ОПОРНО-ПОВОРОТНЫЙ КРУГ Российский патент 1994 года по МПК E02F9/12 

Изобретение относится к механизмам поворота платформ землеройных и грузоподъемных машин, а более конкретно - к опорно-поворотным кругам.

Известен опорно-поворотный круг (ОПК), включающий центральную цапфу, круги катания и расположенные между ними катки, выполненные в виде ступицы, образующей с невращающейся осью пару скольжения, и обода, причем ступица с ободом соединена упругой связью [1].

Недостаток известной конструкции - возникновение продольно-поперечных деформаций обода при восприятии нагрузок и появление точечного контакта между элементами ОПК.

Наиболее близким из известных конструкций является ОПК, включающий верхний и нижний рельсовые круги с опорными поверхностями и вкладыши, взаимодействующие друг с другом [2].

Недостаток этого устройства - возникновение точечного контакта между элементами ОПК при продольно-поперечных деформациях рельсовых кругов.

Цель изобретения - предотвращение точечного контакта между элементами ОПК за счет перераспределения нагрузки при возникновении продольно-поперечных деформаций рельсовых кругов.

Цель достигается тем, что ОПК, включающий верхний и нижний рельсовые круги с опорными поверхностями и вкладыши, снабжен дополнительными вкладышами с двумя вогнутыми цилиндрическими опорными поверхностями, оси симметрии которых взаимно перпендикулярны и расположены в параллельных плоскостях. Дополнительные вкладыши установлены с возможностью взаимодействия с вкладышами, а вкладыши на одном из рельсовых кругов закреплены радиально.

Предлагаемый ОПК соответствует требованию "изобретательский уровень", т.к. в известных конструкциях заявляемые признаки, направленные на достижение поставленного технического результата, не выявлены.

Сущность изобретения заключается в том, что установка дополнительных вкладышей между верхним и нижним рельсовыми кругами, выполненных с цилиндрическими опорными поверхностями для взаимодействия с вкладышами, обеспечивает сохранение постоянной контактной площади независимо от вида деформации рельсовых кругов. Выполнение дополнительных вкладышей с цилиндрическими опорными поверхностями, оси симметрии которых взаимно перпендикулярны, и закрепление вкладышей на одном из рельсовых кругов радиально позволяют перераспределять нагрузки, действующие на ОПК, при возникновении как продольных, так и поперечных деформаций в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, от действия сил при различных операциях рабочего цикла машины.

Предлагаемая конструкция позволяет создать схему, при которой между контактирующими поверхностями элементов ОПК появляется дополнительная степень свободы. Обеспечение постоянной площади контакта между элементами ОПК приводит к предотвращению точечного контакта и равномерной передачи давления по контактным площадям.

На фиг. 1 изображена конструкция ОПК; на фиг. 2 - поперечные деформации; на фиг. 3 - продольные деформации.

Опорно-поворотный круг включает верхний 1 и нижний 2 рельсовые круги с опорными поверхностями, основные вкладыши 3 и 4, дополнительные вкладыши 5, установленные между верхним 1 и нижним 2 рельсовыми кругами, имеющими вогнутые цилиндрические поверхности 6 и 7. Вкладыши 3 и 4 расположены с возможностью взаимодействия с цилиндрическими поверхностями 6 и 7 дополнительных вкладышей 5, а вкладыши на одном из рельсовых кругов, например вкладыши 3 верхнего рельсового круга 1, закреплены радиально. Вкладыши и дополнительные вкладыши выполняются либо из полимерных материалов, либо из металла с полимерным покрытием. На вкладышах 4 предусмотрены упоры для предупреждения соскальзывания с дополнительных вкладышей 5.

Изобретение может быть использовано на машинах, имеющих поворотную часть, следовательно, оно является промышленно применимым.

Устройство работает следующим образом.

В процессе работы экскаватора на ОПК действуют нагрузки, вызывающие деформации как верхнего, так и нижнего рельсовых кругов. Эти нагрузки подразделяются на активные - от сил тяжести стрелы и ковша с грунтом, от инерционных сил, а также от усилий в тяговых и подъемных канатах, и на весовые - от силы тяжести механизмов и узлов металлоконструкций, имеющих постоянные значения. Кроме того, деформация участков опорной рамы, а следовательно, нижнего рельсового круга существенно зависят от условий ее опирания на грунт.

