Погрузчик фронтальный

Изобретение относится к фронтальным погрузчикам. Фронтальный погрузчик содержит монтажное устройство для установки на энергосредство, соединенную с ним шарнирно-портальную раму и сменные рабочие органы. Портальная рама соединена с гидроцилиндрами. Сменные рабочие органы установлены на выдвижном элементе в виде замкнутой рамки. Продольные лонжероны замкнутой рамки телескопически связаны с портальной рамой. Достигается расширение функциональных возможностей фронтальных погрузчиков. 6 ил.

 

Изобретение относится к области деятельности, связанной с погрузкой и выгрузкой различных материалов, а именно, к фронтальным погрузчикам, устанавливаемым на специализированном энергетическом средстве постоянно или с помощью присоединительных элементов на тракторах различных моделей.

Все известные фронтальные погрузчики (далее - ФП) можно условно разделить на два вида - портальные и центрально-стержневые.

Портальные - это ФП, рабочий орган которых, в частности ковш, подвешивается по краям на двух шарнирах портальной рамы, которая в свою очередь соединяется шарнирно по краям с несущим энергосредством также на двух шарнирах.

По исполнению такие ФП могут быть специализированными или навесными.

Специализированные фронтальные ФП отличаются тем, что они смонтированы преимущественно на оригинальном энергетическом средстве постоянно и предназначены обычно под конкретную задачу работы с инертным сыпучим материалом, бутом, гравием, песком, щебнем, зерном и т.п., и очень редко комплектуются сменными рабочими органами.

Примером таких ФП могут быть различные виды погрузчиков от компактных до супермощных (см. например, журнал «Основные средства», №5, 2012, стр. 83-85; 95; 124; www.osi.ru [1]: колесный погрузчик «амкодор»-330С, www.amkodor.ru [2], погрузчики серии - SR250, www.case.ru [3], погрузчики ANT 750, ANT 1000, www.kemz.org [4], патент на полезную модель RU 56110, заявка №2006113130/22 от 18.04.2006 г.[5], патент на полезную модель RU 25017U1, заявка №2002102987/20 от 4.02.2002 [6], Ульянов Н.А., Ронинсон Э.Г., Соловьев В.Г. «Самоходные колесные Ульянов Н.А., Ронинсон Э.Г., Соловьев В.Г. «Самоходные колесные землеройно-транспортные машины» под ред. Н.А. Ульянова. М. «Машиностроение» 1976. Стр. 9-13, [7] и т.д.

Навесные портальные ФП - это модели, которые с помощью присоединительных элементов могут навешиваться на различные типы универсальных тракторов как постоянно, так и с помощью быстросъемных устройств.

С постоянно установленными портальными ФП, интегрированных в конструкцию трактора, на практике широко известны так называемые дорожно-строительные машины, содержащие постоянно установленный ФП спереди и экскаватор сзади (см. стр. 88-94 [1], экскаваторы-погрузчики серии Т, стр. 580Т; 58ST; 590ST и др. [3], фирмы SANKO - М542, М544 кат. www.rostransavto.ru [8], экскаватор-погрузчик HMK102S; www.hidromek.com [9]. Основное назначение этих машин: выполнение различных землеройных работ при строительстве любых наземных объектов, дорог, а также в коммунальном хозяйстве.

В агропромышленном секторе практически во всем мире используются навесные ФП, как полностью интегрированные в конструкцию трактора, так и быстросъемные на конкретную модель универсального

сельскохозяйственного трактора, но чаще всего используются быстросъемные варианты (см. каталог фирмы www.caseih.com. [9]; погрузчики FL, кат. Фирмы CLAAS, www.claas.com. [10], погрузочные средства ОПН-1.5; ПКС-1.6; ПГТ-360; ПФБ-Ф-6; ПФ-0.5Б; ПС-0.5/0.8; СНУ-0.5; «Новая техника для агропромышленного комплекса «-М; Информагротех. - 1994. стр. 38-41, [11]. Эти модели оснащаются различными сменными рабочими органами.

Все известные ФП этого типа имеют портальную раму со встроенным параллелограммным механизмом.

