Навесное оборудование гидравлического экскаватора для оборки откосов уступов Российский патент 2021 года по МПК E02F3/28 E21C41/26 

МПК Е02F3/24, 3/38 (2006.01)

Навесное оборудование гидравлического

экскаватора для оборки откосов уступов

Техническое решение относится к горной промышленности, а именно к горным машинам с исполнительным органом ударного действия, и может быть использовано для оборки откосов уступов из пород различной крепости при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен рабочий орган для разрушения льда на автодорогах по А.с. СССР № 1559034, Е01H5/12, опубл. 23.04.1990 в бюл. №15, содержащий цилиндрический барабан с горизонтальной осью вращения и закрепленными на его внешней поверхности ударниками, выполненными в виде цепей, закрепленных обоими концами на барабане, причем цепи закреплены на барабане обоими концами с зазором между средней частью каждой цепи и поверхностью барабана, при этом цепи расположены параллельно оси барабана в шахматном порядке и с перекрытием концов друг друга.

Общим признаком аналога с заявляемым техническим решением являются: цилиндрический барабан с горизонтальной осью вращения и закрепленными на его внешней поверхности ударниками.

Данный рабочий орган обладает ограниченной областью применения и низкой эффективностью, так как ударники, выполненные в виде цепей, имеют низкую разрушающую способность.

Наиболее близкой по технической сущности и совокупности существенных признаков является инженерная машина для использования в зонах чрезвычайных ситуаций по патенту РФ №2133312, E01H5/12, опубл. 20.07.1999, содержащая базовое шасси, на котором смонтированы несущие рамы с приводными барабанами с прикрепленными к ним на гибких тягах ударниками, узел отбора мощности, причем ударники имеют шарообразную форму, поверхность которых снабжена иглообразными шипами, а гибкие тяги закреплены на барабанах по винтовой линии, при этом в поперечную балку несущей рамы, выполненную из броневых листов, встроены противопылевые экраны, выполненные из эластичных листов, армированных стальным наполнителем.

Общими признаками прототипа с заявляемым техническим решением являются: приводной барабан с прикрепленными к нему на гибких тягах ударниками, привод вращения барабана и противопылевый экран.

Основными недостатками этого устройства является ограниченная область применения и низкая эффективность. Базовое шасси с несущей рамой не оборудовано опорными колесами и упругими элементами, позволяющими копировать неровную поверхность откоса и с одной позиции гидравлического экскаватора вести его последовательную послойную оборку, и оно не может безопасно использоваться в качестве навесного оборудования гидравлического экскаватора для выполнения оборки откосов уступов. Отсутствие защитного кожуха позволяет отбитым кускам горной породы или оторвавшимся ударникам с большой скоростью разлетаться в разные стороны и наносить повреждения горному оборудованию и серьезные травмы работающим поблизости людям.

Проблемой является повышение эффективности за счет расширения технических возможностей устройства путем последовательной оборки откосов уступов с одной позиции участка шириной, в несколько раз превышающей ширину захвата приводного барабана с прикрепленными к нему на гибких тягах ударниками.

Решение проблемы достигается тем, что навесное оборудование гидравлического экскаватора для оборки откосов уступов, включающее приводной барабан с прикрепленными к нему на гибких тягах ударниками, привод вращения барабана, противопылевый экран, согласно техническому решению снабжено корпусом в виде полого усеченного параллельно оси цилиндра с двумя торцовыми крышками, на которых смонтирован приводной барабан, платформой, состоящей из двух плит, имеющих между собой упругую связь, шарниром с балансирами и по меньшей мере тремя опорными колесами на указанном корпусе, при этом одна плита платформы жестко соединена с корпусом, а на другой ее плите закреплен первый балансир шарнира, второй балансир которого оборудован переходной плитой для связи с рукоятью гидравлического экскаватора, причем указанные балансиры шарнира имеют между собой упругую связь.

