СИСТЕМА ОБШИВКИ ДЛЯ КОВША Российский патент 2018 года по МПК E02F3/40 

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США № 61/892,261, от 17 октября, 2013 года, содержание которой полностью включено в настоящую заявку путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к области горных машин. Конкретно, настоящее изобретение относится к системе обшивки для ковша.

[0003] Промышленные горные машины, такие как электрические канатные или одноковшовые экскаваторы, драглайны и т.д. используются для осуществления копательных операций для удаления материала из забоя карьера. На традиционном канатном экскаваторе, ковш прикреплен к рукояти, и ковш поддерживается тросом, или канатом, который проходит по шкиву стрелы. Канат прикреплен к дужке, которая шарнирно соединена с ковшом. Рукоять перемещается вдоль опорного блока для манипулирования положением ковша. Во время фазы подъема, канат сматывается посредством лебедки в основании машины, поднимая ковш вверх через забой и сбрасывая материал, подлежащий копанию. Это перемещение ковша через материал, вызывает износ на одной или более поверхностях ковша.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В соответствии с одной конструкцией, горная машина включает в себя стрелу, рукоять, соединенную со стрелой, и ковш, соединенный с рукоятью. Горная машина дополнительно включает в себя систему обшивки, присоединенную к ковшу. Система обшивки включает в себя первый направляющий элемент и второй направляющий элемент, присоединенные к поверхности ковша, причем первый и второй направляющие элементы и поверхность ковша задают канал, проходящий вдоль ковша, и причем система обшивки дополнительно включает в себя вставку, размещенную по меньшей мере частично в канале, которая предохраняется от перемещения с поверхности ковша посредством участка первого направляющего элемента.

[0005] В соответствии с другой конструкцией, способ сборки системы обшивки на ковше горной машины включает присоединение как первого направляющего элемента, так и второго направляющего элемента к поверхности ковша. Первый и второй направляющие элементы и поверхность ковша задают канал вдоль ковша. Способ также включает скольжение вставки между первым и вторым направляющими элементами, таким образом, что вставка по меньшей мере частично размещается в канале.

[0006] В соответствии с другой конструкцией, система обшивки для ковша на горной машине включает в себя множество направляющих элементов, присоединенных к поверхности ковша, при этом направляющие элементы разнесены таким образом, что канал образуется между соседними направляющими элементами. Система обшивки также включает в себя множество вставок, при этом каждая вставка имеет такие размеры, чтобы устанавливаться в один из каналов таким образом, что вставки предохраняются от перемещения с поверхности ковша посредством направляющих элементов, когда вставки размещены по меньшей мере частично в канале.

[0007] Другие аспекты изобретения станут очевидными при рассмотрении подробного описания и прилагаемых чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0008] Фиг. 1 представляет собой перспективный вид горного экскаватора.

[0009] Фиг. 2 представляет собой частичный вид ковша горного экскаватора, показывающий систему обшивки в соответствии с одной конструкцией изобретения.

[0010] Фиг. 3 представляет собой увеличенный вид участка системы обшивки, показывающий одну вставку, размещенную в канале в системы обшивки.

[0011] Фиг. 4 представляет собой схематичное изображение комплекта, который включает в себя одну или более составных частей системы обшивки.

[0012] До подробного объяснения каких-либо вариантов осуществления изобретения, следует понимать, что изобретение не ограничено на его применении к деталям конструкции и размещению составных частей, изложенным в нижеследующем описании или показанным на нижеследующих чертежах. Изобретение допускает другие варианты осуществления и воплощение на практике или выполнение различными образами. Также, следует понимать, что фразеология и терминология, использующиеся здесь, предназначены с целью описания и не должны рассматриваться в качестве ограничения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0013] На фиг. 1 показан одноковшовый экскаватор 10. Экскаватор 10 включает в себя подвижное основание 15, движительные гусеницы 20, поворотную платформу 25, поворотную раму 30, стрелу 35, нижний конец 40 стрелы 35 (также называемый основанием стрелы), верхний конец 45 стрелы 35 (также называемый оголовком стрелы), натяжные тросы 50, козловой натяжной элемент 55, козловой сжимающий элемент 60, шкив 65, смонтированный с возможностью вращения на верхнем конце 45 стрелы 35, ковш 70, откидное днище 75 ковша, шарнирно соединенное с ковшом 70, подъемный канат 80, барабан лебедки (не показан), рукоять 85 ковша, опорный блок 90, вал 95 рукояти и трансмиссионный узел (также называемый ходовым двигателем, не показан). Вращательная конструкция 25 обеспечивает возможность вращения верхней рамы 30 относительно нижнего основания 15. Поворотная платформа 25 задает ось 100 вращения экскаватора 10. Ось 100 вращения является перпендикулярной относительно плоскости 105, заданной основанием 15 и которая, в общем смысле, соответствует уровню земли или опорной поверхности.

