МАШИНА ДЛЯ ЭКСКАВАЦИИ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУНТА Российский патент 1995 года по МПК E02F3/76 

Изобретение относится к дорожно-строительному машиностроению, конкретно к инженерным машинам для экскавации, рыхления и перемещения грунта, может быть использовано как в народном хозяйстве, так и в военных целях для механизированного выполнения земляных работ, прокладки путей движения, расчистки различных препятствий, для оборудования подъездных путей к крутым берегам переправы, для разрушения дорожного покрытия и рыхления мерзлого или прочного грунта.

Известно, что в армиях капиталистических стран широко используются универсальные бронированные инженерные машины, призванные повысить мобильность механизированных войск, обеспечивающих широкую механизацию работ по прокладке путем движения, преодолению различных препятствий и заграждений и оборудованию переправ (Зарубежное военное обозрение. -, 1984, N 12, с,35-40), где изображены американский саперный танк М728, западногерманский саперный танк "Пионирпанцер-2", американская универсальная инженерная машина М9, английская инженерная машина сопровождения FV180, французская машина EBG, японский бронированный бульдозер 78.

Основной задачей всех инженерных машин является сопровождение и инженерное обеспечение боевых действий бронетанковых и механизированных частей. Для этого они оснащены комплектами сменного рабочего оборудования или универсальными рабочими органами и могут применяться для прокладки колонных путей, производства земляных работ, эвакуации вышедших из строя боевых машин. Выполнение на гусеничном ходу, машины имеют достаточно высокие скорость хода и проходимость на местности.

Общим оборудованием машин является бульдозерный отвал, шарнирно закрепленный на носу корпуса машины и снабженный приводами подъема-опускания и изменения угла резания, телескопическая стрела с экскаваторным ковшом, установленной в передней части корпуса машины на индивидуальной поворотной платформе, тяговая лебедка и съемные или стационарные рыхлители.

Кабина для экипажа (операторов) выполнена за одно целое с корпусом машины.

Недостатком известных инженерных машин является их дороговизна для использования в народном хозяйстве, так как их конструктивное и компоновочное исполнение предопределено для использования в боевых и других экстремальных условиях, где живучесть машины и экипажа является главным критерием. Однако главным недостатком упомянутых машин является узел крепления бульдозерного отвала, который соединяет отвал с носом корпуса машины, что ведет к поднятию носовой части корпуса при работе бульдозером, что резко снижает эксплуатационные качества машины.

Для устранения этого недостатка на армейской машине М9 в ее передней части корпуса выполнен грузовой отсек емкостью 6,8 м³, который заполняется балластом при работе бульдозером (Техника и вооружение, 1988, N 1, с.38-39, рис.1).

Известен путепрокладчик БАТ-2, который относится к разряду инженерных машин [1] где изображен общий вид путепрокладчика, выполненного на гусеничном шасси с герметизированной кабиной экипажа в передней части корпуса и снабженного универсальным бульдозерным отвалом, экскаваторным оборудованием со сменными рабочими органами, рыхлителем и лебедкой.

Бульдозерный отвал шарнирно через ось установлен на вершине U-образной рамы, шарнирно связанной с поперечной полкой толкающей рамы, шарнирно соединенной с боковыми стенками корпуса машины с наружной стороны в ее средней части, при этом отвал снабжен рычажно-силовыми приводами подъема-опускания, заглубления и изменения угла резания.

Экскаваторное оборудование представляет телескопическую стрелу, установленную своим основанием на индивидуальную поворотную платформу за кабиной экипажа и снабженную головкой под экскаваторный ковш или подъемный такелаж крана.

Рыхлитель шарнирно закреплен на корме машины.

Тяговая лебедка установлена внутри корпуса машины с выводом троса через крышу.

Крепление толкающей рамы у средней части корпуса машины обеспечивает нормальный режим работы бульдозерного отвала без подъема передней части корпуса путепрокладчика.

Недостатком известного путепрокладчика БАТ-2 является прежде всего его дороговизна при использовании в народном хозяйстве, так как основное его предназначение для военных целей.

Низкая транспортабельность из-за наружного крепления по бокам корпуса балок толкающей рамы значительно увеличивает его поперечные габариты.

Кроме того, как и у всех инженерных машин, известный путепрокладчик не обладает хорошей обзорностью при работе как бульдозерным отвалом, так и экскаваторным ковшом, особенно при закрытой кабине, при этом рабочая зона экскаватора значительно ограничена, так как выработка грунта ведется только по боковым сторонам машины.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных характеристик машины и упрощение ее конструкции.