Встроенный параллелограммный механизм обеспечивает постоянство заданного положения рабочего органа, например, ковша, независимо от изменения его высоты. Параллелограмный механизм по исполнению может быть механическим или гидравлическим.

Преимущества гидравлического механизма заключаются в возможности оперативно вручную или в автоматическом режиме задавать оптимальный угол наклона рабочего органа в зависимости от его вида, положения или от степени сыпучести материала.

С целью оптимизации конструкции и из соображения минимального соотношения цена-польза преобладающее большинство портальных ФП устроены так, что ось вращения портальной рамы на тракторе расположена гораздо ниже максимальной точки подъема рабочего органа (низкоопорный ФП), а сам рабочий орган кинематически жестко связан с рамой.

Это приводит к тому, что при выгрузке материала из ковша при максимальной высоте расстояние от оси колеса погрузчика до линии сброса груза из ковша (так называемый «вынос») резко сокращается.

У некоторых погрузчиков для того, чтобы сбросить груз в кузов транспортного средства без просыпания колеса погрузчика практически упираются в колеса транспортного средства. Кроме того, сбрасывание груза осуществляется за счет поворота ковша вниз.

Все это приводит к тому, что все известные навесные ФП имеют ограниченную высоту подачи рабочего органа («выноса») и собственно высоту разгрузки.

На практике предельная высота разгрузки у таких ФП колеблется от 2.7 до 3.5 метров и лишь у некоторых достигает величины 4 м.

В сельском хозяйстве есть постоянная необходимость работы с сеносоломистыми материалами, в частности при укладывании стогов и скирд.

Низкоопорный ФП с это задачей не справляются, для решения задач скирдования применяются специальные фронтальные погрузчики, именуемые стогометателями, например, СНУ-0.5 [11].

У этого типа ФП ось опоры портальной рамы расположена даже выше кабины трактора (высокоопорный ФП). Это позволяет не только увеличить высоту подъема до 7 метров, но и расстояние линии сброса материала относительно оси передних колес (величину выноса).

Кинематически этот вид ФП получается громоздким, сложно устанавливаемым на трактор и обладающий низкой универсальностью и грузоподъемностью.

Центрально-стержневые ФП - это погрузчики, у которых рабочий орган подвешивается по центру на телескопической стреле, устанавливаемой шарнирно на специализированном энергетическом средстве (см. например,: погрузчик JCB250TECU, www.jcbrussia.ru, [12], погрузчики RANGER 970-920; SCORPION 905S-6030CP [10] и др.

У этих погрузчиков применяется только гидравлический параллелограм.

Принципиальным достоинством ФП этих моделей является то, что они обладают практически неограниченной высотой подъема, а также возможностью устанавливать требуемую величину выноса в весьма широком диапазоне.

Эти строго специализированные ФП в агропромышленном комплексе из-за низкого коэффициента загрузки, недостаточной универсальности и очень высокого соотношения цена-польза имеют ограниченное применение.

Целью настоящего изобретения является создание такого типа ФП, который бы сочетал в себе преимущества портальных низкоопорных ФП с возможностью управления выносом рабочего органа.

Указанная цель раскрывается на нижеперечисленных рисунках с последующим их разъяснением, являющимся предметом формулы изобретения.

Фиг. 1. На виде сбоку схематично показан фронтальный портальный погрузчик с ковшом внизу.

Фиг. 2. На виде сверху схематично показан фронтальный портальный погрузчик с ковшом внизу.

Фиг. 3. На виде сбоку схематично показан фрагмент портальной рамы с выносом управляемым гидроцилиндром в момент выгрузки.

Фиг. 4. На виде сбоку схематично показано управление выносом с помощью рычажного механизма.

Фиг. 5. На общем виде сбоку показано применение гидромотора.

Фиг. 6. На общем виде сбоку показан погрузчик с центральной телескопической стрелой.

На представленных рисунках использованы следующие обозначения:

1. Трактор.

2. Портальная рама.

2.1. Гнездо направляющее.

3. Несущий шарнир.

4. Монтажное устройство.

5. Основные гидроцилиндры.

6. Задающий гидроцилиндр.

7. Выдвижной элемент.

7.1. Лонжероны.

7.2. Нижняя ось подвески съемного рабочего органа.

