Стреловое устройство

Группа изобретений относится к экскаваторам и манипуляторам. Технический результат – придание дополнительной прочности узлу стрелы. Стреловое устройство содержит опору, стрелу, соединенную с возможностью поворота с опорой для поворота стрелы относительно опоры вокруг горизонтальной оси, и первый линейный гидропривод, соединенный с опорой для управления поворотом стрелы и удержания стрелы в конкретном положении относительно опоры. Стреловое устройство дополнительно содержит рычаг, соединенный без возможности поворота со стрелой, и стяжной элемент, соединенный без возможности поворота с рычагом и стрелой. При этом первый линейный гидропривод соединен со стяжным элементом таким образом, чтобы сила, создаваемая первым линейным гидроприводом, передавалась на стяжной элемент. Кроме того, первый линейный гидропривод и стяжной элемент опираются на рычаг, и рычаг расположен таким образом, что он проходит вверх от стрелы. 5 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к стреловому устройству, например, для экскаватора или манипулятора.

Уровень техники

В патентном документе GB 1432124 А описаны стреловые устройства, в которых потенциальная энергия передается между поворачивающейся на опоре стрелой и аккумулятором через жидкую среду, проходящую по каналу между камерой в гидроцилиндре и аккумулятором, когда угол наклона стрелы изменяется с помощью обычных средств. Стрела может быть заменена стрелой с вращающимся поршнем.

Недостаток известного устройства состоит в том, что вследствие того, что тянущая и толкающая сила двух гидроцилиндров, т.е. гидравлических подъемников, прикладывается к небольшой области в основании стрелы, она создает большой изгибающий момент и концентрацию напряжений в стреле, что со временем вызывает усталость конструкции. Для преодоления этого недостатка стрела должна быть выполнена массивной, т.е. тяжелой, а это снижает подъемную способность и энергоэкономичность.

Другая проблема относится к соединению гидроцилиндра непосредственно с опорой и стрелой, что ограничивает геометрию конструкции. Это приводит к созданию некоторого подъемного момента для каждого из углов подъема стрелы, что может быть нецелесообразным. Геометрия и требуемый подъем стрелы вынуждают использовать гидроцилиндр некоторой длины. Поскольку подъемный момент не может быть направлен в соответствии с необходимостью, ход поршня гидравлического цилиндра должен быть избыточно длинным, что создает подъемный момент, направленный к областям, в которых он не требуется. При больших углах стрелы избыточный подъемный момент является недостатком, поскольку он требует толкания стрелы вниз для опускания стрелы без груза. Ход, т.е. объем, гидравлического цилиндра, с другой стороны, прямо пропорционален объему аккумулятора, когда желательно поддержание некоторой силы и уровня давления. Объем аккумулятора является дорогим, например, из-за требований к емкостям высокого давления.

Указанные проблемы особенно относятся к экскаваторам, требующим большого размаха и длинных стрел.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение стрелового устройства, позволяющего устранить указанные недостатки.

Эту задачу позволяет решить стреловое устройство, охарактеризованное в прилагаемой формуле изобретения. Предпочтительные варианты осуществления описаны в зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением, предложено стреловое устройство, содержащее стрелу, линейный гидропривод для управления поворотом стрелы и удержания стрелы в конкретном положении, рычаг, соединенный со стрелой, и стяжной элемент, соединенный с рычагом и со стрелой, причем линейный гидропривод соединен с рычагом, а рычаг расположен таким образом, что он проходит от стрелы вверх.

Преимущество стрелового устройства в соответствии с изобретением состоит в том, что, когда стрела расположена по существу вертикально, необходимый подъемный момент значительно уменьшается. В этой ситуации данное решение обеспечивает маленький подъемный момент и очень маленькое изменение в длине гидроцилиндра относительно изменения угла. Это позволяет обеспечить гидроцилиндр и аккумулятор целесообразных размеров.

Другое преимущество стрелового устройства в соответствии с изобретением состоит в том, что, поскольку часть подъемного момента передается стяжным элементом на более дальнюю точку стрелы, например, на конец стрелы, это обеспечивает стрелу с уменьшенным сгибающим моментом. Из-за геометрии только малый компонент силы прикладывается рычагом к площади сечения стрелы, подверженной напряжениям. Кроме того, этот компонент силы сопротивляется нормальной усталости при изгибе в положениях, создающих большую часть напряжения в стреле.

Краткое описание чертежей

Ниже будет более подробно описано настоящее изобретение с помощью предпочтительных вариантов его осуществления и со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг. 1 схематично представлено стреловое устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к стреловому устройству 1. Стреловое устройство 1 содержит опору 11. Опора 11 образована, например, рамой экскаватора.

Стреловое устройство 1 содержит стрелу 12. Например, стрела выполнена с возможностью удержания рукояти экскаватора, соединенной с ковшом (не показан на чертеже). Стрела 12 соединяется с опорой 11 с возможностью поворота для поворота стрелы 12 относительно опоры 11 вокруг горизонтальной оси. Например, стрела 12 содержит первый конец 121 и второй конец 122, причем первый конец 121 стрелы 12 соединен с опорой 11.