Предложенное техническое решение дает возможность расширить технические возможности устройства, используя его в качестве навесного оборудования гидравлического экскаватора для оборки откосов уступов. Эксплуатация устройства с корпусом, выполненным в виде полого усеченного параллельно оси цилиндра с двумя торцовыми крышками, на которых смонтирован приводной барабан, дает возможность использовать его в качестве защитного кожуха, не позволяющего продуктам разрушения горной породы разлетаться в разные стороны, следовательно, обеспечивать безопасную работу навесного оборудования. Использование платформы, состоящей из двух плит, имеющих между собой упругую связь, в совокупности с по меньшей мере двумя передними и одним задним опорными колесами на указанном корпусе устройства позволяет путем поворота стрелы и рукояти гидравлического экскаватора за счет деформации упругой связи прижать навесное оборудование к неровной поверхности откоса уступа и движением вниз выполнить его оборку на ширину захвата приводного барабана с прикрепленными к нему на гибких тягах ударниками. Установка между платформой и переходной плитой шарнира с балансирами, имеющими между собой упругую связь, позволяет с одной позиции гидравлического экскаватора производить последовательную оборку участка откоса уступа шириной, в несколько раз превышающей величину захвата приводного барабана с ударниками. Это расширяет технические возможности навесного оборудования, значительно повышая его эффективность.

Целесообразно упругую связь плит платформы выполнить из конвейерной ленты. Причем упругая связь, выполненная из конвейерной ленты, состоит по крайней мере из четырех упругих элементов, в виде полуцилиндров и закрепленных по периметру платформы попарно, два в горизонтальном положении и два в вертикальном. Это позволяет рукоятью стрелы гидравлического экскаватора довольно жестко перемещать устройство параллельно поверхности откоса уступа. В тоже время каждый упругий элемент упругой связи платформы поддается значительной деформации в направлении, перпендикулярном поверхности откоса уступа, тем самым устройство копирует все неровности и выполняет оборку поверхностей любой кривизны, что также расширяет технические возможности навесного оборудования, повышая его эффективность.

Целесообразно упругую связь балансиров шарнира выполнить из конвейерной ленты. Причем упругая связь, выполненная из конвейерной ленты, состоит по крайней мере из двух упругих элементов, в виде полуцилиндров, связывающих концы балансиров шарнира. Это позволяет быстро и надежно возвращать балансиры шарнира в нейтральное положение, а, следовательно, и все устройство в момент его перестановки в новое положение для последующей оборки откоса уступа из одной позиции гидравлического экскаватора, что повышает эффективность работы навесного оборудования.

Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения навесного оборудования гидравлического экскаватора для оборки откосов уступов и чертежами фиг. 1 – 6. На фиг. 1 представлено навесное оборудование гидравлического экскаватора для оборки откосов уступов в рабочем положении; на фиг. 2 – выносной элемент I на фиг. 1 в увеличенном виде; на фиг. 3 – сечение А–А на фиг. 2; на фиг. 4 – сечение Б–Б на фиг. 3; на фиг. 5 – вид по стрелке А на фиг. 1, повернуто; на фиг. 6 – выносной элемент II на фиг. 5 в увеличенном и повернутом виде.

Навесное оборудование 1 (далее – оборудование) гидравлического экскаватора 2 (далее экскаватор) со стрелой 3 и рукоятью 4 для оборки откосов 5 уступов (фиг. 1, 5) содержит корпус, выполняющий роль защитного кожуха, изготовленный в виде полого усеченного параллельно оси цилиндра 6 с двумя торцовыми крышками 7 и 8 (фиг. 2, 3, 4), на которых смонтирован приводной барабан 9 с прикрепленными к нему на гибких тягах 10, например цепях, ударниками 11 (фиг. 3, 4), платформу, состоящую из двух плит 12 и 13 (фиг. 2, 3), имеющих между собой упругую связь, выполненную по периметру по меньшей мере четырьмя упругими элементами 14, 15 (фиг. 2) и 16, 17 (фиг. 3, 6), выполненными, например, в виде полуцилиндров из конвейерной ленты. Плита 12 платформы жестко соединена с цилиндром 6 корпуса, а на плите 13 закреплен первый балансир 18 (фиг. 3, 6) шарнира 19. Второй балансир 20 шарнира 19 оборудован переходной плитой 21 для связи с рукоятью 4 (фиг. 2, 3, 6) экскаватора 2 (фиг. 1, 5). Причем балансиры 18 и 20 шарнира 19 имеют между собой упругую связь, выполненную по меньшей мере двумя упругими элементами 22 и 23 (фиг. 3, 6), например, в виде полуцилиндров из конвейерной ленты. На корпусе оборудования в виде полого усеченного параллельно оси цилиндра 6 установлены по меньшей мере два передних опорных колеса 24, 25 и одно заднее опорное колесо 26 (фиг. 2, 4, 6). Вращательное движение приводной барабан 9 с прикрепленными к нему на гибких тягах 10 ударниками 11 получает от привода вращения барабана с помощью редуктора 27 (фиг. 2, 3, 6) от гидромотора 28, подсоединенного напорным рукавом 29 и сливным рукавом 30 (фиг. 2, 6) к гидролинии 31 экскаватора. Оборудование оснащено противопылевым экраном 32 (фиг. 2, 4), выполненным, например, из конвейерной ленты и закрепленным на кронштейнах 33 и 34 передних опорных колес 24 и 25, соответственно, и цилиндре 6 корпуса.

