ВЫЕМОЧНО-ПОГРУЗОЧНАЯ МАШИНА Российский патент 2020 года по МПК E02F3/76 E02F9/22 

Изобретение относится к землеройной технике и в частности к машинам для послойной разработки грунта и его погрузки в транспортные средства.

Известна и широко используется землеройно-транспортная машина-бульдозер, совмещающая функции землеройной и транспортирующей машин. При широком его применении бульдозер имеет существенные недостатки. Так функции землеройной машины, т.е. срезание грунта и формирование призмы волочения бульдозер выполняет на пути 10-15 метров, в то время как, дальность перемещения срезанного грунта, может достигать 100 и более метров. Но и короткий этап выполнения землеройной функции имеет низкую эффективность, поскольку значительная часть тягового усилия затрачивается на перемещение призмы волочения перед отвалом, объем которой, затраты силы тяги и энергии непрерывно возрастают. Поэтому машинист должен неоднократно выглублять отвал и уменьшать толщину вырезаемой стружки для поддержания баланса силы тяги и суммарного сопротивления. Уменьшение толщины стружки увеличивает продолжительность формирования призмы волочения и продолжительность всего рабочего цикла, что снижает производительность. Кроме того, усложняется управление рабочим процессом и повышается утомляемость машиниста и это тоже снижает производительность. Все отмеченные явления обусловливают весьма низкую эффективность выполнения бульдозером землеройной функции. С еще меньше эффективностью выполняется бульдозером функция транспортирующей машины. При транспортировании призмы волочения волоком к месту отсыпки на большое, до 100 метров и более, расстояние, затрачивается много энергии. Кроме того, и сам бульдозер, имеющий чаще гусеничное ходовое оборудование и большую массу, требует больших затрат энергии на собственное перемещение. Малая скорость гусеничных бульдозеров увеличивает продолжительность рабочего цикла и уменьшает производительность, которая дополнительно уменьшается вследствие больших потерь грунта в боковые валики. Таким образом, видно, что бульдозер имеет весьма низкую эффективность выполнения функций как землеройной машины, так и транспортной. Поэтому представляется целесообразным разделение этих функций, и такие технические решения известны.

Известна выемочно-погрузочная машина (SU а.с. 1170054, E02F 3/18), включающая базовую машину, толкающие брусья, прикрепленный к ним отвал с ножом, гидроцилиндры его подъема и транспортирующий механизм. Известная машина позволяет повысить производительность за счет непрерывного вырезания грунта, однако она имеет недостатки, которые выражаются в том, что, во-первых, на загрузку транспортного средства затрачивается много времени, в течение которого обе машины должны синхронно перемещаться, а это усложняет управление, снижает оборачиваемость транспортных машин и требует их большее количество. Во-вторых, в процессе смены транспортной машины, срезаемый грунт накапливается в призме волочения и это обусловливает появление отрицательных явлений отмеченных выше. Кроме того, наличие ротора с приводом усложняет известное устройство и снижает его надежность.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому и принятая за прототип, является выемочно-погрузочная машина (RU патент 2018577, E02f 3/76), включающая базовую машину, толкающие брусья, прикрепленный к ним отвал с ножом, гидроцилиндры его подъема, накопительный бункер и транспортирующий механизм. Во втором известном устройстве исключается возникновение призмы волочения и всех отрицательных явлений, связанных с ее наличием. Грунт, срезаемый отвалом, во время смены транспортной машины, накапливается в бункере. Однако при использовании и второй известной машины на загрузку транспортного средства затрачивается много времени с необходимостью синхронного движения машин, что усложнят управление, снижает оборачиваемость транспортных машин и требует большое их количество, приводящее к повышению стоимости выполняемых работ. Кроме того, наличие горизонтального участка транспортирующего механизма вдоль отвала, усложняет известное устройство и снижает его надежность.

Целью предлагаемого изобретения является повышение производительности, снижение стоимости выполнения работы и повышение надежности выемочно-погрузочной машины.

Предлагается выемочно-погрузочная машина, включающая базовую машину, толкающие брусья, прикрепленный к ним отвал с режущим ножом, гидроцилиндры его подъема, накопительный бункер и транспортирующий механизм, снабженная гидроаккумулятором, редукционным гидроклапаном, регулируемым гидродросселем, электроуправляемым гидроклапаном, реле времени, датчиком и указателями объема грунта, радиосигнальным пультом и приемником, при этом отвал расположен под углом к продольной оси машины и на его ближнем конце установлен за режущим ножом перед фронтальной поверхностью транспортирующий механизм с выходом над накопительным бункером, расположенным на базовой машине с возможностью разгрузки в транспортное средство посредством откидного днища с гидроцилиндрами привода, соединенными штоковыми полостями с электроуправляемым гидроклапаном, который через регулируемый гидродроссель сообщен с гидроаккумулятором, соединенным с напорной гидролинией через редукционный гидроклапан, а соленоид управляемого гидроклапана соединен электролинией с реле времени, связанным через контакты приемника радиосигнала с датчиком объема грунта, закрепленным на накопительном бункере и соединенным кабелем с указателями объема грунта.

