РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК E02F3/42 

Варианты изобретения относятся к горным машинам, используемым при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, а более конкретно к карьерным экскаваторам с рабочим оборудованием типа «прямая лопата» и электромеханическим приводом главных механизмов.

Во всех известных карьерных экскаваторах рабочее оборудование содержит стрелу, рукоять с закрепленным на ней ковшом, а также механизм и привод напора, которые относятся к группе главных механизмов и приводов карьерного экскаватора. Самыми распространенными типами механизма напора являются канатный и реечный. Вместимость ковша, конструктивные исполнения рукояти, стрелы и механизма напора определяют вид и параметры привода напора.

Известно рабочее оборудование карьерного экскаватора, включающее однобалочную стрелу коробчатого сечения и двухбалочную рукоять с закрепленным на ней ковшом. К рабочему оборудованию относятся также привод напора и механизм напора, который содержит две зубчато-реечные пары, передающие усилие от привода напора непосредственно на двухбалочную рукоять, передвигаемую в двух седловых подшипниках относительно однобалочной стрелы. Привод напора содержит электродвигатель и трансмиссию с одним напорным валом на выходе. Корпусом для зубчатых передач и напорного вала этой трансмиссии служит металлоконструкция стрелы, в которой выполнены для этого соответствующие расточки. Две напорные шестерни механизма напора, именуемые кремальерными, насажены на шлицы этого напорного вала и находятся в зацеплении с зубчатыми рейками, которые соединены при помощи сварки с двухбалочной рукоятью (см. Механическое оборудование карьеров, автор Р.Ю.Подерни. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2003 г., 5-е издание).

Недостатком этой конструкции рабочего оборудования являются повышенное сопротивление движению рукояти и ускоренный износ зубчато-реечной пары. Этот недостаток является следствием того, что при монтаже нового экскаватора и при выполнении операций технического обслуживания по замене изношенных деталей зубчато-реечных пар практически невозможно, прикрепляя сваркой в условиях карьера зубчатые рейки к балкам двухбалочной рукояти, обеспечить одинаковое зацепление этих реек с напорными (кремальерными) шестернями, насаженными на шлицы одного напорного вала.

Другим недостатком рабочего оборудования этого экскаватора является нетехнологичность конструкции стрелы, обусловленная тем, что механическая расточка в громоздкой металлоконструкции стрелы точных посадочных мест для подшипниковых опор трансмиссии трудоемка и нетехнологична. Кроме того, размещение подшипниковых опор всех валов трансмиссии в стенках стрелы делает невозможным агрегатный метод ремонта привода напора посредством замены неисправных узлов.

Известно изобретение «Рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов» (А.с. СССР №1553614, опубл 30.03.90, БИ №12), согласно которому рабочее оборудование содержит двухбалочную стрелу с седловым подшипником, в котором возвратно-поступательно перемещается однобалочная рукоять с ковшом. Седловой подшипник и блоки напорного механизма расположены на напорной оси между балками стрелы.

Такое рабочее оборудование обладает достаточно высокой эксплуатационной производительностью, но в процессе работы канаты подвергаются дополнительному изгибу на блоках напорного механизма и, как следствие, быстро изнашиваются.

Близким аналогом предлагаемых технических решений является рабочее оборудование карьерного экскаватора ЭКГ-10 (см. Экскаваторы карьерные гусеничные типа ЭКГ-10. Руководство по эксплуатации 3536.00.00.000РЭ, ОАО «Ижорские заводы», Санкт-Петербург, 2000 г.). Рабочее оборудование этого экскаватора содержит двухбалочную стрелу, однобалочную рукоять круглого сечения с закрепленным на ней ковшом, а также привод и механизм канатного напора с седловым подшипником, двумя отклоняющими блоками, канатами и лебедкой с барабанами и приводными двигателями. Лебедка установлена на поворотной платформе экскаватора. Недостатки этой машины аналогичны недостаткам вышеприведенного аналога - быстрый износ канатов механизма напора. Это обусловлено тем, что лебедка напора установлена на поворотной платформе, а запасовка канатов выполнена через отклоняющие блоки, расположенные на стреле. В процессе работы канаты подвергаются изгибу не только на барабанах лебедки, но и на отклоняющих блоках.

Другим близким аналогом (прототипом), содержащим наиболее близкий к предлагаемым изобретениям механизм напора является рабочее оборудование электрического экскаватора 201M-SS (Руководство по эксплуатации 201M-SS Electric shovel, Sumitomo heavy industries, LTD, Tokyo Japan, 1986 г.). Стрела этой машины представляет собой коробчатую двухбалочную конструкцию. Рукоять также выполнена коробчатой, на ней закреплены две рейки механизма напора, приведенные в зацепление с кремальерными шестернями. Привод напора включает два электродвигателя, горизонтально установленные на стреле, и двухпоточную трансмиссию с раздельными напорными валами, вмонтированную в металлоконструкцию стрелы. Это позволяет устранить износ зубчато-реечных пар, но размещение трансмиссии в металлоконструкции стрелы делает невозможным агрегатный метод ремонта привода напора посредством замены неисправных узлов.

