一种挖掘锤

技术领域

本发明涉及挖掘机械领域，特别是涉及一种挖掘锤。

背景技术

目前，在挖掘机中小臂的端部安装破碎锤或挖掘勾臂，用于进行机械作业。其中，破碎锤主要用于破碎作业，其具有能够上下往复移动的钎杆，通过向下敲击钎杆，驱动钎杆高速打击破碎岩石。但是，由于钎杆沿上下方向竖直延伸，且钎杆的运动方式为上下往复移动，再在挖掘机中大臂、小臂和几十吨车体的共同撬动下，导致破碎锤钎杆很容易折断，不能用于杠杆式、撬动式等需要大的挖掘力去挖掘已经被钎杆打击出裂缝的岩石。挖掘勾臂具有杠杆式大的挖掘力，故挖掘勾臂不会轻易折断，但挖掘勾臂没有高速冲击力，其只是单一慢速地施加挖掘力，导致其端部的齿尖无法压入高硬度岩内部，无法进行有效的挖掘作业。高频破碎器具有震动挖与挖掘功能，但是由于是高频破碎器是采用小型化的偏心块，在箱体内部做高速旋转抖动原理，它的震动体只做垂直上下运动，它最大冲击力只能达到，打击体自身质量的6倍以内的冲击能，且单次震动幅度在50毫米以内，无法劈裂硬质岩石。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种挖掘锤，其兼具有大挖掘力和高速冲击力。

为实现上述目的，本发明提供一种挖掘锤，包括壳体总成、安装于壳体总成的驱动源、锤体总成和勾体总成，所述锤体总成包括与驱动源的输出端相连的锤体臂、以及固定于锤体臂的锤头，所述勾体总成包括勾板、固定在勾板上端的被敲击体、以及固定在勾板底端的勾齿，所述锤体臂和勾板同轴可转动地安装于壳体总成，所述锤头能与被敲击体面接触配合。

进一步地，所述勾板的上端一体地设有板安装部和板导向部，所述板安装部和板导向部都向上突出于被敲击体、且两者之间形成有容置锤体总成的避让槽，所述板安装部与壳体总成铰接，所述板导向部分布在锤体总成的外侧，所述被敲击体固定在勾板上端靠近板导向部的一侧。

进一步地，所述被敲击体和勾齿都为独立于勾板的分体部件。

进一步地，所述勾体总成有至少一个；当所述勾体总成有多个时，多个勾体总成沿其转动中心线间隔分布，多个勾体总成的勾板通过一根连接轴相连。

进一步地，当所述勾体总成有多个时，所述锤体总成具有多个与各勾体总成的被敲击体一一对应的锤头，多个锤头固定在同一个锤体臂上。

进一步地，所述锤体臂包括臂连接板和锤体，所述臂连接板的一端与壳体总成铰接、且与驱动源的输出端相连，所述锤体固定在臂连接板的另一端，所述臂连接板和锤体的固定处为非直线，所述锤头固定在锤体的下端。

进一步地，所述锤体中开设有容置锤头的第一安装孔，所述锤头紧配合地固定在第一安装孔中；所述锤体在锤头的上方开设有上下贯通的拆卸通孔，所述拆卸通孔的下端延伸至锤头的上端。

进一步地，所述锤体总成还包括环形的固定套，所述锤体中开设有容置固定套的第二安装孔，所述锤头紧配合地固定在固定套中，所述固定套紧配合地固定在第二安装孔中；所述锤体在锤头的上方开设有上下贯通的拆卸通孔，所述拆卸通孔的下端延伸至锤头的上端。

