一种铲掘系统及包含该铲掘系统的平地机技术方案

本实用新型专利技术涉及一种铲掘系统，包括牵引架、涡轮箱、回转机构、支架以及铲刀装置，所述回转机构和所述铲刀装置均与所述支架连接，所述涡轮箱设置在所述牵引架上，以驱动所述回转机构相对于所述牵引架进行回转；所述铲刀装置包括铲刀结构，且所述铲刀结构的触土表面的弧形半径由上至下逐渐增加,能够减小铲掘系统的铲掘阻力和铲掘刀片的受力。本实用新型专利技术也提供一种包括上述铲掘系统的平地机，能够显著提高平地机的铲掘动力。

【技术实现步骤摘要】
一种铲掘系统及包含该铲掘系统的平地机
本技术涉及工程机械领域，特别是一种铲掘系统及包含该铲掘系统的平地 机。
技术介绍
平地机是一种配以铲掘系统为主体的，配以其他多种可换作业装置，进行土壤铲 掘、平整和整形作业的铲土运输施工机械。平地机主要应用于道路、机场、农田、水利等大面 积土壤平整作业及刮坡、挖沟、推土、松土、清除路面冰雪等方面施工作业，是国防工程、交 通、水利基本建设施工中的重要设备之一。 铲掘系统是平地机中直接的工作系统，在相同作业姿态下其铲掘系统的触土表面 形状的优劣直接影响了平地机的铲掘性能，如：铲掘阻力、刀片使用寿命及系统的动力性能 等。在作业介质一定的情况下，铲掘系统的铲刀所受水平阻力完全由铲刀的触土表面结构 与系统的操作参数共同决定；铲刀刀片的使用寿命取决于其受力大小及其自身的耐磨性， 其中铲刀刀片所受合力的大小直接由铲刀触土表面的形状所决定；平地机的动力性能则由 动力系统所能够提供的最大动力及平地机轮胎的附着力共同决定，铲刀的触土表面形状虽 然无法改变系统所能够提供的最大动力，但是铲刀所受竖直向下作用力越大，工程机械的 轮胎与铲掘地面间的正压力越大，在相同摩擦系数条件下，轮胎的附着力越大，平地机的动 力性能发挥的越充分，所以对于系统的动力性能也有一定的影响。实践表明，铲刀结构设计 不合理而会导致工程机械在作业时的铲掘阻力偏大、铲刀刀片磨损严重、轮胎正压力小，附 着力小，所以导致轮胎容易打滑等问题。 现有技术中也存在正对这一技术问题而对铲刀系统改进的技术方案，最为 常见的铲刀触土表面形状为弧度半径始终保持不变的圆弧。此外，已授权且申请号为 201020691008. 4的技术专利一种推土机用曲面推土板将推土板的曲面结构优化为 抛物线型结构。但是，在铲刀触土表面弧形结构弦长保持不变的情况下，圆弧形铲刀无法同 时保证小的初始入土角度、大的竖直向下正压力以及好的翻土性能，虽然加工制造比较简 单，但是铲掘性能较差。 针对这一问题，已授权且申请号为201020691008. 4的技术专利所提出的抛 物线型结构，推土板上、下部分弧形结构曲率半径大、中间部分曲率半径小。但是这种设计 方式导致推土板下部的初始入土角度较大、介质的竖直向下作用力小，从而具有较大的铲 掘阻力和铲掘刀片受力，平地机的铲掘动力不足，因此系统的铲掘能力改进有限。
技术实现思路
本技术提供一种铲掘系统及包含该铲掘系统的平地机，能够减小铲掘系统的 铲掘阻力和铲掘刀片的受力，并能够显著提高平地机的铲掘动力。 本技术提供一种铲掘系统，包括牵引架、涡轮箱、回转机构、支架以及铲刀装 置，所述回转机构和所述铲刀装置均与所述支架连接，所述涡轮箱设置在所述牵引架上，以 驱动所述回转机构相对于所述牵引架进行回转；所述铲刀装置包括铲刀结构，且所述铲刀 结构的触土表面的弧形半径由上至下逐渐增加。 进一步地，所述铲刀结构的触土表面为渐开线型结构。 进一步地，所述铲刀装置还包括支撑板、连接板和加强板，其中所述连接板一端与 所述支撑板连接，所述连接板的另一端与所述加强板连接，所述铲刀结构连接于所述加强 板上。 进一步地，所述铲刀装置的铲刀装置作业姿态角度为〇度时，铲刀结构入土角度 为15 - 30度，其中，所述铲刀装置作业姿态角度为所述支撑板的上表面与水平面的夹角， 所述铲刀结构入土角度为所述铲刀结构最下端弧形结构的切线与水平方向的夹角。 进一步地，所述铲刀装置的铲刀装置作业姿态角度为〇度时，铲刀结构翻土角度 为10 - 35度，其中，所述铲刀装置作业姿态角度为所述支撑板的上表面与水平面的夹角， 所述铲刀结构翻土角度为所述铲刀结构最上端弧形结构的切线与水平方向的夹角。 进一步地，还包括角位器和铲刀姿态控制油缸，所述角位器通过销轴枢接于所述 支架上，所述铲刀姿态控制油缸的一端连接于所述支架上，另一端与所述角位器连接，从而 能够控制角位器绕所述销轴回转；所述铲刀装置的支撑板与所述角位器连接。 进一步地，所述角位器具有滑槽，所述支撑板上下侧边具有滑动部，所述支撑板通 过所述滑动部镶嵌于所述滑槽中且能相对于所述角位器侧向滑动。 进一步地，所述铲掘系统还包括与所述支撑板连接的侧向滑动连接板，所述侧向 滑动连接板与设置于所述支架上的铲刀侧向滑动控制油缸的一端连接，从而能够控制所述 铲刀装置相对于所述角位器侧向滑动。 进一步地，所述铲刀结构包括铲刀刀片和铲刀弧板，所述铲刀弧板连接于所述加 强板上，所述铲刀刀片连接于所述铲刀弧板上。 进一步地，所述涡轮箱的末端包括圆柱外齿轮，所述回转机构包括内齿圈，所述外 齿轮与所述内齿圈形成齿轮啮合，涡轮箱通过所述齿轮啮合驱动所述回转机构实现回转。 本技术还提供一种平地机，其包括如上所述的铲掘系统。 本技术的有益效果如下： 由于在相同铲刀作业姿态下，铲刀刀片入土角度越小，系统的铲掘阻力越小、铲刀 刀片受力越小，铲刀所受竖直向下作用力越大，平地机轮胎与地面间的摩擦力越大，铲掘动 力越强；在相同铲刀作业姿态及相同刀片入土角度情况下，铲刀触土表面中、下部弧度半径 越大，铲掘阻力越小，铲刀所受竖直向下作用力越大，系统的综合铲掘性能越好；在相同条 件下，对于铲刀触土表面上部结构来说，适当减小其弧度半径，使得翻土角度保持在一定得 范围内，虽然系统的铲掘阻力会略微有所增加，但是土壤颗粒翻转能力和流动性会增强， 有利于系统铲掘过程的连续进行及系统铲掘排土。因此，上部弧度半径小、下部弧度半径 大的渐开线型铲刀触土表面结构能够满足上述要求，为最优触土表面形状，相同条件下能 够保持原有翻土性能，降低铲掘阻力，减小铲掘刀片的受力，能够显著提高平地机的铲掘动 力。 【附图说明】 此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分， 本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当 限定。在附图中： 图1示出了本技术铲掘系统的一实施例。 图2示出了本技术铲掘系统的一实施例的铲刀装置。 图3示出了本技术铲掘系统的一实施例的铲刀装置的作业姿态角度。 图4示出了本技术铲掘系统的一实施例的铲刀装置在0度姿态角度下的触土 曲面受力分布规律示意图。 图5A示出了常规铲掘系统的铲刀装置的触土表面结构的半径。 图5B示出了本技术铲掘系统一实施例的铲刀装置的触土表面结构的半径。 图6示出了本技术铲掘系统一实施例的铲刀装置可实现的运动。 【具体实施方式】 下面通过附图和实施例，对本技术技术方案做进一步详细描述。 结合图1和2,对本实施例的铲掘系统进行进一步详细地说明。本实施例的铲掘 系统包括牵引架1、回转机构2、涡轮箱3、支架4以及铲刀装置5,回转机构2和铲刀装置5 均与支架4连接，涡轮箱3设置在牵引架1上，以驱动所述回转机构2相对于牵引架1进行 回转。涡轮箱3的末端包括圆柱外齿轮，回转机构2包括内齿圈，该外齿轮与所述内齿圈 形成齿轮啮合，涡轮箱3通过齿轮啮合驱动所述回转机构2实现回转。通常出于安全的考 虑，设置限位机构10来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铲掘系统，其特征在于，包括牵引架、涡轮箱、回转机构、支架以及铲刀装置，所述回转机构和所述铲刀装置均与所述支架连接，所述涡轮箱设置在所述牵引架上，以驱动所述回转机构相对于所述牵引架进行回转；所述铲刀装置包括铲刀结构，且所述铲刀结构的触土表面的弧形半径由上至下逐渐增加。

