РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1995 года по МПК E02F3/28 E02F3/40 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в землеройном оборудовании, применяемом при проведении вскрышных и добычных работ.

Известно рабочее оборудование экскаватора, включающее стрелу, рукоять с гидравлическими цилиндрами управления и цилиндрами управления ковшом, ковш с шарнирно установленной задней стенкой, перекрывающей его сечение при повороте ковша [1] Недостатком известного решения является его возможность работы лишь в одном режиме прямой лопаты, что значительно ограничивает возможности использования землеройного оборудования. Особенно это актуально в сложных горно-геологических условиях, когда возникает необходимость оперативно изменить схему ведения работ.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является рабочее оборудование погрузчика, содержащее стрелу, рукоять с гидроцилиндрами их подъема и поворота, ковш с двумя рабочими кромками, оборудованными зубьями и расположенными на противоположных сторонах ковша, и задней поворотной стенкой, причем последняя и сам ковш установлены на общей оси и соединены с рукоятью гидроцилиндрами поворота [2] Недостатками известного решения являются сложность управления положением задней стенки относительно ковша, что позволяет использовать его в основном на вспомогательных работах, а также высокая вероятность заклинивания задней стенки в случае попадания мелких камней в зазор между ней и днищем или боковыми стенками ковша. Кроме этого закрепление гидроцилиндра управления задней стенкой в средней части штанги не является предпочтительным в связи с высокими нагрузками в точке закрепления.

Предлагаемое изобретение позволяет упростить операции по управлению ковшом в процессе работы землеройной машины и при изменении режима работы, а также повысить надежность его работы. Кроме того, при работе экскаватора в режиме верхнего черпания уменьшается вероятность самопроизвольного выпадения крупных валунов из ковша за счет того, что свободная половина шарнирно установленной задней стенки, выступающей консольно, выполняет роль защитной или предохранительной стенки. За счет этого увеличивается безопасность работ. Данная стенка позволяет увеличить вместимость ковша за счет увеличения объема шапки грунта или пород, что также является одним из дополнительных преимуществ предлагаемого изобретения.

Схема воздействия от рукояти экскаватора на ковш непосредственно через заднюю стенку последнего в процессе поворота ковша при черпании по сравнению с прототипом позволяет уменьшить величину прилагаемого усилия, при этом имеется возможность расположения места закрепления штока гидроцилиндра с максимально возможным удалением от оси поворота ковша в шарнире (в пределе это может быть у тыльной стороны задней стенки в зоне ее контакта с рабочей кромкой днища ковша).

Указанные технические результаты достигаются тем, что в рабочем оборудовании землеройной машины, содержащем стрелу, механизм ее подъема, ковш с двумя режущими кромками, расположенными на противоположных сторонах его днища, и задней поворотной стенкой, перекрывающей сечение ковша, а также механизм поворота ковша относительно задней стенки, при этом задняя стенка ковша выполнена из условия упора ее в торцы остальных его стенок, для чего соединяющий их шарнир установлен в средней ее части, механизм поворота ковша относительно стрелы взаимодействует непосредственно с задней его стенкой, на тыльной стороне которой установлен механизм взаимного поворота и фиксации ковша и его задней стенки, продольные оси шарниров установки на стреле задней стенки и соединения последней с ковшом расположены со смещением друг относительно друга, а механизм поворота и фиксации ковша относительно задней стенки и узел шарнирного закрепления гидроцилиндра поворота ковша относительно стрелы расположены по разные стороны от шарнира подвески задней стенки совместно с ковшом относительно стрелы.

Поскольку предложение отличается от прототипа рядом существенных признаков, обеспечивающих достижение указанного выше технического результата, оно соответствует критерию "Новизна".

Схема соединения ковша со стрелой через шарнирно установленную его заднюю стенку, при которой поворот ковша осуществляется вокруг продольной оси подвески задней стенки, зафиксированной относительно ковша на время черпания и доставки грунта, является новой. Силовое усилие от стрелы для обеспечения этого поворота осуществляется через упомянутую зафиксированную заднюю стенку. Кроме этого, данная схема позволяет использовать вторую часть задней стенки, консольно выступающую за габариты ковша, в качестве элемента, предотвращающего самопроизвольное выпадание крупных кусков породы в процессе переноски, а также повышающего вместимость ковша за счет увеличения объема шапки грунта или породы. Подобные элементы в известных технических решениях отмеченных выше свойств не проявляют. Прием смещения друг относительно друга продольных осей шарниров подвески ковша к поворотной задней стенке и подвески задней стенки к стреле, позволяющий уменьшить величины прилагаемых усилий при повороте различных элементов в шарнире за счет оборудования плеча, равного величине смещения между упомянутыми осями, также не известен.

Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию "Изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен общий вид экскаватора с рабочим оборудованием; на фиг. 2 вид по стрелке А, на фиг. 1 повернуто; на фиг. 3 вид по стрелке Б на фиг. 1 повернуто; на фиг. 4 рабочее оборудование при работе в режиме "прямая лопата"; на фиг. 5 то же, в режиме "обратная лопата"; на фиг. 6 принципиальная схема установки ковша и его задней стенки на стреле посредством общего шарнира; на фиг. 7 принципиальная схема подвески задней стенки к ковшу, шарнирно соединенному со стрелой; на фиг. 8 принципиальная схема подвески ковша к стреле при неподвижно закрепленной на ней задней стенке; на фиг. 9 принципиальная схема автономной подвески ковша и его задней стенки к стреле.

Рабочее оборудование экскаватора 1 связано с основным его агрегатом посредством шарнирно установленной стрелы 2, выполненной из двух частей, шарнирно соединенных между собой. Одна из них шарнирно соединена с базовым агрегатом экскаватора 1, а вторая, рукоятная часть 3 с рабочим оборудованием. Передача усилия в процессе рабочего цикла осуществляется посредством гидроцилиндров 4 подъема и опускания стрелы и гидроцилиндров 5 поворота рукоятной части 3 относительно второй части стрелы 2.

Ковш 6 установлен на рукояти 3 с возможностью поворота относительно нее, для чего он шарнирно соединен с поворотной задней стенкой 7, которая в свою очередь подвешена к концу рукояти 3, с расположением шарнира подвески в средней части стенки 7 таким образом, чтобы каждая из его половин перекрывала сечение ковша 6 (точного равенства указанных половин задней стенки 7 между собой не требуется). К тыльной стороне задней стенки 7 прикреплен гидравлический домкрат 8 управления поворотом ковша 6, при этом другой конец данного домкрата соединен с рукоятью 3 с возможностью поворота в местах его установки. Кроме этого, на тыльной стороне задней стенки 7 ковша 6 расположен механизм 9 поворота ковша 6 относительно его задней стенки 7. Данный механизм может быть выполнен в виде гидроцилиндра или на основе принципа действия, например реечного, и закрыт защитным кожухом 10. Данный механизм взаимодействует с упорным выступом боковой стенки ковша 6, который выполнен по другую сторону от места шарнирного закрепления ковша к задней поворотной стенке 7 относительно днища.

Размеры задней поворотной стенки 7 выбраны таким образом, чтобы в каждом из выбранных режимов работы ковша 6 она упиралась с помощью механизма 9 в торцы его стенок (боковых и/или днище) и перекрывала при этом сечение ковша 6.

Ковш 6 выполнен сварным и состоит из двух боковых стенок и днища, противоположные стороны которого оборудованы рабочими режущими кромками 11, которые могут быть снабжены зубьями.

Наиболее рациональной схемой компоновки является расположение места подвески ковша 6 на задней стенке 7 и узла закрепления штока гидроцилиндра 8 на тыльной стороне стенки 7 по разные стороны от узла ее подвески вместе с ковшом 6 на рукояти 3, а также смещение друг относительно друга продольных осей шарниров задней стенки 7 на рукояти 3 подвески к ней ковша 6.

Устройство работает следующим образом. В зависимости от принятой схемы работ ковш 6 может работать в режимах "прямая" и "обратная" лопата. Перевод ковша 6 из одного режиме в другой осуществляется при помощи механизма 9, который обеспечивает взаимное перемещение ковша 6 и его задней поворотной стенки 7 друг относительно друга, а также их взаимную фиксацию, при этом шток гидроцилиндра (механизма 9) передает усилие ковшу 6 через выступы на боковых его стенках и осуществляет их взаимный поворот. Частичное раскрытие ковша 6 используется в процессе рабочего цикла для выгрузки грунта или породы, а поворот его на полный угол с прижатием боковых стенок и/или днища к противоположной, консольно выступающей части задней стенки 7 обеспечивает изменение режима работы ковша 6.