进一步地，所述驱动源为油气混合缸，所述油气混合缸包括相固定的油缸筒和气缸筒、活塞杆、都固定在活塞杆上的油缸活塞和气缸活塞、固定在活塞杆下端的连接套、固定在油缸筒下端的第一密封导向套、以及固定在油缸筒和气缸筒连接处的第二密封导向套；所述活塞杆可移动地穿设在第一密封导向套、油缸筒、第二密封导向套和气缸筒中；所述油缸活塞与油缸筒的内壁滑动配合，所述油缸筒的内腔具有分布在油缸活塞下侧的第一油腔、以及分布在油缸活塞上侧的第二油腔，所述油缸筒上开设有与第一油腔连通的第一油孔、以及第二油腔连通的第二油孔；所述气缸活塞与气缸筒的内壁滑动配合，所述气缸筒的内腔具有分布在气缸活塞上侧的高压气腔，所述气缸筒上安装有与高压气腔连通的充气阀；所述连接套的下端与锤体臂铰接。

进一步地，所述壳体总成上开设有限位孔，该限位孔为以勾板的转动中心线为圆心的圆弧形孔，所述勾体总成还包括固定在勾板上的限位轴套，所述限位轴套穿设在限位孔中、两者滑动配合。

进一步地，所述挖掘锤还包括沿所述勾板转动中心线的延伸方向分布在勾板两侧的减震体总成，所述减震体总成分布在锤体臂的下侧；所述减震体总成包括依次固定相连的上支撑体、减震胶和下支撑体，所述下支撑体铰接于壳体总成；当所述勾体下摆至限位轴套与限位孔的下端相抵接时，所述锤体臂与上支撑体接触配合。

如上所述，本发明涉及的挖掘锤，具有以下有益效果：

本申请中，驱动源驱动锤体总成上下转动，进而通过锤头向下敲击勾体总成中的被敲击体，驱动勾体总成绕其转动中心线向下转动，勾体总成的弧形运动轨迹使勾体总成具有竖直向下的高速冲击力和横向的大挖掘力，由此使勾体总成同时具有大的挖掘力和高速冲击力，勾板下端的勾齿能够冲击进入高硬度岩石，通过杠杆式挖掘将岩石挖出，有效地进行挖掘作业。特别是，锤体臂和勾板绕同一根转动中心线转动，如此，当锤头敲击接触被敲击体后，锤体臂和勾板的弧形运动轨迹是一致的，进而使得锤头和被敲击体之间的接触面保持不变，两者始终为面接触，也即使得锤头和被敲击体之间始终接触面大且可靠，进而保证勾体总成的大挖掘力和高速冲击力。

由于锤头和被敲击体之间始终接触面大，也就相对增加了两者之间的接触面积，接触面积越大，则单位压强越小，也就使得锤头和被敲击体的使用寿命越长，故本申请中的锤头和被敲击体经久耐用。

进一步地，挖掘力是指：将本申请涉及的挖掘锤安装在挖掘机中小臂的端部后，挖掘机自身全部重量以杠杆形式带动其大臂、小臂、以及本申请中的壳体总成和勾体总成，在相当长的距离内形成的作用在岩石缝隙内的撬动力。

在勾体总成打击岩石的过程中，勾体总成的运动轨迹为圆弧形，故勾体总成在工作的时候，始终处在向水平和垂直两个方向同时有运动，即勾体总成在做水平运动时是在拉扯撕开岩石，勾体总成在做垂直运动时是在切割岩石，岩石在挖掘力、大冲击力、水平撕扯力、以及垂直切割力这四种力的共同作用下很容易开裂。

挖掘力是从挖掘机的自身重量以杠杆形式带动其大臂、小臂、壳体总成和勾体总成，形成一个很长很长的杠杆，杠杆的支点为勾体总成的铰接点，故杠杆支点距勾齿之间的力臂非常短，杠杆支点距挖掘机远端之间的力臂非常长，故将大质量的锤头(即打击体)、长距离运动行程、高速冲击力与挖掘机驱动勾体总成的挖掘力同时作用在岩石的一个点上，使得单次最大冲击力加上勾体总成的挖掘力共同作用在岩石上的力，可达到打击体部分自身质量100倍以上。

综上，本申请中的勾齿能够有效地压入高硬度岩内部，大大提高破碎作业效率。

附图说明

图1为本申请中挖掘锤实施例一的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为图1中壳体总成、锤体总成和勾体总成的装配示意图。