Во всех известных конструкциях рабочего оборудования карьерных экскаваторов, отличающихся прежде всего конструктивным исполнением стрелы, рукояти, механизма и привода напора, отсутствует унификация его базовых сборочных единиц. Указанное обстоятельство является еще одним недостатком известных карьерных экскаваторов, что сказывается на качестве и стоимости изготовления, удобстве технического обслуживания и ремонтопригодности машин.

Для машин с зубчато-реечным механизмом напора основные проблемы, это ускоренный износ зубчато-реечной пары и невозможность агрегатного метода ремонта. Они возникают вследствие того, что при однопоточном приводе напора кремальерные шестерни насажены на шлицы одного напорного вала, а при двухпоточном приводе напора элементы трансмиссии размещены в металлоконструкции стрелы.

Для машин с канатным механизмом напора основная проблема рабочего оборудования - износ канатов из-за дополнительных перегибов на отклоняющих блоках.

Общая проблема - отсутствие унификации базовых сборочных единиц рабочего оборудования, что негативно сказывается на качестве, стоимости изготовления, удобстве технического обслуживания и ремонтопригодности машин.

Технической задачей предлагаемых вариантов изобретения является создание рабочего оборудования свободного от недостатков, отмеченных в аналогах, а также унифицированного по механизму напора и узлам привода напора, конструктивное выполнение элементов рабочего оборудования и их сопряжения между собой.

Техническое решение этой задачи может быть реализовано в следующих вариантах:

- Вариант 1. Рабочее оборудование карьерного экскаватора содержит ковш, однобалочную рукоять коробчатого сечения, двухбалочную стрелу, привод напора и зубчато-реечный механизм напора, включающий седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, приводной вал с подшипниковыми опорами и кремальерные шестерни. Привод напора содержит два одинаковых планетарных редуктора, установленных в балках стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения выходных звеньев этих редукторов, которая совпадает с осью качания седлового подшипника, а приводной вал соединен с выходными звеньями планетарных редукторов с возможностью относительного продольного перемещения.

- Вариант 2. Рабочее оборудование карьерного экскаватора содержит ковш, однобалочную рукоять коробчатого сечения, двухбалочную стрелу, привод напора и зубчато-реечный механизм напора, включающий седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, приводной вал с подшипниковыми опорами и кремальерную шестерню. Привод напора содержит планетарный редуктор, установленный в одной из балок стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения его выходного звена, которая совпадает с осью качания седлового подшипника. Приводной вал соединен с выходным звеном планетарного редуктора с возможностью относительного продольного перемещения. Одна из подшипниковых опор приводного вала расположена в цапфенной опоре седлового подшипника.

- Вариант 3. Рабочее оборудование карьерного экскаватора содержит ковш, двухбалочную рукоять коробчатого сечения, однобалочную стрелу, привод напора и зубчато-реечный механизм напора с двумя седловыми подшипниками с цапфенными опорами в стреле, два приводных вала с подшипниковыми опорами и кремальерными шестернями. Стрела снабжена двумя симметрично расположенными кронштейнами Привод напора содержит два одинаковых планетарных редуктора, установленных на кронштейнах с возможностью перемещения вдоль оси вращения их выходных звеньев, которая совпадает с осью качания седловых подшипников. Каждый приводной вал соединен с выходным звеном соответствующего планетарного редуктора с возможностью относительного продольного перемещения.

- Вариант 4. Рабочее оборудование карьерного экскаватора содержит ковш, однобалочную рукоять круглого сечения, двухбалочную стрелу, привод напора и канатный механизм напора, содержащий седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, канатные барабаны и приводной вал с подшипниковыми опорами и шестерней. Канатные барабаны снабжены зубчатым колесом внешнего зацепления, которое сопряжено с шестерней приводного вала. Они установлены на седловом подшипнике с возможностью вращения вокруг оси, параллельной приводному валу. Привод напора содержит два одинаковых планетарных редуктора, установленных в балках стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения выходных звеньев этих редукторов, которая совпадает с осью качания седлового подшипника. Приводной вал соединен с выходными звеньями планетарных редукторов с возможностью относительного продольного перемещения.

- Вариант 5. Рабочее оборудование карьерного экскаватора содержит ковш, однобалочную рукоять круглого сечения, двухбалочную стрелу и канатный механизм напора, который содержит седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, канатные барабаны и приводной вал с подшипниковыми опорами и шестерней. Канатные барабаны снабжены зубчатым колесом внешнего зацепления, которое сопряжено с шестерней приводного вала, и установлены на седловом подшипнике с возможностью вращения вокруг оси, параллельной приводному валу. Привод напора содержит планетарный редуктор, установленный в одной из балок стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения выходного звена этого редуктора, которая совпадает с осью качания седлового подшипника. Приводной вал соединен с выходным звеном планетарного редуктора с возможностью относительного продольного перемещения. Одна подшипниковая опора приводного вала расположена в цапфенной опоре седлового подшипника.

