КОВШ ЭКСКАВАТОРА Российский патент 1997 года по МПК E02F3/40 

Изобретение относится к землеройной технике, в частности, к рабочим органам экскаваторов, применяемых для выполнения профильной траншеи, например, для укладки магистральных трубопроводов.

Из технической литературы известны ковши землеройной техники в виде грейферных ковшей. Однако, данные конструкции неприменимые для строительства траншеи, треугольного и трапециадольного профиля по фронтальному сечению, из-за сложности выполнения работы на откосах грунта на различных по высоте уровнях.

Кроме того, известны трапециадольные ковши для канав и мелиоративных каналов [2] содержащие жесткие наклонные стенки. Такие ковши могут формировать траншеи по сечению равные только заданного профилю ковша. При изменении грунтовых условий (вида грунта) изменяется требование к углам наклона дна траншеи и т.д. Часто требуется замена ковшей. Кроме того, вызывает сомнение возможность выполнения, указанными ковшами, траншеи значительной ширины для трубопроводов в сложных грунтовых условиях (прочных грунтах). Наиболее близким техническим решением к предлагаемой конструкции ковша является ковш [3] выполненный в виде овального профиля включающий верхнее поле жесткости с отверстиями в нем, установленные на шарнире створки, режущие кромки которых могут занимать фиксированные болтами положение углов во фронтальной плоскости. Однако, техническое решение данной конструкции не позволяет устанавливать требуемые углы наклона режущих кромок во всем требуемом интервале значений и не обеспечивает получение необходимого оптимального профиля дна траншеи, такой профиль необходим для последующих работ на сооружаемых магистральных трубопроводах, для надежного и эффективного их закрепления.

В известном техническом решении значения углов наклона зависит от расположения отверстий под болты, так как угол наклона режущих кромок может принимать только заранее зафиксированные через отверстие установленные и зафиксированные болтами. Установка требуемого угла наклона режущих кромок представляет собой трудоемкую операцию, что особенно трудоемко в условиях трассы, а это снижает производительность так как для выполнения данной операции требуется дополнительные затраты труда и времени, а также специальный инструмент и приспособления.

Кроме того, заложенная в конструкции известного ковша закругленная форма задней стенки из жесткого материала не позволить выполнять функции по изменению положения створок (раздвижки во фронтальной плоскости). Укапанное вызывает сомнение в работоспособности данной конструкции по выполнению необходимых технологических операций при конкретных условиях строительства. Формируемый известным ковшом профиль трения с округленными стыками стенок и дна траншеи, для закрепляющих трубопроводы балансировочными конструкциями не является оптимальным, так как это создает условие для их самовыталкивания под нагрузкой или в пушнистых грунтах. Это снижает надежность сооружаемых трубопроводов.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение технологических и функциональных возможностей за счет обеспечения возможности плавного изменения и жесткого закрепления в любой точке заданного интервала углов профиля раскрытие ковша.

В обеих боковых стенках ковша выполнены сквозные окна прямоугольной формы. В окнах при помощи шарниров жестко соединенных с днищем установлены дополнительно усеченные ковши призмообразной формы. Наклонные плоскости, дополнительно усеченных ковшей, соединены между собой посредством шарниров. Нижние наклонные плоскости дополнительных усеченных ковшей снабжены режущими кромками, а внизу соединены шарнирами с краями днища в верхней части дополнительно усеченные ковши соединены с механизмом изменения угла наклона.

Для предотвращения высыпания грунта через зазоры у задней стенки при раздвинутых дополнительных усеченных ковшах, к нижним наклонным плоскостям жестко присоединены задние стенки дополнительных усеченных ковшей, которые имеют форму круглого сектора, так как такая форма постоянно перекрывает зазоры. В закрытом положении задней стенки дополнительных усеченных ковшей установлены с перекрытием друг друга, поэтому у одного из дополнительных усеченных ковшей эта стенка выполнена изогнутой, как показано на рисунке фиг. 2 и 4.

