КОВШ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА Российский патент 1994 года по МПК E02F3/60 E02F3/48 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при изготовлении рабочих органов землеройных машин, в частности экскаваторов-драглайнов.

Известен ковш экскаватора-драглайна, содержащий заднюю, боковые стенки и днище с режущей кромкой.

Недостатком известного изобретения является повышенная металлоемкость ковша и значительные затраты энергии в процессе его работы.

Наиболее близким к предлагаемому является ковш экскаватора-драглайна, содержащий заднюю, боковые стенки, днище с режущей кромкой и приспособление для увеличения вместимости ковша при сохранении его габаритных размеров [1] .

Однако и это устройство имеет отмеченные выше недостатки, а также отличается сложностью конструкции.

Изобретение позволяет упростить конструкцию, сократить металлоемкость, энергозатраты, расширить функциональные возможности и повысить производительность. Это достигается тем, что в ковше экскаватора-драглайна, содержащем заднюю, боковые стенки и днище с режущей кром- кой, длина ковша L = 1,38 при 2,48≅B/H≅3,37, где Е - емкость ковша; К - коэффициент, учитывающий тип разрабатываемого грунта; B - ширина ковша; Н - высота его стенок.

Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа рядом существенных признаков, влияющих на достижение указанного выше технического эффекта, в связи с чем можно сделать вывод о его соответствии критерию изобретения "новизна".

По сравнению с прототипом предлагаемый ковш выполнен большей шириной при одинаковой фактической емкости (вместимости) и уменьшенной высоте стенок за счет увеличения объема "шанки" грунта и имеет меньшую площадь поверхности, а, следовательно, и требует меньше металла на изготовление (при одинаковой толщине стенок).

Ковш предлагаемой конструкции, имеющий одинаковую вместимость, характеризуется меньшим сопротивлением перемещению в процессе его заполнения грунтом. Таким образом, по сравнению с прототипом затраты энергии, необходимые для заполнения ковша, будут меньше.

При работе экскаватора с верхним черпанием зона пространственного перемещения ковша в верхней части забоя сокращается, что ведет к уменьшению времени, необходимому для наполнения ковша, а также длины копания. Это позволит повысить эффективность и производительность работ.

Скорость перемещения ковша предлагаемой конструкции в процессе его заполнения грунтом (горной массой) не будет меньше, т. к. уменьшается сопротивление перемещению ковша. Это связано с тем, что проходное сечение ковша пропорционально его ширине, сопротивление проталкиванию грунта в ковш пропорционально квадрату высоты стенок ковша. Таким образом, время, требующееся на заполнение последнего, сокращается. Данное обстоятельство в свою очередь сокращает энергозатраты за счет уменьшения времени работы экскаватора и увеличивает его производительность.

Использование ковша с увеличенной шириной позволяет повысить эффективность работ по зачистке и планировке поверхности при экскавации грунта, т. к. ковш выполняет и функции отвала бульдозера за счет своей большой ширины.

Увеличенная ширина и уменьшенная высота стенок сокращают намерзание и налипание грунта в процессе работ.

Считаем целесообразным указать на известность отношения ширины рабочего органа землеройной машины к его высоте в диапазоне от 2,6 до 2,9 (Н. Г. Домбровский. Строительные машины. - М. : Машиностроение, 1976, с. 347). Однако соотношение этих параметров применено не к ковшу экскаватора, а к скреперу, к характеристикам которого длина как таковая не применяется. Из приведенного источника не следует, что соотношение упомянутых величин каким-либо образом оказывают влияние на величину шапки грунта, т. е. нет оснований считать данный прием известным из указанного источника информации.

Известные решения не направлены на увеличение объема шапки грунта за счет увеличения ширины ковша и не позволяют сократить сопротивление проталкиванию в ковш грунта за счет уменьшения высоты стенок. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию изобретения "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлены проекции ковша; на фиг. 2-4 - графики зависимости концевой нагрузки от ширины ковша для различных типов пород и значений емкости; на фиг. 5 - график изменения времени черпания ковша от отношения ширины его к высоте стенок.

Ковш экскаватора-драглайна содержит заднюю стенку 1, боковые стенки 2 и днище 3 с режущей кромкой 4.

Параметры ковша определяю следующим образом. Предварительно устанавливают требующуюся емкость ковша (Е) в зависимости от типа разрабатываемых пород и концевой нагрузки на стреле экскаватора (G_к+г), зависящей от веса самого ковша и находящегося в нем грунта:
E = ( 0,24 - 0,33 ) G_к+г.

После этого устанавливают длину ковша ( L ) по следующей зависимости:
L = 1,38, где К= 0,75-0,95 - коэффициент, учитывающий тип разрабатываемого грунта, породы.

Отношение ширины ковша (B) к высоте его стенок (Н) и величину (К) в зависимости от типа разрабатываемых пород определяют по табл. 1.

Геометрическая емкость ковша определяется как произведение его ширины, высоты и длины. В связи с этим, приняв конкретные К и B/H, определяют длину ковша (Z) и выражают один из параметров (B) или (H) через другой, например, B= 3,1 x H.

Затем определяют высоту ковша:
H = .

Значение последнего из параметров ковша получают из приведенного выше выражения: B= 3,1 x H.

Предложенное техническое решение позволяет получить значительную по величине "шапку" грунта 5 высотой h, при угле естественного откоса грунта α .

Ковш предлагаемой конструкции позволяет снизить энергозатраты при экскавации горной массы, а также металлоемкость ковша. С его помощью возможны работы по планировке разрабатываемой поверхности, а на крутых склонах позволяет исключить бульдозерные работы по планировке. При работе с верхним черпанием дополнительно уменьшается количество маневровых операций, связанных с сокращением объема просыпи горной массы.

(56) Авторское свидетельство СССР N 623926, кл. E 02 F 3/48, 1978.

Использование: в землеройных машинах типа экскаваторов-драглайнов. Сущность изобретения: ковш экскаватора-драглайна содержит заднюю, боковые стенки и днище с режущей кромкой. Длина ковша определяется, как при 2.48≅ B/H≅ 3.37 , где K = 0,75 0,95 - коэффициент, учитывающий тип разрабатываемых пород; E - емкость ковша, м³ ; B - ширина ковша, м; H - высота стенок ковша, м. 3 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. КОВШ ЭКСКАВАТОРА-ДРАГЛАЙНА, включающий заднюю, боковые стенки и днище с режущей кромкой, отличающийся тем, что длина L ковша определяется из выражения
L = 1,38 при 2,4 ≅ B/H ≅ 3,37,
где K = 0,75 - 0,95 - коэффициент, учитывающий тип разрабатываемых пород;
E - емкость ковша, м³;
B - ширина ковша, м;
H - высота ковша, м. 2. Ковш по п. 1, отличающийся тем, что при разработке глин K = 0,8 - 0,9 при B/H = 2,52 - 3,37. 3. Ковш по п. 1, отличающийся тем, что при разработке песка K = 0,9 - 0,95 при B/H = 2,48 - 2,90. 4. Ковш по п. 1, отличающийся тем, что при разработке скальных пород K = 0,75 - 0,8 при B/H = 2,54 - 2,90.