- Вариант 6. Рабочее оборудование карьерного экскаватора содержит ковш, однобалочную рукоять круглого сечения, двухбалочную стрелу и канатный механизм напора, который содержит седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, два канатных барабана, установленных на седловом подшипнике с возможностью вращения вокруг его оси качания, и приводной вал с подшипниковыми опорами и шестернями. Привод напора содержит два одинаковых планетарных редуктора, которые установлены в балках стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения выходных звеньев этих редукторов, совпадающей с осью качания седлового подшипника, и две планетарные передачи с остановленным водилом, которые размещены в канатных барабанах и приведены в зацепление с шестернями приводного вала. Приводной вал соединен с выходными звеньями планетарных редукторов с возможностью относительного продольного перемещения.

- Вариант 7. Рабочее оборудование карьерного экскаватора содержит ковш, однобалочную рукоять круглого сечения, двухбалочную стрелу, привод напора и канатный механизм напора, который содержит седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, два канатных барабана, установленных на седловом подшипнике с возможностью вращения вокруг его оси качания, и приводной вал с подшипниковыми опорами и шестернями. Привод напора содержит планетарный редуктор, установленный в одной из балок стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения выходного звена этого редуктора, которая совпадает с осью качания седлового подшипника, и две планетарные передачи с остановленным водилом, которые размещены в канатных барабанах и приведены в зацепление с шестернями приводного вала. Приводной вал соединен с выходным звеном планетарного редуктора с возможностью относительного продольного перемещения, причем одна подшипниковая опора приводного вала расположена в цапфенной опоре седлового подшипника. Во всех вариантах предлагаемого изобретения:

приводной вал механизма напора и выходное звено планетарного редуктора имеют общую подшипниковую опору, расположенную в планетарном редукторе;

планетарный редуктор имеет цилиндрическую поверхность, выполненную соосно его выходному звену, и седловой подшипник сопряжен с этой поверхностью планетарного редуктора, как с цапфой.

Во всех предлагаемых вариантах рабочего оборудования карьерного экскаватора использован привод напора, элементы которого, а именно планетарный редуктор с тормозом, ременная передача, двигатель первичный вал могут быть взаимозаменяемы вне зависимости от вида механизма напора. Элементы механизма напора - напорные валы и кремальерные шестерни одного типа также использованы во всех вариантах рабочего оборудования как с зубчато-реечным, так и канатным. Кроме того, унифицированный механизм напора позволяет двухбалочную стрелу коробчатого сечения использовать с рукоятями как коробчатого, так и круглого сечения без изменения конструкции самой стрелы. Этим решается основная техническая задача максимальной унификации рабочего оборудования карьерного экскаватора путем оптимального сочетания базовых узлов механизма и привода напора.

Другой технической задачей предлагаемого изобретения являлось устранение недостатков аналогов и прототипа, т.е. повышение ремонтопригодности и технологичности конструкции машин. Решение этой задачи достигается для всех вариантов изобретения за счет того, что механические передачи привода напора для всех вариантов изобретения выполнены в виде отдельных редукторов и не встроены в металлоконструкцию стрел.

Для варианта рабочего оборудования с однобалочной стрелой и двухбалочной рукоятью улучшение технологичности и ремонтопригодности достигается за счет применения двухпоточной схемы привода реек зубчато-реечного механизма.

Размещение механизма напора и привода напора на стреле - основное и существенное отличие предлагаемых вариантов изобретения (варианты по пп.4, 5, 6, 7) от известных близких аналогов - экскаваторов с канатным напором, в которых лебедка напора с барабанами установлена на платформе, а отклоняющие блоки установлены на стреле.

Размещение барабанов канатного механизма напора с возможностью вращения на седловом подшипнике позволяет не применять отклоняющие блоки и запасовывать канаты непосредственно на барабаны механизма напора, согласно вариантам изобретения (пп.4, 5, 6, 7). Это упрощает конструкцию и позволяет избежать дополнительных изгибов канатов, устраняет недостатки присущие аналогам, т.е. является решением технической задачи.

Совпадение осей вращения двух барабанов с осью качания седлового подшипника необходимо для реализации планетарных передач, встроенных в эти барабаны.

Выполнение, по крайней мере, одной корпусной детали одинаковых планетарных редукторов с цилиндрической поверхностью, сосной выходному звену планетарного редуктора, позволяет использовать ее в качестве цапфы, а именно корпус планетарного редуктора выполняет дополнительную функцию и, как следствие, отпадает необходимость в установке цапф для седлового подшипника, что облегчает конструкцию в целом.

