БУЛЬДОЗЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Российский патент 2021 года по МПК E02F3/76 E02F9/22 

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам, а именно к землеройно-транспортным, и может найти применение в бульдозерах.

Известно бульдозерное оборудование (SU а.с. 1263764, E02F 3/64), включающее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом, раскосы и заслонку с гидроприводом. При работе известного устройства срезаемый ножом отвала грунт набирается в емкость, ограниченную по сторонам отвалом, заслонкой, боковыми стенками и транспортируется к месту отсыпки с опорой на колеса, закрепленные на заслонке. Из анализа устройства и действия известного оборудования видны его недостатки. Первый из них это сложность устройства, содержащего много взаимно подвижных элементов, кроме отвала это: заслонка, упругая пластина, дополнительный нож, колеса на вертлюгах, гидроцилиндры подъема отвала, гидроцилиндры поворота отвала, гидроцилиндры подъема заслонки и соответственно три гидрораспределителя. Такая сложная конструкция снижает надежность бульдозерного оборудования. Очевидна низкая надежность вертлюгов с колесами на заслонке, учитывая тяжелые условия работы бульдозера с грунтами, имеющими самые разнообразные свойства: рыхлый, влажный, сыпучий и, как правило, неровный. Такие колеса приемлемы в магазинных тележках для перемещения по гладкому полу, хотя и там попадаются тележки с заклиненными вертлюгами. Второй недостаток известного рабочего оборудования заключается в том что, при наборе грунта в замкнутую по сторонам емкость, возрастает сопротивление движению стружки, в сравнении с образованием свободной призмы волочения перед отвалом традиционного бульдозера.

Поэтому уменьшается объем набираемого и перемещаемого грунта и соответственно уменьшается производительность.

Известно также и другое бульдозерное оборудование, принятое заявителем за прототип (SU а.с. 987043, E02F 3/76), содержащее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом подъема, раскосы и заслонку, соединенную с отвалом. Второе известное бульдозерное оборудование проще в сравнении с первым по устройству гидроприводов, но механическая кинематика весьма сложная, что снижает надежность. Кроме того, такая кинематическая схема обусловливает взаимозависимость положений отвала, колес и заслонки. Так, при опускании заслонки и касании колесами опорной поверхности остаются зазоры между ножом отвала и грунтом, через которые теряется грунт. Отсутствие боковых стенок заслонки также увеличивает его потери. Еще более существенные потери грунта образуются при опускании заслонки в конце набора его перед отвалом. В конце набора формируется призма волочения с углом откоса примерно равному углу естественного откоса и нижняя грань грунта на опорной поверхности расположена довольно далеко от отвала, в то время как нижняя кромка заслонки при движении к ножу отвала, описывает дугу окружности, центром которой является шарнир на отвале. Поэтому большое количество грунта не попадает внутрь заслонки, а остается за ней и теряется безвозвратно. Недостаток использования вертлюгов с колесами, установленными на заслонке, отмеченный в первом известном устройстве, сохраняется и во втором известном бульдозерном оборудовании. Все указанные отрицательные моменты ведут к уменьшению набираемого и транспортируемого грунта и к снижению производительности, а также снижают надежность бульдозерного оборудования.

Предлагается бульдозерное оборудование, содержащее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом подъема, раскосы и заслонку, соединенную с отвалом, которое снабжено гидроцилиндрами привода заслонки, гидроаккумулятором, редукционным гидроклапаном, причем заслонка снабжена боковыми стенками, имеющими направляющие, выполненные с возможностью поворотно-поступательного движения заслонки относительно роликов, закрепленных на боковых сторонах отвала, и соединена шарнирно с корпусами гидроцилиндров, прикрепленных штоками шарнирно к отвалу, при этом гидрораспределитель гидроцилиндров подъема отвала выполнен четырехпозиционным и сообщен с гидроаккумулятором, соединенным через редукционный гидроклапан с напорной гидролинией, а также с поршневыми полостями гидроцилиндров привода заслонки, штоковые полости которых сообщены с гидрораспределителем гидроцилиндров отвала, причем редукционный гидроклапан выполнен с возможностью поддержания величины давления зарядки гидроаккумулятора, обеспечивающей частичное уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования в плавающем его положении в одной из позиций золотника гидрораспределителя.

Предложенное бульдозерное оборудование обеспечивает увеличение объема набираемого грунта, за счет поворотно-поступательного движения заслонки, захватывающей весь объем его в призме волочения. А также, обеспечивает перемещение его к месту отсыпки без потерь в боковые валики с уменьшением затрат энергии путем частичного, близко к полному, уравновешиванию рабочего оборудования. Кроме того, повышается надежность оборудования, путем упрощения кинематики его элементов.

На фиг. 1 изображено бульдозерное оборудование, вид сбоку, в период срезания грунта; на фиг. 2 - то же в период перемещения заслонки с грунтом к отвалу; на фиг. 3 - то же в период перемещения грунта к месту отсыпки; на фиг. 4 - то же вид сверху.