Оборудование работает следующим образом.

Оборудование 1 посредством переходной плиты 21 навешивают на рукоять 4 экскаватора 2, а напорный рукав 29 и сливной рукав 30 присоединяют к гидролинии 31 (фиг. 1, 2, 6). Экскаватор 2 с навешенным оборудованием 1 занимает исходную позицию около откоса 5 уступа высотой Н (фиг. 1). С помощью гидроцилиндров поворота (не показано) стрелы 3, поворота рукояти 4 и поворота переходной плиты 21 оборудование 1 располагают около верхней бровки уступа в крайнем правом положении (фиг. 5). Приводному барабану 9 (фиг. 3) с прикрепленными к нему на гибких тягах 10, например цепях, ударниками 11 путем подачи по напорному рукаву 29 в гидромотор 28 гидравлической жидкости, с помощью редуктора 27 задают вращательное движение.

Затем, управляя с помощью соответствующих гидроцилиндров экскаватора 2 поворотом стрелы 3, поворотом рукояти 4 и поворотом переходной плиты 21 относительно рукояти 4, оборудование 1 плавно прижимают к поверхности откоса 5 уступа. При этом оно опорными колесами 24, 25 и 26 упирается в поверхность откоса 5 уступа, а упругие элементы 14, 15, 16 и 17 платформы и упругие элементы 22 и 23, соединенные с балансирами 18 и 20 шарнира 19, деформируются (фиг. 6). Причем, так как рукоять 4 расположена не перпендикулярно к верхней бровке откоса 5 уступа, балансир 18 поворачивается относительно балансира 20 против часовой стрелки вокруг оси шарнира 19. При этом упругий элемент 23 по отношению к нейтральному положению (фиг. 3) складывается, т.е. значительно деформируется, получая большой запас потенциальной энергии, стремящейся установить балансиры 18 и 20 в нейтральное положение, а упругий элемент 22 растягивается, т.е. тоже значительно деформируется и получает большой запас потенциальной энергии, стремящейся повернуть балансиры 18 и 20 по часовой стрелке, т.е. вернуть их в нейтральное положение. Упругие элементы 14, 15, 16 и 17 платформы также складываются, т.е. деформируются, получая запас потенциальной энергии, стремящейся установить платформу в нейтральное положение (фиг. 2, 3).

Далее, управляя поворотом стрелы 3, поворотом рукояти 4 и поворотом переходной плиты 21 относительно рукояти 4, оборудование 1 равномерно перемещают по поверхности откоса 5 уступа вниз (по стрелке на фиг. 5). Ударники 11, подвешенные на гибких тягах 10 и прикрепленные к вращающемуся приводному барабану 9, отбивают с обрабатываемой поверхности откоса 5 уступа опасные выступы и куски горной породы на ослабленных участках, где риск вывала наиболее вероятен, а также рыхлую породу.

Таким образом выполняют оборку ниспадающей полосы откоса 5 уступа шириной l (фиг. 6), равной величине захвата приводного барабана 9 с ударниками 11. Отбитые куски и мелкие частицы горной породы будут отлетать по касательной к наружному диаметру вращения ударников 11 и на своем пути они встретят противопылевый экран 32 (фиг. 2, 4), который направит продукты разрушения горной породы вниз вдоль поверхности откоса 5 уступа. Корпус, выполняющий роль защитного кожуха, изготовленный в виде полого усеченного параллельно оси цилиндра 6 с двумя торцовыми крышками 7 и 8 (фиг. 2, 3, 4), обезопасит работу оборудования.

