СТРОИТЕЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 2007 года по МПК E21B7/02 E21B15/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к строительной машине, содержащей ходовую часть и элемент мачты, причем на элементе мачты предусмотрено шарнирное соединение, вокруг которого элемент мачты может поворачиваться на ходовой части по существу из вертикального рабочего положения в наклонное транспортное положение, в котором он проходит продольно над ходовой частью.

Уровень техники

Строительная машина такого типа известна из патентного документа ФРГ №4436264 С1. Она содержит мачту из двух частей с верхним и нижним элементами мачты, которые в вертикальном рабочем положении мачты запираются в выровненном положении продолжения друг друга. При этом верхний элемент мачты шарнирно укреплен на нижнем элементе мачты с помощью верхнего шарнирного соединения, а нижний элемент мачты шарнирно укреплен с помощью нижнего шарнирного соединения на ходовой части. По существу в вертикальном положении мачты при эксплуатации оба элемента мачты заперты в рабочем положении на одной линии. Для транспортного перемещения строительной машины обе части мачты поворачиваются в шарнирных соединениях таким образом, что нижний элемент мачты проходит вперед под острым углом вверх, а нижний элемент мачты откинут назад в горизонтальное положение, в котором он проходит продольно над ходовой частью. Согласно патентному документу ФРГ №4436264 С1 нижнее шарнирное соединение может быть предусмотрено на трубчатой укосине. Наружная боковая поверхность этой укосины образует скользящее соединение с внутренней поверхностью втулочной приемной части, предусмотренной на ходовой части строительной машины. За счет этого при выровненном положении элементов мачты обеспечивается возможность поворота мачты как в продольной плоскости ходовой части, так и поперечно этой плоскости. Эта машина является наиболее близким аналогом к заявляемой строительной машине.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании строительной машины, обладающей особенной простотой конструкции и компактностью в транспортном положении.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет создания строительной машины, содержащей ходовую часть и элемент мачты, причем на элементе мачты предусмотрено шарнирное соединение, вокруг которого элемент мачты может поворачиваться на ходовой части по существу из вертикального рабочего положения в наклонное транспортное положение, в котором он проходит продольно над ходовой частью за ее пределы. Строительная машина по изобретению отличается тем, что шарнирное соединение расположено на салазках, предусмотренных на ходовой части и установленных с возможностью продольного перемещения.

Основополагающая идея изобретения состоит в том, чтобы элемент мачты, который в транспортном положении проходит над ходовой частью за ее пределы, шарнирно прикрепить с помощью шарнирного соединения непосредственно на салазках, установленных с возможностью продольного перемещения. Для транспортного перемещения строительной машины эти салазки вместе с шарнирным соединением могут быть смещены на ходовой части вперед, что увеличивает расстояние от шарнирного соединения до середины ходовой части. Это особенно предпочтительно в том случае, когда на ходовой части по длине наклоненного элемента мачты расположены выступающие вверх препятствия, например, канатная лебедка, которые ограничивают максимальный угол поворота элемента мачты в транспортное положение. Путем смещения салазок с шарнирным соединением вперед на ходовой части можно увеличивать расстояние от шарнирного соединения до этих препятствий и тем самым обеспечить возможность увеличения максимального угла поворота элемента мачты в транспортное положение. За счет этого может быть снижен высотный габарит строительной машины в транспортном положении элемента мачты, то есть получена особенно компактная строительная машина.

Поскольку согласно изобретению элемент мачты, проходящий в транспортном положении продольно над ходовой частью, сам шарнирно укреплен на салазках, здесь не требуется второго элемента мачты, который при транспортном перемещении строительной машины устанавливался бы в положение прохода вперед под острым углом вверх. Благодаря этому особенно упрощается конструкция строительной машины по изобретению.

Кроме того, за счет смещения салазок вместе с шарнирным соединением на ходовой части вперед может быть повышена устойчивость от опрокидывания строительной машины в транспортном положении элемента мачты, в особенности при большой длине элемента мачты или мачты. Таким образом, за счет смещения шарнирного соединения вперед, то есть от середины и/или от центра тяжести ходовой части, центр тяжести элемента мачты и/или мачты в транспортном положении может быть приведен в область центра тяжести ходовой части, за счет чего могут быть снижены моменты в строительной машине.

