"ковш экскаватора с оборудованием "прямая лопата"

 

КОВШ ЭКСКАВАТОРА С ГИДРОПРИВОДОМ . Использование: изобретение относится к технике разработки грунтов, в частности к конструкции ковшевых рабочих органов экскаватора с оборудованием прямая лопата и гидроприводом. Сущность изобретения: ковш включает заднюю стенку с проушинами для соединения осью с рукоятью , а также проушинами для соединения осью с гидроцилиндрами поворота ковша и проушинами для соединения осями с козырьком . Козырек выполнен в виде прямоугольного желоба. Днище желоба спереди оснащено зубьями, каждый из которых выполнен с режущей кромкой и передней и задней гранями. Боковины козырька имеют проушины для соединения осями с задней стенкой. Ось соединения ковша с рукоятью расположена в плоскости, проходящей касательно к режущим кромками зубьев и под углом о/4бО ... 45° к плоскости, проходящей через передние грани зубьев. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л)5 Е 02 F 3/40

ГО ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

BE ОМСТВО СССР (ГО ПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АТЕНТУ (54 КОВШ ЭКСКАВАТОРА С ГИДРО П РИВО OM, (57 Использование: изобретение относится к т хнике разработки грунтов, в частности к

ФЪ

Ф»

I » (21 (22 (46 (71 ди им. (72 (73

ДИ им. (56 кав во тя

4839714/03

14,05.90

30.01,93. Бюл, М 4

Воронежское производственное объеение по выпуску тяжелых экскаваторов

Коминтерна

В. К, Забазнов

Воронежское производственное объеение по выпуску тяжелых экскаваторов

Коминтерна

Чертеж ЭО-6123.33,01.000-2 ковша экстора ЭО-6123-1; Воронежское произственное объединение по выпуску елых экскаваторов им, Коминтерна, lI. Ж 1792471 А3 конструкции ковшевых рабочих органов экскаватора с оборудованием прямая лопата и гидроприводом. Сущность изобретения; ковш включает заднюю стенку с проушинами для соединения осью с рукоятью, а также проушинами для соединения осью с гидроцилиндрами поворота ковша и проушинами для соединения осями с козырьком. Козырек выполнен в виде прямоугольного желоба. Днище желоба спереди оснащено зубьями, каждый из которых выполнен с режущей кромкой и передней и задней гранями. Боковины козырька имеют проушины для соединения осями с задней стенкой. Ось соединения ковша с рукоятью расположена в плоскости, проходящей касательно к режущим кромками зубьев и под углом а 60 ... 45 к плоскости, проходящей через передние грани зубьев. 1 ил.

1792471

15

25

Р = Рр+ Р+ Рпр, где Рр — сопротивление резанию, Р— сопротивление трению от перемещения рабочего органа по грунту, Рпр — сопротивление перемещению призмы волочения и наполнению ковша.

Установлено, что.сопротивление резанию имеет преобладающую величину для всех грунтов и достигает 834/, сопротивления копанию, Анализ зависимости удельной силы резания от угла резания показывает, что для всех грунтов указанная зависимость имеет характер функции областью минимума и что эта область минимума соответствует разным значениям углов резания в зависимости от типа и состояния грунга.

С учетом того, что состояние грунта зависит от атмосферных условий, а состав грунта может меняться даже на расстоянии нескольких метров как на глубине, так и вдоль забоя, строго дифференцировать об40

50

Изобретение относится к технике разработки грунтов, в частности к конструкции ковшевых рабочих органов экскаватора с оборудованием "прямая лопата" с гидрои риводом.

Известен ковш оборудования "прямая лопата" экскаватора с гидроприводом, состоящий из задней стенки с проушинами для шарнирного соединения осями с рукоятью и с гидроцИлиндрами поворота ковша относительно рукояти, козырька, шарнирно . закрепленного спереди задней стенки, и двух гидроцилиндров поворота козырька, каждый из которых осями шарнирно соединен одной проушиной с задней стенкой, а второй — с боковиной козырька. Козырек выполнен в виде прямоугольного желоба, днище которого спереди оснащено зубьями.

Ковш описанной конструкции широко применяются на экскаваторах, выпускаемых зарубежными фирмами. Аналогичной конструкции ковш применен также на отечественном экскаваторе.

Существенным недостатком ковшей описанной конструкции является невозможность осуществления эффективного, т. е, с наименьшей энергоемкостыс, койания грунта путем поворот ковша вокруг шарнира крепления его к рукояти из-за слишком большого угла резания, определяемого как сумма заднего угла резания и угла заострения зуба, Теорией резания грунтов сопротивление копанию грунта ковшовым рабочим ор- 3 ганом определяется по формуле: ласть минимума удельной силы резания от угла резания для всего многообразия встречающихся в природе грунтов практически невозможно, В то же время исследованиями установлено, что для большинства грунтов при углах резания, меньших 30 и больших

50, происходит значительное увеличение удельной силы резания в первом случае за счет возникающего трения задней грани зубьев ковша о грунт, а во втором — за счет увеличения лобового сопротивления грунтов зубьями ковша. По этому угол резания зубьев ковшей одноковшовых экскаваторов в диапазоне 30 — 37 рекомендуется как оптимальный, а задний угол резания при этом рекомендуется в пределах 5 — 10 . Из указанного следует, что угол заострения зубьев, определяемый как разность значений угла резания и заднего угла резания, должен иметь величину 20 — 32 . на практике угол заострения зубьев ковшей экскаваторов по условиям прочности и износостойкости обычно принимают в пределах 25 — 35 в зависимости от типа раэрабать!ваемых грунтов и материала, из которого изготовлены зубья. Учитывая это и принимая во внимание приведенные рекомендации значений заднего угла резания, получаем, что практически оптимальные значения угла резания должны находиться в пределах 30 — 45О, В рассмотренной выше известной конструкции ковша угол резания близок к 90, а у ковша отечественного экскаватора он является даже тупым. При копании грунтов с такими углами резания зубья ковша грунт фактически не режут, а скребут, снимают и т, и. При этом, не имея возможности свободного прохождения в ковш; грунт накапливается в зоне зубьев, еще более препятствуя прохождению новых порций грунта в ковш.