Цель достигается тем, что на крыше корпуса отделения управления по продольной его оси установлена полноповоротная платформа с приводом, на платформе неподвижно закреплена кабина экипажа, выполненная П-образной формы с поперечным общим и двумя продольными коробчатыми отсеками, а между продольными отсеками кабины на платформе через кронштейны с проушинами шарнирно закреплено основание стрелы экскаватора и корпуса гидроцилиндров подъема-опускания стрелы, при этом корпус отделения управления в продольном направлении через жестко закрепленные в нем параллельно друг другу вертикальные перегородки разделен на пять отсеков, из которых два кpайних и один центральный отсеки выполнены герметичными, которые использованы в качестве топливо-масляных баков, оборудованных заправочными и раздаточными штуцерами, а два других промежуточные, образованы между крайними и центральными отсеками, снабжены входными окнами, выполненными в лобовом носовом листе корпуса, и очистными окнами, выполненными в днище корпуса отсеков, а также упорными проушинами, жестко закрепленными внутри тыльной части каждого промежуточного отсека, причем толкающая рама отвала выполнена за одно целое с продольно-упорными балками, которые установлены внутри промежуточных отсеков, где шарнирно своими концами закреплены в упорных проушинах, при этом каждая балка рамы выполнена с длиной, равной 1,0-1,2 длины промежуточного отсека, и изогнута в передней части отсека в направлении вертикальной плоскости по дуге с возможностью обеспечения зазора между балкой и торсионного ограждения вала переднего катка машины при рабочем положении бульдозерного отвала, причем внутри центрального отсека закреплена направляющая выводная труба под вывод вперед троса тяговой лебедки, установленной внутри корпуса машинного отделения, при этом смотровые окна кабины экипажа выполнены по периметру всех наружных ее стенок с возможностью обеспечения кругового обзора, а люки с герметичными крышками смонтированы на крышах продольных отсеков.

На фиг.1 изображена машина, вид с боку на левый борт; на фиг.2 узел I на фиг.1 (носовая часть машины в сечении, вид на правый борт); на фиг.3 узел II на фиг.1 (кормовая часть машины в сечении, вид на правый борт); на фиг.4 вид А на фиг.2 (носовая часть машины, вид сверху); на фиг.5 вид Б на фиг.1 (нос машины спереди, при боковом рабочем положении стрелы экскаватора); на фиг.6 вид В на фиг.3 (кормовая часть с видом на гидропривод экскаваторного ковша); на фиг.7 толкающая рама бульдозерного отвала; на фиг.8 носовая часть корпуса машины, где видны днище, ограждение торсионных валов; на фиг.9 носовая часть корпуса с перегородками.

Инженерная машина выполнена на гусеничном шасси, содержит корпус 1, разделенный перегородками 2 и 3 (фиг.1-4) на отделение 4 управления, машинное отделение 5 и моторно-трансмиссионное отделение 6. Кабину 7 экипажа, выполненную П-образной формы (фиг.4) с поперечным общим отсеком 8 и двумя продольными коробчатыми отсеками 9, 10, при этом по периметру на всех стенках отсеков выполнены смотровые окна: передние 11, наружные боковые 12, внутренние боковые 13 и задние 14. Кабина 7 неподвижно закреплена на полно-поворотной платформе 15, установленной через погонное устройство (не показано) по продольной оси машины на крыше 16 корпуса 1 отделения 5 управления, и снабжена гидроприводом (не показан). На крышах отсеков 9, 10 кабины 7 выполнены посадочные люки 17 экипажа машины (механика-водителя и командира-оператора). Между продольными отсеками 9, 10 на платформе 15 посредством жестко закрепленного на ней коробчатого кронштейна 18 и проушин 19 шарнирно закреплено основание стрелы 20 экскаватора, шарнирно связанной через трехплечий рычаг 21 с ковшом 22 экскаватора (или другим сменным оборудованием, например, буром, подъемником и т.д. не показанных), оборудованного гидроприводом 23; связанного с одним плечом рычага 21, при этом второе плечо рычага 21 шарнирно связано со штоком 24 гидроцилиндра 25, который шарнирно связан со стрелой 20, которая шарнирно связана со штоками 26 гидроцилиндров 27, шарнирно связанных через проушины 28 с кронштейном 18.

Носовая часть корпуса 1 отделения 4 управления (фиг.2, 8, 9) в продольном направлении посредством герметичных вертикальных перегородок 29-32 разделена на отсеки, из которых два крайних бортовых 30 и один центральный 31 выполнены герметичными и использованы в качестве топливо-масляных баков, снабженных заправочными 32 и расходными 38 штуцерами, при этом между бортовыми отсеками 30 и стенками центрального отсека 31 образованы промежуточные отсеки 34, которые снабжены входными окнами 35, выполненными в лобовых листах корпуса 1, и очистными окнами 37, выполненными в днище корпуса 1, а также снабжены упорными проушинами 38, приваренными к днищу у тыльной стороны внутри промежуточных отсеков 34.