Когда элемент мачты находится в своем рабочем, по существу вертикальном положении, путем смещения салазок с элементом мачты центр тяжести элемента мачты и/или мачты может быть приближен к середине ходовой части и за счет этого повышена устойчивость строительной машины.

Особенно надежная эксплуатация строительной машины обеспечивается благодаря тому, что для принудительного перемещения салазок на них предусмотрен установочный привод, в особенности предпочтительно линейный привод, проходящий в направлении перемещения салазок. Салазки предпочтительно имеют возможность линейного перемещения, то есть они установлены на ходовой части с возможностью перемещения в направлении по одной линии, при этом устройство перемещения предпочтительно проходит по существу горизонтально. В предпочтительном примере осуществления линейный привод выполнен в виде установочного гидравлического цилиндра. Однако он может быть выполнен также в виде, например, реечного или винтового привода. Линейный привод соответствующим образом прикреплен, в особенности шарнирно прикреплен, с одной стороны к салазкам и с другой стороны к ходовой части.

Устойчивость строительной машины может быть повышена за счет того, что салазки направляются на ходовой части без возможности их поворота. Под этим может в особенности подразумеваться, что предотвращается возможность поворота салазок относительно ходовой части вокруг продольной оси ходовой части.

Надежность строительной машины может быть повышена за счет того, что на ходовой части расположена направляющая рама по меньшей мере с двумя направляющими для направления салазок, причем салазки направляются в особенности над и/или под направляющей рамой. Направляющая рама расположена соответствующим образом на нижней конструкции ходовой части, предпочтительно на нижней конструкции верхней платформы ходовой части.

Далее, в особенно предпочтительном примере выполнения шарнирное соединение расположено на элементе мачты в области, отстоящей от основания элемента мачты. Таким образом, в этом примере выполнения шарнирное соединение расположено не непосредственно на основании мачты, а со смещением вверх от основания вдоль мачты. Вследствие этого элемент мачты проходит вниз за шарнирное соединение, предпочтительно расположенное на верхней платформе ходовой части, и следовательно, в рабочем положении элемент мачты подходит относительно близко к грунту. Это обеспечивает возможность особенно надежного и многостороннего направления рабочего органа вдоль элемента мачты. Кроме того, поскольку при таком расположении шарнирного соединения элемент мачты проходит в обе стороны от шарнирного соединения, особенно низки усилия, требующиеся для установки элемента мачты из транспортного положения в рабочее. Предпочтительно шарнирное соединение расположено в нижней четверти, в особенности в нижней восьмой части элемента мачты.

Согласно изобретению шарнирное соединение служит для поворота элемента мачты между транспортным и рабочим положениями. Кроме того, может быть также предусмотрено, что во время эксплуатации строительной машины элемент мачты может быть повернут вокруг шарнирного соединения, например, для проходки скважин под углом к вертикали. При этом поворот элемента мачты вокруг шарнирного соединения производится соответствующим образом в продольной плоскости строительной машины и/или ходовой части. Возможность особенно многостороннего использования строительной машины может быть достигнута за счет того, что в особенности между шарнирным соединением и элементом мачты расположено дополнительное шарнирное соединение для поперечного поворота элемента мачты. В данном случае под поперечным поворотом может подразумеваться поворот элемента мачты поперечно продольной плоскости. В особенности компактная строительная машина обеспечивается за счет того, что дополнительное шарнирное соединение расположено непосредственно на элементе мачты, при этом оно может быть расположено на элементе мачты по меньшей мере частично смещенным назад относительно продольной стороны элемента мачты, обращенной к ходовой части.

