СКРЕПЕРНЫЙ КОВШ Российский патент 1995 года по МПК E02F3/64 

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам, в частности к скреперам, производящим срезание грунта с одновременным наполнением им ковша за счет своего тягового подпора и предножевой пригрузки.

В качестве аналогов нами выбраны устройства по авт.св. N 1177424 и N 594257.

Известный скреперный ковш включает поворотную переднюю заслонку с внешним интенсификатором-плитой, снабженным гибкой подвеской, выполненной в виде полой призмы с горизонтально расположенным плоским основанием и имеющим коллектор для подвода в него сжатого воздуха. К недостаткам этого устройства следует отнести увеличение базы скрепера без повышения вместимости его ковша. Кроме того, при разгрузке ковша пригружающая плита стремится прижать выходящий из ковша грунт, что затрудняет весь процесс разгрузки. И наконец, необходимость наличия системы воздухоснабжения пригрузочного интенсификатора конструктивно усложняет этот объекта.

Известен скреперный ковш, включающий опертые на задние колеса и снабженные механизмом подъема боковые стенки со скрепленным с ними днищем с его режущими ножами, а также переднюю поворотную заслонку опорную плиту, имеющую двойную ее подвеску: заднюю и переднюю, которые выполнены рычажно-шарнирными. При этом задняя подвеска включает шарнирные тяги и одноплечие рычаги, управляемые боковыми гидроцилиндрами заслонки, а передняя складывающиеся и поворотные рычаги, соединенные с педалями, взаимодействующими с упряжными тягами скрепера [1] Недостатком данного устройства является то, что опускание заслонки обеспечивается механизмом ее передней подвески, то есть через складывающиеся и поворотные рычаги и педали управления, что в конечном счете связано с действием гидроцилиндров подъема-опускания всего ковша, в то время как регулирование загрузочной щели, то есть расстояние между режущими кромками ножей днища и задней опорной частью плиты-заслонки, обеспечивается непосредственно от гидроцилиндров управления заслонкой. Отсюда адаптирование заслонки-плиты к изменяемым условиям работы скрепера требует воздействия на два указанных выше и независимых друг от друга механизма, что естественно затрудняет общее управление заслонкой, а учитывая скоротечный период копания, ведет к снижению эффективности протекания этого процесса. Последнее проявляется также и в том, что в процессе копания грунт, выпираемый из-под плиты, при затруднении своего прохода в ковш через загрузочную щель стремится приподнять заднюю часть опорной плиты, опрокидывая ее вперед. Противодействием этому служит только вес самой плиты и грунта, размещаемого на ней сверху, объем которого будет увеличиваться по мере протекания процесса копания. Однако при этом проход новых порций грунта в ковш будет испытывать все возрастающие сопротивления, достигающие своего апогея в конце копания, что ввиду неустойчивой работы заслонки-плиты вообще ставит под сомнение успешное выполнение этого процесса.

Цель изобретения состоит в повышении эффективности использования предлагаемого устройства.

Достигается это посредством того, что в скреперном ковше, включающем опертые на колеса и снабженные механизмом (гидроцилиндрами) подъема боковые стенки со скрепленным с ними днищем с его режущими ножами, а также оборудованную передней подвеской поворотную заслонку опорную плиту, управляемую боковыми гидроцилиндрами через одноплечие рычаги и шарнирно соединенные с ними тяги, в отличие от известной передняя подвеска заслонки выполнена канатной с блоками обратного полиспаста, в то время как задняя часть заслонки снабжена пружинами, надетыми на штоки, входящие в поворотные втулки, установленные на дополнительных плечевых рычагах, скрепленных с рычагами тяг посредством их общих ведущих рычагов ползунов, шарнирно скрепленных с ведомыми кулисами, установленными на боковых стенках ковша, скрепленных с передним верхним торцовым кожухом.

Заметим, что не все перечисленные выше отличительные признаки предлагаемого устройства являются не известными. Так, из проанализированного аналога по авт.св. N 1177424 известна канатно-блочная подвеска заслонки-пригрузочной плиты. Однако эта подвеска по своему прямому назначению и на процесс копания грунта влияния не оказывает, производя только дискретный переход к разным состояниям скреперного ковша транспортирования, разгрузки и копания. В то же время оборудование заслонки дополнительной задней пружинной подвеской в сочетании с уже известным рычажно-тяговым соединением с гидроцилиндрами способствует новому функционированию объекта.