7.3. Обводные кронштейны.

7.4. Шарниры.

7.5. Рычаги.

7.6. Шарниры.

7.7. Штоки управляющих гидроцилиндров

7.8. Управляющие гидроцилиндры

7.9. Следящие тяги.

7.10. Верхняя ось подвески съемного рабочего органа.

7.11. Исполнительные гидроцилиндры.

7.12. Штоки исполнительных гидроцилиндров.

7.13. Шарниры.

7.14. Гидроцилиндры выноса.

7.15. Перемычки.

8. Ковш.

9. Транспортное устройство.

10. Траншея.

11. Промежуточный рычаг.

12. Ось рычага.

13. Тяги.

14. Гидромотор-редуктор.

15. Звездочки ведущие.

16. Цепь.

17. Обводные звездочки.

18. Портальная полурама.

19. Телескопическая стрела.

Фронтальный погрузчик Фиг. 1 и Фиг. 2, например, интегрированный в конструкцию универсального трактора 1 определенной модели состоит из портальной рамы 2, которая опирается с двух сторон капота трактора на несущие шарниры 3. Шарниры 3 смонтированы на монтажном устройстве 4, жестко закрепляемом на остове трактора 1 или специальном энергосредстве.

Подъем и опускание портальной рамы осуществляется основными гидроцилиндрами 5, соединенными шарнирно с одной стороны с портальной рамой 2, и с другой с монтажным устройством 4.

Портальная рама 2 с монтажным устройством 4 связана дополнительно с задающими гидроцилиндрами 6 параллелограммного механизма, обеспечивающих поступательно-ориентированное положение рабочего органа.

На нижних концах портальной рамы 2 смонтированы гнезда 2.1, внутри которых телескопически могут двигаться продольные лонжероны 7.1 выдвижного элемента 7, например, в виде замкнутой портальной рамки.

На лонжеронах 7.1 выдвижного элемента 7 в нижней его части имеются установочные гнезда 7.2 нижней оси подвески съемного рабочего органа, например, ковша 8.

Сменные рабочие органы могут быть различными: вилы, стрела, захваты, буры и т.д. и т.п.

В этой же части на портально выдвижных лонжеронах 7.1 сверху с внешней стороны направляющих гнезд 2.1 закреплены обводные кронштейны 7.3, расположенные снаружи гнезд 2.1.

В этом же месте расположены шарниры 7.4 рычагов 7.5.

Рычаги 7.5 в верхней части с помощью шарниров 7.6 соединены со штоками 7.7 управляющих поворотом ковша гидроцилиндрами 7.8 с одной стороны, а с другой со следящими тягами 7.9, связанными противоположными концами шарнирно с верхней осью 7.10 подвески съемного рабочего органа 8.

Управляющие поворотом рабочего органа гидроцилиндры 7.8 своими корпусами механически жестко состыкованы с корпусами исполнительных гидроцилиндров гидравлического параллелограмма 7.11.

Внутренние полости исполнительных гидроцилиндров 7.11 и задающих гидроцилиндров 6 связаны между собой закрытыми гидравлическими контурами.

Штоки 7.12 исполнительных гидроцилиндров 7.10 с помощью шарниров 7.13 связаны с верхней частью обводных кронштейнов 7.3. Таким образом, работа гидроцилиндров 7.8 и 7.11 может осуществляться независимо от положения выдвижного элемента 7 относительно направляющего гнезда 2.1. Положение выдвижного элемента 7 относительно гнезда 2.1 может задаваться различными исполнительными механизмами, в вариантном исполнении, например, гидроцилиндрами установки выноса 7.14.

Для снижения нагрузки на лонжероны 7.1 и обводные кронштейны 7.3 в верхней части они могут быть связаны между собой перемычкой 7.15 или выполнены как одно целое.

Проиллюстрированная схема выдвижного элемента в виде двух связанных лонжеронов 7.1 и 7.3 предполагается более оптимальной по соотношению минимального веса и максимальной нагрузки, но конструктивно выдвижной элемент может состоять только из одного усиленного лонжерона 7.1, а блок цилиндров 7.8, 7.11 может быть связан с лонжероном 7.1 напрямую.