[0014] Подвижное основание 15 поддерживается движительными гусеницами 20. Подвижное основание 15 поддерживает поворотную платформу 25 и поворотную раму 30. Поворотная платформа 25 способна вращаться на 360 градусов относительно подвижного основания 15. Стрела 35 шарнирно соединена на нижнем конце 40 с поворотной рамой 30. Стрела 35 удерживается с проходящим вверх и наружу взаимным расположением относительно поворотной рамы 30 посредством натяжных тросов 50, которые закреплены на козловом натяжном элементе 55 и козловом сжимающем элементе 60. Козловой сжимающий элемент 60 смонтирован на поворотной раме 30.

[0015] Ковш 70 подвешен на стреле 35 посредством подъемного каната 80. Подъемный канат 80 намотан на шкив 65 и прикреплен к ковшу 70 на дужке 110. Подъемный канат 80 закреплен на барабане лебедки (не показан) поворотной рамы 30. Барабан лебедки приводится в движение посредством по меньшей мере одного электродвигателя (не показан), который включает в себя трансмиссионный узел (не показан). Когда барабан лебедки вращается, подъемный канат 80 разматывается для опускания ковша 70 или сматывается для подъема ковша 70. Рукоять 85 ковша также соединена с ковшом 70. Рукоять 85 ковша поддерживается с возможностью скольжения в опорном блоке 90, и опорный блок 90 шарнирно смонтирован относительно стрелы 35 на валу 95 рукояти. Рукоять 85 ковша включает в себя зубчато-реечную конструкцию на ней, которая сцепляется с ведущей шестерней (не показана), смонтированной в опорном блоке 90. Ведущая шестерня приводится в движение посредством электродвигателя и трансмиссионного узла (не показан) для выдвигания или втягивания рукояти 85 ковша относительно опорного блока 90.

[0016] Источник электропитания (не показан) смонтирован на поворотной раме 30 для подачи питания на электродвигатель лебедки (не показан) для приведения в движение барабана лебедки, один или более ходовых электродвигателей (не показаны) для приведения в движение ходового трансмиссионного узла, и один или более поворотных электродвигателей (не показаны) для поворота поворотной платформы 25. Каждый из ходового, лебедочного и поворотного двигателей приводится в действие посредством его собственного контроллера двигателя, или, в качестве альтернативы, приводится в действие в ответ на сигналы управления от контроллера (не показан).

[0017] На фиг. 2 и 3 показана система 115 обшивки для ковша 70. Система 115 обшивки защищает ковш от износа и повреждения, когда ковш 70 врезается через пласт материала для подбора материала, и когда абразивные элементы (например, куски руды и камней) в материале царапают ковш 70. Система 115 обшивки присоединяется к поверхности 120 (например, внутренней поверхности) ковша 70. Поверхность 120 может представлять собой любую поверхность ковша 70, подвергаемую воздействию абразивного материала во время использования.

