我開挖機用快換裝置！換炮頭，只要30秒！

【鐵甲網(wǎng)原創(chuàng)】近幾年國內(nèi)勞動力成本大大提高，甲方對工期的要求越來越高，節(jié)約時間就是節(jié)約成本！快速連接器從韓國傳入中國市場后慢慢被國內(nèi)客戶認可和廣泛接受，過去兩個人更換破碎錘等附件要40分鐘以上，今天只要30秒，你也要來一發(fā)？

（沒有WiFi環(huán)境，看下面的文字，同樣可以學習知識）

快換裝置是什么鬼？

挖掘機快速連接器，也叫快換接頭、快速連接頭?？焖龠B接器能在挖掘機上迅速安裝、切換各種配置件（挖斗、松土器、破碎錘、液壓剪等），能擴大挖掘機使用范圍，并能節(jié)省時間，提高工效。 

下方開始全面解讀快換裝置，準備好了嗎？

一、挖掘機快速連接器特性

1、使用高強度的材料；適用于3-80噸位的各種機型；

2、使用液控單向閥的安全裝置，保證安全；

3、挖掘機配置件無需改裝，也不用拆卸銷軸就能更換，因此安裝迅速，能極大提高工作效率。

4、破碎錘與挖斗之間無需人工砸斗銷，輕輕搬動開關(guān)十秒鐘即可完成挖斗與破碎錘之間互換，省時、省力、簡單方便。

5、主要應用于需要經(jīng)常頻繁更換挖掘機前端工作裝置的工作場合，在長期使用一 種裝置是盡量不要安裝。

快速聯(lián)軸器的使用能夠極大提高挖掘機的作業(yè)效率。其目的是實現(xiàn)各個不同功能附屬機具的快速裝卸， 使得挖掘機具有多種施工技能 。目前， 快換裝置大多是由獨立產(chǎn)家生產(chǎn)并配套供給挖掘機生產(chǎn)企業(yè)。

 

二、快換裝置類型

按快換裝置的使用方式不同， 可將其分為通用型和專用型兩種：

通用型：是根據(jù)挖掘機斗桿末端安裝標準鏟斗時的兩個銷釘鉸接結(jié)構(gòu)， 以此來設計快換裝置與斗桿的聯(lián)接， 而快換裝置與附屬機具的聯(lián)接則采用了銷釘或者是（固定或活動的） 鎖鉤方式實現(xiàn)。這樣， 可以通過調(diào)整快換裝置上的銷釘或鎖鉤的中心距和直徑， 實現(xiàn)與各種不同功能屬具的聯(lián)接， 達到通用的效果。

這種通用型的快換裝置可以在若干廠家的同噸位、 斗容量及機具的連接尺寸近似的液壓挖掘機上使用。

通常， 快換裝置還帶有專用的鎖止機構(gòu)， 來保證屬具聯(lián)接牢靠而不會發(fā)生意外脫離。但是， 由于在斗桿和機具直接增加了快換裝置這一中介零件， 在一定程度上相當于增加了斗桿的長度和鏟斗挖掘半徑， 對挖掘力有負面影響。

專用型：是根據(jù)某些類型液壓挖掘機的噸位和斗容量量身定做特定的某個或一系列的機具， 附屬機具與挖掘機斗桿直接連接， 其優(yōu)點在于不必改變斗桿與附屬機具之間的幾何關(guān)系， 因此鏟斗的工作半徑和挖掘力等性能參數(shù)不會受到很大的影響。但是， 專用型的缺點在于其應用范圍受到限制。

第一代快換裝置連接器

通用型快換裝置是目前市面上使用最廣泛的聯(lián)接方式， 也是眾多生產(chǎn)廠家競相開發(fā)的主要產(chǎn)品類型。按其工作原理的不同， 通用型快換裝置可細分為手動式、 半自動式和全自動式 （包括液壓手腕） 等形式。

1、手動型快換裝置

典型的手動型快換裝置結(jié)構(gòu)如下圖 ，一般情況下， 前鎖鉤是固定的， 與快換裝置機體做成一體， 而活動的后鎖鉤可以有各種形式， 比如，有連桿機構(gòu)（利用機構(gòu)的死點位置）、 彈簧鎖舌或擰緊螺栓等， 完成與屬具的聯(lián)接鎖止。使用時， 要求由操作手工動操作聯(lián)接機構(gòu)。在屬具與鎖鉤的聯(lián)接完成后， 必須手工插入安全銷鎖止， 防止機具意外脫落。

