形成适应不同地质条件、不同挖掘深度与厚度的系列产品。20世纪末期,意大利土力公司融合了钢丝绳悬吊液压抓斗与全导杆式液压抓斗各自工作原理上的优点,首先推出了挖掘深度为50m左右的BH—7/BH—12型半导杆式液压抓斗,经改进后接着又推出了BH—8、BH—12、BH—15型系列半导杆式液压抓斗,最大挖掘深度可达70m。该系列产品在结构设计上采取了措施以保证抓斗挖掘时的垂直度:①按抓斗大小,采用很长(3~4m)的侧面导向装置,以保证抓斗在刚进入地表及挖掘过程中起到稳定的扶正作用。②BH—8、BH—12、BH—15的差别仅在抓斗体上,它们的抓斗导杆及导向架是相同的,在侧面导向装置进入离地表1500mm以前,由可伸缩的凯氏导向装置对抓斗导向,居中的箱形方断面导向架沿着外部斜格形方断面导向架内移动;固定在抓斗上端的方断面导杆在居中的导向架内滑动;外部斜格形方断面导向架由万向节悬吊在吊臂上,并有旋转±180°的装置。③在抓斗的侧面导向装置进入离地表1500mm后,抓斗上端固定的方断面导杆开始要脱离可伸缩的导向架,抓斗继续挖掘后将逐步成为铜丝绳悬吊式抓斗,抓斗重心偏下,此后由自重作用对抓斗导向。BH系列抓斗是通过吊臂顶部猫头架上的液压传动装置使整个可伸缩导向架、软管卷取器以及带导杆的抓斗能同时绕抓斗导杆轴线在±180°范围内旋转,以此来解决侧向偏移。在实践中,在较硬地层施工时,抓斗每抓取4~5次后,应通过上述液压传动装置使抓斗转动180°快速定位后,再继续挖掘,以补偿抓斗挖掘过程中的侧向偏斜。④抓斗很重,BH—8、BH—12、BH—15抓斗分别为8t、12t、15t,以尽量排除外界干扰对自由落体垂直度的影响。⑤当抓斗导杆脱离导向架后,抓斗在钢丝绳悬吊工况下工作时,从吊臂的悬点处到抓斗重心间已有很长的距离(约16m以上)。
虽然在上述结构上对施工垂直度有保证,但关键还在于操作人员的控制及其操作技能。由于国际上作业规范对连续墙垂直度精确性的要求不断提高,土力公司又研制了一种能够对操作人员予以有效帮助的装置。
此外,在多变的地层、硬性土、贴近已有建筑和在许多难以接近的位置,以及各种带角度的槽段或对很深的槽段进行连续墙施工,而且又要保持极高的垂直度,也要求制造厂家较好地解决连续墙施工中常遇到的这些难题,这恐怕是抓斗机械研制的必然方向。土力公司随后推出的垂直度定位控制装置(ACTIVE SYSTEM)与BH系列装置配套使用,以及旋转抓斗(ROTATORGRAB)与垂直度定位控制装置配套使用,实为连续墙抓斗设备引入了新概念,也解决了上述各种困难施工条件下提出的问题。
旋转抓斗与BH系列抓斗在结构上的主要差别是:①抓斗的回转装置设在导杆的外部导向架的下部。抓斗转动时,外部导向架及软管卷取器就不必像BH系列那样跟着转动。抓斗回转装置包括设置在外部导向架下部的液压齿轮电动机,以及安装在固定导向架下部及抓斗体之间、带液压制动闸的旋转装置。液压齿轮电动机的运动是通过一个可移动的销轴(见图1.2)传递到抓斗的。②抓斗的软管卷取器斜置地固定在外部导向架的后面。施工中,即使抓斗旋转±180°,也始终能沿最小间隙在已有建筑的墙外挖掘。如当抓斗宽度为600mm时,抓斗中心距墙边距离仅为425mm。而BH系列由于软管卷取器要与抓斗一起转动,则难达到这么近的距离。③由于抓斗上的导杆要在可伸缩导向架内转动,所以它的断面与BH系列的不同。④固定在外部导向架后的两个抓斗油缸的软管卷取器是单槽的,并且斜置,这就可以取消BH系列必须的软管排管器,减少了软管被磨损和啃伤的环节;单槽的软管卷取器的外径为2700mm,不仅卷取容量大,适用于非常深的连续墙,也提高了软管的使用寿命。⑤旋转抓斗液压软管的公称内径由BH系列的25.4mm改为38.1mm,连续工作时的油压与BH—8、BH—12、BH—15一样,由原BH—7、BH—12的21MPa提高到30MPa,有超乎寻常的液压功率供给抓斗的主夹紧油缸,再加上抓斗自重结合两个颚板的精确同步闭合,为获得最大贯穿能力创造了条件。该旋转抓斗最小宽度600mm;抓斗颚板张开最大尺寸3500mm;最大挖掘深度70m;带猫头架时的导向架质量6500kg;抓斗的回转角度360°;抓斗用液压软管公称内径38.1mm;最大工作压力30MPa。(www.xing528.com)
图1.2 旋转抓斗
1—传感器;2—陀螺仪电力供应装置;3—阀;4—可移动的销轴;
5—电缆卷取器;6—深度计;7—深度计回路;8—抓斗回路;
9—抓斗油缸的软管卷取器;10—信号处理装置
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