Согласно изобретению транспортные габариты строительной машины могут быть уменьшены за счет того, что на ходовой части предусмотрен продольно проходящий проем для приема элемента мачты в его транспортном положении. Таким образом, согласно этому примеру выполнения ходовая часть может по меньшей мере в отдельных зонах выступать вверх над уложенным элементом мачты по обеим сторонам от него. Соответствующим образом кабина оператора строительной машины расположена сбоку от элемента мачты в его транспортном положении и/или находится сбоку рядом с направляющей рамой.

Согласно изобретению особенно производительная и одновременно компактная строительная машина может быть получена за счет того, что с каждой стороны от проема на ходовой части предусмотрен по меньшей мере один гидравлический силовой блок для питания гидравлических приводов строительной машины. Под гидравлическим силовым блоком имеется в виду устройство, с помощью которого гидравлической жидкости сообщается давление. Оба силовых блока служат для питания различных гидравлических приводов. Так например, первый силовой блок может служить для питания привода хода ходовой части и для поворота верхней платформы на нижней тележке. Второй силовой блок может обеспечивать питание гидравлических приводов для регулировки наклона элемента мачты, перемещения салазок и/или привода бурового устройства, расположенного на элементе мачты. В принципе может быть также предусмотрено, что оба силовых блока питают общую гидравлическую систему.

Для особенно простого поворота элемента мачты между его транспортным и рабочим положениями согласно изобретению предусмотрен по меньшей мере один тыльный гидравлический цилиндр, т.е. привод подъема и опускания мачты, который одной стороной шарнирно прикреплен к ходовой части и другой стороной шарнирно прикреплен к элементу мачты над шарнирным соединением. Предпочтительно предусмотрены два тыльных цилиндра, в особенности проходящие параллельно друг другу. Для получения особенно большого угла поворота элемента мачты в транспортное положение тыльный гидравлический цилиндр предпочтительно расположен на элементе мачты сбоку, то есть на продольной стороне элемента мачты, по существу параллельной продольной плоскости.

Особенно простая в отношении транспортного перемещения строительная машина отличается тем, что на элементе мачты предусмотрена по меньшей мере одна опора для удержания буровой штанги. Такая буровая штанга, которая в особенности может быть выполнена в виде ведущей бурильной трубы, может направляться на элементе мачты с возможностью продольного перемещения. Для транспортного перемещения строительной машины эти направляющие могут быть отсоединены, а буровая штанга может быть уложена в опору на элементе мачты. Опора выполнена соответствующим образом в форме половины оболочки буровой штанги. Предпочтительно при транспортном перемещении строительной машины буровая штанга поддерживается не только опорой, но и по меньшей мере одним тыльным гидравлическим цилиндром. Предпочтительно при транспортном движении буровая штанга расположена поверх элемента мачты и проходит по меньшей мере по существу горизонтально.

Перечень фигур чертежей

Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны предпочтительные примеры осуществления изобретения. На чертежах:

фиг.1 изображает на виде сбоку строительную машину, в которой элемент мачты находится по существу в вертикальном рабочем положении,

фиг.2 изображает на виде спереди строительную машину по фиг.1 без бурового устройства, буровой штанги и головки привода вращения, с элементом мачты в рабочем положении, при этом для цели наклонного бурения элемент мачты повернут поперечно относительно продольной плоскости и показан с обрывом в верхней части,

фиг.3 изображает строительную машину по фиг.1 в транспортном положении, в котором элемент мачты повернут в транспортное положение.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Строительная машина по изобретению представлена на фиг.1-3. Она содержит ходовую часть 2 с нижней ходовой тележкой 71, выполненной в виде гусеничного транспортного средства, и поворотной платформой 72. На поворотной платформе 72 ходовой части 2 шарнирно укреплен элемент 10 мачты, который может поворачиваться в продольной плоскости ходовой части 2. На фиг.1 и 2 элемент 10 мачты показан в рабочем положении, в котором он проходит по существу вертикально. На фиг.3 элемент 10 мачты показан в транспортном положении, в котором он повернут в продольной плоскости поворотной платформы 72 таким образом, что выступает за пределы ходовой части 2.

