Одноковшовый экскаватор

Изобретение относится к землеройной технике, а именно к одноковшовым экскаваторам, используемым в горном деле и в строительном производстве. Технический результат - повышение производительности и расширение эксплуатационных возможностей экскаватора. Одноковшовый экскаватор включает неповоротную часть с ходовым оборудованием и поворотную платформу с силовой установкой, накопительным бункером и рабочим оборудованием в виде стрелы, рукояти и ковша с гидроприводами. Рукоять выполнена в виде опорной и направляющей рамы, в которой установлена ходовая тележка с шарнирно прикрепленным ковшом. В процессе набора ковша рукоять опирается на грунт, а ходовая тележка с ковшом поднимаются механизмом подъема, вырезая грунт. В верхней части рукояти ковш поворачивается и разгружается на транспортер, перемещающий грунт в накопительный бункер. Внешние силы, возникающие при взаимодействии ковша с грунтом, воспринимаются рукоятью и не передаются на стрелу и остальные части экскаватора. Разгрузка накопительного бункера, снабженного указателем объема грунта, производится водителями транспортных средств, с помощью дистанционного радиопульта. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к землеройной технике, а именно к одноковшовым экскаваторам, используемым в горном деле и в строительном производстве. Такие экскаваторы уже более ста лет применяют для выполнения земляных работ в строительстве и при добыче полезных ископаемых. Они непрерывно совершенствуются в течение всей своей долгой истории и тем не менее еще далеки от совершенства. Существенным недостатком одноковшовых экскаваторов является низкая производительность, обусловленная двумя факторами. Первый фактор заключается в том, что за каждый рабочий цикл набирается и перемещается небольшое количество грунта. Увеличить толщину вырезаемой стружки и объем ковша не позволяет возникновение большой внешней силы F, действующей на ковш и имеющей большое плечо до ребра опрокидывания экскаватора, что ведет к потере устойчивости. Второй фактор, ограничивающий производительность, заключается в большой продолжительности рабочего цикла. Время взаимодействия рабочего органа экскаватора с разрабатываемым грунтом, т.е, заполнение ковша, составляет около 20% от времени рабочего цикла. Остальное время это транспортные элементы рабочего цикла: подъем стрелы и поворот платформы; разгрузка ковша и обратный поворот, имеющей большую массу платформы, от места разгрузки к забою.

Известен экскаватор, содержащий неповоротную часть с ходовым оборудованием, поворотную платформу с силовой установкой и рабочим оборудованием в виде стрелы, рукояти и ковша с гидроприводами (CN 110397098 E02F 3/32). В известном экскаваторе величина опрокидывающего момента уменьшается и соответственно устойчивость увеличивается путем установки противовеса на заднюю часть стрелы. Однако величина уменьшения опрокидывающего момента весьма незначительна, поскольку величина внешней силы, действующей на ковш, существенно больше силы тяжести этого противовеса и плечо действия этой силы до ребра опрокидывания во много раз больше, чем плечо действия силы тяжести противовеса. Поэтому из условия сохранения устойчивости ограничивается толщина вырезаемой стружки, объем ковша и производительность.

Известен другой экскаватор, принятый заявителем в качестве прототипа, включающий неповоротную часть с ходовым оборудованием, поворотную платформу с силовой установкой, накопительным бункером и рабочим оборудованием в виде стрелы, рукояти и ковша с гидроприводами (RU 2709270 E02F 3/34). Второй известный экскаватор, в сравнении с первым, обеспечивает повышение производительности за счет сокращения длительности рабочего цикла, путем исключения времени поворота платформы и путем частичной автоматизации управления рабочим процессом.

Однако и для второго известного экскаватора, также как и для первого, отсутствует возможность увеличения толщины вырезаемой стружки и объема ковша, вследствие возрастания внешней силы F, действующей на ковш, при его взаимодействии с разрабатываемым грунтом, что ведет к потере устойчивости экскаватора. Поэтому и для второго известного экскаватора величина перемещаемого за один рабочий цикл грунта остается малой и ограничивает производительность.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении устойчивости экскаватора, увеличении толщины вырезаемой стружки, в увеличении емкости ковша и соответственно в увеличении объема грунта, набираемого и перемещаемого за один рабочий цикл.

Технический результат - повышение производительности.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что одноковшовый экскаватор, содержащий неповоротную часть с ходовым оборудованием, поворотную платформу с силовой установкой, накопительным бункером и рабочим оборудованием в виде стрелы, рукояти и ковша с гидроприводами, снабжен транспортером и ходовой тележкой ковша с приводом подъема, которая установлена в рукояти, выполненной в виде опорной и направляющей рамы, и соединена шарнирно с ковшом и с механизмом подъема.

Предложенный одноковшовый экскаватор отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. Так рукоять в предложенном экскаваторе выполнена в виде опорной и направляющей рамы, которая при наборе грунта в ковш опирается на грунт и воспринимает нагрузку, действующую на ковш, разгружая стрелу и остальные части экскаватора. Тележка с ковшом движется в направляющей раме на катках, обеспечивая перемещение грунта на минимальное расстояние от забоя до транспортера, осуществляющего транспортирование грунта в накопительный бункер.

На чертеже изображен одноковшовый экскаватор.