На чертежах, иллюстрирующих варианты изобретения, изображены:

Фиг.1 - рабочее оборудование, общий вид, при однобалочной рукояти коробчатого сечения, двухбалочной стреле и зубчато-реечном механизме напора;

Фиг.2 - конструкция механизма и привода зубчато-реечного напора с двумя редукторами при однобалочной рукояти коробчатого сечения и двухбалочной стреле, в разрезе;

Фиг.3 - конструкция механизма и привода зубчато-реечного напора с одним редуктором при однобалочной рукояти коробчатого сечения двухбалочной стреле, в разрезе;

Фиг.4 - рабочее оборудование, общий вид, при двухбалочной рукояти коробчатого сечения, однобалочной стреле и зубчато-реечном механизме напора;

Фиг.5 - конструкция механизма и привода зубчато-реечного напора с двумя редукторами при двухбалочной рукояти коробчатого сечения и однобалочной стреле, в разрезе;

Фиг.6 - рабочее оборудование общий вид, при однобалочной рукояти круглого сечения, двухбалочной стреле и канатном механизме напора;

Фиг.7 - конструкция механизма и привода канатного напора с двумя редукторами и барабанами, параллельными напорному валу при однобалочной рукояти круглого сечения и двухбалочной стреле, в разрезе;

Фиг.8 - конструкция механизма и привода канатного напора с барабанами, параллельными напорному валу при однобалочной рукояти круглого сечения и двухбалочной стреле, вид сбоку;

Фиг.9 - конструкция механизма и привода канатного напора с одним редуктором и барабанами, параллельными напорному валу при однобалочной рукояти круглого сечения и двухбалочной стреле, в разрезе;

Фиг.10 - конструкция механизма и привода канатного напора с двумя редукторами при однобалочной рукояти круглого сечения и двухбалочной стреле, в разрезе;

Фиг.11 - конструкция механизма и привода напора с одним редуктором при однобалочной рукояти круглого сечения и двухбалочной стреле, в разрезе.

А-А - ось качания седлового подшипника, совпадающая с осью выходного звена планетарного редуктора и осью напорного вала.

В-В - ось вращения барабана, параллельная приводному валу.

Рабочее оборудование карьерного экскаватора (вариант 1) фиг.1 и фиг.2 содержит ковш 1, двухбалочную стрелу 2, однобалочную рукоять коробчатого сечения 3 с установленной на ней зубчатой рейкой 15, привод напора 4, механизма напора 5.

Механизм напора 5 состоит из седлового подшипника 6, приводного вала 7, подшипниковых опор 8, кремальерной шестерни 9.

Привод напора 4 состоит из двух планетарных редукторов 10 с выходными звеньями 11, кроме того, корпус планетарных редукторов 10 имеет цилиндрическую поверхность 12, соосную выходным звеньям 11, с которой как с цапфой сопряжен седловой подшипник 6. Планетарные редукторы 10 установлены в балках стрелы 2. Приводной вал 7 соединен с выходными звеньями 11 планетарных редукторов 10 и установлен в подшипниковых опорах 8.

Двигатель 13 соединен двумя понижающими ременными передачами 14 с входными валами планетарных редукторов 10.

Рабочее оборудование карьерного экскаватора (вариант 2) фиг.1 и фиг.3 содержит ковш 1, двухбалочную стрелу 2, однобалочную рукоять коробчатого сечения 3 с закрепленной на ней зубчатой рейкой 15, привод напора 4, механизм напора 5.

Механизм напора 5 состоит из седлового подшипника 6, приводного вала 7, подшипниковых опор 8, кремальерной шестерни 9.

Привод напора включает планетарный редуктор 10 с выходным звеном планетарного редуктора, кроме того, планетарный редуктор 10 имеет цилиндрическую поверхность 12, соосную выходному звену 11, с которой как с цапфой сопряжен седловой подшипник 6. Планетарный редуктор 10 установлен в одной из балок стрелы 2 таким образом, что его можно перемещать вдоль оси А-А. Приводной вал 7 соединен с выходным звеном 11 планетарного редуктора 10, причем вал 7 и выходное звено 11 имеют одну общую подшипниковую опору 8, другая подшипниковая опора 8 размещена в цапфе 16. Цапфа 16 установлена с возможностью осевого перемещения в другой балке стрелы 2. Двигатель 13 соединен понижающей ременной передачей 14 с входным валом планетарного редуктора 10.

В рабочем оборудовании карьерного экскаватора (варианты 1 и 2) фиг.1 и фиг.2 и соответственно фиг.1 и фиг.3 напор рукояти происходит следующим образом. Вращательное движение вала двигателя 13 передается посредством понижающей ременной передачи 14 на входной вал планетарного редуктора 10. Выходное звено 11 редуктора 10, установленное в подшипниковой опоре 8, через шлицевое соединение передает вращательное движение на приводной вал 7 с насаженной на шлицы этого вала кремальерной шестерней 9. Кремальерная шестерня 9 находится в зацеплении с зубчатой рейкой 15, жестко закрепленной на рукояти 5. Таким образом, рукоять 3 и ковш 1, закрепленный на ней, получают необходимое напорное движение.

Возврат рукояти 2 осуществляется при включении реверсивного движения вала двигателя 13, которое передается посредством понижающей ременной передачи 14 входному валу планетарного редуктора 10. Выходное звено 11 редуктора 10, установленное в подшипниковой опоре 8, через шлицевое соединение передает вращательное движение приводному валу 7 с насаженной на шлицы этого вала кремальерной шестерней 9. Кремальерная шестерня 9 сообщает реверсивное движение зубчатой рейке 15, жестко закрепленной на рукояти 3.

