РОТОРНЫЙ ЭКСКАВАТОР Российский патент 2003 года по МПК E02F3/18 

Изобретение относится к землеройной погрузочной технике и может быть использовано при различных работах, связанных с разработкой грунта, строительстве автомобильных и железных дорог, прокладке технологических трубопроводов, разработке карьеров.

Известны экскаваторы роторные поворотные, имеющие гусеничный ход и рабочее оборудование в виде ротора, укрепленного на конце стрелы, пята которой шарнирно установлена на поворотной платформе, встроенный и разгрузочный конвейеры (Домбровский Н.Г. Многоковшовые экскаваторы: Конструкции, теория и расчет. -М.: Машиностроение, 1972. - С.18-21).

Известные конструкции роторных экскаваторов имеют большой вес, плохую маневренность, при транспортировке требуют демонтажа по частям. Резонансные явления при работе машины требуют решения вопроса обеспечения достаточной жесткости крепления стрелы, что усложняет и утяжеляет конструкцию.

Известные конструкции ввиду их больших размеров и сложности требуют значительных затрат при их изготовлении и эксплуатации. Громоздкость известных роторных экскаваторов препятствует широкому применению их в строительстве. Создание конструкций машин, сочетающих высокую производительность роторных экскаваторов, оптимальные габариты и сравнительно небольшой вес является насущной задачей современного строительства.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение маневренности машины, улучшение эксплуатационных качеств, снижение веса и стоимости машины, повышение производительности земляных работ при строительстве.

Технический результат обеспечивает конструктивное устройство роторного экскаватора, который представляет собой базовую машину-тягач, с рабочим оборудованием, укрепленным на поворотной платформе базовой машины. Ротор в виде двух колес, соединенных между собой, укреплен на конце стрелы на полой оси. Поворотная платформа состоит из двух площадок: верхней и нижней, имеющих независимое движение. На нижней площадке поворотной платформы находится пята стрелы экскаватора.

Крепление пяты стрелы обеспечивает выдвижение стрелы с ротором, движение их назад и вперед по оси базовой машины. Узел крепления пяты стрелы обеспечивает размах движения ротора в вертикальной плоскости при его работе. Внутри стрелы расположен приемный конвейер, с возможностью перемещения вдоль стрелы. На верхней площадке поворотной платформы расположен разгрузочный конвейер для вынимаемого грунта, благодаря чему этот разгрузочный конвейер имеет возможность поворота в горизонтальном направлении. В транспортном положении приемный и разгрузочный ковейеры совмещают.

В качестве тягача используют переоборудованный танк с длиной опорной поверхности, равной 4230 мм. Внутри тягача расположены силовая установка для приведения его в движение и механизмы управления ходовой частью и рабочим оборудованием.

Ротор представляет собой конструкцию из двух жестко соединенных между собой колес, насаженных на ось в виде полой цилидрической трубы, с возможностью вращения. Колеса ротора имеют спицы и обод и соединяются ковшами. Для большей жесткости и прочности конструкции возможно соединение колес ротора дополнительно металлическими стержнями.

Рабочее оборудование включает выдвижной рыхлитель, который крепится к стреле и расположен с одной из боковых сторон роторного колеса. Рыхлитель представляет собой рабочую головку, например, в виде булавы с резцами, укрепленную на стержне, вставленном в полую цилиндрическую трубу - футляр, с возможностью выдвижения из нее в рабочем состоянии. Рыхлитель может работать как механический и/или приводиться в движение ультразвуковой установкой.

Наличие в предлагаемом техническом решении мощной и мобильной ходовой части с расположенной сверху поворотной платформой имеет при изготовлении заявляемого экскаватора значительные преимущества. Необходимые системы для обеспечения работы машины и управления, кабина машиниста роторного экскаватора расположены внутри базовой машины, что создает максимально удобные и безопасные условия работы.

Сравнительно небольшой диаметр рабочего колеса (около 3 м), его облегченная конструкция, позволяют производить техническое обслуживание машины с небольшими затратами, намного сократить эксплуатационные расходы, исключить непроизводительные потери времени при работе.

На фиг. 1 показана схема роторного экскаватора, вид сбоку; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - схема роторного колеса; на фиг. 4 - рыхлитель; на фиг. 5 - схема крепления рыхлителя.