 

雖然手動型快換裝置的聯(lián)接方式比將屬具直接聯(lián)接在斗桿上的方式更為方便快捷， 但是屬具的更換過程還是比較費時， 要求操作工從駕駛艙出來操作并安裝安全鎖止銷。

此外， 由于拆卸機具時手工開鎖力的大小有限， 故所設計的閉鎖彈簧力不能太大， 這容易導致鎖鉤的閉鎖力不足， 造成附屬機具聯(lián)接松動、 甚至脫落的事故發(fā)生。

2、半自動型快換裝置

大部分的半自動型快換裝置與手動型的結(jié)構(gòu)和原理一樣， 但是， 利用一個液壓活塞桿來替代手工， 對聯(lián)接鎖鉤進行操控， 因此操作工無須離開駕駛艙， 通過操作按鈕即可完成附屬機具與快換裝置的聯(lián)接和鎖止。常見的半自動快換裝置有鎖鉤型 和插銷型 兩種。

 

鎖鉤型裝置采用前后鎖鉤 （通常后鎖鉤可動） 的形式， 實現(xiàn)與附屬機具的聯(lián)接。由活塞型油缸推動鎖銷機構(gòu)， 使其處于死點位置， 完成屬具的聯(lián)接閉鎖。

而插銷型半自動快換裝置， 則利用可在駕駛室內(nèi)操縱的液壓控制閥， 控制液壓油缸活塞桿帶動與之連接的導塊， 推動雙鎖銷機構(gòu)， 將鎖銷插入鎖銷孔， 完成屬具的聯(lián)接閉鎖。但是， 由于兩插銷的中心孔間距為定值且不可調(diào)， 造成這類快換裝置的通用性受到一定的限制。

半自動快換裝置更換屬具的便捷性明顯優(yōu)于手動型， 但是， 與手動的快換裝置一樣， 在半自動快換裝置完成與屬具的聯(lián)接動作后， 需要操作人員手工從側(cè)面插入安全插銷， 以保證鎖止機構(gòu)處于閉合狀態(tài)， 防止作業(yè)過程中由于誤操作以及液壓系統(tǒng)失效而導致鎖止油缸縮回， 而造成屬具脫落事故發(fā)生。

然而， 工程實際中， 確實可能存在由于操作人員忘記插入安全銷鎖定裝置而導致失誤的安全事故。

3、普通的全自動型快換裝置

所謂的全自動型快換裝置， 就是將半自動快換裝置中， 需要操作工人工插入安全銷的工作改進為采用油缸驅(qū)動安裝液壓鎖的附加安全彈簧裝置。操作工可以在駕駛艙內(nèi)完成全部的屬具更換工作。

快換裝置中， 通常采用具有獨立的安全機構(gòu)來保證聯(lián)接閉鎖機構(gòu)處于完全閉合位置， 而且駕駛艙內(nèi)有專門的指示裝置來判定鎖止機構(gòu)是否完全與屬具接合。

普通的全自動型快換裝置， 通過液壓和機械的雙重防護， 使得屬具的更換更加便捷安全。就目前工程使用的產(chǎn)品來看， 主要有單鉤爪鎖止型和雙鉤爪鎖止型兩種。

（1）單鉤爪鎖止型的全自動快換裝置如下圖：

 

固定的前鎖鉤與鏟斗的前銷軸結(jié)合， 而活動的后鎖鉤由液壓缸驅(qū)動與鏟斗的后銷軸結(jié)合， 利用重力鎖止桿 （四桿機構(gòu)的死點位置） 或其它方式實現(xiàn)自動鎖止。

（2）雙鉤爪鎖止型全自動快換裝置附加設計了一個耦合可動的前鎖鉤， 它與鏟斗的前銷軸結(jié)合并通過一個重力裝置或其它方式使其鎖止在確切的位置上， 其鎖止狀態(tài)和釋放狀態(tài)分別如下圖。

 

與手工機械式和半自動型快換裝置相比， 全自動快換裝置可以由操作工在駕駛艙內(nèi)完成機具的更換和安全鎖止， 使用快捷迅速且安全可靠。

使用過程中需要注意的是：

全自動快換裝置的安全閂鎖機構(gòu)需要定期檢查和維護， 以確保鎖定機構(gòu)正常運行。上述 3種類型快換連接器基本上代表著快換連接器的第一代產(chǎn)品， 是目前市場上快換應用領(lǐng)域的主導產(chǎn)品， 品種達 20 多種， 占據(jù) 90%以上的市場份額。