Рабочее оборудование карьерного экскаватора (вариант 3) фиг.4 и фиг.5 содержит ковш 1, однобалочную стрелу 17, двухбалочную рукоять коробчатого сечения 18, на которой установлены две зубчатые рейки 15, привод напора 4, зубчато-реечный механизм напора 19.

Механизм напора 19 состоит из двух одинаковых седловых подшипников 20 для двухбалочной рукояти коробчатого сечения 18, двух приводных валов 21 с подшипниковыми опорами 8 и двумя кремальерными шестернями 22. Кремальерные шестерни 22 насажены на шлицы приводных валов 21. Стрела 17 снабжена двумя кронштейнами 23, симметрично установленными на ее корпусе.

Привод напора содержит два одинаковых планетарных редуктора 10, которые установлены на кронштейнах 23 с возможностью перемещения вдоль оси А-А. Каждый из двух приводных валов 21 соединен с выходным звеном 11 соответствующего планетарного редуктора 10 шлицами и имеет одну подшипниковую опору 8, размещенную в планетарном редукторе 10, и вторую подшипниковую опору 8, размещенную в металлоконструкции стрелы. Приводные валы 18 установлены с возможностью продольного перемещения относительно оси А-А. Корпус каждого планетарного редуктора 10 имеет цилиндрическую поверхность 12, на которую, как на цапфу, насажен (сопряжен) седловой подшипник 20.

Двигатель 13 соединен понижающими ременными передачами 14 с входными валами планетарных редукторов 10.

Рабочее оборудование карьерного экскаватора (вариант 3) фиг.4 и фиг.5 работает следующим образом. Вращательное движение от двигателя 13 передается посредством понижающей ременной передачи 14 на входные валы планетарных редукторов 10, установленных на кронштейнах 23. Выходное звено 11 редуктора 10, установленное в подшипниковой опоре 8, через шлицевое соединение передает вращательное движение на приводные валы 21, установленные одной стороной в выходном звене 11, а другой в подшипниковой опоре 8, размещенной в металлоконструкции стрелы 17. На шлицы приводных валов 21 насажены кремальерные шестерни 22. Кремальерные шестерни 22 приводят в движение зубчатые рейки 15, жестко закрепленные на соответствующих балках рукояти 18. Таким образом, рукоять 18 и ковш 1, закрепленный на ней, получают необходимое напорное движение.

Возврат рукояти 18 осуществляется при включении реверсивного движения двигателя 13, вращательное движение от которого передается посредством понижающей ременной передачи 14 входным валам планетарных редукторов 10, установленных на кронштейнах 23. Выходные звенья 11 редукторов 10, установленные в подшипниковых опорах 8, через шлицевые соединения передают реверсивное движение приводным валам 21, кремальерным шестерням 22 и зубчатым рейкам 15, жестко закрепленными на соответствующих балках рукояти 17.

Рабочее оборудование карьерного экскаватора (вариант 4) фиг.6, фиг.7 и фиг.8 содержит ковш 1, двухбалочную стрелу 24, однобалочную рукоять круглого сечения 25, привод напора 4, канатный механизма напора 26.

Канатный механизм напора 26 включает седловой подшипник 27, канатные барабаны 28, приводной вал 7 с подшипниковыми опорами 8 и шестерней приводного вала 9 (использована кремальерная шестерня). Седловой подшипник 27 имеет цапфенные опоры. Канатные барабаны 28 снабжены зубчатым колесом внешнего зацепления 29, сопряженным с шестерней 9 приводного вала 7. Кроме того, барабаны 28 установлены на седловом подшипнике 27 с возможностью вращения вокруг оси В-В.

Привод напора 4 содержит два одинаковых планетарных редуктора 10. Редукторы установлены в балках стрелы 24, с возможностью перемещения вдоль оси А-А. Приводной вал 7 соединен с выходными звеньями 11, установленными в подшипниковых опорах 8 планетарных редукторов 10. Планетарный редуктор 10 имеет цилиндрическую поверхность 12, которая соосна его выходному звену 11. Седловой подшипник 27 сопряжен с цилиндрической поверхностью 12.

Двигатель 13 соединен понижающими ременными передачами 14 с входными валами планетарных редукторов 10.

Конструкция механизма и привода напора с одним редуктором при двухбалочной стреле и однобалочной рукояти круглого сечения (вариант 5) представлена на фиг.6, фиг.8 и фиг.9. Рабочее оборудование по варианту 5 с канатным механизмом напора 26, который включает седловой подшипник 27 с цапфенной опорой 16 в стреле 24, посредством которой седловой подшипник 27 шарнирно соединен со стрелой 24, содержит также канатные барабаны 28 и приводной вал 7 с подшипниковыми опорами 8 и шестерней 9. Канатные барабаны 28 снабжены зубчатым колесом внешнего зацепления 29, сопряженным с шестерней 9 приводного вала 7. Кроме того, барабаны 28 установлены на седловом подшипнике 27 с возможностью вращения вокруг оси В-В и на них навиты канаты.