Базовый тягач 1 имеет поворотную платформу, состоящую из нижней площадки 2 и установленной над ней верхней поворотной площадки 3. Верхняя площадка 3 поворотной платформы может иметь вид кольца.

На нижней площадке 2 поворотной платформы имеется опора 4, на которой закреплена пята стрелы 5 экскаватора. Крепление стрелы 5 обеспечивает возможность движения ее в вертикальном и горизонтальном направлениях, а также втягивание ее в транспортном положении и выдвижение при подготовке к работе.

Стрела 5 представляет собой прочную и жесткую пространственную конструкцию, например, в виде металлических ферм, выдерживающую значительные вибрационные нагрузки.

Внутри стрелы 5 расположен роликовый приемный конвейер 6, соединенный с приемным устройством 7, выполненным в виде бункера (показан пунктиром на фиг. 1). В него поступает вынимаемый ковшами грунт, который по мере заполнения приемного бункера 7 поступает на приемный конвейер 6.

Конец стрелы 5 имеет жесткое соединение с осью 8. Ось 8 представляет собой полую трубу, по краям которой расположены рабочие колеса ротора 9. Колеса ротора имеют спицы 10 и обод 11 и вращаются вокруг оси 8 с помощью подшипника 12, в гнезда которого вставлены спицы 10. Между спицами колес ротора установлены рабочие ковши 13.

Ротор 9 снабжен гидромотором 14 и приводным устройством 15 в виде червячной передачи.

Для обеспечения дополнительной жесткости конструкции ротора, колеса дополнительно могут скрепляться между собой стержнями.

Управление движением ротора осуществляют при помощи гидроцилиндра 16, установленного на основной нижней площадке 2 поворотной платформы. В частном случае выполнения крепления, на площадку 2 укладывают швеллерный пол и к нему крепят гидроподъемник 16.

Для технического обслуживания предусмотрена площадка 17, примыкающая с одной стороны к конструкции стрелы.

На верхней площадке 3 поворотной платформы расположен разгрузочный конвейер 18 для удаления вынимаемого грунта или погрузки его в автомашину.

Конструкция заявляемого экскаватора снабжена рыхлителем для разработки твердых и мерзлых грунтов. Рыхлитель состоит из рабочей головки 19, насаженной на стержень 20, входящий в полую цилиндрическую трубу, выполняющую роль футляра 21. Футляр рыхлителя крепится с наружной стороны роторного колеса 9 к конструкции стрелы при помощи механизма крепления 22. В нерабочем состоянии стержень рыхлителя 20 полностью помещен в футляр 21. Управление действием рыхлителя осуществляется при помощи механического привода. При необходимости рыхлитель снабжают мощным электрическим генератором. Механизм крепления рыхлителя 22 обеспечивает рыхлителю необходимое направление.

Работа экскаватора происходит следующим образом.

В транспортном положении стрела 5 экскаватора находится во втянутом положении, ротор 9 поднят на переднюю панель ходовой части и зафиксирован, приемный и разгрузочный конвейеры сближены.

При подготовке к работе снимают фиксатор рабочего оборудования, включают привод рабочего оборудования, выдвигают стрелу 5 и устанавливают роторное колесо 9 в рабочее положение. Расположение экскаватора зависит от профиля дороги и поставленной задачи. Управление движением роторного экскаватора, в частности, осуществляется пятью гидроцилиндрами и восемью гидромоторами.

На малой скорости тягач занимает рабочую позицию. После включения привода рабочего оборудования, гидромотора поворотной платформы, устанавливают рабочую скорость вращения ротора в зависимости от глубины траншеи или забоя и категории грунта. Одновременно приводят в движение на малой скорости приемный конвейер экскаватора. Затем включают разгрузочный конвейер 18. Положение приемного конвейера 6 устанавливают в зависимости от угла падения вырабатываемого грунта.

При высоте забоя, равной двум метрам, работу начинают снизу. Ротор срезает грунт и передает его в приемный бункер 7. По мере его наполнения грунт поступает на приемный конвейер 6, с которого передается на конвейер 18, а затем в кузов большегрузного автомобиля.

При высоте забоя около четырех метров работу ведут сверху вниз.