【技术特征摘要】
1. 一种铲掘系统，其特征在于，包括牵引架、涡轮箱、回转机构、支架以及铲刀装置，所 述回转机构和所述铲刀装置均与所述支架连接，所述涡轮箱设置在所述牵引架上，以驱动 所述回转机构相对于所述牵引架进行回转；所述铲刀装置包括铲刀结构，且所述铲刀结构 的触土表面的弧形半径由上至下逐渐增加。2. 如权利要求1所述的铲掘系统，其特征在于，所述铲刀结构的触土表面为渐开线型 结构。3. 如权利要求1所述的铲掘系统，其特征在于，所述铲刀装置还包括支撑板、连接板和 加强板，其中所述连接板一端与所述支撑板连接，所述连接板的另一端与所述加强板连接， 所述铲刀结构连接于所述加强板上。4. 如权利要求3所述的铲掘系统，其特征在于，所述铲刀装置的铲刀装置作业姿态角 度为〇度时，铲刀结构入土角度为15 - 30度，其中，所述铲刀装置作业姿态角度为所述支 撑板的上表面与水平面的夹角，所述铲刀结构入土角度为所述铲刀结构最下端弧形结构的 切线与水平方向的夹角。5. 如权利要求3或4所述的铲掘系统，其特征在于，所述铲刀装置的铲刀装置作业姿态 角度为〇度时，铲刀结构翻土角度为10 - 35度，其中，所述铲刀装置作业姿态角度为所述 支撑板的上表面与水平面的夹角，所述铲刀结构翻土角度为所述铲刀结构最上端弧形结构 的切线与水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯志强，吕龙飞，崔步安，陈超海，段俊杰，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32