Для продольного поворота элемента 10 мачты, то есть для его поворота в продольной плоскости поворотной платформы 72, в нижней части элемента 10 мачты предусмотрено шарнирное соединение 30. Оно содержит горизонтальную ось 32 шарнира, проходящую поперечно продольной плоскости, и два опорных листа 33, которые укреплены на продольной стороне элемента 10 мачты и через которые проходит ось 32 шарнира. При этом опорные листы 33 расположены над основанием 6 элемента 10 мачты.

Ось 32 шарнирного соединения 30 расположена на салазках 50, которые установлены на поворотной платформе 72 с возможностью продольного перемещения. Для этого на поворотной платформе 72 предусмотрены две параллельные продольные направляющие 51, 51', которые охватываются сбоку и снизу, то есть со стороны земли, передними направляющими полозьями 52, 52' салазок 50, имеющими L-образный профиль поперечного сечения. Над передними направляющими полозьями 52, 52' в салазках 50 имеется поперечина 53, соединяющая эти полозья и проходящая над направляющими 51, 51'. В дополнение к двум передним направляющим полозьям 52, 52' на расстоянии от них салазки 50 снабжены двумя задними направляющими полозьями 55, которые также имеют L-образный профиль поперечного сечения и охватывают направляющие 51, 51'. Определение «передние» и «задние» в данном случае имеется в виду по отношению к шарнирному соединению 30, то есть направляющие полозья 52, 52' расположены к нему ближе, чем задние направляющие полозья 55. Задние направляющие полозья 55 также соединены поперечиной. За счет направляющих полозьев 52, 52', 55 и поперечин, соединяющих эти полозья, салазки 50 жестко направляются с возможностью перемещения только в продольном направлении параллельно направляющим 51, 51'.

Спереди на салазках 50 предусмотрены два вертикальных опорных листа 57, через которые проходит насквозь ось 32 шарнира с возможностью поворота. Для принудительного перемещения салазок 50 сзади на них расположен установочный гидроцилиндр 59, другим концом соединенный с поворотной платформой 72. На фиг.3 показан установочный гидроцилиндр 59, поршневой шток которого отсоединен от салазок 50.

Салазки 50 позволяют горизонтально перемещать шарнирное соединение 30, а следовательно, и нижнюю область элемента 10 мачты 10 относительно поворотной платформы 72 ходовой части 2. В особенности имеется возможность, как это показано на фиг.3, перемещать шарнирное соединение 30 на поворотной платформе вперед для перевода машины в транспортное положение. За счет этого создается возможность увеличения максимального угла поворота элемента 10 мачты, то есть максимального угла его поворота относительно вертикали. Этот максимальный угол поворота может, в частности, определяться препятствием, расположенным сзади на поворотной платформе 72, например, канатной лебедкой 74, которая ограничивает поворот элемента 10 мачты. За счет перемещения шарнирного соединения 30 вперед посредством салазок 50 расстояние от шарнирного соединения 30 до препятствия увеличивается, что увеличивает максимальный возможный угол поворота.

Как видно на фиг.1, при эксплуатации строительной машины салазки 50 отведены назад, в результате чего для повышения устойчивости машины центр тяжести элемента 10 мачты расположен ближе к центру тяжести ходовой части 2.

Как это представлено на фиг.1, строительная машина по изобретению может служить для эксплуатации устройства 66 для разработки грунта, выполненного в данном примере осуществления в виде шнекового бурового устройства. Это устройство 66 для разработки грунта расположено со стороны грунта на телескопической буровой штанге 60, которая посредством головки 65 привода вращения направляется продольно на элементе 10 мачты и может приводиться во вращение. При эксплуатации буровая штанга 60 подвешена своей верхней частью на канате 67, который направляется двумя направляющими блоками 68, 68' на верхней головке элемента 10 мачты и направляющим блоком 69 на продольной стороне элемента 10 мачты к канатной лебедке 74, расположенной сзади на поворотной платформе 72. Задний направляющий блок 68' пары направляющих блоков на головке элемента 10 мачты установлен на головке жестко, а передний направляющий блок 68 установлен на элементе 10 мачты с возможностью поворота с помощью укосины 76. Для принудительного поворота укосины 76 с передним направляющим блоком 68 предусмотрен линейный привод 77.