В процессе заполнения ковша 6 породой происходит поворот его относительно рукояти 3 за счет передачи усилия от гидроцилиндра 8 через тыльную сторону задней стенки 7.

Применение экскаваторов, снабженных данным рабочим оборудованием, на карьерах горнодобывающих предприятий позволит уменьшить ширину уступа за счет отработки одним и тем же экскаватором заходки, расположенной на отметке этого уступа, а также нижележащей заходки. Это позволит сократить площадь отчуждаемых земель, а также затраты на перенос путей автомобильного или железнодорожного транспорта.

Данное рабочее оборудование может быть установлено не только на экскаваторах; им могут быть оборудованы скрепера, а также погрузчики, в т. ч. и шахтные, при этом возможны различные варианты его установки на стреле 2 (или ее рукоятной части 3), представленные на фиг. 6-8; подвеска ковша 6 и его задней стенки 7 на общем шарнире (фиг. 6), когда последняя выполнена V-образной формы с перегибом в месте ее шарнирной подвески; подвески ее к ковшу 6, соединенному с рукоятью 3 (фиг. 3), когда также целесообразно использовать заднюю стенку 7 сложной формы; жесткое соединение стенки 7 (или ее половинок) к рукояти 3 под углом к продольной оси последней таким образом, чтобы шарнирно установленный ковш 6 находился в пространстве, ограниченном половинками задней стенки 7, с углом раскрытия не свыше 180^о (фиг. 8); или подвеска и ковша 6 и его задней стенки на стреле 2 (или ее рукоятной части 3) на собственных шарнирах (фиг. 9).

Схемы управления ковшом 6 и его задней стенкой 7 в каждом из этих вариантов могут быть различными, при этом в качестве силовых элементов применяются не только гидро-, но и пневмоцилиндры, различного рода механизмы реечного типа, полиспастные системы.

Использование: горнодобывающая промышленность, землеройное оборудование, проведение вскрышных и добычных работ. Сущность изобретения: для упрощения конструкции и операции по управлению работой экскаватора а также для повышения надежности работы, улучшения безопасности труда и увеличения вместимости ковша рабочее оборудование землеройной машины включает сварной ковш, состоящий из двух боковых стенок и днища, противоположные стороны которого оборудованы рабочими режущими кромками. Ковш подвешен к поворотной задней стенке в средней ее части таким образом, что каждая ее половина перекрывает сечение ковша и выполнена из условия обеспечения ее упора в торцы стенок ковша. Задняя стенка ковша вместе с последним шарнирно закреплены на конце рукоятной части стрелы таким образом, что продольные оси шарниров подвески к задней стенке ковша и подвески к рукояти задней стенки вместе с ковшом смещены относительно друг друга. Поворот ковша относительно рукояти осуществляется за счет воздействия гидроцилиндра на тыльную сторону задней поворотной стенки ковша. Взаимный поворот ковша и задней его стенки производится механизмом, расположенным на тыльной стороне задней стенки. Этот механизм и место приложения усилия от гидроцилиндра для поворота ковша расположены по разные стороны от шарнира подвески и рукояти задней стенки ковша совместно с последним. 3 з. п. ф-лы. 9 ил.

1. РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ, содержащее стрелу с механизмом ее подъема, ковш с двумя режущими кромками на противоположных сторонах днища и задней поворотной стенкой, перекрывающей сечение ковша и механизм поворота ковша относительно задней стенки, отличающееся тем, что рабочее оборудование снабжено механизмом фиксации ковша относительно его задней стенки, которая имеет размещенный в средней части шарнир ее поворота относительно ковша для обеспечения упора в торцы остальных его стенок. 2. Оборудование по п.1, отличающееся тем, что ковш соединен со стрелой посредством подвески, размещенной на задней поворотной стенке, а механизм поворота ковша относительно стрелы установлен с возможностью взаимодействия с его задней стенкой, тыльная сторона которой оснащена механизмом ее поворота относительно ковша, и фиксации их взаимного положения. 3. Оборудование по п.1, отличающееся тем, что продольные оси шарнира закрепления на стреле задней стенки ковша и шарнира соединения с ним последней смещены одна относительно другой. 4. Оборудование по п.1, отличающееся тем, что механизм поворота и фиксации ковша относительно задней стенки и узел шарнирного закрепления гидроцилиндра поворота ковша относительно рукоятки расположены по разные стороны от шарнира подвески задней стенки совместно с ковшом относительно рукояти.