ОДНОКОВШОВЫЙ ЭКСКАВАТОР Российский патент 1994 года по МПК E02F9/18 E02F9/22 

Изобретение относится к землеройной технике и может найти применение в одноковшовых экскаваторах.

Известно устройство для уравновешивания землеройной машины, включающее ходовую часть, которая через опорно-поворотный механизм связана с поворотной платформой, на одной стороне которой установлено рабочее оборудование, а на другой - контргруз [1].

Недостатком известного устройства является низкая надежность. Это объясняется тем, что контргруз расположен на поворотной платформе и увеличивает массу и момент инерции платформы, вследствие чего возникают большие динамические нагрузки при разгоне и торможении поворотной платформы при ее вращении. Кроме того увеличиваются затраты энергии и времени на разгон и торможение, что снижает производительность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экскаватор одноковшовый, включающий ходовую часть, которая через опорно-поворотный механизм связана с поворотной платформой, на одной стороне которой установлено рабочее оборудование с гидроцилиндром привода стрелы, а на другой - гидроцилиндр, шток которого имеет захват, связанный через поперечную балку с контргрузом, выполненным в виде тележки с продольной балкой, шарнирно прикрепленной к неповоротной части [2].

В известном устройстве контргруз соединен с неповоротной частью, что облегчает поворотную платформу и уменьшает момент ее инерции. Однако для обеспечения устойчивости во время набора грунта в ковш в устройстве применен сложный и ненадежный механизм блокировки поворотной платформы с контргрузом и неповоротной частью. В течение каждого рабочего цикла оператор должен, используя два гидроцилиндра, соединить захват с контргрузом перед набором грунта в ковш и разъединить их перед поворотом для разгрузки. Выполнение таких операций в течение рабочего цикла усложняет управление рабочим процессом, ведет к утомлению оператора и снижает производительность. Кроме того очевидна низкая надежность устройства. Действительно, если оператор забудет поднять и отвести захват вперед перед возвращением ковша в забой, то при встрече захвата с попеременой балкой произойдет разрушение механизма блокировки, также неизбежно разрушение устройства и в том случае, если оператор не выведет захват из взаимодействия с поперечной балкой перед поворотом платформы для разгрузки ковша, Вероятность такого момента практически полная, поскольку рабочий цикл экскаватора повторяется через каждый 15-30 с.

Целью изобретения является повышение надежности и облегчение управления.

Цель достигается тем, что экскаватор одноковшовый, включающий ходовую часть, которая через опорно-поворотный механизм связана с поворотной платформой, на одной стороне которой установлено рабочее оборудование с гидроцилиндром привода стрелы, а на другой - гидроцилиндр, шток которого имеет захват, связанный через поперечную балку с контргрузом, выполненным в виде тележки с продольной балкой, шарнирно прикрепленной к неповоротной части, снабжен гидроаккумулятором, управляемым гидрораспределителем с камерой управления, гидроклапаном, обратным клапаном и вентилем, причем поперечная балка выполнена [-образного сечения и дугообразной по форме с радиусом, начало которого расположено на оси вращения поворотной платформы, а захват снабжен катком, установленным в поперечной балке и жестко закрепленной на поворотной платформе направляющей, и неподвижно соединен со штоком гидроцилиндра, полости которого связаны с управляемым гидрораспределителем, который сообщен одной линией со сливом, другой линией через обратный клапан с гидроаккумулятором, последний через вентиль сообщен со сливом с напорной гидромагистралью через гидроклапан, выход и камера управления которого сообщены с гидроаккумулятором, при этом управляемый гидрораспределитель выполнен с подпружиненным золотником и с механизмом регулирования упругости пружины, а его гидравлическая камера управления сообщена гидролинией с поршневой полостью гидроцилиндра привода стрелы, причем золотник выполнен с возможностью поперечного сообщения одной полости гидроцилиндра привода захвата с гидроаккумулятором и второй - со сливом в различных позициях золотника.

На фиг. 1 изображен экскаватор одноковшовый и гидросхема; на фиг.2 - экскаватор одноковшовый, вид в плане.

Экскаватор одноковшовый содержит неповоротную часть 1 с ходовым оборудованием, опорно-поворотный механизм 2 и поворотную платформу 3 с установленным на ней рабочим оборудованием, включающим стрелу 4, рукоять 5, ковш 6 и гидроцилиндры 7, 8 и 9 их привода. К неповоротной части 1 шарнирами 10 и продольными балками 11 прикреплен контргруз 12, выполненный в виде тележки с колесами 13. К продольным балкам 11 прикреплена попеременая балка 14, имеющая [-образное сечение и дугообразную форму с радиусом, начала которого расположено на геометрической оси вращения поворотной платформы 3. Поперечная балка 14 установлена с возможностью взаимодействия с контаком 15, закрепленным на конце захвата 16, установленным в направляющей 17 и соединенным со штоком гидроцилиндра 18 привода захвата. Полости гидроцилиндра 18 сообщены гидролиниями 19 и 20 с управляемым гидрораспределителем 21, имеющим подпружиненный золотник и механизм 22, например винтовой регулирования упругости пружины. Гидрораспределитель одной линией сообщен со сливом 23 и другой линией через обратный клапан 24 -%- с гидроаккумулятором 25. Гидроаккумулятор 25 сообщен через вентиль 26 со сливом и через гидроклапан 27 с напорной гидромагистралью 28. Гидравлическая камера 29 управления гидрораспределителя 21 сообщена гидролинией 30 с поршневой полостью гидроцилиндра 7 привода стрелы 4.