В показанном на фиг.1 рабочем положении передний направляющий блок 68 повернут вперед в положение направления каната 67 по одной линии с буровой штангой 60. В транспортном положении по фиг.3 он повернут назад путем втягивания линейного привода 77, благодаря чему уменьшается высотный габарит строительной машины.

На фиг.3 также видно, что для дальнейшего уменьшения высотного габарита строительной машины в транспортном положении буровая штанга 60 может быть удалена из направляющей головки 65 привода вращения, отсоединена от каната 67 и уложена на опору 61, предусмотренную в верхней области элемента 10 мачты.

Как показано на фиг.2, поворотная платформа 72 имеет центральный продольный проем 20, в который элемент 10 мачты закладывается в транспортное положение. По обеим сторонам от этого проема 20 предусмотрены гидравлические силовые агрегаты 21, 21' для создания гидравлического давления. При этом перед левым силовым агрегатом 21, сбоку и рядом с силовым агрегатом 21' предусмотрена также кабина 24 оператора.

Для принудительного продольного поворота элемента 10 мачты, в особенности между рабочим и транспортным положениями, предусмотрены два параллельно проходящих тыльных цилиндра 11, 11', шарнирно прикрепленные одной стороной к элементу 10 мачты и другой стороной к салазкам 50. В альтернативном варианте тыльные цилиндры 11, 11' могут быть шарнирно прикреплены к неподвижной части поворотной платформы 72. Однако за счет шарнирного крепления цилиндров 11, 11' на салазках продольный поворот элемента 10 мачты осуществляется независимо от положения салазок 50 на поворотной платформе 72.

Как видно на фиг.2, дополнительно к установке элемента 10 мачты с возможностью продольного поворота он укреплен на поворотной платформе 72 посредством шарнирного соединения 30 с возможностью также поперечного поворота. В данном контексте под возможностью поперечного поворота имеется в виду возможность поворота поперечно продольной плоскости поворотной платформы 72. Для установки элемента 10 мачты с возможностью поперечного поворота на опорных листах шарнирного соединения 30 предусмотрено дополнительное шарнирное соединение 40, ось поворота которого расположена перпендикулярно оси шарнирного соединения 30. Это шарнирное соединение 40 образовано пальцем, который выполнен на опорных листах 33 и входит во втулку, расположенную на элементе 10 мачты. В альтернативном варианте втулка может быть выполнена на опорных листах 33, а палец на элементе 10 мачты. Так же, как и шарнирное соединение 30, шарнирное соединение 40, расположенное непосредственно рядом с ним, расположено на расстоянии от основания 6 элемента 10 мачты. При этом для получения особенно компактной конструкции шарнирное соединение 40 расположено со смещением внутрь элемента 10 мачты на его продольной стороне 46, обращенной к ходовой части.

Далее, на фиг.2 также видно, что для принудительного поперечного поворота элемента 10 мачты вокруг шарнирного соединения 40 по обеим сторонам от элемента 10 мачты предусмотрены линейные приводы в виде гидравлических цилиндров 43, 43' поворота. Цилиндр 43' поворота показан на фиг.2 в различных положениях поворота. Каждый из цилиндров 43, 43' поворота шарнирно прикреплен одной стороной к соответствующей стороне оси 32 шарнирного соединения 30 и другой стороной к поперечине 44 элемента 10 мачты, расположенной у его основания. При этом оси шарнирных креплений проходят по существу параллельно оси шарнирного соединения 40. Посредством взаимно противоположного привода обоих цилиндров 43, 43' поворота поперечина 44, а следовательно, и связанный с ней элемент 10 мачты поворачивается относительно опорных листов 33 и поворотной платформы 72.