Переместив оборудование 1 по поверхности откоса 5 уступа (фиг. 1, 5) в нижнее положение, прекращают подачу гидравлической жидкости в напорный рукав 29 (фиг. 6), приводной барабан 9 с ударниками 11 останавливается. Поворотом стрелы 3 и рукояти 4 оборудование 1 отводят от поверхности откоса 5 уступа, при этом упругие элементы 14, 15, 16 и 17 платформы и упругие элементы 22 и 23 шарнира 19, имевшие достаточный запас потенциальной энергии, вернут оборудование 1 в нейтральное положение (фиг. 2, 3). Управляя поворотом стрелы 3, поворотом рукояти 4 и поворотом переходной плиты 21, оборудование 1 располагают около верхней бровки уступа левее ранее обработанной полосы на величину l (фиг. 5). Оборудование 1 в данном положении экскаватора 2 готово к работе по оборке следующей полосы откоса 5 уступа.

Далее цикл работы оборудования 1 повторяют.

Таким образом, применяя предлагаемое оборудование 1, оснащенное платформой, состоящей из двух плит 12 и 13, имеющих между собой упругую связь, и шарниром 19, балансиры 18 и 20 которого связаны упругими элементами 22 и 23, можно с одной позиции экскаватора 2 проводить последовательно полосами шириной l оборку участка откоса 5 уступа шириною L (фиг. 5). Переставив экскаватор 2 на новую позицию, выполняют оборку следующего участка откоса 5 уступа шириной L. Наибольшая высота Н обрабатываемого уступа зависит от линейных параметров применяемого экскаватора 2.

Предлагаемое оборудование 1 экскаватора 2, использующее наименее энергоемкий широкозахватный породоразрушающий рабочий орган ударного действия – приводной барабан 9 с прикрепленными к нему на гибких тягах 10, например, цепях, ударниками 11 способно выполнять безопасную и эффективную оборку откосов 5 уступов из горных пород различной крепости при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к горным машинам с исполнительным органом ударного действия, и может быть использовано для оборки откосов уступов из пород различной крепости при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Технический результат – расширение технических возможностей устройства. Навесное оборудование гидравлического экскаватора для оборки откосов уступов включает приводной барабан с прикрепленными к нему на гибких тягах ударниками, привод вращения барабана, противопылевый экран. Навесное оборудование снабжено корпусом в виде полого усеченного параллельно оси цилиндра с двумя торцовыми крышками, на которых смонтирован приводной барабан, платформой, состоящей из двух плит, имеющих между собой упругую связь, шарниром с балансирами и по меньшей мере тремя опорными колесами на указанном корпусе. При этом одна плита платформы жестко соединена с корпусом, а на другой ее плите закреплен первый балансир шарнира, второй балансир которого оборудован переходной плитой для связи с рукоятью гидравлического экскаватора. Указанные балансиры шарнира имеют между собой упругую связь. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Навесное оборудование гидравлического экскаватора для оборки откосов уступов, включающее приводной барабан с прикрепленными к нему на гибких тягах ударниками, привод вращения барабана, противопылевый экран, отличающееся тем, что оно снабжено корпусом в виде полого усеченного параллельно оси цилиндра с двумя торцовыми крышками, на которых смонтирован приводной барабан, платформой, состоящей из двух плит, имеющих между собой упругую связь, шарниром с балансирами и по меньшей мере тремя опорными колесами на указанном корпусе, при этом одна плита платформы жестко соединена с корпусом, а на другой ее плите закреплен первый балансир шарнира, второй балансир которого оборудован переходной плитой для связи с рукоятью гидравлического экскаватора, причем указанные балансиры шарнира имеют между собой упругую связь.

2. Навесное оборудование по п. 1, отличающееся тем, что упругая связь плит платформы выполнена из конвейерной ленты.

3. Навесное оборудование по п. 1, отличающееся тем, что упругая связь балансиров шарнира выполнена из конвейерной ленты.