Уровень контактных напряжений зависит от площади контакта, определяемой формой контактирующих тел, и от уровня нагрузки на контактирующее соединение. При копании экскаватора в поворотной платформе, а следовательно, в верхнем рельсовом круге 1 от активных сил и от постоянных весовых нагрузок возникают продольные деформации, а при повороте ковша на разгрузку в опорной раме и, следовательно, нижнем рельсовом круге 2 возникают поперечные деформации, т.к. опорная рама, установленная на неровном забое, копирует эти неровности. Эти же деформации возникают и при перемещении экскаватора по забою. Поворот экскаватора осуществляется механизмом поворота. Благодаря этому осуществляется поворот поворотной платформы относительно опорной рамы экскаватора, между которыми расположен опорно-поворотный круг. Поворотная платформа опирается через верхний рельсовый круг 1 с вкладышами 3, дополнительные вкладыши 5, которые воспринимают нагрузки от поворотной платформы и передают их на нижний рельсовый круг 2, на котором расположены вкладыши 4, опорной раме экскаватора. Возникающие деформации компенсируются дополнительными вкладышами 5, имеющими две вогнутые цилиндрические поверхности 6 и 7, которые расположены в параллельных плоскостях и взаимодействуют с вкладышами 3 и 4 рельсовых кругов 1 и 2. Вкладыши одного рельсового круга, например 1, расположены и закреплены на нем радиально. При повороте поворотной платформы вкладыши 3 верхнего рельсового круга, находящиеся во взаимодействии с цилиндрической поверхностью 6 дополнительных вкладышей 5, перемещают их вместе с верхним рельсовым кругом 1. Дополнительные вкладыши 5 одновременно своими цилиндрическими поверхностями 7 находятся во взаимодействии с вкладышами 4, которые скользят по нижнему рельсовому кругу 2, при этом происходит поворот экскаватора.

Данное устройство обеспечивает постоянную площадь контакта по сопрягаемым цилиндрическим поверхностям вкладышей и дополнительных вкладышей и, следовательно, исключает точечный контакт при любых рабочих операциях экскаватора вследствие перераспределения нагрузок, действующих на рельсовые круги при возникновении пространственных деформаций опорной рамы и поворотной платформы.

Преимущество предложенной конструкции состоит в том, что данное устройство повышает надежность работы опорно-поворотного круга и машины в целом вследствие того, что она позволяет компенсировать все виды деформаций, возникающих на верхнем и нижнем рельсовых кругах. Повышается производительность машины за счет сокращения простоев в ремонтах, связанных с отказами ОПК.

По сравнению с прототипом [2] данная конструкция повышает производительность экскаватора-драглайна в 1,1-1,2 раза.

Использование: изобретение относится к механизмам поворота платформ землеройных и грузоподъемных машин, а более конкретно - к опорно-поворотным кругам. Цель изобретения: - предотвращение точечного контакта между элементами опорно - поворотного круга (ОПК) за счет перераспределения нагрузки при возникновении продольно - поперечных деформаций рельсовых кругов. Это достигается тем, что ОПК, включающий верхний 1 и нижний 2 рельсовые круги с опорными поверхностями, основные вкладыши 3 и 4, снабжен дополнительными вкладышами 5 с двумя вогнутыми цилиндрическими поверхностями 6 и 7, оси симметрии которых взаимно перпендикулярны и расположены в параллельных плоскостях. Дополнительные вкладыши 5 установлены с возможностью взаимодействия своими цилиндрическими поверхностями 6 и 7 с вкладышами 3 и 4, что обеспечивает сохранение постоянной контактной площади независимо от вида деформации рельсовых кругов. Вкладыши на одном из рельсовых кругов, например 1, закреплены радиально. На вкладышах 4 предусмотрены упоры для предупреждения соскальзывания с дополнительных вкладышей 5. Вкладыши 3 и 4 и дополнительные вкладыши 5 выполняются из полимерных материалов либо из металлов с покрытием. Устройство позволяет перераспределять нагрузки, действующие на ОПК при возникновении как продольных, так и поперечных деформаций в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, от действия сил при различных операциях рабочего цикла машины. 3 ил.

ОПОРНО-ПОВОРОТНЫЙ КРУГ, включающий верхний и нижний рельсовые круги с опорными поверхностями и вкладыши, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными вкладышами, выполненными с двумя вогнутыми цилиндрическими опорными поверхностями, оси симметрии которых взаимно перпендикулярны и расположены в параллельных плоскостях, при этом дополнительные вкладыши установлены с возможностью взаимодействия с основными вкладышами, которые на одном из рельсовых кругов закреплены радиально.