Экскаватор одноковшовый действует следующим образом.

В исходном положении (фиг.1) ковш 6 экскаватора с грунтом не взаимодействует, поэтому давление в поршневой полости гидроцилиндра 7 и в сообщенной с ней камере 29 управления небольшое. Золотник гидрораспределителя 21 отжат пружиной вниз и сообщает штоковую полость гидроцилиндра 18 со сливом, а поршневую полость с гидроаккумулятором 25, который заряжен. Шток гидроцилиндра 18 с захватом 16 опущен, и каток 15 не взаимодействует с поперечной балкой 14. Обеспечивается свободный поворот поворотной платформы 3 в любом направлении.

С началом взаимодействия ковша 6 с грунтом при его наборе существенно повышается давление рабочей жидкости в поршневой полости гидроцилиндра 7 и в сообщенной с ней камере 29 управления гидрораспределителя 21. Под действием этого давления золотник гидроаспределителя 21 преодолевает усилие пружины и поднимается, сообщая поршневую полость гидроцилиндра 18 через гидролинию 19 со сливом, а штоковую полость по гидролинии 20 с гидроаккумулятором 25 через обратный клапан 24. Шток гидроцилиндра 18 поднимается с захватом 16, и каток 15 прижимается к верхней полке поперечной балки 14, обеспечивая блокировку поворотной платформы 3 с контргрузом 12. Возникающий при наборе грунта максимальный опрокидывающий момент уравновешивается компенсирующим моментом, создаваемым силой тяжести контргруза 12 и неповоротной части 1, что предотвращает перекос опорно-поворотного механизма 2.

После прекращения взаимодействия ковша 6 с грунтом, т.е. после окончания набора грунта, давление в поршневой полости гидроцилиндра 7 и в сообщенной с ним камере 29 управления, уменьшается и золотник гидрораспределителя 21 возвращается в исходное положение. В исходное положение возвращаются и все остальные подвижные элементы устройства. Шток с захватом опускается и каток 15 не касается поперечной балки 14. Усилие затяжки пружины гидрораспределителя 21 устанавливается таким образом, чтобы золотник переключался только при давлении в камере управления, соответствующем периоду набора грунта в ковш. Во время всех остальных перемещений рабочего оборудования с порожним или заполненным грунтом ковшом золотник удерживается пружиной и захват 16 не препятствует повороту поворотной платформы 3. Обратный клапан 24 обеспечивает блокирование гидроцилиндра 18. Гидроклапан 27 и вентиль обеспечивают задание и поддержание величины давления зарядки гидроаккумулятора 25.

Применение предложенного экскаватора повышает надежность и облегчает управление рабочим процессом. Положительный эффект достигается за счет автоматического управления механизмом блокировки поворотной платформы с контргрузом во время набора грунта в ковш.

Использование: в землеройной технике, а именно в одноковшовых экскаваторах. Сущность изобретения: экскаватор одноковшовый включает ходовую часть, которая через опорно-поворотный механизм связана с поворотной платформой, на которой установлены рабочее оборудование и гидроцилиндр. К штоку гидроцилиндра прикреплен захват с роликом. Контргруз соединен шарнирно с неповоротной частью и выполнен в виде тележки с колесами и поперечной балки, имеющей форму дуги. В исходном положении балка с роликом не взаимодействует и не препятствует свободному вращению поворотной платформы. Во время набора грунта в ковш существенно увеличивается давление в поршневой полости гидроцилиндра привода стрелы и в сообщенной с ней камере управления гидрораспределителя. Золотник преодолевает усилие пружины, поднимается и сообщает поршневую полость гидроцилиндра со сливом, а штоковую - с гидроаккумулятором. Шток вместе с захватом поднимается и прижимает каток к верхней полке поперечной балки, обеспечивая блокирование поворотной платформы с контргрузом и неподвижной частью. Максимальный опрокидывающий момент во время набора грунта в ковш компенсируется удерживающим моментом, образуемым силой тяжести контргруза и неповоротной части. 2 ил.

ОДНОКОВШОВЫЙ ЭКСКАВАТОР, включающий ходовую часть, которая через опорно-поворотный механизм связана с поворотной платформой, на одной стороне которой установлено рабочее оборудование с гидроцилиндром привода стрелы, а на другой - гидроцилиндр, шток которого имеет захват, связанный через поперечную балку с контрогрузом, выполненным в виде тележки с продольной балкой, шарнирно прикрепленной к неповоротной части, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и облегчения управления, он снабжен гидроаккумулятором, управляемым гидрораспределителем с камерой управления, гидроклапаном, обратным клапаном и вентилем, причем поперечная балка выполнена [-образного сечения и дугообразной по форме с радиусом, начало которого расположено на оси вращения поворотной платформы, а захват снабжен катком, установленным в поперечной балке, и жестко закрепленной на поворотной платформе направляющей, и неподвижно соединен со штоком гидроцилиндра, полости которого связаны с управляемым гидрораспределителем, который сообщен одной линией со сливом и другой линией через обратный клапан - с гидроаккумулятором, последний через вентиль сообщен со сливом и с напорной гидромагистралью через гидроклапан, выход и камера управления которого сообщены с гидроаккумулятором, при этом управляемый гидрораспределитель выполнен с подпружиненным золотником и с механизмом регулирования упругости пружины, а его гидравлическая камера управления сообщена гидролинией с поршневой полостью гидроцилиндра привода стрелы, причем золотник выполнен с возможностью попеременного сообщения одной полости гидроцилиндра привода захвата с гидроаккумулятором и второй - со сливом в различных позициях золотника.