Привод напора 4 содержит планетарный редуктор 10, установленный в одной из балок стрелы 24 с возможностью перемещения вдоль оси А-А, приводной вал 7 соединен с выходным звеном 11 планетарного редуктора 10. Подшипниковая опора 8 приводного вала 7 размещена в цапфенной опоре 16 седлового подшипника 27.

Двигатель 13 соединен понижающими ременными передачами 14 с входным валом планетарных редукторов 10.

Рабочее оборудование карьерного экскаватора (вариант 4) фиг.6, фиг.7, фиг.8 и (вариант 5) фиг.6, фиг.8, фиг.9 работает следующим образом, вращательное движение от двигателя 13 передается посредством понижающей ременной передачи 14 на входной вал планетарного редуктора 10. Выходное звено 11 редуктора 10, установленное в подшипниковой опоре 8, через шлицевое соединение передает вращательное движение на приводной вал 7. На шлицы приводного вала 7 насажена кремальерная шестерня 9. Кремальерная шестерня 9 находится в зацеплении с зубчатым венцом 29 барабана 28. Одни концы канатов закреплены на барабане 28. Другими своими концами канаты закреплены на полублоках рукояти 25. Вращательное движение барабана 28 через канаты преобразуется в поступательное движение рукояти 25, что и обеспечивает необходимое напорное движение.

Возврат рукояти 25 осуществляется при включении реверсивного движения двигателя 13. Вращательное движение от двигателя 13 передается посредством понижающей ременной передачи 14 на входной вал планетарного редуктора 10. Выходное звено 11 редуктора 10, установленное в подшипниковой опоре 8, через шлицевое соединение передает вращательное движение на приводной вал 7. На шлицы приводного вала 7 насажена кремальерная шестерня 9. Кремальерная шестерня 9 находится в зацеплении с зубчатым венцом барабана 28. Вращательное движение барабана 28 через канаты преобразуется в поступательное движение рукояти 25, что и обеспечивает необходимое движение возврата.

На фиг.6 и фиг.10 представлена конструкция механизма и привода напора 4 (вариант 6) при однобалочной рукояти круглого сечения 25, двухбалочной стреле 24 и канатном механизме напора 26. Механизм напора 26 содержит седловой подшипник 30 с цапфенными опорами, два канатных барабана 33, установленные на седловом подшипнике 30, приводной вал 31 с подшипниковыми опорами 8 и шестернями 32.

Привод напора 4 содержит два одинаковых планетарных редуктора 10, установленных в балках стрелы 24 с возможностью перемещения вдоль А-А. Две планетарные передачи с остановленным водилом 35 размещены в канатных барабанах 33 и приведены в зацепление с шестернями 32 приводного вала 31. Приводной вал 31 соединен с выходными звеньями 11 планетарных редукторов 10 с возможностью относительного продольного перемещения. Двигатель 13 соединен понижающей ременной передачей 14 с входным валом планетарного редуктора 10.

На фиг.6 и фиг.11 представлена конструкция механизма и привода напора 4 (вариант 7) при однобалочной рукояти круглого сечения 22, двухбалочной стреле 24 и канатном механизме напора 26. Механизм напора 26 содержит седловой подшипник 30 с цапфенными опорами 16 в стреле 24, два канатных барабана 33, установленных на седловом подшипнике 30, и приводной вал 31 с подшипниковыми опорами 8 и шестернями 32.

Привод напора 4 содержит один планетарный редуктор 10, размещенный в одной из балок стрелы 24 с возможностью перемещения вдоль оси А-А, две планетарные передачи с остановленным водилом 35, размещенные в канатных барабанах 33 и приведенные в зацепление с шестернями 32 приводного вала 31. Приводной вал 31 соединен с выходным звеном 11 планетарного редуктора 10. Одна подшипниковая опора 8 приводного вала 31 расположена в цапфенной опоре 16 седлового подшипника 30.

Для варианта 6 (фиг.10) и варианта 7 (фиг.11) подшипниковые опоры 8 являются общими для приводного вала 31 и выходного звена 11 планетарного редуктора 10. Планетарный редуктор 10 имеет цилиндрическую поверхность 12, которая соосна его выходному звену 11 и с которой сопряжен седловой подшипник 30.

Рабочее оборудование при однобалочной рукояти круглого сечения, двухбалочной стреле и канатном механизме напора (вариант 6) фиг.6 и фиг.10 и (вариант 7) фиг.6 и фиг.11 работает следующим образом, вращательное движение с двигателя 13 передается посредством понижающей ременной передачи 14 на входной вал планетарного редуктора 10. Выходное звено 11 редуктора 10 соединено с приводным валом 31. Шестерня 32 приводного вала 31 в зацеплении с сателлитами понижающей зубчатой передачи образуют планетарную передачу с остановленным водилом 35. Сателлиты передачи 35 передают вращение на барабан 33 с внутренним зубчатым венцом 34.