На фиг.1 показан скреперный ковш, изометрия; на фиг.2-4 плоскостной боковой вид устройства соответственно в положениях транспортирования грунта, его разгрузки из ковша и копания.

Устройство включает боковые стенки 1, опертые на задние колеса 2 и скрепленные с днищем 3, снабженным режущими ножами 4. В задней части ковша размещена выдвижная стенка 5, а в передней поворотная заслонка-плита 6 и верхняя торцовая стенка 7, скрепленная с боковыми стенками 1, на которых шарнирно смонтированы гидроцилиндры управления 8 заслонкой, штоки которых соединены с общими ползунами 9, шарнирно связанными с ведомыми кулисами 10, подвешенными на боковых стенках 1. Ползуны 9 в верхней части, своими направляющими пазами охватывают закрепленные на боковых стенках 1 штыри 9а. Нижние и передние части ползунов 9 выполнены в виде двуплечных рычагов соответственно 9б и 9в, предназначенных для соединения с заслонкой-плитой 6. Причем рычаги 9б шарнирно соединены со средней частью плиты 6 тягами 11, а рычаги 9в несут поворотные втулки 12, в которые вставлены штоки 13 с надетыми на них пружинами 14. Нижние концы штоков 13 шарнирно соединены с задней частью плиты 6. Кроме того, заслонка-плита 6 снабжена передней (третьей по счету) линией своей подвески, выполненной канатно-блочной с полиспастом обратного действия, у которого подвижные блоки 15 установлены на ползунах 9, а неподвижные 16 на боковых стенках 1. В задней части боковые стенки 1 шарнирно соединены с упряжными тягами 17 скреперного ковша. В передней части ковша соединение 1-17 выполнено с помощью механизма подъема ковша в виде гидроцилиндров 18.

Работа предлагаемого устройства существенно зависит от кинематики ползунно-кулисных механизмов 9-10 и взаимного размещения всех скрепленных с ними и шарнирно связанных элементов, которое должно обеспечивать при ослабленной канатно-блочной передней подвеске и опущенной на грунт плите 6 ее плоскопараллельной перемещение: вперед-вверх и назад-вниз, создавая тем самым постоянный контакт плиты 6 с грунтом при копании (фиг.4). При этом перевод заслонки-плиты 6 в это положение из транспортного (с пустым ковшом) осуществляется вначале традиционно воздействием на гидроцилиндры 18 опускания всего ковша (совместно с заслонкой-плитой 6) до заглубления в грунт режущих ножей 4 для снятия стружки заданной толщины, после чего начинают втягивать штоки гидроцилиндров 8 заслонки, отклоняя ползуны 9 вперед, приближая подвижные блоки 15 к неподвижным 16, ослабляя тем самым их канаты и опуская плиту 6 на грунт. В начальной стадии копания при максимально срезаемой стружке, когда сопротивление продвижению срезаемого ножами грунта в ковш еще незначительно, желательно работать при максимально возможном сколе грунта, зажимаемого в пространстве между ножами и опорной плитой. Для этого плиту 6 максимально перемещают вперед-вверх за счет воздействия гидроцилиндров 8 на двухполюсную рычажно-шарнирную линию: 9б-11 и 9в-12-13-14. Затем по мере наполнения ковша грунтом, когда сопротивления проталкиванию новых порций грунта в ковш существенно возрастает, тогда во избежание возможного пробуксовывания тягача идут на уменьшение толщины срезаемой стружки. Такой традиционный прием возможен и в данном устройстве. Однако здесь приемлем и нетрадиционный подход, заключающийся в том, что по мере увеличения сопротивлений продвижению новых порций грунта в ковш уменьшают зев загрузочной щели путем перемещения плиты 6 назад-вниз и тем самым обеспечивают срезаемому грунту его повышенную пробивную в ковш способность. Выдерживание заданной щели обеспечивается пружинами 14, которые препятствуют подъему плиты 6. При этом срезаемый ножами 4 и скалываемый при выходе из-под опорной плиты 6 грунт будет входить в загрузочный зев ковша импульсивно. Вначале будет наблюдаться подготовительная к этому операция, заключающаяся в создании напряженного состояния размещаемого под плитой грунта, так называемого ядра его уплотнения, при котором этот грунт будет стремиться приподнять плиту, сжимая ее пружины 14. В этом момент основные сопротивления переносятся на ножевую систему, а продвижение грунта в ковш как бы мгновенно приостанавливается. Затем, когда уплотненный под плитой грунт сколется (а это произойдет быстрее и эффективнее при перпендикулярности пружин 14 к плите 6), он порционно-импульсивно пойдет в ковш.