Работает устройство следующим образом:

При заполнении ковша 8 выдвижной элемент 7 гидроцилиндром 7.14 полностью вдвигается до упора в направляющие гнезда 2.1.

В бульдозерном режиме ковш 8 заполняется инертным материалом.

Управляющим гидроцилиндром 7.8 задается такое положение ковша 3, при котором материал не высыпается из ковша, а гидроцилиндрами 5 производится подъем ковша 8 на небольшую высоту, достаточную для устойчивого переезда к месту выгрузки.

При подъезде к месту выгрузки ковш поднимается на необходимую высоту выгрузки, для наглядности, например, достаточную при горизонтальном положении лонжеронов 7.1 выдвижного элемента 7 Фиг. 3, но трактор не может подъехать к транспортному средству 9 на необходимое расстояние, так как не позволяет траншея 10.

В этом случае за счет подвижности выдвижного элемента 7 гидроцилиндрами 7.14 обеспечивается необходимый вынос ковша 8.

При максимальном подъеме портальной рамы 2 за счет подвижности выдвижного элемента 7 может увеличиваться одновременно как высота подъема, так и вынос рабочего органа, исходя из конкретных обстоятельств.

Портальная рама с выдвижным элементом на конце может устанавливаться как на специализированном энергетическом средстве, так и быть интегрированной в трактор или соединяться с трактором за счет быстроразъемных соединений.

Таким образом, сочетание портальной рамы и телескопического выдвижного промежуточного элемента с устанавливаемыми на нем сменными рабочими органами значительно расширяет функциональные возможности различных ФП как на специализированном шасси, интегрированных в конструкцию трактора, так и быстросъемных.

На Фиг. 1 и 2 показано самое простое вариантное исполнение механизма выдвижения промежуточного элемента 7 за счет прямого действия гидроцилиндров 7.14.

Выдвижение выдвижного элемента 7 за счет прямого действия гидроцилиндров может быть недостаточно эффективным по соотношению габариты-ход и иметь ограниченный диапазон регулировки выноса, а также требует использования специальных сверхдлинных дорогостоящих гидроцилиндров. Поэтому могут применяться различные варианты механизмов, как, например, на Фиг. 4.

Гидроцилиндры 7.13 связаны с короткими концами промежуточных двуплечих рычагов 11, сидящих на осях 12, закрепленных на портальной раме 2.

Длинные концы рычагов 11 с помощью тяг 13 связаны с лонжеронами 7.1 промежуточного элемента 7 или обводными кронштейнами 7.3.

При такой схеме можно подбирать любые гидроцилиндры в комбинации с различными вариантами рычажных, кулисно-рычажных и т.п.механизмов.

Но более компактным способом выдвижения выдвижного элемента могут быть механизмы с использованием гидромотора, взаимодействующего с закрепленными на лонжеронах 7.1 или обводных кронштейнах 7.3 выдвижного элемента 7 зубчатыми рейками или цепями Фиг. 5.

Например, на портальной раме 2 закреплен гидромотор-редуктор 14, на выходном валу которого с двух сторон расположены звездочки или шестерни 15 для взаимодействия с рейками или цепями.

Например, цепи 16 связаны по краям с продольными лонжеронами 7.1, с помощью обводных звездочек 17 обеспечивается необходимый охват цепями 16 ведущих звездочек 15.

Управляя направлением вращения гидромотора 14, самым компактным образом обеспечивается максимальный ход продольных лонжеронов 7.1.

В этом случае можно вместо двух цепей или реек по краям использовать всего одну цепь или рейку посередине, при этом существенного влияния на обзорность она создавать не будет.

Применение в решении указанной задачи выдвижного элемента в виде одноступенчатого телескопа может не обеспечить варьирование высоты подъема и выноса сменного рабочего органа в достаточно широком диапазоне.

Для этого вместо одноступенчатого телескопа могут применяться двух и более ступенчатое выдвижение продольных лонжеронов 7.1.

Применение портально-выдвижных лонжеронов при всех достоинствах, значительно расширяющих возможности портальных погрузчиков обладает все же повышенной металлоемкостью и некоторой избыточностью гидравлических элементов.