Высота копания и ширина горизонтального фронта работ при одном проходе базового тягача определяются длиной выноса стрелы ротора. Производительность экскаватора зависит от диаметра ротора, объема ковшей и рабочей скорости вращения роторного колеса.

Поворотная платформа дает возможность стреле с ротором поворачиваться на 90 и на 180^o. Это позволяет за один проход вырабатывать грунт с погрузкой его в транспортные средства со всей площади двухпутной дороги
При разработке твердых пород приводят в движение рыхлительную установку. Ее рабочую часть - головку, имеющую, например, вид булавы 19, выдвигают из полого цилиндра - футляра 21 и приводят в движение при помощи механического привода.

При снабжении рыхлителя ультразвуковым приводом электромагнитные колебания генератора при помощи магнитострикционного преобразователя переходят в упругие механические волны, а рабочая головка, являющаяся концентратором и преобразователем энергии, распределяет сильные вибрации излучателя на небольшом участке, что позволяет при малых затратах энергии эффективно разрушать твердые и мерзлые породы.

Высокая маневренность тягача, а также возможность движения ротора не только в вертикальном направлении, но и перемещение его в горизонтальном направлении за счет вращения поворотной платформы обеспечивают выполнение работ с малыми затратами и высокой производительностью. Машину можно применять с большой эффективностью при строительстве в стесненных условиях, значительно сокращать сроки ведения работ при дорожном строительстве.

Применяя заявляемый роторный экскаватор, можно вести выемку грунта круглый год, обеспечивая непрерывность технологического процесса.

Компактное малогабаритное оборудование позволяет легко транспортировать машину, как на железнодорожной платформе, так и своим ходом.

Изобретением решается задача рационального использования списанной боевой техники. Это позволяет значительно сократить затраты на производство надежных и производительных землеройных машин.

Источник информации
1. Домбровский Н. Г. Многоковшовые экскаваторы: Конструкции, теория и расчет. - М.: "Машиностроение", 1972. - С.18-21.

Изобретение относится к землеройной погрузочной технике и может быть широко использовано при строительстве дорог. Роторный экскаватор имеет тягач и рабочее оборудование, включающее ротор, укрепленный на оси на конце стрелы, пята которой установлена на поворотной платформе, приемный конвейер, встроенный в стрелу, и разгрузочный конвейер. Ротор в виде двух колес расположен на полой оси, поворотная платформа состоит из двух площадок, расположенных одна над другой и имеющих возможность движения относительно друг друга. Пята стрелы установлена на нижней площадке поворотной платформы с возможностью обеспечения выдвижения стрелы с ротором, движения их вперед и назад, а также размаха движения в вертикальной плоскости. Приемный конвейер установлен с возможностью перемещения вдоль стрелы, разгрузочный конвейер установлен на верхней площадке поворотной платформы, а рабочее оборудование имеет выдвижной рыхлитель. Повышается производительность земляных работ при строительстве. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Роторный экскаватор, имеющий тягач и рабочее оборудование, включающее ротор, укрепленный на оси на конце стрелы, пята которой установлена на поворотной платформе, приемный конвейер, встроенный в стрелу, и разгрузочный конвейер, отличающийся тем, что ротор в виде двух колес расположен на полой оси, поворотная платформа состоит из двух площадок, расположенных одна над другой и имеющих возможность движения относительно друг друга, пята стрелы установлена на нижней площадке поворотной платформы с возможностью обеспечения выдвижения стрелы с ротором, движения их вперед и назад, а также размаха движения в вертикальной плоскости, приемный конвейер установлен с возможностью перемещения вдоль стрелы, разгрузочный конвейер установлен на верхней площадке поворотной платформы, а рабочее оборудование имеет выдвижной рыхлитель. 2. Экскаватор по п.1, отличающийся тем, что ротор выполнен в виде жесткой конструкции из двух колес, имеющих спицы и обод, между которыми расположены рабочие ковши, а полая ось ротора выполнена в виде полой трубы. 3. Экскаватор по п.1, отличающийся тем, что выдвижной рыхлитель выполнен в виде булавы с резцами, укрепленной на стержне, вставленном в полую цилиндрическую трубу, с возможностью выдвижения из нее в рабочем состоянии, закреплен к стреле со стороны боковой поверхности роторного колеса и имеет механический и/или ультразвуковой привод.