Все отсеки 30, 31 и 34 параллельны между собой с верхними ломанными сторонами, лежащими в одной ломанной плоскости.

На носу корпуса 1 шарнирно посредством несущей рамы 39 и толкающей рамы 40 (фиг. 2, 4, 5) шарнирно закреплен универсальный бульдозерный отвал 41, снабженный гидроцилиндрами 42 заглубления отвала 41, шарнирно связанными корпусами с корпусом 1, а штоками с толкающей рамой 40, уравнительными гидроцилиндрами 43, корпуса которых связаны с толкающей рамой 40, а штоки с рамой 39, которые используются для работы на косогорах для выравнивания режущих кромок открылок отвала 41, при этом открылки отвала 41 по бокам шарнирно связаны со штоками гидроцилиндров 44, корпуса которых шарнирно связаны с корпусом 1, а в центре открылки через соединительное звено 45 связаны со штоками гидроцилиндра 46, корпус которого закреплен на несущей раме 39. Толкающая рама (фиг.70)40 выполнена П-образной коробчатой формы с продольно-упорными балками 47, которые введены через входные окна 35 в отсеки 34 и своими концами шарнирно связаны с проушинами 38, при этом каждая балка 47 выполнена с длиной, равной 1,0-1,2 длины отсека 34, и изогнута по дуге в вертикальной плоскости над ограждением торсионных валов 48 переднего катка 49, при этом радиус дуги изгиба балки 47 выбран с расчетом обеспечения зазора между ограждением валов 48 и балкой 47 в ее рабочем положении. Длина балок 47 выбрана в оптимальных размерах, отнесенных к длине отсека 34, так как если ее выполнить менее длины отсека 34, то усложнится монтаж на ней механизмов и узлов, а также приводов отвала 41, а если более 1,2 длины отсека 34, то увеличится длина консольной части передавая больше нагрузки на приводы отвала 41 и самой толкающей рамы 40, которая снабжена поперечной опорой 50, снабженной проушинами 51 крепления штоков гидроцилиндров 42 и проушинами 52 для крепления корпусов гидроцилиндров 43.

В машинном отделении 5 корпуса 1 закреплена тяговая лебедка 53, трос 54 которой через блочно-направляющую систему пропущен через направляющую трубу 55 вперед к носу машины, а сама труба 55 неподвижно закреплена и проходит через полости отделения 4 управления и центрального отсека 31. На корме корпуса 1 (фиг.1) шарнирно закреплен рыхлитель 56 с гидроцилиндрами 57 управления.

Инженерная машина работает следующим образом.

Машина в транспортном положении несет на себе все рабочие агрегаты и механизмы в сложенном и застопоренном положении.

Бульдозерный отвал 41 занимает положение, при котором штоки гидроцилиндров 42 втянуты в цилиндры, а балка 47 рамы 40 находится в верхнем положении, застопоренная гидрозамками системы гидроцилиндров 42 (не показаны), при этом открылки отвала 41 посредством гидроцилиндров 44 занимают положение с минимально-допустимым углом между ними, обеспечивающим оптимальные широтно-поперечные габариты.

Кабина 7 передними окнами 11 развернута к носу машины при сложенном и застопоренном экскаваторном оборудовании, т.е. когда стрела 20 занимает положение над продольной центральной осью машины с размещенным под ней ковшом 22, уложенным на крыше 16 машины.

Рыхлитель 56 находится в поднятом и сложенном положении.

Таким образом машина в положении по-походному представляет собой компактный и транспортабельный объект, который можно перевозить на железнодорожном и другом транспорте, так как все агрегаты, а также балка 47 не выходят за габариты корпуса 1 с гусеничным обводом.

Для работы бульдозерным отвалом 41 необходимо при помощи гидроцилиндров 42 опустить его на грунт, произвести его настройку по необходимости гидроцилиндрами 43 (раздвижка открылок отвала41), 44 (обеспечение заданного угла по горизонту) и 46 (настройка угла резания) и осуществить заглубление отвала 41 при помощи гидроцилиндра 42. При максимальном заглублении балка 47, опираясь на днище корпуса 1, обеспечивает своим изгибом зазор между ней и ограждением торсионных валов 48, при этом упорные нагрузки при работе будут передаваться через раму 40 и проушины 38 на днище корпуса 1 далеко от начала носа машины, что не позволит его поднять при любом диапазоне нагрузок, так как впереди точки приложения нагрузок на корпусе 1 размещена кабина 7 и другое оборудование, отсеки 30, 31 заполнены топливом. При этом размещение кабины 7 над отделением 4 управления с передними окнами 11 обеспечивает хорошую обзорность экипажу при разработке грунта бульдозерным отвалом 41.