Предложенная выемочно-погрузочная машина обеспечивает, в сравнении с прототипом, повышение производительности при увеличении толщины вырезаемой стружки, за счет использования косого резания и увеличения силы тяги, при добавлении массы накопительного бункера и грунта к массе базовой машины. Снижается стоимость выполнения работ, путем уменьшения количества транспортных машин за счет сокращения времени их загрузки. Повышается надежность машины, за счет упрощения ее устройства, путем исключения механизма перемещения грунта вдоль отвала. Кроме того, упрощается управление рабочим процессом, за счет автоматизации разгрузки накопительного бункера в транспортное средство.

На фиг. 1 изображена выемочно-погрузочная машина, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - накопительный бункер с механизмом разгрузки и схема управления.

Выемочно-погрузочная машина фиг. 1 и фиг. 2, включает базовую машину 1, толкающие брусья 2 и соединенный с ними отвал 3 с ножом и гидроцилиндрами 4 его подъема. Отвал 3 размещен под углом к продольной оси машины и на его ближнем конце, за ножом перед фронтальной поверхностью, установлен транспортирующий механизм 5 с приводом (условно не показан). Верхний конец транспортирующего механизма 5 с направляющим лотком 6, расположен над накопительным бункером 7, который установлен на базовой машине с возможностью разгрузки в транспортное средство 8. Накопительный бункер, фиг. 3 содержит боковые стенки 9 и откидное корытообразное днище 10 с лотком 11, соединенное шарнирами 12 с боковыми стенками. Шарнирно с боковыми стенками и днищем соединены гидроцилиндры 13, поршневые полости их сообщены с окружающей средой чрез фильтр, а штоковые полости сообщены через электроуправляемый гидроклапан 14 и регулируемый гидродроссель 15, с гидроаккумулятором 16. Последний соединен с напорной гидролинией через редукционный гидроклапан 17. Соленоид гидроклапана 14 соединен электролинией с реле времени 18, соединенным через контакты 19 приемника радиосигнала 20, с верхним контактом 21 датчика объема грунта 22. Датчик объема грунта выполнен в виде гибкой упругой трубки 23, внутри которой закреплены контакты 21, замыкаемые по мере заполнения бункера грунтом, с токопроводящей шинкой 24. Датчик объема грунта 22 установлен на внутренней стороне боковой стенки накопительного бункера 7 и соединен кабелем с указателями объема грунта 25. Один из которых размещен на бункере в месте, хорошо видном водителю транспортного средства, а другой, меньший размером, в кабине базовой машины. Указатели объема грунта 25 содержат светодиодные лампы различные по цвету. Так, верхняя лампа красная и соединена с верхним контактом 21, вторая лампа ниже первой желтая, соединена со вторым ниже контактом 21, а остальные лампы зеленые и соединены с соответствующими нижними контактами 21. Такие указатели обеспечивают водителя транспортного средства и машиниста доступной и полной формацией о степени заполнения грунтом накопительного бункера. Для управления механизмом разгрузки накопительного бункера, водители транспортных средств используют радиосигнальные пульты 26.

Выемочно-погрузочная машина действует следующим образом.