Стреловое устройство 1 содержит рычаг 14. Рычаг 14 соединен по существу без возможности вращения со стрелой 12. Например, рычаг содержит первый конец 141 и второй конец 142, и первый конец 141 рычага 14 соединен со стрелой 12. Рычаг 14 соединен таким образом, что он проходит вверх от стрелы 12. Например, рычаг 14 соединен со стрелой 12 с помощью болтов или путем сварки. Альтернативно, рычаг 14 соединен со стрелой штифтами (не показано на чертеже). В соответствии с одним из вариантов осуществления, рычаг 14 выполнен как одно целое со стрелой 12.

Стреловое устройство 1 содержит первый линейный гидропривод 13 для управления поворотом стрелы 12 и удержания стрелы 12 в конкретном положении относительно опоры 11. Например, первый линейный гидропривод содержит гидроцилиндр. В соответствии с одним из вариантов осуществления, стреловое устройство 1 содержит множество первых линейных гидроприводов 13. Первый линейный гидропривод 13 соединен с опорой 11. Например, первый линейный гидропривод 13 содержит первый конец 131 и второй конец 132, и первый конец 131 первого линейного гидропривода 13 соединен с опорой 11. Первый линейный гидропривод 13 поддерживается рычагом 14. Например, второй конец 132 первого линейного гидропривода 13 соединен со вторым концом 142 рычага 14.

Стреловое устройство 1 содержит стяжной элемент 15. Стяжной элемент 15 соединен по существу без возможности вращения с рычагом 14 и стрелой 12. Стяжной элемент 15 соединен со стрелой 12 дальше от опоры 11 относительно рычага 14. Например, стяжной элемент 15 содержит первый конец 151 и второй конец 152, причем первый конец 151 стяжного элемента 15 соединен по существу без возможности вращения со вторым концом 142 рычага 14, а второй конец 152 стяжного элемента 15 соединен по существу без возможности вращения со вторым концом 122 стрелы 12. В соответствии с одним из вариантов осуществления, стяжной элемент 15 является стяжкой. Стяжка 15 поддерживается рычагом 14. Предпочтительно рычаг 14 имеет некоторую длину и соединяется со стрелой 12 в месте, позволяющем соединить прямой стяжной элемент 15 с рычагом 14 и вторым концом 122 стрелы.

В соответствии с одним из вариантов осуществления, стреловое устройство 1 содержит второй линейный гидропривод 16. Второй линейный гидропривод 16 помогает первому линейному гидроприводу 13 в управлении поворотом стрелы 12. Например, второй линейный гидропривод 16 содержит гидроцилиндр. Второй линейный гидропривод 16 соединен с опорой 11 и стрелой 12. Например, второй линейный гидропривод 16 содержит первый конец 161 и второй конец 162, и первый конец 161 второго линейного гидропривода 16 соединен с опорой 11, а его второй конец 162 соединен со стрелой 12.

Настоящее изобретение относится также к экскаватору, содержащему описанное выше стреловое устройство 1.

Настоящее изобретение относится также к манипулятору, содержащему описанное выше стреловое устройство 1.

Настоящее изобретение относится также к применению описанного выше стрелового устройства 1 в экскаваторе.

Настоящее изобретение относится также к применению описанного выше стрелового устройства 1 в манипуляторе.

1. Стреловое устройство (1), содержащее:

- опору (11);

- стрелу (12), соединенную с возможностью поворота с опорой (11) для поворота стрелы (12) относительно опоры (11) вокруг горизонтальной оси, и

- первый линейный гидропривод (13), соединенный с опорой (11) для управления поворотом стрелы (12) и удержания стрелы (12) в конкретном положении относительно опоры (11),

отличающееся тем, что стреловое устройство (1) дополнительно содержит:

- рычаг (14), соединенный без возможности поворота со стрелой (12), и

- стяжной элемент (15), соединенный без возможности поворота с рычагом (14) и стрелой (12),

причем

первый линейный гидропривод (13) соединен со стяжным элементом (15) таким образом, чтобы сила, создаваемая первым линейным гидроприводом (13), передавалась на стяжной элемент (15);

первый линейный гидропривод (13) и стяжной элемент (15) опираются на рычаг (14), и

рычаг (14) расположен таким образом, что он проходит вверх от стрелы (12).

2. Стреловое устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что стяжной элемент (15) является стяжкой.

3. Стреловое устройство (1) по п.1, отличающееся тем, что стяжной элемент (15) является тросом.

4. Стреловое устройство (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что содержит второй линейный гидропривод (16), содержащий первый конец (161) и второй конец (162), причем первый конец (161) второго линейного гидропривода (16) соединен с опорой (11), а второй конец (162) второго линейного гидропривода (16) соединен со стрелой (12).

5. Экскаватор, содержащий стреловое устройство (1) по любому из пп.1-4.

6. Манипулятор, содержащий стреловое устройство (1) по любому из пп.1-4.

7. Применение стрелового устройства (1) по любому из пп.1-4 в экскаваторе.

8. Применение стрелового устройства (1) по любому из пп.1-4 в манипуляторе.