Режущая кромка днища ковша выполнена криволинейной и изогнутой вниз. Этим достигается то, что при полностью закрытом положении дополнительных усеченных ковшей, профиль ковша приобретает треугольную форму со скруглением на нижнем углу. В зависимости от грунтовых условий для каждой из створок может быть установлен любой заданный угол наклона режущей кромки в интервале от 10^o до 90^o, относительно горизонтальной плоскости. Различный угол в профиле сечения траншеи необходим для конкретных условий строительства. При строительстве нефтегазопроводов это необходимо при производстве работ по способу прокладки трубопровода на обводняемых территориях 4, в котором угол установки анкерных плит регламентирован грунтовыми условиями траншеи, для наиболее эффективного внедрения краев плит в стенки траншеи. В отличие от прототипа предлагаемое устройство ковша способно выполнять работы по рытью траншей в материковых грунтах с одновременным формированием дна траншеи заданного профиля.

При необходимости изменения углов плоскостей дна траншеи изменение положения дополнительных усеченных ковшей осуществляется прямо на трассе без демонтажа ковша и его деталей, что повышает функциональные возможности рабочего оборудования машин в целом по отношению к прототипу и аналогам. У прототипа перестановка створок, даже на соседние отверстия является тяжелой операцией, требующей применения дополнительных рабочих и механизмов, ввиду массивности деталей створок. Указанный интервал углов наклона принят нами с учетом требуемых углов расположения плит или других анкерных устройств.

В соответствии с изложенным известны признаки в совокупности с новыми признаками придают ковшу новой свойство, которое заключается в расширении технологических возможностей, а именно: обеспечивает выполнение траншей и канав с любыми требуемыми углами профиля дна траншеи в указанном интервале значений.

На фиг. 1 представлен предлагаемый ковш в раскрытом положении, вид спереди; на фиг. 2 предлагаемый ковш в закрытом положении, вид спереди; на фиг. 1 и фиг. 2 механизм изменения угла наклона режущей кромки дополнительных усеченных ковшей условно не показан; на фиг. 3 предлагаемый ковш в закрытом положении, вид сверху; на фиг. 4 предлагаемый ковш в раскрытом положении, вид сбоку; на фиг. 5 изображен узел механизма изменения угла наклона режущей кромки дополнительного усеченного ковша по пункту 4 формулы.

Корпус ковша 1 экскаватора состоит из днища 2 боковых стенок 3 задней стенки 4. В боковых стенках выполнены сквозные окна. В окнах на краях днища посредством параллельно расположенных шарниров 5 установлены дополнительные усеченные ковши 6. Дополнительные усеченные ковши 6 имеют призмообразную форму. Каждый из дополнительных усеченных ковшей состоит из наклонных плоскостей 7, 8 и секторообразной задней стенки 9.

Наклонные плоскости 7, 8 дополнительных усеченных ковшей 6 соединены между собой посредством шарниров 10. Нижние, наклонные плоскости 7 дополнительных усеченных ковшей 6 имеют режущие кромки 11. Верхние плоскости 8 дополнительных усеченных ковшей 6 соединены с механизмом 12 изменения угла наклона режущей кромки дополнительных усеченных ковшей посредством шарниров 13.

Каждый из дополнительных усеченных ковшей 6 имеет жестко присоединенную к нижней наклонной плоскости 7 заднюю стенку 9 дополнительного усеченного полуковша. Задние стенки 9 дополнительных усеченных полуковшей имеют форму кругового сектора и установлены в ковше с перекрытием друг друга и с зазором, как показано на фиг. 2 и 4.

Плоскость днища 2 может быть выполнена криволинейно отогнутой к центру режущей кромки по направлению вниз.

Угол наклона нижних плоскостей 7 с режущими кромками 11 дополнительных усеченных ковшей 6 относительно линии горизонта может изменяться в интервале от 10^o до 90^o.

