Роторный экскаватор

 

Изобретение относится к землеройным машинам и предназначено для экскавации и транспортирования горной массы. Цель - повышение надежности работы за счет симметричного нагружения поворотной платформы. Для этого защитный механизм размещен на верхнем строении, связан со стрелой ротора и выполнен из установленных на верхнем строении направляющих 14 с размещенным в них пакетом грузов 8, связанных с канатом 10 полиспастной системы посредством неподвижного 11 и подвижного 12 упоров с размещенным между ними упругим элементом 9. Полистпастная система имеет два ряда блоков 15 и 16. Блок 15 установлен на стреле ротора подвижно, а блок 16 жестко связан с верхним строением. Взаимосвязь основных параметров защитного механизма определяется исходя из условия обеспечения допустимого выбега равнодействующих внешних сил. При необходимости изменения уровней настройки защитного устройства предусматривается возможность изменения массы пакета грузов 8 и силы предварительного поджатия упругого элемента 9. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 Е 02 F 3 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4278226/29-03 (22) 06.07.87 (46) 23.12.89. Бюл. У 47 (71) Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и проектный институт угольной промышленности СССР "Укрниипроект" и Производственное объединение "Ждановтяжмаш" (72) Л,П.Ивкин, В.К.Фабишевский;

В.К.Трофимов, В.М.Владимиров, Л.Г.Дубинский и Д.К.Гришин (53) 621.879,48(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

157282, кл. Е 02 F 3/18, 1962.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1138460, кл. Е 02 F 3/18, 1983.

2 (54) РОТОРНЫЙ ЭКСКАВАТОР (57) Изобретение относится к эемлеройным машинам и предназначено для экскавации и транспортирования горной массы. Цель — повышение надежности работы за счет симметричного нагружения поворотной платформы, Для этого защитный механизм размещен на верхнем строении, связан со стрелой ротора и выполнен из установленных на верхнем строении направля)0щих

14 с размещенным в них пакетом гру- зов 8, связанных с канатом 10 полиспастйой системы посредством неподвижного 11 и подвижного 12 упоров с размещенным между ними упругим эле9 ментом 9. Полиспастная система имеет

1530678

45

50 два ряда блоков 15 и 16, Блок 15 установлен на стреле ротора подвижно, а блок 16 жестко связан с верхним строением. Взаимосвязь основных параметров защитного механизма определяется исходя из условия обеспечения допустимого выбега равнодействующих

Изобретение относится к землеройным машинам, предназначенным для экскавации и транспортирования горной массы.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет симметричного нагружения поворотной 20 платформы.

На фиг. 1 изображен экскаватор, общий вид; на фиг. 2 — узел I на фиг. 11 яа фиг, 3 — кинематическая схема подвески стрелы ротора.

Экскаватор включает ходовое оборудование 1, нижнюю раму 2, поворотную платформу 3 с верхним строением, имеющим стрелу 4 ротора, консоль противовеса 5, полиспастную подвеску 6 механизма подъема стрелы ротора и защитный механизм 7, выполненный в виде силового механизма, например, пакета грузов 8. Защитный механизм посредством упругого элемента 9, например, пружинного типа и каната

10 через полиспастную подвеску 6 соединен со стрелой 4 ротора. Конструк т тивно защитный механизм состоит из пакета грузов 8, подвешенных на сво- 40 бодном конце каната 10 полиспастной подвески 6 и упругого элемента 9, в общем случае предварительно сжатого и расположенного между верхним неподвижным 11 и нижним подвижным 12 упорами, соединенными между собой втулкой 13. При этом канат 10 проходит внутри втулки 13 и пакета грузов 8. Защитный механизм имеет неподвижные направляющие 14.

Кинематически привод подъема и опускания стрелы ротора состоит из полиспастной подвески 6 с двумя рядами блоков, подвижные блоки 15 которой соединены со стрелой 4 ротора, а неподвижные блоки 16 расположены

55 на верхнем строении. При этом один конец каната 10 закреплен на барабане лебедки привода 17 подъема, привнешних сил. При необходимости изменения уровней настройки защитного устр-ва предусматривается возможность изменения массы пакета грузов 8 и силы предварительного поджатия упру1 гого элемента 9. 3 ил. водимом в движение через редуктор 18 двигателем 19.

Защитный механизм 7 может быть расположен в любом месте верхнего строения (например, на консоли противовеса 5), Роторный экскаватор работает следующим образом.

При экскавации горных пород нагрузка на рабочем оборудовании и, соответственно, опрокидывающий момент от этой нагрузки и веса стрелы ротора могут изменяться в широком диапазоне в зависимости от крепости разрабатываемых пород, вида стружки и угла наклона стрелы ротора. Уравновешивание машины обеспечивается удерживающим моментом, создаваемым консолью противовеса 5. Учитывая, что опрокидывающий момент является переменным, а удерживающий — постоянным, вертикальная равнодействующая внешних сил, воспринимаемая поворотной платформой 3, изменяет свое положение относительно оси поворота верхнего строения.

В номинальных режимах работы, когда опрокидывающий момент изменяется в допустимых пределах, нагрузка в ветви каната 10 изменяется в пределах эоны нечувствительности защитного механизма 7, обусловленной сочетанием его силовых параметров (веса гру- зов 8 и сжатия упругого элемента 9).

При этом защитное устройство выполняет функции жесткой заделки канатов.

В экстремальных режимах работы, например, при экскавации крепких сложноструктурных забоев, может возникнуть существенное превышение опрокидывающего момента над удерживающим, что приведет к недопустимому выбегу равнодействующей внешних сил вперед относительно оси поворота. При опускании ротора на забой существенное превышение может возникнуть в удерсимальное перемещение пакета грузов

8 вниз ограничивается конечным выключателем, KoTopblA отключает привод поворота верхнего строения и включает подъемную лебедку на подъем стрелы ротора. Уравновешенность экскаватора восстанавливается.