图4为图1中驱动源、锤体总成、勾体总成和减震体总成的装配示意图。

图5为图1中壳体总成的结构示意图。

图6为图1中驱动源的结构示意图。

图7为图1中锤体总成的结构示意图。

图8为图7的仰视图。

图9为图1中勾体总成的结构示意图。

图10为图1中减震体总成的结构示意图。

图11为图10的侧视图。

图12为本申请中挖掘锤实施例二的结构示意图。

图13为图12的侧视图。

图14为图12中锤体总成的结构示意图。

图15为图14的仰视图。

图16为图12中勾体总成的结构示意图。

元件标号说明

10 壳体总成

101 限位孔

102 壳体板

103 连接轴套

20 驱动源

21 油缸筒

211 第一油腔

212 第二油腔

213 第一油孔

214 第二油孔

22 气缸筒

221 高压气腔

23 活塞杆

24 油缸活塞

25 气缸活塞

26 连接套

27 第一密封导向套

28 第二密封导向套

29 充气阀

210 安装轴

30 锤体总成

31 锤体臂

311 臂连接板

312 锤体

313 第二安装孔

314 拆卸通孔

32 锤头

33 固定套

40 勾体总成

41 勾板

411 板安装部

412 板导向部

413 避让槽

42 被敲击体

43 勾齿

44 限位轴套

45 固定轴

50 连接轴

60 减震体总成

61 上支撑体

62 减震胶

63 下支撑体

70 转动轴

80 油管

90 控制阀组

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明提供一种挖掘锤，如图1或图12所示，挖掘锤包括壳体总成10、安装于壳体总成10的驱动源20、锤体总成30和勾体总成40，锤体总成30包括与驱动源20的输出端相连的锤体臂31、以及固定于锤体臂31的锤头32，勾体总成40包括勾板41、固定在勾板41上端的被敲击体42、以及固定在勾板41底端的勾齿43，锤体臂31和勾板41通过同一根前后延伸的转动轴70同轴可转动地安装于壳体总成10，故锤体臂31和勾板41绕同一根前后延伸的转动中心线上下转动；在锤体臂31向下转动的过程中，锤头32能与被敲击体42面接触配合。

上述挖掘锤中，驱动源20驱动锤体总成30上下转动；首先，驱动源20驱动锤体总成30向上转动，使锤头32远离被敲击体42；当驱动源20驱动锤体总成30运动设定行程后，驱动源20方向动作，驱动源20驱动锤体总成30向下转动，则锤体总成30通过锤头32向下敲击勾体总成40中的被敲击体42，驱动勾体总成40绕其转动中心线向下转动，勾体总成40的弧形运动轨迹使勾体总成40具有竖直向下的高速冲击力和横向的大挖掘力，挖掘力即为勾力，由此使勾体总成40同时具有大的挖掘力和高速冲击力，勾板41下端的勾齿43能够冲击进入高硬度岩石，通过杠杆式挖掘将岩石挖出，有效地进行挖掘作业。特别是，锤体臂31和勾板41通过同一根前后延伸的转动轴70可转动地安装于壳体总成10，故锤体臂31和勾板41绕同一根前后延伸的转动中心线转动；如此，当锤头32敲击接触被敲击体42后，锤体臂31和勾板41的弧形运动轨迹是一致的，进而使得锤头32和被敲击体42之间的接触面保持不变，两者始终为面接触，也即使得锤头32和被敲击体42之间始终接触面大且可靠，使用寿命长，进而保证勾体总成40的大挖掘力和高速冲击力。因此，本申请涉及的挖掘锤作业效率高、速度快、产量高，并能节省燃油。

上述挖掘锤中，勾体总成40的数量为至少一个，基于不同数量的勾体总成40，使得挖掘锤具有多个不同的实施例。下述例举挖掘锤的两个优选实施例。

挖掘锤实施例一

如图1至图3所示，挖掘锤实施例一包括一个勾体总成40。壳体总成10包括两块前后相对设置的壳体板102，驱动源20、锤体总成30和勾体总成40都安装在两块壳体板102之间，驱动源20、锤体总成30和勾体总成40从上至下分布。如图1和图5所示，每块壳体板102的左侧都安装有两个连接轴套103，用于壳体总成10的整体安装，比如用于将壳体总成10安装在挖掘机的小臂上，进而实现挖掘锤的整体安装。