Процесс копания грунта в этом случае идет с неоправданно большими затратами. Поэтому в эксплуатации машинисты, работающие на оснащенных такими ковшами экскаваторах, копание грунтов производят не поворотом ковша вокруг шарнира его крепления к рукояти, а поворотом рукояти вокруг шарнира крепления рукояти к стреле. Это является существенным недостатком, т. к. во-первых угол резания в этом случае машинист в каждом цикле устанавливает "на глаз", исходя из своего опыта, а во-вторых, в значительной мере ограничиваются технологические возможности и область применения экскаваторов, оснащенных такими ковшами.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей и снижение энергоемкости копания поворотом ковша, 1792471

"(5

30 ос ро ст те по дн ми кр со в жу кп гр ре по ни от ко зн от от ни уш а

Зс уш ко пр сп ко ре зы со ст

8 за ко ни ск ре

40

50 дн то кр

on зн е, че

55 ко во ле указанная цель достигается тем, что экскаватора с оборудованием "прямая та" и гидроприводом, включающий заю стенку с проушинами для соединения ми с рукоятью и гидроцилиндрами повоа ковша, шарнирно связанный с задней н кой и с возможностью поворота относиьно нее гидроцилиндрами козырек, выненный в виде прямоугольного желоба, ще которого спереди оснащено зубьякаждый из которых выполнен с режущей мкой и передней и задней гранями, ось динения ковша с рукоятью расположена лоскости, проходящей касательно к реим кромкам зубьев и под углом 60 — 45 оскости, проходящей через их передние ни. Анализ известных технологических ений (аналогов) в исследуемой области воляет сделать вывод об отсутствии в признаков, сходных с существенными ичительными признаками в заявляемом ше экскаватора с гидроприводом, и прить заявляемое техническое решение соетствующим критерию "существенные ичия", На чертеже изображен ковш оборудова"прямая лопата" с гидроприводом.

Ковш включает заднюю стенку 1 с пронами для соединения осью 2 с рукоятью, акже проушинами для соединения осью гидроцилиндрами поворота ковша и пронами для соединения осями 4 с козырь5. Козырек 5 выполнен в виде моугольного желоба, днище которого реди оснащено зубьями 6, каждый из орых выполнен с режущей кромкой и пеней и задней гранями. Боковины корька 5 снабжены проушинами для динения с помощью осей 4 с задней нкой 1. Каждый из двух гидроцилиндров арнирно соединен одной проушиной с ней стенкой 9, а второй — с боковиной

ырька 5 осью 7. При этом ось 2 соединековша с рукоятью расположена в плости 1 - 1, проходящей касательно к ущим кромкам зубьев и под углом a= 60

5 к плоскости, проходящей через перев грани зубьев 6, При копании повором ковша относительно оси 2 его пления и рукояти значения угла резания, еделяемые как разность между 90 и чениями угла а, составляют 30 ... 45О, т, аходятся в диапазоне оптимальных знаий.

Ковш работает следующим образом, Перед копанием ковш закрывают, т, е, ырек 5 с помощью гидроцилиндров 8 поачивая вокруг осей 4, опускают до приания к задней стенке 1, Движениями стрелы и рукояти ковш подводят к забою и упирают режущими кромками зубьев 6 в грунт. Затем гидроцилиндрами 8 осуществляют поворот ковша вокруг оси 2 крепления к рукояти, При этом стрела и рукоять неподвижны. Ковш внедряется в грунт, который поступает внутрь. После наполнения ковш с грунтом перемещают из забоя к месту выгрузки при помощи стрелы и рукояти, Выгрузка грунта из ковша осуществляется путем его раскрытия, т. е, поворота (подьема) козырька 5 вокруг осей 4 относительно задней стенки 1 с помощью гидроцилиндров. При этом грунт высыпается в образующееся пространство между задней стенкой

1 и козырьком 5. После выгрузки грунта козырек 5 опускают гидроцилиндрами 8 до прилегания к задней стенке 1, и цикл повторяется, Экскаватор, оснащенный оборудованием "прямая лопата" с предлагаемым ковшом, по сравнению с таким же оборудованием, оснащенным известным ковшом, имеет следующие преимущества: позволяет производить копание поворотом ковша с оптимальным углом резания, соответствующим наименьшей энергоемкости, расширяются технологические возможности экскаватора за счет возможности производить разработку карьеров наиболее экономичными способами, например уступами снизу, уступами сверху и др„производить селективную выборку из забоя конкреций, например полезных ископаемых; осуществлять копание в естественных условиях, например вблизи существующих объектов; осуществлять эффективно ког ние ниже уровня стоянки экскаватора.

Формула изобретения

Ковш экскаватора с оборудованием

"прямая лопата", включающий заднюю стенку с проушинами для соединения осями с рукоятью и гидроцилиндрами поворота ковша, шарнирно связанный с задней стенкой и с возможностью поворота относительно нее гидроцилиндрами козырек, выполненный в виде прямоугольного желоба. днище которого спереди оснащено зубьями, каждый иэ которых выполнен с режущей кромкой и передней и задней гранями, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей и снижения энергоемкости копания поворотом ковша, ось соединения ковша с рукоятью расположена в плоскости, проходящей касательно к режущим кромкам зубьев и под углом 60 — 45 к плоскости, проходящей через их передние грани.