角θ1是指轴座上斗杆铰接点171和连杆铰接点172之间连线与斗杆铰接点171与主刀板前沿之间连线之间的夹角。张开角θ2是指铲斗的斗底板的前部平面111与铲斗轴座所在平面之间的夹角。侧刀板刃角θ3是指侧刀板下下部的切削刃与主刀板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种挖掘机铲斗，包括铲斗主体，所述铲斗主体主要由主刀板、斗底板、位于斗底板两侧的封板、轴座焊接构成；所述斗底板是前部平面和后部双曲率圆弧面的弯板；所述封板包括侧刀板和在侧刀板后侧与侧刀板相焊接的侧封板，其特征在于：所述铲斗的参数如下：/n铲斗挖掘角θ1为：90°≤θ1≤94°；/n张开角θ2为：16°≤θ2≤20°；/n侧刀板刃角θ3为：40°≤θ3≤50°；/n倾斜角θ4为：0°＜θ4≤3°≤；/n宽深比W/D为：1≤W/D≤1.25；/n外伸距L为：L≥0.6D；/n单位切削力1/(QV*W)：1/(QV*W)≥180N/mm

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机铲斗，包括铲斗主体，所述铲斗主体主要由主刀板、斗底板、位于斗底板两侧的封板、轴座焊接构成；所述斗底板是前部平面和后部双曲率圆弧面的弯板；所述封板包括侧刀板和在侧刀板后侧与侧刀板相焊接的侧封板，其特征在于：所述铲斗的参数如下：
铲斗挖掘角θ1为：90°≤θ1≤94°；
张开角θ2为：16°≤θ2≤20°；
侧刀板刃角θ3为：40°≤θ3≤50°；
倾斜角θ4为：0°＜θ4≤3°≤；
宽深比W/D为：1≤W/D≤1.25；
外伸距L为：L≥0.6D；
单位切削力1/(QV*W)：1/(QV*W)≥180N/mm2，其中QV为挖掘半径。


2.根据权利要求1所述的挖掘机铲斗，其特征在于挖掘机铲斗还包括集成防磨结构，所述集成防磨结构由底部弯板和焊接在底部弯板两侧的侧板构成，所述底部弯板贴合在所述斗底板的下侧、侧板贴合在所述侧封板的外侧，底部弯板的前部直边(27)紧靠所述主刀板的后侧边，侧板的前部直边(28)紧靠所述侧刀板的后侧边，侧板的前部和上部通过锁紧连接件与侧封板固定连接，所述底部弯板的前部通过锁紧连接件与斗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕊，李明，俞松松，张峰，姜旭东，周建泉，
申请(专利权)人：柳州柳工挖掘机有限公司，柳工常州机械有限公司，广西柳工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45