不同品牌的產(chǎn)品在本體結(jié)構(gòu)設計、 鎖鉤、 安全裝置等方面具有不同的結(jié)構(gòu)特點， 因此產(chǎn)品對不同機具的通用性和適用性、 使用過程中的安全性以及更換的自動化程度等性能方面各有特點。

第一代快換連接器產(chǎn)品發(fā)展的方向也就主要集中在安全可靠、 操作簡便、 結(jié)構(gòu)緊湊等方面的進一步提高上。

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第二代快換裝置連接器

由于第一代快換裝置并沒有增加挖掘機工作臂的自由度數(shù)目（即空間運動和姿態(tài)的靈活性）， 限制了挖掘機的更多功能的發(fā)揮。

因此， 目前出現(xiàn)了第二代的快換連接器（也稱為多功能液壓手腕）， 這類裝置增加了挖掘機靈活性， 很好地擴展和延伸主機各項功能和作業(yè)范圍。

多功能液壓手腕是在第一代快換產(chǎn)品的基礎上， 增加了旋轉(zhuǎn)和擺動等運動自由度， 在原有挖掘機的主機液壓系統(tǒng)， 將快換連接器的聯(lián)接鎖止和運動控制等功能與挖掘機的原操縱手柄集成， 這樣能夠保持挖掘機操作者的工作習慣。多功能液壓手腕始現(xiàn)于上世紀 80年代， 目前主要的生產(chǎn)廠家有 Indexator（注冊商標 Rototilt， 其產(chǎn)品根據(jù)噸位不同分為 6 個系列）和 Engcon（注冊商標 Tiltrota?tor）這兩家公司， 還有 ABL、 Steelwrist、 Sandco、OilQuick和SMP等小規(guī)模制造商。

多功能液壓手腕將機、 電、 液及控制技術(shù)集成。比較典型的液壓手腕結(jié)構(gòu)如下圖 ：

主要由液壓 （螺旋） 調(diào)整擺動裝置、 液壓油缸、 全回轉(zhuǎn)裝置以及快速連接器等組成。通過油缸的擺動（或是螺桿的轉(zhuǎn)動） 可以實現(xiàn)機具的橫向擺動， 左右傾角可達 40°； 采用電磁閥控制的液壓馬達驅(qū)動下方的 360°回轉(zhuǎn)裝置， 并帶動機具轉(zhuǎn)動。

因此， 安裝了多功能液壓手腕之后， 挖掘機的工作機具增加了水平回轉(zhuǎn)以及橫向左右擺動的自由度， 能夠在不調(diào)整整機位置及姿態(tài)情況下， 輕易地以最佳的機具作業(yè)角度實現(xiàn)不同方向的挖掘工作。

由于挖掘機及其機具的種類較多， 為了提高多功能液壓手腕的通用性， 通常將它與普通的快換接頭聯(lián)合使用。利用普通快換裝置對挖掘機斗桿銷釘鉸接結(jié)構(gòu)的適應能力， 減少銷軸的更換次數(shù)， 然后利用液壓手腕進行各類屬具的外接， 滿足復雜作業(yè)過程中對各種工位和姿態(tài)的要求， 提高了工作效率。

另一方面， 液壓手腕的回轉(zhuǎn)或擺動的傳動機構(gòu)采用了蝸輪蝸桿傳動形式， 其不能承受頻繁的沖擊載荷， 因此， 其應用也受到一些局限性， 例如， 當進行破碎、 振動夯鑿作業(yè)時， 需要將破碎錘等機具直接用普通快換裝置連接， 避免頻繁沖擊而導致液壓手腕傳動機構(gòu)的失效。

因此， 為了多功能液壓手腕的配套和普及， 在歐洲， 已經(jīng)開始對液壓手腕產(chǎn)品形成標準化， 包括上下連接結(jié)構(gòu)尺寸、 對應配套的機型以及與其配套的功能屬具聯(lián)接接口等。

目前在中國市場， 第二代快換連接器尚處于產(chǎn)品的開發(fā)期和市場的培育期。因此， 需要政府相關(guān)部門和企業(yè)一道， 致力于相關(guān)標準的規(guī)范和完善， 以利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。

參考文獻/資料

許盛輝.挖掘機快換裝置的結(jié)構(gòu)原理及發(fā)展概況
[J].機電技術(shù)，2016,2：149-152.
部分圖片來源于網(wǎng)絡

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