Как и оба цилиндра 43, 43' поворота, оба тыльных цилиндра 11, 11' расположены параллельно друг другу, так что на элементе 10 мачты имеются две точки шарнирных креплений тыльных цилиндров 11, 11'. Для поддержки принудительного поперечного поворота элемента 10 мачты синхронно с взаимно противоположным приводом цилиндров 43, 43' поворота оба тыльных цилиндра 11, 11' приводятся во взаимно противоположных направлениях.

Изобретение относится к строительной машине для разработки грунта. Машина содержит ходовую часть и элемент мачты, на котором предусмотрено шарнирное соединение, вокруг которого элемент мачты может поворачиваться на ходовой части из вертикального рабочего положения в наклонное транспортное положение. Шарнирное соединение расположено на салазках, установленных на ходовой части с возможностью продольного перемещения между задним положением, в котором шарнирное соединение отведено назад к середине ходовой части, и передним положением, в котором шарнирное соединение выдвинуто вперед от середины ходовой части. Для принудительного перемещения салазок на них предусмотрен установочный привод, предпочтительно линейный, прикрепленный, с одной стороны к салазкам, а с другой стороны - к ходовой части. При этом предусмотрен, по меньшей мере, один тыльный гидравлический цилиндр, одной стороной шарнирно прикрепленный к ходовой части, а другой стороной - к элементу мачты над шарнирным соединением. Салазки расположены в переднем положении, когда элемент мачты повернут в наклонное транспортное положение, и в заднем положении, когда элемент мачты повернут в вертикальное рабочее положение. Обеспечивает компактность в транспортном положении и простоту конструкции. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Строительная машина, содержащая ходовую часть (2) и элемент (10) мачты, причем на элементе (10) мачты предусмотрено шарнирное соединение (30), вокруг которого элемент (10) мачты может поворачиваться на ходовой части (2), по существу, из вертикального рабочего положения в наклонное транспортное положение, в котором он проходит продольно над ходовой частью за ее пределы, причем шарнирное соединение (30) расположено на салазках (50), предусмотренных на ходовой части (2) и установленных с возможностью продольного перемещения между задним положением, в котором шарнирное соединение (30) отведено назад к середине ходовой части, и передним положением, в котором шарнирное соединение (30) выдвинуто вперед от середины ходовой части, причем для принудительного перемещения салазок (50) на них предусмотрен установочный привод, предпочтительно линейный привод, прикрепленный с одной стороны к салазкам (50), и с другой стороны - к ходовой части (2), при этом предусмотрен, по меньшей мере, один тыльный гидравлический цилиндр (11, 11'), который одной стороной шарнирно прикреплен к ходовой части (2) и другой стороной шарнирно прикреплен к элементу (10) мачты над шарнирным соединением (30), и салазки (50) расположены в переднем положении, когда элемент (10) мачты повернут в наклонное транспортное положение, и салазки (50) расположены в заднем положении, когда элемент (10) мачты повернут в вертикальное рабочее положение.2. Строительная машина по п.1, отличающаяся тем, что салазки (50) направляются на ходовой части (2) без возможности их поворота.3. Строительная машина по п.1, отличающаяся тем, что на ходовой части расположена направляющая рама, по меньшей мере, с двумя направляющими (51, 51') для направления салазок (50), причем салазки (50) направляются в особенности над и/или под направляющей рамой.4. Строительная машина по п.1, отличающаяся тем, что шарнирное соединение (30) расположено на элементе (10) мачты в области, отстоящей от основания (6) элемента (10) мачты.5. Строительная машина по п.4, отличающаяся тем, что между шарнирным соединением (30) и элементом (10) мачты расположено дополнительное шарнирное соединение (40) для поперечного поворота элемента мачты.6. Строительная машина по п.1, отличающаяся тем, что на ходовой части (2) предусмотрен продольно проходящий проем (20) для приема элемента (10) мачты в его транспортном положении.7. Строительная машина по п.6, отличающаяся тем, что на ходовой части (2) предусмотрен, по меньшей мере, один гидравлический силовой агрегат (21, 21') для питания гидравлических приводов строительной машины.8. Строительная машина по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что на элементе (10) мачты предусмотрена, по меньшей мере, одна опора (61) для удержания буровой штанги (60).