Напорные канаты одними своими концами закреплены на барабанах 33, а другими концами на полублоках рукояти 25. Вращательное движение барабанов 33 преобразуется в поступательное напорное движение рукояти 25. Возврат рукояти 25 осуществляется включением реверсивного движения двигателя 13.

Предлагаемые варианты изобретения дают возможность адаптировать экскаватор к горно-геологическим условиям конкретного разреза или рудника, посредством трансформирования его рабочего оборудования. Такую возможность дает оснащение машины одним из взаимозаменяемых вариантов исполнения рабочего оборудования, отличающихся линейными параметрами, кинематической схемой при унифицированном механизме напора и узлах привода напора.

Группа изобретений относится к горным машинам, используемым при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, а более конкретно к карьерным экскаваторам с рабочим оборудованием типа «прямая лопата» и электромеханическим приводом главных механизмов. Технический результат - унифицирование рабочего оборудования, а также повышение ремонтопригодности и технологичности конструкции машин. Рабочее оборудование по первому и второму вариантам изобретения относится к машинам с зубчато-реечным напором и содержат ковш, однобалочную рукоять коробчатого сечения, двухбалочную стрелу, привод напора и зубчато-реечный механизм напора, включающий седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, приводной вал с подшипниковыми опорами и кремальерные шестерни. Причем по первому варианту привод напора двухпоточный, а по второму - однопоточный. По третьему варианту рабочее оборудование снабжено двухбалочной рукоятью коробчатого сечения, однобалочной стрелой, снабженной двумя симметрично расположенными кронштейнами, и двухпоточным приводом напора. Четвертый и пятый варианты представляют собой рабочее оборудование с канатным напором. С однобалочной рукоятью круглого сечения, двухбалочной стрелой, которое содержит седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, канатные барабаны и приводной вал с подшипниковыми опорами и шестерней. Канатные барабаны снабжены зубчатым колесом внешнего зацепления, которое сопряжено с шестерней приводного вала. Они установлены на седловом подшипнике с возможностью вращения вокруг оси, параллельной приводному валу. Привод напора для варианта 4 выполнен двухпоточным и однопоточным - для варианта 5. По шестому и седьмому вариантам рабочее оборудование содержит ковш, однобалочную рукоять круглого сечения, двухбалочную стрелу и канатный механизм напора. Барабаны канатного механизма напора установлены соосно напорному валу. В рабочем оборудовании по варианту 6 использован двухпоточный привод напора, а в рабочем оборудовании по варианту 7 - однопоточный. 7 н.п.ф-лы, 11 ил.

1. Рабочее оборудование карьерного экскаватора, содержащее ковш, стрелу и рукоять, а также привод напора и механизм напора, отличающееся тем, что при однобалочной рукояти коробчатого сечения, двухбалочной стреле и зубчато-реечном механизме напора, включающем седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, приводной вал с подшипниковыми опорами и кремальерные шестерни, привод напора содержит два одинаковых планетарных редуктора, установленных в балках стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения выходных звеньев этих редукторов, которая совпадает с осью качания седлового подшипника, а приводной вал соединен с выходными звеньями планетарных редукторов с возможностью относительного продольного перемещения и имеет с ними общие подшипниковые опоры, расположенные в планетарном редукторе, каждый планетарный редуктор имеет цилиндрическую поверхность, выполненную соосно его выходному звену, и седловой подшипник сопряжен с этой поверхностью планетарного редуктора, как с цапфой.

2. Рабочее оборудование карьерного экскаватора, содержащее ковш, стрелу и рукоять, а также привод напора и механизм напора, отличающееся тем, что при однобалочной рукояти коробчатого сечения, двухбалочной стреле и зубчато-реечном механизме напора, включающем седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, приводной вал с подшипниковыми опорами и кремальерную шестерню, привод напора содержит планетарный редуктор, установленный в одной из балок стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения его выходного звена, которая совпадает с осью качания седлового подшипника, а приводной вал соединен с выходным звеном планетарного редуктора с возможностью относительного продольного перемещения, одна из подшипниковых опор приводного вала расположена в цапфенной опоре седлового подшипника, приводной вал механизма напора и выходное звено планетарного редуктора имеют общую подшипниковую опору, расположенную в планетарном редукторе, планетарный редуктор имеет цилиндрическую поверхность, выполненную соосно его выходному звену, и седловой подшипник сопряжен с этой поверхностью планетарного редуктора, как с цапфой.

3. Рабочее оборудование карьерного экскаватора, содержащее ковш, стрелу и рукоять, а также привод напора и механизм напора, отличающееся тем, что при двухбалочной рукояти коробчатого сечения, однобалочной стреле и зубчато-реечном механизме, который содержит два седловых подшипника с цапфенными опорами в стреле и два приводных вала с подшипниковыми опорами и кремальерными шестернями, стрела снабжена двумя симметрично расположенными кронштейнами, привод напора содержит два одинаковых планетарных редуктора, установленных на кронштейнах с возможностью перемещения вдоль оси вращения их выходных звеньев, которая совпадает с осью качания седловых подшипников, а каждый приводной вал соединен с выходным звеном соответствующего планетарного редуктора с возможностью относительного продольного перемещения и имеет с ними общую подшипниковую опору, расположенную в планетарном редукторе, а каждый планетарный редуктор имеет цилиндрическую поверхность, выполненную соосно его выходному звену, и седловой подшипник сопряжен с этой поверхностью планетарного редуктора, как с цапфой.