[0018] Со ссылкой на фиг. 2 и 3, система 115 обшивки включает в себя направляющие элементы 125, соединенные с поверхностью 120. Например, в некоторых конструкциях направляющие элементы 125 представляют собой отдельные составные части, приваренные к поверхности 120, при этом в других конструкциях направляющие элементы 125 выполнены за одно целое с поверхностью 120. В некоторых конструкциях, направляющие элементы 125 прикреплены к поверхности 120. Направляющие элементы 125 представляют собой вытянутые, металлические (например, стальные) конструкции, размещенные, в общем смысле, параллельно относительно друг друга вдоль поверхности 120, и расположены, в общем смысле, на одинаковом расстоянии друг от друга. Как показано на фиг. 3, каждый из направляющих элементов 125 имеет, в общем смысле, трапецеидальную форму поперечного сечения, заданную первой поверхностью 130, второй поверхностью 135, размещенной противоположно относительно первой поверхности, третьей поверхностью 140, проходящей между первой и второй поверхностями 130, 135, и четвертой поверхностью 145, проходящей между первой и второй поверхностями 130, 135. Первая поверхность 130 проходит, в общем смысле, параллельно относительно поверхности 120, а также относительно второй поверхности 135. Первая поверхность 130 имеет ширину 150, большую ширины 155 второй поверхности 135. Вторая поверхность 135, наряду с областями пересечения поверхностей 140 и 145 со второй поверхностью 135, присоединены (например, приварены) к поверхности 120.

[0019] Третья поверхность 140 проходит между первой поверхностью 130 и второй поверхностью 135 под острым углом 160 относительно поверхности 120. Четвертая поверхность 145 проходит между первой поверхностью 130 и второй поверхностью 135 под острым углом 165 относительно поверхности 120. Острые углы 160, 165 равны друг другу, и, как показано на фиг. 2 и 3, третья поверхность 140 и четвертая поверхность 145 сходятся по направлению к поверхности 120. В некоторых конструкциях, острые углы 160, 165 не равны друг другу.

[0020] С продолжающейся ссылкой на фиг. 2 и 3, направляющие элементы 125 и поверхность 120 задают каналы 170 вдоль ковша 70. Конкретно, и со ссылкой на фиг. 3, наклонная четвертая поверхность 145 одного направляющего элемента 125, наклонная третья поверхность 140 другого направляющего элемента 125 и поверхность 120 образуют канал 170, который проходит параллельно относительно и проходит между двумя направляющими элементами 125. Как показано на фиг. 3, каждый канал 170 имеет ширину 175 (представленную расстоянием между двумя первыми поверхностями 130 в показанной конструкции), задающую наиболее узкий участок канала 170.

[0021] С продолжающейся ссылкой на фиг. 2 и 3, система 115 обшивки также включает в себя вставки 180. Вставки 180 представляют собой неметаллические (например, износостойкие полимерные, керамические) вставки, которые присоединены с возможностью снятия к направляющим элементам 125 и к ковшу 70. Вставки 180 размещены в ряды в каналах 170. Вставки 180 являются модульными, таким образом любая одна вставка 180 может заменяться другой идентичной вставкой 180.

[0022] Каждый из направляющих элементов 125 включает в себя конец 185. Концы 185 задают по меньшей мере одно отверстие 190 для доступа в канал 170 между двумя направляющими элементами 125. Вставки 180 присоединяются к направляющим элементам 125 и к ковшу 70 посредством скользящего перемещения вставок 180 в отверстие 190 для доступа и затем продолжения скользящего перемещения вставок 180 вдоль канала 170.

[0023] Как показано на фиг. 2 и 3, вставки 180, в общем смысле, удерживаются направляющими элементами 125, когда в каналах 170, и предохраняются от перемещения с поверхности 120. Конкретно, и со ссылкой на фиг. 3, каждая из вставок 180 имеет первую поверхность 195, вторую поверхность 200, размещенную противоположно относительно первой поверхности, третью поверхность 205, проходящую между первой и второй поверхностями 195, 200, и четвертую поверхность 210, проходящую между первой и второй поверхностями 195, 200. Первая поверхность 195 имеет ширину 215, которая меньше ширины 220 второй поверхности 200, и также меньше ширины 175 канала 170. Высота 230 между первой поверхностью 195 и второй поверхностью 200 больше высоты 235 направляющих элементов 125, таким образом первая поверхность 195 и участки третьей и четвертой поверхностей 205, 210 открываются выше направляющих элементов 125.