При поступательном движении вперед, машинист заглубляет отвал и вырезает стружку грунта. Благодаря косо установленному отвалу, срезанный грунт, без дополнительных транспортирующих устройств, перемещается вдоль отвала в сторону ближнего его конца, подхватывается транспортирующим механизмом 5 и выгружается в накопительный бункер 7. Косо установленный отвал обеспечивает не только перемещение грунта к транспортирующему механизму 5, но и уменьшает усилие резания на 20-30 процентов (Дорожные машины. Часть 1. Машины для земляных работ. Изд. 3. М., «Машиностроение», 1972, Алексеева Т.В., Артемьев К.А., Бромберг А.А. и др. С. 78.). Это позволяет увеличить толщину вырезаемой стружки и соответственно производительность. Производительность, кроме того, повышается вследствие увеличения реализуемого тягового усилия базовой машины по сцеплению, путем прибавления массы накопительного бункера и грунта к массе базовой машины. Процесс вырезания грунта и наполнение накопительного бункера происходит непрерывно и без остановки на разгрузку. Для погрузки транспортного средства, его водитель, сообразуясь с показаниями указателя объема грунта в бункере, подъезжает к указателю своего положения, установленного на базовой машине, и включает радиосигнальный пульт 26, передающий сигнал на приемник 20. Приемник 20 замыкает контакт 19, и при заполнении накопительного бункера 7 грунтом, замыкается верхний контакт 21 датчика 22, вызывающий включение реле времени 18. Реле времени включает гидроклапан 14, который сообщает штоковые полости гидроцилиндров 13 через регулируемый гидродроссель 15 с гидроаккумулятором 16. В гидроаккумуляторе редукционный гидроклапан 17 устанавливает величину давления, обеспечивающую подъем днища 10 без грунта, поэтому в результате открытия гидроклапана 14, днище 10 под действием силы тяжести грунта открывается. В период открытия днища рабочая жидкость из штоковых полостей гидроцилиндров 13 вытесняется через гидродроссель 15 в гидроаккумулятор16, заряжая его для нового цикла разгрузки. Следует заметить, что редукционный гидроклапан 17 обеспечивает первоначальную величину давления зарядки гидроаккумулятора. В дальнейшем механизм разгрузки накопительного бункера действует без потребления гидроэнергии, используя для зарядки гидроаккумулятора силу тяжести грунта при его разгрузке. Регулируемый дроссель 15 обеспечивает быструю, но без резких динамических воздействий на транспортное средство, разгрузку грунта из накопительного бункера и плавное безударное закрытие днища после разгрузки. По истечении заданной выдержки реле времени выключает гидроклапан 14 и он возвращается пружиной в исходную позицию, блокируя гидроцилиндры 13 и днище 10. Весь процесс погрузки транспортного средства занимает несколько секунд, что значительно меньше времени погрузки в сравнении с прототипом, а это позволяет увеличить оборачиваемость транспортных средств и уменьшить их потребное количество и соответственно снизить стоимость выполнения работы.

Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает уменьшение потребного количества транспортных средств и уменьшение стоимости выполнения работ. Кроме того, повышается производительность путем увеличения толщины вырезаемой стружки за счет косого резания и увеличения тягового усилия добавлением массы накопительного бункера и грунта к массе базовой машины. Косо установленный отвал обеспечивает одновременно снижение усилия резания и перемещение грунта вдоль отвала к загрузочному механизму без дополнительных транспортирующих устройств, как в прототипе, а это упрощает конструкцию и повышает надежность.

Изобретение относится к землеройной технике, а именно к машинам для послойной разработки грунта и его погрузки в транспортное средство. Технический результат – повышение производительности и повышение надежности. Выемочно-погрузочная машина включает базовую машину, толкающие брусья, прикрепленный к ним отвал с режущим ножом, гидроцилиндры его подъема, накопительный бункер и транспортирующий механизм. Выемочно-погрузочная машина снабжена гидроаккумулятором, редукционным гидроклапаном, регулируемым гидродросселем, электроуправляемым гидроклапаном, реле времени, датчиком и указателями объема грунта, радиосигнальным пультом и приемником. Отвал расположен под углом к продольной оси машины и на его ближнем конце за режущим ножом установлен транспортирующий механизм с выходом над накопительным бункером, расположенным на базовой машине с возможностью разгрузки в транспортное средство посредством откидного днища с гидроцилиндрами привода, соединенными штоковыми полостями с электроуправляемым гидроклапаном, который через регулируемый гидродроссель сообщен с гидроаккумулятором, соединенным с напорной гидролинией через редукционный гидроклапан. Соленоид управляемого гидроклапана соединен электролинией с реле времени, связанным через контакты приемника радиосигнала с датчиком объема грунта, закрепленного на накопительном бункере. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Выемочно-погрузочная машина, включающая базовую машину, толкающие брусья, прикрепленный к ним отвал с режущим ножом, гидроцилиндры его подъема, накопительный бункер и транспортирующий механизм, отличающаяся тем, что она снабжена гидроаккумулятором, редукционным гидроклапаном, регулируемым гидродросселем, электроуправляемым гидроклапаном, реле времени, датчиком и указателями объема грунта, радиосигнальным пультом и приемником, при этом отвал расположен под углом к продольной оси машины и на его ближнем конце за режущим ножом установлен транспортирующий механизм с выходом над накопительным бункером, расположенным на базовой машине с возможностью разгрузки в транспортное средство посредством откидного днища с гидроцилиндрами привода, соединенными штоковыми полостями с электроуправляемым гидроклапаном, который через регулируемый гидродроссель сообщен с гидроаккумулятором, соединенным с напорной гидролинией через редукционный гидроклапан, а соленоид управляемого гидроклапана соединен электролинией с реле времени, связанным через контакты приемника радиосигнала с датчиком объема грунта, закрепленного на накопительном бункере.

2. Выемочно-погрузочная машина по п. 1, отличающаяся тем, что датчик объема грунта выполнен в виде гибкой упругой трубки, внутри которой закреплены токопроводящие контакты и шинка.

3. Выемочно-погрузочная машина по п. 1, отличающаяся тем, что откидное днище накопительного бункера выполнено корытообразным по форме.