4. Рабочее оборудование карьерного экскаватора, содержащее ковш, стрелу и рукоять, а также привод напора и механизм напора, отличающееся тем, что при однобалочной рукояти круглого сечения, двухбалочной стреле и канатном механизме напора, содержащем седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, канатные барабаны и приводной вал с подшипниковыми опорами и шестерней, канатные барабаны снабжены зубчатым колесом внешнего зацепления, которое сопряжено с шестерней приводного вала, и установлены на седловом подшипнике с возможностью вращения вокруг оси, параллельной приводному валу; привод напора содержит два одинаковых планетарных редуктора, установленных в балках стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения выходных звеньев этих редукторов, которая совпадает с осью качания седлового подшипника, а приводной вал соединен с выходными звеньями планетарных редукторов с возможностью относительного продольного перемещения, приводной вал механизма напора и выходное звено соответствующего планетарного редуктора имеют общую подшипниковую опору, расположенную в планетарном редукторе, а каждый планетарный редуктор имеет цилиндрическую поверхность, выполненную соосно его выходному звену, и седловой подшипник сопряжен с этой поверхностью планетарного редуктора, как с цапфой.

5. Рабочее оборудование карьерного экскаватора, содержащее ковш, стрелу и рукоять, а также привод напора и механизм напора, отличающееся тем, что при однобалочной рукояти круглого сечения, двухбалочной стреле и канатном механизме напора, который содержит седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, канатные барабаны и приводной вал с подшипниковыми опорами и шестерней; канатные барабаны снабжены зубчатым колесом внешнего зацепления, которое сопряжено с шестерней приводного вала, и установлены на седловом подшипнике с возможностью вращения вокруг оси, параллельной приводному валу; привод напора содержит планетарный редуктор, установленный в одной из балок стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения выходного звена этого редуктора, которая совпадает с осью качания седлового подшипника, приводной вал соединен с выходным звеном планетарного редуктора с возможностью относительного продольного перемещения; одна подшипниковая опора приводного вала расположена в цапфенной опоре седлового подшипника; приводной вал механизма напора и выходное звено планетарного редуктора имеют общую подшипниковую опору, расположенную в планетарном редукторе, а планетарный редуктор имеет цилиндрическую поверхность, выполненную соосно его выходному звену, и седловой подшипник сопряжен с этой поверхностью планетарного редуктора, как с цапфой.

6. Рабочее оборудование карьерного экскаватора, содержащее ковш, стрелу и рукоять, а также привод напора и механизм напора, отличающееся тем, что при однобалочной рукояти круглого сечения, двухбалочной стреле и канатном механизме напора, который содержит седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, два канатных барабана, установленных на седловом подшипнике с возможностью вращения вокруг его оси качания, и приводной вал с подшипниковыми опорами и шестернями, привод напора содержит два одинаковых планетарных редуктора, которые установлены в балках стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения выходных звеньев этих редукторов, которая совпадает с осью качания седлового подшипника, и две планетарные передачи с остановленным водилом, которые размещены в канатных барабанах и приведены в зацепление с шестернями приводного вала, а приводной вал соединен с выходными звеньями планетарных редукторов с возможностью относительного продольного перемещения, и имеет с ними общие подшипниковые опоры, расположенные в планетарных редукторах, каждый планетарный редуктор имеет цилиндрическую поверхность, выполненную соосно его выходному звену, и седловой подшипник сопряжен с этой поверхностью планетарного редуктора, как с цапфой.

7. Рабочее оборудование карьерного экскаватора, содержащее ковш, стрелу и рукоять, а также привод напора и механизм напора, отличающееся тем, что при однобалочной рукояти круглого сечения, двухбалочной стреле и канатном механизме напора, который содержит седловой подшипник с цапфенными опорами в стреле, два канатных барабана, установленных на седловом подшипнике с возможностью вращения вокруг его оси качания, и приводной вал с подшипниковыми опорами и шестернями, привод напора содержит планетарный редуктор, установленный в одной из балок стрелы с возможностью перемещения вдоль оси вращения выходного звена этого редуктора, которая совпадает с осью качания седлового подшипника, и две планетарные передачи с остановленным водилом, которые размещены в канатных барабанах и приведены в зацепление с шестернями приводного вала, приводной вал соединен с выходным звеном планетарного редуктора с возможностью относительного продольного перемещения, причем одна подшипниковая опора приводного вала расположена в цапфенной опоре седлового подшипника, приводной вал механизма напора и выходное звено планетарного редуктора имеют общую подшипниковую опору, расположенную в планетарном редукторе, планетарный редуктор имеет цилиндрическую поверхность, выполненную соосно его выходному звену, и седловой подшипник сопряжен с этой поверхностью планетарного редуктора, как с цапфой.