[0024] Третья и четвертая поверхности 205, 210 сужаются под углами относительно первой поверхности 195 таким образом, что третья и четвертая поверхности 205, 210 расходятся от первой поверхности 195. Третья и четвертая поверхности 205, 210 наклонены относительно поверхности 120 под такими же острыми углами 165, 160, соответственно, как у четвертой и третьей поверхностей 145, 140, таким образом третья поверхность 140 проходит параллельно относительно четвертой поверхности 210, и четвертая поверхность 145 проходит параллельно относительно третьей поверхности 205.

[0025] Как показано на фиг. 3, четвертая поверхность 145 и третья поверхность 205 перекрываются друг с другом и расположены рядом друг с другом (например, контактируют и скользят друг по другу) вдоль по меньшей мере участка каждой из четвертой поверхности 145 и третьей поверхности 205. Аналогичным образом, третья поверхность 140 и четвертая поверхность 210 перекрываются друг с другом и расположены рядом друг с другом (например, контактируют и скользят друг по другу) вдоль по меньшей мере участка каждой из третьей поверхности 140 и четвертой поверхности 210.

[0026] Так как вставки 180 имеют по меньшей мере одну ширину 220, большую, чем самая узкая ширина 175 канала, и так как поверхности 145, 205 перекрываются друг с другом и поверхности 140, 210 также перекрываются друг с другом, вставки 180 удерживаются в канале 170 и предохраняются от выталкивания из канала 170. Вставки 180 являются подвижными, в общем смысле, только посредством скольжения вставок 180 вдоль канала 170, и являются удаляемыми из канала 170, в общем смысле, только посредством скольжения вставок 180 из отверстия 190 для доступа.

[0027] Другие конструкции направляющих элементов 125 и вставок 180 включают другие формы по сравнению с показанными формами. Например, в некоторых конструкциях, направляющие элементы 125 имеет T-образную форму, а вставки 180 являются прямоугольными. В некоторых конструкциях, вставки 180 имеют первую поверхность 195 или вторую поверхность 200, которая является криволинейной, чтобы более точно соответствовать криволинейной поверхности 120.

[0028] С продолжающейся ссылкой на фиг. 2 и 3, множество вставок 180 может вставляться в любой канал 170. В некоторых конструкциях, каждый из каналов 170 полностью заполнен вставками 180. В некоторых конструкциях, только участки одного или более каналов 170 заполнены вставками 180. Вставки 180 размещены рядом друг с другом и находятся в контакте друг с другом, таким образом первые поверхности 195, наряду с участками третьей и четвертой поверхностей 205, 210, поднимаются выше направляющих элементов 125 и образуют область или области 240 износа. Области 240 износа, наряду с направляющими элементами 125, поглощают удар и износ от абразивного материала, проходящего по ковшу 70 (см. стрелки 242 на фиг. 2 и 3, представляющие перемещение материала). Когда направляющие элементы 125 и области 240 износа изнашиваются, вставки 180, предпочтительно, по-прежнему остаются ограниченными в каналах 170.

[0029] В некоторых конструкциях, адгезивная или монтажная пена наносится на вставки 180 и/или в каналы 170 до вставки вставок 180 в каналы 170. Как только вставки 180 размещены, как требуется, адгезив или пена схватывается и закрепляет вставки 180 на месте в каналах 170.

[0030] Как показано на фиг. 2 и 3, каждая из вставок 180 также включает в себя отверстия 245. Отверстия 245 способствуют уменьшению общего веса вставок 180. Другие конструкции не включают в себя отверстия. Одно преимущество использования имеющих низкую плотность, или имеющих низкий вес вставок 180 заключается в том, что ковш 70 существенно не утяжеляется и не испытывает негативного воздействия от системы 115 обшивки. Например, вследствие относительно небольшого веса, добавленного системой 115 обшивки, на силу резания ковша 70, а также номинальную емкость экскаватора 10, добавление системы 115 обшивки существенно не влияет. Дополнительно, так как вставки 180 являются легковесными и являются модульными по сути, общий вес системы 115 обшивки может регулироваться и настраиваться в соответствии с конкретными потребностями.