驱动源20：如图1、图4和图6所示，驱动源20为油气混合缸，油气混合缸包括油缸筒21、气缸筒22、活塞杆23、都固定在活塞杆23上的油缸活塞24和气缸活塞25、固定在活塞杆23下端的连接套26、固定在油缸筒21下端的第一密封导向套27、以及固定在油缸筒21和气缸筒22连接处的第二密封导向套28，油缸筒21分布在气缸筒22的下端侧，油缸筒21的上端和气缸筒22的下端相固定，油缸筒21的内腔和气缸筒22的内腔由第二密封导向套28分隔；活塞杆23可移动地穿设在第一密封导向套27、油缸筒21、第二密封导向套28和气缸筒22中；油缸活塞24与油缸筒21的内壁滑动配合，油缸筒21的内腔具有分布在油缸活塞24下侧的第一油腔211、以及分布在油缸活塞24上侧的第二油腔212，第一油腔211和第二油腔212之间由油缸活塞24分隔，油缸筒21上开设有与第一油腔211连通的第一油孔213、以及第二油腔212连通的第二油孔214，第一油孔213和第二油孔214都通过油管80与液压系统相连，油管80上安装有控制阀组90；气缸活塞25与气缸筒22的内壁滑动配合，气缸筒22的内腔具有分布在气缸活塞25上侧的高压气腔221，高压气腔221和气缸筒22中分布在气缸活塞25下侧的腔室由气缸活塞25分隔，气缸筒22的上端面上安装有与高压气腔221连通的充气阀29；连接套26的下端与锤体臂31铰接。另外，如图2所示，油缸筒21上端的前后两侧都固设有前后轴向延伸的安装轴210，安装轴210可转动安装在壳体板102中，由此将驱动源20安装在壳体总成10上。

驱动源20的工作原理如下：通过控制阀组90可实现对第一油腔211的进油或回油、以及第二油腔212的进油或回油进行控制。当液压系统通过第一油孔213向第一油腔211进油、且第一油腔211通过第二油孔214回油时，第一油腔211中的液压油驱动油缸活塞24上移，油缸活塞24带动活塞杆23和气缸活塞25一起上移，气缸活塞25压缩高压气腔221中的高压气体，高压气体优选为氮气，活塞杆23通过连接套26驱动锤体臂31绕其转动中心线向上转动，锤头32远离勾体总成40。当油缸活塞24、活塞杆23和气缸活塞25上移至设定行程后，第一油腔211通过第一油孔213回油，在高压气腔221中高压气体的作用下，驱使气缸活塞25下移，气缸活塞25带动活塞杆23和油缸活塞24一起下移，活塞杆23通过连接套26驱动锤体臂31绕其转动中心线向下转动，锤头32快速地向下敲击勾体总成40上的被敲击体42，驱动勾体总成40绕其转动中心线向下转动。重复上述动作，驱使勾体总成40进行有效的挖掘作业。优选地，在活塞杆23下移的过程中，通过控制阀组90使第一油腔211内的液压油流向第二油腔212，利用第一油腔211的回油，一方面加速活塞杆23的下移，增加锤头32打击被敲击体42的打击力，也就增加勾体总成40的挖掘力和高速冲击力，另一方面还减少对回油管路的冲击力。

锤体总成30：如图4和图7所示，锤体臂31包括臂连接板311和锤体312，臂连接板311有两块、前后相对设置，臂连接板311的左端通过转动轴70与壳体总成10铰接，由此将锤体总成30整体铰接在壳体总成10上；驱动源20中的连接套26与臂连接板311的中间位置铰接；锤体312固定在臂连接板311的右端，锤头32固定在锤体312的下端。因此，锤体臂31与壳体总成10的铰接点、锤体臂31与驱动源20的铰接点、以及锤体312从左至右依次分布。