Возможным решением в этом случае является установка одного выдвижного лонжерона 7 посередине или комбинация портальной рамы с телескопической стрелой на конце Фиг. 6.

На тракторе 1, имеющем монтажное устройство 4, на шарнирах 3 закрепляется портальная полурама 18, на конце которой по центру жестко закрепляется выдвижной элемент в виде как минимум одноступенчатой телескопической стрелы 19, на конце которой закрепляются сменные рабочие органы.

Положение выдвижного элемента (стрелы) и синхронная координация положения рабочих органов осуществляется рабочими гидроцилиндрами 5 и гидравлическим параллелограммом.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет значительно расширить функциональные возможности фронтальных погрузчиков с портальной рамой: как специализированных или интегрированных, а также быстронавешиваемых на энергосредство ФП.

По данным доступной автору научно-технической, патентной и рекламной информации не выявлена заявленная совокупность признаков, с очевидностью вытекающая из соответствующего уровня техники, что позволяет сделать вывод об избирательном уровне предлагаемого изобретения.

Фронтальный погрузчик, содержащий монтажное устройство для установки на энергосредство, соединенную с ним шарнирно-портальную раму, соединенную с гидроцилиндрами, и сменные рабочие органы, отличающийся тем, что сменные рабочие органы устанавливаются на выдвижном элементе в виде замкнутой рамки, продольные лонжероны которой телескопически связаны с портальной рамой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горным машинам, в частности к одноковшовым экскаваторам типа «механическая лопата». Технический результат – повышение долговечности и эффективности работы экскаватора, исключение колебаний верхней части стрелы, удобство доступа и сокращение простоев.

Изобретение относится к горной и строительной отраслям промышленности, в частности к одноковшовым экскаваторам. Технический результат - обеспечение оптимального угла резания при движении ковша или рукояти в отдельности и возможном совмещении рабочих движений элементов рабочего оборудования при использовании ручного управления стрелой, рукоятью и ковшом.

Изобретение относится к транспортному средству повышенной проходимости, в частности к рабочему транспортному средству, такому как погрузчик с обратной лопатой, экскаватор, использующему компримированный природный газ, или бензин, или дизельное топливо, или нефтяное топливо или любую их комбинацию. Технический результат – усовершенствование рабочего транспортного средства.

Изобретение относится к устройствам для соединения рабочих органов с частями машин и может быть использовано для автоматической установки и снятия навесного оборудования на малогабаритную технику. Автоматический захват содержит верхний и нижний остроугольные лепестковые крюки, ось установки остроугольных лепестковых крюков, пружины, ползун-фиксатор, рукоятку перемещения ползуна-фиксатора.

Изобретение относится к землеройной технике, а именно к ковшовым экскаваторам, предназначенным для разработки прочных грунтов выше уровня стоянки, и в частности к карьерным экскаваторам. Технический результат - повышение производительности и снижение затрат энергии.

Изобретение относится к гидравлическим системам объемного гидропривода и предназначено для управления рабочим оборудованием дорожно-строительных машин, в частности гидравлического экскаватора. Техническим результатом является упрощение конструкции гидравлической системы гидропривода экскаватора для управления фрезерным рабочим оборудованием, для привода которого требуется гидроцилиндр и гидромотор.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к горным машинам с исполнительным органом ударного действия, и может быть использовано для оборки откосов уступов из пород различной крепости при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат – расширение технических возможностей устройства.

Группа изобретений относится к экскаваторам и манипуляторам. Технический результат – придание дополнительной прочности узлу стрелы.

Изобретение относится к землеройной технике, а именно к ковшовым экскаваторам. Технический результат - повышение устойчивости экскаватора, повышение производительности и расширение эксплуатационных возможностей.

Изобретение относится к выемочно-погрузочным машинам и может быть использовано при проектировании одноковшовых экскаваторов. Технический результат – снижения нагрузок, действующих на кузов транспортного средства, и уменьшения продолжительности рабочего цикла.

Изобретение относится к подъемным устройствам. Вспомогательная стрела (1) выполнена L-образной формы, в которой стрела (2) на стороне основания и стрела (4) для установки инструмента соединены посредством выполненной с возможностью перемещения соединяющей части (6).
Наверх