[0031] С продолжающейся ссылкой на фиг. 2 и 3, если повреждение имеет место на одной или более вставок 180, общая система 115 обшивки по-прежнему остается функционирующей. Конкретно, в случае, если одна из вставок 180 становится поврежденной (например, разрушается, отделяется и т.д.), система 115 обшивки может полагаться на остальные вставки 180 для поглощения износа на ковше 70. Пространство, занимаемое отделенной вставкой 180, может забиваться грязью, позволяя системе 115 обшивки по-прежнему эффективно функционировать. Если вставки 180 не приклеены или закреплены на месте, новая вставка 180 может добавляться посредством вставки вставки 180 в отверстие 190 для доступа и проталкивания ряда вставок 180 вниз по одному из каналов 170 для образования пространства для новой вставки 180. Дополнительно, если вставки 180 выполнены из полимера, вставки 180 будут иметь относительно низкий коэффициент трения по сравнению с неполимерными вставками 180, что будет предпочтительно уменьшать количество материала, которое переносится за каждый цикл копания во время условий, когда мокрый или вязкий материал раскапывается экскаватором 10.

[0032] Система 115 обшивки, описанная выше, может использоваться на новых экскаваторах 10 (или других новых машинах или составных частях) и также может использоваться для модернизации существующих машин или составных частей. В некоторых конструкциях, и как показано на фиг. 4, система 115 обшивки, или только сами направляющие элементы 125 или вставки 180, могут быть выполнены в виде комплекта 250. Комплект 250 может использоваться для модернизации существующей машины или для обеспечения сменного направляющего элемента 125 или вставки 180 для машины.

[0033] Хотя изобретение было подробно описано со ссылкой на определенные предпочтительные варианты осуществления, изменения и модификации имеют место в пределах объема и идеи одного или более независимых аспектов изобретения, как описаны.

Горная машина включает в себя стрелу, рукоять, соединенную со стрелой, и ковш, соединенный с рукоятью. Горная машина дополнительно включает в себя систему обшивки, присоединенную к ковшу. Система обшивки включает в себя первый направляющий элемент и второй направляющий элемент, присоединенные к поверхности ковша, причем первый и второй направляющие элементы и поверхность ковша задают канал, проходящий вдоль ковша, и причем система обшивки дополнительно включает в себя вставку, размещенную по меньшей мере частично в канале, которая предохраняется от перемещения с поверхности ковша посредством участка первого направляющего элемента. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Горная машина, содержащая:

стрелу;

рукоять, соединенную со стрелой;

ковш, соединенный с рукоятью; и

систему обшивки, присоединенную к ковшу, при этом система обшивки включает в себя первый направляющий элемент и второй направляющий элемент, причем оба присоединены к поверхности ковша, причем первый и второй направляющие элементы и поверхность ковша образуют канал, проходящий вдоль ковша, и причем система обшивки дополнительно включает в себя вставку, размещенную по меньшей мере частично в канале, которая предохраняется от перемещения с поверхности ковша посредством участка первого направляющего элемента.

2. Горная машина по п. 1, в которой первый и второй направляющие элементы приварены к поверхности ковша, при этом вставка является удаляемой из канала.

3. Горная машина по п. 1, в которой каждый из первого и второго направляющих элементов имеет трапецеидальный профиль поперечного сечения.

4. Горная машина по п. 1, в которой каждый из первого и второго направляющих элементов имеет конец, при этом концы первого и второго направляющих элементов образуют отверстие для доступа для вставки в канал.

5. Горная машина по п. 1, в которой участок вставки открывается наружу канала.

6. Горная машина по п. 1, в которой вставка имеет первую поверхность, вторую поверхность, размещенную противоположно относительно первой поверхности, третью поверхность, проходящую между первой и второй поверхностями, и четвертую поверхность, проходящую между первой и второй поверхностями, причем первая поверхность имеет ширину, которая меньше ширины второй поверхности и также меньше ширины канала, и при этом высота между первой поверхностью и второй поверхностью больше высот как первого, так и второго направляющих элементов.