进一步地，臂连接板311和锤体312之间可以为焊接固定，也可以为铸造固定。特别地，臂连接板311和锤体312的固定处为非直线，比如可以为直线段和圆弧段的组合，也可以为多段直线段的组合，还可以为多段圆弧段的组合，故臂连接板311的右边沿和锤体312的左边沿的形态可以为水平V形、或为S形、或为波浪形等。如此，能够避免应力集中，从而避免锤体臂31在臂连接板311和锤体312的固定处发生断裂。

进一步地，锤头32在锤体312中的固定方式优选有下述两种。

方式一、锤头32直接固定在锤体312中。具体说，锤体312内开设有容置锤头32的第一安装孔，锤头32为圆柱形体，锤头32的外径大于第一安装孔的内径。安装锤头32时，将锤体312加热到一定温度后，锤体312的金属热膨胀，第一安装孔的孔径变大，将锤头32装入锤体312的第一安装孔内即可；待后续锤体312冷却至常温后，锤体312的金属冷缩，使得锤头32紧配合地被固定在锤体312的第一安装孔中，实现锤体312与锤头32之间的热膨胀固定。该结构实现了锤头32无螺栓、无轴销的安装固定，节省加工制造成本，且能保证锤头32固定可靠，长时间震动后也不会松动、不会脱落。

优选地，锤体312在锤头32的上方开设有上下贯通的拆卸通孔314，拆卸通孔314的上端向上延伸至锤体312的上端面，拆卸通孔314的下端向下延伸至锤头32的上端，即拆卸通孔314的下端向下延伸至第一安装孔、并与第一安装孔相通。在拆卸锤头32时，先在锤头32的外边缘处钻数个深孔，则锤头32会松动；之后，在拆卸通孔314中插入铁棒，向下锤铁棒，铁棒作用在锤头32的上端面上，即可使锤头32从锤体312的第一安装孔中向下滑出。如此，实现了锤头32的安装与拆卸，方便锤头32的更换；且锤体312不需要更换，锤体312能够重复使用，只需要更换体积较小、且容易更换的锤头32，故能够减少耗材，节省成本。

方式二、锤头32通过固定套33固定在锤体312中。具体说，如图7和图8所示，锤体总成30还包括环形的固定套33，锤体312内开设有容置固定套33的第二安装孔313，该第二安装孔313的孔径小于固定套33的外径；锤头32为圆柱形体，固定套33的内径小于锤头32的外径。安装锤头32时，首先，将固定套33加热到一定温度后，固定套33的金属热膨胀、内孔变大，将锤头32装入固定套33的内孔中即可；待后续固定套33冷却至常温后，固定套33的金属冷缩，使得锤头32紧配合地被固定在固定套33的内孔中，实现固定套33与锤头32之间的热膨胀固定。之后，将锤体312加热到一定温度后，锤体312的金属热膨胀，第二安装孔313的孔径变大，将装有锤头32的固定套33装入锤体312的第二安装孔313内即可；待后续锤体312冷却至常温后，锤体312的金属冷缩，使得固定套33紧配合地被固定在锤体312的第二安装孔313中，实现锤体312与固定套33之间的热膨胀固定，由此将锤头32固定在锤体312中。该结构实现了锤头32无螺栓、无轴销的安装固定，节省加工制造成本，且能保证锤头32固定可靠，长时间震动后也不会松动、不会脱落。

优选地，如图7和图8所示，锤体312在锤头32的上方开设有上下贯通的拆卸通孔314，拆卸通孔314的上端向上延伸至锤体312的上端面，拆卸通孔314的下端向下延伸至锤头32的上端，即拆卸通孔314的下端向下延伸至第二安装孔313、并与第二安装孔313相通。在拆卸锤头32时，先将固定套33钻数个深孔，则固定套33被破坏，锤头32就会松动；之后，在拆卸通孔314中插入铁棒，向下锤铁棒，铁棒作用在锤头32的上端面上，即可使锤头32从锤体312中向下滑出；最后，清除固定套33。如此，实现了锤头32的安装与拆卸，方便锤头32的更换；且锤体312不需要更换，锤体312能够重复使用，只需要更换体积较小、且容易更换的锤头32和固定套33，故能够减少耗材，节省成本。