Механизм 12 изменения угла наклона каждого из дополнительных усеченных ковшей 6 может быть выполнен в виде винтовой пары (винт 14 и гайка 15), закрепленной на верхней части корпуса ковша 1. Винт 14 установлен и зафиксирован от осевого перемещения в проушине 16. Проушина 16 жестко соединена с верхней частью корпуса ковша 1. Винт 14 со стороны проушины 16 имеет шестигранную головку 17 под гаечный ключ, посредством вращения которой происходит изменение угла наклона режущих кромок 11 дополнительных усеченных ковшей 6.

Гайка 15 навинчена на винт 14 и жестко соединена с шарниром 13 верхней наклонной плоскости 8 дополнительного усеченного ковша 6.

Ковш экскаватора работает следующим образом. При разработке твердых или смерзшихся грунтов дополнительные усеченные ковши 6 находятся в закрытом положении, в этом случае ковш экскаватора имеет сечение прямоугольного профиля. При разработке слабых грунтов или при профилировании дна траншей дополнительные усеченные ковши 6 основного ковша при помощи, например, винтовых механизмов 12 разводят в стороны на требуемый для работы угол наклона режущих кромок 11 дополнительных усеченных ковшей 6. Выдвижение дополнительных усеченных ковшей 6 происходит следующим образом. Оператор, вращая гаечным ключом шестигранную головку 17 винта 14 механизма 12, изменяет угол наклона режущих кромок 11 дополнительных усеченных ковшей 6. При вращении винта 14 гайка 15 перемещается по резьбе на оси винта 14. При этом шарнир 13 верхней наклонной плоскости 8 дополнительного усеченного ковша 6 перемещается вместе с гайкой 15 по направляющим пазам верхней части корпуса ковша 1. Таким образом, режущие кромки 11 каждого из дополнительных усеченных ковшей могут быть установлены на любой заданный угол в интервале от 10^o до 90^o относительно горизонтальной плоскости, в зависимости от числа оборотов винта 14. Процесс копания осуществляется аналогично одноковшовму экскаватору как в раскрытом, так и в закрытом положениях.

Использование: рабочие органы для выполнения профильной траншеи. Сущность изобретения: ковш содержит днище, раздвижные стенки с режущими кромками и шарнир. Днище жестко соединено с задней и боковыми стенками, в сквозных окнах которых посредством шарниров установлены с возможностью плавного изменения угла наклона и фиксации дополнительные усеченные ковши призмообразной формы. Верхние части ковшей связаны между собой механизмом изменения угла их наклона. Режущая кромка и плоскость днища могут быть выполнены криволинейно отогнутыми к центру и вниз. Угол наклона стенок каждого дополнительного ковша может изменяться в интервале от 10^o до 90^o, а механизм изменения угла наклона дополнительных ковшей может быть выполнен в виде винтовой пары. 3 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Ковш экскаватора, включающий днище, раздвижные стенки с режущими кромками и шарнир, отличающийся тем, что днище жестко соединено с задней и боковыми стенками, а в сквозных окнах последних посредством параллельных шарниров, закрепленных на краях днища, установлены с возможностью плавного изменения угла наклона и фиксации в любой точке допустимого интервала дополнительные усеченные ковши призмообразной формы, верхние части корпусов которых связаны между собой посредством механизма изменения угла их наклона. 2. Ковш по п.1, отличающийся тем, что передняя режущая кромка и плоскость днища выполнены криволинейно-отогнутыми к центру и вниз. 3. Ковш по п.1, отличающийся тем, что угол наклона стенок каждого дополнительного усеченного ковша изменяется в интервале 10 90^o к линии горизонта. 4. Ковш по п.1, отличающийся тем, что механизм изменения угла наклона дополнительных усеченных ковшей выполнен в виде винтовой пары, закрепленной на верхней части его корпуса.