При работе экскаваторным ковшом 22, закрепленным совместно с кабиной 7 на полно-поворотной платформе 15, обеспечивает разработку грунта в трех направлениях: слева и справа от бортов корпуса 1 машины, а также со стороны носа (фиг.5). При этом окна 12 и 14 обеспечивают хорошую обзорность для экипажа.

Таким образом предложена новая инженерная машина, которая проста по конструкции с хорошими эксплуатационными качествами, при этом оригинально решен вопрос по закреплению толкающей рамы с упорными балками внутри носа корпуса машины, что делает ее транспортабельной на железнодорожном транспорте. Машина может быть широко использована как в гражданском (народном) хозяйстве, так и в военных целях.

Использование: в гражданском строительстве земляных сооружений и в военной инженерной технике для механизации земляных работ в подразделениях аварийно-спасательных служб. Сущность изобретения: машина для экскавации и перемещения грунта, выполненная на гусеничном шасси с торсионной подвеской катков, содержит разделенный перегородками на отделение управления, машинное и моторно-трансмиссионное отделения корпус, кабину со смотровыми окнами и люками, бульдозерный отвал, стрелу с экскаваторным ковшом, рыхлитель, тяговую лебедку с выводным тросом. Кабина управления выполнена на крышке корпуса отделения управления. Экскаваторная стрела закреплена совместно с кабиной на опорно-поворотном устройстве с индивидуальным приводом. В носу корпуса машины выполнены отсеки, один из которых использован в качестве топливных баков, другие - для размещения упорной балки толкающей рамы, шарнирно связанной через несущую раму с отвалом и приводами его управления. Корпус кабины выполнен П-образным, обеспечивающим круговую обзорность экипажа за разработкой грунта и работой рабочего оборудования. Трос тяговой лебедки выведен на нос машины через направляющую трубу, закрепленную внутри центрального герметичного отсека в носовой части. 9 ил.

МАШИНА ДЛЯ ЭКСКАВАЦИИ И ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУНТА, выполненная на гусеничном шасси с торсионной подвеской катков, содержащая разделенный перегородками на отделение управления, машинное и моторно-трансмиссионное отделения корпус, кабину экипажа со смотровыми окнами и люками, снабженный гидроцилиндрами управления универсальный бульдозерный отвал, шарнирно закрепленный на носу корпуса машины через шарнирно связанные между собой несущую и толкающую рамы, последняя из которых снабжена продольно-упорными балками, поворотную стрелу с экскаваторным ковшом и гидроцилиндрами управления, закрепленную на опорно-поворотном устройстве с приводом, рыхлитель с гидроцилиндрами управления, закрепленный на корме корпуса машины, и тяговую лебедку с выводным тросом, отличающаяся тем, что опорно-поворотное устройство закреплено на крыше корпуса отделения управления по продольной оси и снабжено платформой, на которой неподвижно закреплена кабина экипажа, выполненная П-образной формы с поперечным общим и двумя продольными коробчатыми отсеками, а между продольными отсеками кабины на платформе через кронштейны с проушинами шарнирно закреплено основание стрелы экскаватора с корпусами гидроцилиндров подъема-опускания стрелы, при этом корпус отделения управления в продольном направлении через жестко закрепленные в нем параллельные вертикальные перегородки разделен на отсеки, из которых два крайних бортовых и центральный отсеки выполнены с герметичными емкостями, которые использованы в качестве топливно-масляных баков и оборудованы заправочно-раздаточными штуцерами, а между боковыми стенками крайних отсеков и стенками центрального отсека образованы промежуточные отсеки, которые снабжены входными окнами, выполненными в лобовом носовом листе корпуса, и очистными окнами, выполненными в днище корпуса, а также упорными проушинами, жестко закрепленными внутри у тыльной части каждого промежуточного отсека, причем толкающая рама отвала выполнена за одно целое с продольно-упорными балками, которые введены через входные окна внутрь промежуточных отсеков и своими концами шарнирно закреплены в упорных проушинах, при этом каждая балка рамы выполнена длиной, равной 1,0 1,2 длины промежуточного отсека, и изогнута в районе передней части отсека по дуге с возможностью обеспечения зазора между балкой и ограждением торсионного вала переднего катка машины при рабочем положении бульдозерного отвала, причем внутри центрального отсека неподвижно закреплена направляющая труба под вывод вперед троса тяговой лебедки, установленной в корпусе машинного отделения, при этом смотровые окна кабины экипажа выполнены по периметру всех наружных ее стенок с возможностью обеспечения кругового обзора, а люки смонтированы на крышах продольных отсеков кабины.