勾体总成40：如图1和图9所示，勾板41上端的左侧一体地设有板安装部411，勾板41上端的右侧一体地设有板导向部412，板安装部411和板导向部412都向上突出于被敲击体42，板安装部411和板导向部412之间形成有容置锤体总成30的避让槽413；板安装部411通过转动轴70与壳体总成10铰接，由此将勾体总成40整体安装在壳体总成10上；板导向部412分布在锤体总成30的外侧，给锤体总成30进入避让槽413时提供导向作用；被敲击体42固定在勾板41上端靠近板导向部412的一侧，即被敲击体42固定在勾板41上端的右侧。

勾体总成40中，被敲击体42和勾齿43可以为勾板41的一部分，此时，被敲击体42与勾板41之间为一体式结构，勾齿43与勾板41之间也为一体式结构。优选地，本实施例中，被敲击体42和勾齿43都为独立于勾板41的分体部件，即被敲击体42与勾板41之间为分体式结构，勾齿43与勾板41之间也为分体式结构，被敲击体42的下端通过固定轴45与勾板41固定相连，勾齿43也可以通过固定轴45与勾板41固定相连。如此，可以仅更换易损耗的被敲击体42和勾齿43，而被敲击体42和勾齿43的耗材较少，耗材较多的勾板41可以重复使用，能够减少耗材，节省成本。被敲击体42优选采用垫铁。

进一步地，如图5所示，壳体总成10中的壳体板102上开设有限位孔101，该限位孔101为以勾板41的转动中心线为圆心的圆弧形孔；如图9所示，勾体总成40还包括固定在勾板41上的限位轴套44，限位轴套44穿设在限位孔101中、两者滑动配合。当驱动源20驱动勾体总成40下摆时，限位轴套44在限位孔101向下滑移，通过限位轴套44与限位孔101下端的抵接配合对勾体总成40的下摆进行限位；反之，当驱动源20驱动勾体总成40上摆时，限位轴套44在限位孔101向上滑移，通过限位轴套44与限位孔101上端的抵接配合对勾体总成40的上摆进行限位。

进一步地，如图1和图4所示，挖掘锤还包括沿勾板41转动中心线的延伸方向分布在勾板41前后两侧的减震体总成60，减震体总成60分布在锤体臂31的下侧。如图10和图11所示，减震体总成60包括依次固定相连的上支撑体61、减震胶62和下支撑体63，下支撑体63铰接于壳体总成10；当勾体下摆至限位轴套44与限位孔101的下端相抵接时，锤体臂31与上支撑体61接触配合，减震体总成60起到一定的缓冲、安全保护作用。优选地，上支撑体61的上边沿形状与锤体臂31的下边沿形状相匹配。

挖掘锤实施例二

挖掘锤实施例二与挖掘锤实施例一的区别在于：1、勾体总成40的数量不同；2、锤体总成30中锤头32的数量不同。具体说，如图12和图13所示，勾体总成40有三个，三个勾体总成40沿其转动中心线前后间隔分布，前侧的勾体总成40分布在壳体总成10的前侧，中间的勾体总成40分布在壳体总成10内部，后侧的勾体总成40分布在壳体总成10的后侧，锤体臂31和三个勾体总成40通过一根转动轴70与壳体总成10铰接。优选地，如图13和图16所示，三个勾体总成40的勾板41还通过一根前后延伸的连接轴50相连，保证三个勾体总成40运动的一致性。采用多个前后串接的勾体总成40，多个勾体总成40同时作业，能够数倍地增加挖掘速度，数倍地提高作业效率。

进一步地，锤体总成30中，如图14和图15所示，锤体总成30具有三个前后间隔分布的锤头32，三个锤头32与三个勾体总成40的被敲击体42一一对应，三个锤头32固定在同一个锤体臂31上。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。