Описанный процесс "созревания" грунта под опорной плитой с последующим его сколом и импульсивным проходом в регулируемый загрузочный зев ковша будет все время периодически повторяться до полной загрузки ковша в пределах допускаемого тягового усилия, скрепера. Признаком полного наполнения ковша грунтом и окончанием процесса копания является предельно заполнение им внутренней части опорной плиты 6, после чего ковш из положения 4 переводится в транспортное положение (фиг.2), что осуществляется обратным воздействием на гидроцилиндры 18 и 8. Разгрузка ковша (фиг.3) производится опусканием его гидроцилиндрами 18 до уровня отсыпки грунта, после чего воздействуют на гидроцилиндры 8 заслонки и тем самым ослабляют канаты ее передней подвески и перемещают заслонку-плиту 6 вперед и вниз, освобождая тем самым разгрузочную щель между рычагами 4 и задней частью плиты 6, куда устремится грунт из ковша передвижением вперед его задней стенки 5. При этом по мере опускания заслонки-плиты 6 грунт будет дополнительно сползать с плиты и через ее переднюю часть, как это показано на фиг.3, т.е. на лицо будет ускоренная двухщелевая разгрузка грунта из ковша. Эффективность этого процесса может быть еще более повышена, если установить на внутренней поверхности плиты 6, закрытый кожухом вибровозбудитель, однако этот известный прием мы не вводим в наши притязания. Перевод ковша скрепера из положения фиг.3 в транспортное положение осуществляется обратным воздействием на гидроцилиндры 8 и 18.

Технико-экономическое достоинство предлагаемого устройства обеспечивается повышением эффективности его использования:
при копании за счет постоянного пружинного пригруза опорной плиты-заслонки и отсюда повышения пробивной способности водящих в загрузочный зев новых порций грунта;
за счет упрощенного регулирования ширины зева загрузочной щели, что достигается воздействием только на гидроцилиндры заслонки;
при разгрузке за счет двухщелевого ускоренного осуществления этого процесса.

Использование: землеройно-транспортные машины, в частности скрепера. Сущность изобретения: скрепенный ковш, включает опертые на колеса с механизмом подъема боковые стенки, скрепленное с ними днище с его режущими ножами. Передняя подвеска имеет поворотную заслонку опорную плиту, управляемую боковыми гидроцилиндрами, через одноплечие рычаги с ними шарнирно соединены тяги, Передняя подвеска заслонки выполнена канатной с блоками обратного полиспаста. Задняя часть заслонки имеет пружины, надетые на штоки, входящие в поворотные втулки, установленные на дополнительных плечевых рычагах, скрепленных с рычагами тяг посредством их общих ведущих рычагов ползунов, шарнирно скрепленных с ведомыми кулисами. Последние установлены на боковых стенках ковша, скрепленных с передним верхним торцовым кожухом. 4 ил.

СКРЕПЕРНЫЙ КОВШ, включающий опертые на колеса боковые стенки с механизмом подъема, скрепленное с ними днище с режущими ножами, а также оборудованную передней подвеской поворотную заслонку-опорную плиту, управляемую боковыми гидроцилиндрами через одноплечие рычаги и шарнирно соединенные с ними тяги, отличающиеся тем, что, с целью повышения эффективности использования ковша, задняя часть заслонки снабжена пружинами, штоками, поворотными втулками, дополнительными плечевыми рычагами, при этом пружины надеты на штоки, входящие в поворотные втулки, установленные на дополнительных плечевых рычагах, скрепленных с рычагами тяг посредством их общих ведущих ползунов, которые шарнирно соединены с ведомыми кулисами, причем передняя подвеска заслонки выполнена канатно-блочной с размещением блоков обратного полиспаста на ползунах и боковых стенках ковша, скрепленных посредством переднего верхнего торцевого кожуха.