7. Горная машина по п. 6, в которой третья и четвертая поверхности сужаются под углами относительно первой поверхности таким образом, что третья и четвертая поверхности расходятся от первой поверхности.

8. Горная машина по п. 7, в которой каждый из первого и второго направляющих элементов имеет первую поверхность, вторую поверхность, размещенную противоположно относительно первой поверхности, третью поверхность, проходящую между первой и второй поверхностями, и четвертую поверхность, проходящую между первой и второй поверхностями, причем первые поверхности как первого, так и второго направляющих элементов проходят, в общем смысле, параллельно относительно поверхности ковша, а также относительно вторых поверхностей первого и второго направляющих элементов, и причем первые поверхности первого и второго направляющих элементов имеют ширины, большие ширин вторых поверхностей первого и второго направляющих элементов, и причем вторые поверхности первого и второго направляющих элементов присоединены к поверхности ковша.

9. Горная машина по п. 8, в которой третья поверхность вставки наклонена относительно поверхности ковша под углом, равным углу четвертой поверхности первого направляющего элемента, таким образом, что третья поверхность вставки проходит параллельно относительно четвертой поверхности первого направляющего элемента.

10. Горная машина по п. 9, в которой четвертая поверхность первого направляющего элемента предохраняет вставку от перемещения с поверхности ковша.

11. Горная машина по п. 1, в которой направляющие элементы являются металлическими, и вставки являются неметаллическими.

12. Горная машина по п. 1, в которой направляющие элементы выполнены за одного целое с ковшом.

13. Горная машина по п. 1, в которой система обшивки включает в себя множество направляющих элементов, множество каналов, образованных направляющими элементами, и множество вставок, размещенных по меньшей мере частично в каналах.

14. Горная машина по п. 13, в которой множество вставок размещено в параллельные ряды вдоль поверхности ковша.

15. Способ сборки системы обшивки на ковше горной машины, в котором осуществляют:

присоединение как первого направляющего элемента, так и второго направляющего элемента к поверхности ковша, причем первый и второй направляющие элементы и поверхность ковша образуют канал вдоль ковша; и

скольжение вставки между первым и вторым направляющими элементами, таким образом, что вставка по меньшей мере частично размещается в канале и предохраняется от перемещения с поверхности ковша посредством участка первого направляющего элемента.

16. Способ по п. 15, в котором этап присоединения первого и второго направляющих элементов включает приваривание первого и второго направляющих элементов к внутренней поверхности ковша.

17. Способ по п. 15, в котором этап вставки включает скольжение вставки через отверстие для доступа, образованное концами первого и второго направляющих элементов.

18. Способ по п. 15, в котором участок вставки размещается снаружи канала во время этапа скольжения вставки.

19. Способ по п. 15, дополнительно содержащий скольжение второй вставки между первым и вторым направляющими элементами, таким образом, что вторая вставка по меньшей мере частично размещается в канале.

20. Способ по п. 15, дополнительно содержащий присоединение третьего направляющего элемента к поверхности ковша, причем второй и третий направляющие элементы и поверхность ковша образуют второй канал вдоль ковша, и дополнительно содержащий скольжение второй вставки между вторым и третьим направляющими элементами, таким образом, что вторая вставка по меньшей мере частично размещается во втором канале.

21. Система обшивки для ковша на горной машине, содержащая:

множество направляющих элементов, присоединенных к поверхности ковша, при этом направляющие элементы разнесены таким образом, что канал образуется между соседними направляющими элементами; и

множество вставок, при этом каждая вставка имеет такие размеры, чтобы устанавливаться в один из каналов таким образом, что вставки предохраняются от перемещения с поверхности ковша посредством направляющих элементов, когда вставки размещены по меньшей мере частично в канале.

22. Система обшивки по п. 21, в которой направляющие элементы являются металлическими, и вставки являются неметаллическими.

23. Система обшивки по п. 21, в которой каждый из направляющих элементов имеет трапецеидальный профиль поперечного сечения.