Одноковшовый экскаватор содержит неповоротную часть 1 с ходовым оборудованием, поворотную платформу 2 с силовой установкой, накопительным бункером 3 и рабочим оборудованием. Накопительный бункер снабжен датчиком и указателями 4 объема грунта и механизмом разгрузки в виде подъемно-поворотного днища с гидроцилиндрами 5 привода. Гидроцилиндры 5 управляются дистанционно водителями транспортных средств, с помощью радиопульта. Рабочее оборудование включает стрелу 6 с гидроцилиндром 7 привода, рукоять 8 с гидроцилиндром 9 и ковш 10. Рукоять 8 шарнирно соединена со стрелой и выполнена в виде опорной и направляющей рамы. В нижней части рукоять имеет опорную пяту 11, которая опирается на поверхность грунта. Во внутренней части направляющей рамы установлена тележка 12 на катках 13. К тележке 12 на шарнире 14 установлен ковш 10 с кронштейном 15. На тележке 12 также установлен регулируемый гидроупор 16, выполненный в виде гидроцилиндра, шток которого имеет одностороннюю связь с ковшом 10. В верхней части рукояти 8 установлен механизм 17 подъема тележки 12, соединенный с ней гибкой связью 18. Механизм подъема может быть выполнен в виде лебедки, соединенной через управляемую муфту 19 с гидродвигателем 20. Управление механизмом подъема тележки осуществляется электроуправляемым гидрораспределителем 21, катушки управления которого соединены с пультом управления 22 и с реле времени 23, соединенного электролинией с путевым включателем 24. Путевой включатель 24 и ограничитель 25 поворота ковша, выполненный в виде ролика, установлены с возможностью изменения положения и фиксации. Транспортер 26 шарнирно прикреплен к рукояти 8 и опирается своей рамой на катки 27, установленные на стойках 28, закрепленных на поворотной платформе. В передней части транспортера установлена воронка 29.

Одноковшовый экскаватор действует следующим образом. В исходной позиции, изображенной на чертеже, рукоять 8 опущена и опирается пятой 11 на поверхность грунта, так же как и ковш 10. Угол резания задается машинистом в соответствии со свойствами разрабатываемого грунта с помощью регулируемого упора 16. Для начала рабочего цикла машинист пультом 22 включает привод 17 подъема тележки 1 2 с ковшом 10, а гидроцилиндром 9 привода рукояти задает толщину вырезаемой стружки. Тележка 12 с ковшом 10 поднимаются по направляющей рукояти, срезая грунт и наполняя ковш. После заполнения ковша и подъема его над верхней кромкой забоя кронштейн 15 ковша упирается в роликовый ограничитель 25 угла поворота, что вызывает поворот ковша относительно шарнира 14 при движении тележки 12 и его разгрузку через воронку 29 на транспортер 26. При повороте ковша на величину угла, обеспечивающую разгрузку ковша, тележка 12 воздействует на путевой включатель 24, который выключает привод подъема ковша и включает реле времени 23. Указанное положение ковша изображено на чертеже прерывистыми линиями. Реле времени через заданный интервал, достаточный для разгрузки грунта из ковша, выключает муфту 19 и отсоединяет лебедку от привода. Тележка 12 с ковшом 10 опускается, а ковш одновременно поворачивается относительно шарнира 14 под действием собственной силы тяжести в исходную позицию до упора 16. Из описания рабочего процесса видно, что большая внешняя сила F, возникающая в период набора грунта, также как и сила тяжести его и ковша воспринимаются рукоятью 8. Рукоять опирается на грунт и не передает указанные нагрузки на стрелу и на остальные части экскаватора.

Поэтому, в отличие от прототипа, предложенный экскаватор можно использовать для разработки грунтов высокой прочности, а также возможно срезать стружку грунта большей толщины и наполнять ковш большей емкости, а это существенно увеличивает производительность и расширяет эксплуатационные возможности экскаватора. Кроме того, обеспечивается снижение затрат энергии, поскольку в отличии от прототипа, в предложенном экскаваторе за каждый рабочий цикл при подъеме грунта поднимается только ковш, а рукоять и стрела неподвижны. Наконец можно отметить и то, что благодаря уменьшению массы и момента инерции рабочего оборудования, поднимаемого в течение рабочего цикла, возможно увеличить скорость движения и сократить продолжительность рабочего цикла и тем самым дополнительно увеличить производительность.

Остальные элементы рабочею процесса, такие как перемещение грунта транспортером 26 в накопительный бункер 3 и разгрузка его в транспортное средство не требуют управляющих воздействий машиниста. Водители транспортных средств, сообразуясь с указателем 4 объема грунта в бункере 3, подъезжают под разгрузочный лоток и дистанционным радиопультом включают гидроцилиндры 5 механизма разгрузки бункера, поднимающие конец днища на роликах.

1. Одноковшовый экскаватор, содержащий неповоротную часть с ходовым оборудованием и поворотную платформу с силовой установкой, накопительным бункером и рабочим оборудованием в виде стрелы, рукояти и ковша с гидроприводами, отличающийся тем, что он снабжен транспортером и ходовой тележкой ковша с приводом подъема, которая установлена в рукояти, выполненной в виде опорной и направляющей рамы, и соединена шарнирно с ковшом и через гибкую связь с механизмом подъема, выполненным в виде лебедки с гидроприводом, включающим электроуправляемый гидрораспределитель, катушки управления которого соединены электролиниями с пультом управления и с реле времени.

2. Одноковшовый экскаватор по п. 1, отличающийся тем, что ходовая тележка снабжена регулируемым упором ковша.

3. Одноковшовый экскаватор по п. l, отличающийся тем, что рукоять снабжена путевым включателем, установленным с возможностью регулирования положения и фиксации.

4. Одноковшовый экскаватор по п. l, отличающийся тем, что рукоять снабжена ограничителем поворота ковша, выполненным с возможностью регулирования положения и фиксации.

5. Одноковшовый экскаватор по п. l, отличающийся тем, что транспортер соединен шарнирно с рукоятью и установлен на роликах стоек, закрепленных на поворотной платформе.