При необкодимости изменения уровней настройки защитного устройства (или зоны его нечувствительности) предусматривается возможность изменения веса пакета грузов 8 и силы предварительного поджатия упругого элемента 9.

Взаимосвязь основных параметров защитного механизма определяется исходя из условия обеспечения допустимого выбега равнодействующей внешних сил, который определяется зависимостью

45

50 е = ) -- -"--- в-- ) G (1) 55 где М „и,с,„н М po,„— соответственно максимальный и минимальный опроки5 15306 живающем моменте по сравнению с опрокидывающим, а равнодействующая недопустимо сместится назад от оси поворота.

При увеличении опрокидывающего

5 момента происходит увеличение силы в полиспастной подвеске 6 и соответственно в каждой ветви каната 10.

Превышение силы, действующей в последней ветви каната, суммы противодействующих сил (веса грузов 8 и сжатия упругого элемента 9) обусловливает подъем грузов 8, которые, перемещаясь вверх и воздействуя на упор 12, сжимают упругий элемент 9.

При перемещении вверх упора 12 посредством конечного выключателя отклнг чаются приводы механизмов поворота верхнего строения и подъема стрелы 20 ротора, нагрузка на ротор уменьшается, тем самым равновесие машины восстанавливается.

При уменьшении опрокидывающего момента уменьшается сила, действую- 25 щая в последней ветви каната 10. Ее уменьшение ниже минимальной суммы противодействующих сил, равной весу грузов 8, ведет к перемещению последних в направляющих 14. В результате вытягивается канат 10 и через полиспастную подвеску 6 поднимается стрела 4 ротора, а ротор выводится из контакта с забоем. Мак78 6 дывающие моменты, создаваемые рабочим оборудованием с учетом его веса и сил копания Н м;

С вЂ” вес верхней поворотной части экскаватора, H.

Исходя иэ условия равновесия роторной стрелы, сила в полиспастной подвеске определяется зависимостью

М ро

Р

) (2) (1д + going 8 ) в1п где 1) и 6 — координаты крепления подвижных .блоков полиспастной подвес1 ки, м; — угол наклона полиспастной подвески, изменяющийся в зависимости от угла наклона стрелы ротора, град.

Обозначая в равенстве (2) (1а +

+ h ctg F ) вы о = А, получаем М = AP„.

)"о

Учитывая кратность полиспаста m сила в полиспастной подвеске Р„ может быть выражена через силу в последней ветви каната Р зависимостью Рп

= mP < (без учета КПД полиспастной подвески).

Тогда опрокидывающий момент, создаваемый рабочим оборудованием, определяется формулой

M = Аm Р„, Hm (3)

Соответственно максимальный и минимальный моменты с учетом КПД полиспаста определяются по зависимостям

Аи ш Рк mai

М И Я (4)

P0 mar )

Мрою .и = Am ï ш Рк m n g p (5) где А „ и А „„ „ — значения величины А, соответствующие режимам нагружения, создающим максимальный и минимальный опрокидывающие моменты;

Р„ „ и P „ „„ „ — силы в одной ветви каната при максимальном и минимальном опрокидывающих моментах.

Тогда зависимость (1) может быть представлена в виде

Altar m Рк max — Ат, и m Ри m и 2 е С откуда

eG, A may Р) may- А и Рк,и,n g

С другой стороны величины сил

Р „ „ и Р и, и определяются уров1530678

Фие.! нями срабатывания защитного устройства, зависящими от силовых параметров упругого и силового элементов

Pêвау- P ( где P u F — силовые параметры защит ного устройства, характеризующие соответственно уровни срабатывания упругого и силового элементов, Н.

При исполнении защитного устройства с упругим элементом в виде пружины и силовым элементом в виде подвижного груза параметры P u F являются соответственно силами сжатия пружины и веса груза.

С учетом формул (7) и (8) зависимость (6) приобретает вид

P+ F(1- ) - — ——

2Amï е1С (9)

Amex ш А пд 20

„2 Ам п ef

Обозначив К вЂ” — — и К

А eeaa_#__#_ в

mA рсва получим зависимость, описывакицую взаимосвязь параметров защитного устройства

Р + Г(! - К,) К С (10) где К и К вЂ” коэффициенты, характеризующие конструктивно-. кинематические параметры экскаватора, в частности, верхнего стро ения.

Формула и э о б р е т е н и я

Роторный экскаватор, включающий поворотную платформу с размещенным 35 на ней верхним строением со стрелой ротора, имеющей механизм подъема с полиспастной системой и защитный механизм, и стрелой противовеса, о т— л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности в работе за счет симметричного нагружения поворотной платформы, защитный механизм размещен на верхнем строении, связан со стрелой ротора и выполнен иэ установленных на верхнем строении направляк цих с размещенным в них пакетом грузов, связанных с канатом полиспастной системы посредством подвижного и неподвижного упоров с размещенным между ними упругим элементом, а полиспастная система имеет два ряда блоков, один из которых установлен на стреле ротора подвижно, а другой жестко связан с верхним строением, причем связь параметров защитного механизма выражена зависимостью

Р + Г(1 — К4) - К,С, где P u F — силовые параметры защитного механизма, характеризукицие уровни срабатывания упругого и силового элементов, Н, К и К вЂ” коэффициенты, характеризующие конструктивно-кинематические параметры экскаватора, в частности верхнего строения

С вЂ” вес верхнего строения, Н.

1530678

12

19

Составитель Л.Котельникова

Редактор А.шандор Техред М.Ходанич Корректор Н.Король

Заказ 7866/29 Тирам 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101