Бульдозерное оборудование фиг. 1 содержит традиционные элементы, а именно толкающие брусья 1, соединенные шарнирно с базовой машиной 2, отвал 3 с режущим ножом, раскосы 4 и гидроцилиндры 5 привода отвала, сообщенные с гидрораспределителем 6. Дополнительно к штатному рабочему оборудованию установлена заслонка 7 и гидроцилиндры привода 8. Заслонка 7 имеет фронтальную криволинейную поверхность 9 и боковые стенки 10, на которых выполнены направляющие 11 для установки на ролики 12, закрепленные на отвале 3. Задние торцовые кромки боковых стенок 10 заострены и по форме совпадают с формой лобовой поверхности отвала. Заострена также и задняя торцовая кромка фронтальной части заслонки. На боковых стенках 10 заслонки закреплены шарнирно корпусами гидроцилиндры 8, а штоками они шарнирно соединены с отвалом. Штоковые полости гидроцилиндров 8 сообщены с гидрораспределителем 6, а поршневые полости с гидроаккумулятором 13, также, сообщенным с гидрораспределителем и через редукционный гидроклапан 14 с напорной гидролинией.

Бульдозерное оборудование действует следующим образом.

В период срезания грунта все элементы бульдозерного оборудования находятся в положении, изображенном на фиг. 1, а именно, золотник гидрораспределителя 6 занимает нейтральную позицию, поршневые полости гидроцилиндров 8 сообщены с гидроаккумулятором 13, заряженным на заданную гидроклапаном 14 величину давления. Гидроцилиндры 8 удерживают заслонку 7 в максимально поднятом и выдвинутом вперед положении, не мешающим формированию призмы волочения. После окончания набора грунта, при продолжающимся движении бульдозера, золотник гидрораспределителя 6 переключается в позицию плавающего положения отвала, изображенную на фиг. 2. В этом положении поршневые полости гидроцилиндров 5 сообщаются с гидробаком, а штоковые полости с гидроаккумулятором 13. Величина давления в гидроаккумуляторе задается редукционным гидроклапаном 14 таковой, что обеспечивает частичное, несколько ниже полного, уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования. Одновременно штоковые полости гидроцилиндров 8 сообщаются с напорной гидролинией и штоки, преодолевая давление, создаваемое в поршневых полостях гидроаккумулятором, опускают заслонку 7 вниз на опорную поверхность и перемещают ее вместе с грунтом к отвалу. Заслонка с отвалом образуют замкнутую по сторонам емкость, вмещающую весь объем призмы волочения. После прижатия заслонки к отвалу, включается транспортная скорость и весь набранный грунт, без потерь в боковые валики перемещается к месту отсыпки, см. фиг. 3. Уравновешивание рабочего оборудования уменьшает удельное давление широкой криволинейной поверхности заслонки на опорную поверхность, что существенно уменьшает величину сопротивления ее перемещения и затраты энергии на транспортирование грунта к месту отсыпки.

Для отсыпки грунта золотник гидрораспределителя 6 переключается в позицию подъема отвала, в которой поршневые полости гидроцилиндров 5 сообщаются с гидробаком и штоковые полости с напорной гидролинией. Одновременно штоковые полости гидроцилиндров 8 сообщаются с гидробаком, а поршневые полости сообщены с гидроаккумулятором 13. В результате отвал поднимается, а заслонка 7 одновременно с подъемом выдвигается максимально вперед, принимая исходное положение для повторения рабочего цикла.

Таким образом, применение предложенного бульдозерного оборудования обеспечивает повышение производительности, за счет увеличения объема набираемого грунта и перемещения его к месту отсыпки без потерь в боковые валики. Уменьшаются затраты энергии на перемещение грунта, за счет уравновешивания рабочего оборудования. Необходимо заметить, что гидроаккумулятор не только уравновешивает рабочее оборудование, но и образует упругую связь между заслонкой и базовой машиной. Заслонка, обладая определенной массой, оказывает демпфируещее воздействие на колебания бульдозера при перемещении его, по практически всегда неровной поверхности. Это уменьшает амплитуду колебаний центра масс бульдозера, повышает плавность хода и позволяет двигаться с большей скоростью, по крайней мере, при возвращении в забой после отсыпки грунта, что сокращает время рабочего цикла и дополнительно повышает производительность. Кроме того, повышается надежность бульдозерного оборудования, путем упрощения кинематики его элементов. Предложенное бульдозерное оборудование может найти применение при проектировании новых машин, а также может монтироваться на существующих машинах, без изменения их конструкции в виде дополнительного сменного оборудования для расширения эксплуатационных возможностей бульдозеров.

Изобретение относится к строительным и дорожным машинам, например к бульдозерам. Технический результат - повышение производительности за счет увеличения объема призмы волочения и уменьшения потерь грунта при транспортировании путем установки заслонки с поворотно-поступательным движением. Одновременно снижаются энергозатраты на перемещение грунта. Бульдозерное оборудование включает толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом подъема, раскосы и заслонку, соединенную с отвалом, гидроцилиндры привода заслонки, гидроаккумулятор и редукционный гидроклапан. Причем заслонка снабжена боковыми стенками, имеющими направляющие, выполненные с возможностью поворотно-поступательного движения заслонки относительно роликов, закрепленных на боковых сторонах отвала, и соединена шарнирно с корпусами гидроцилиндров, прикрепленных штоками шарнирно к отвалу. Гидрораспределитель гидроцилиндров подъема отвала выполнен четырехдиапазонным и сообщен с гидроаккумулятором, соединенным через редукционный гидроклапан с напорной гидролинией, а также с поршневыми полостями гидроцилиндров привода заслонки, штоковые полости которых сообщены с гидрораспределителем гидроцилиндров подъема отвала. Редукционный гидроклапан выполнен с возможностью поддержания величины давления зарядки гидроаккумултора, обеспечивающей частичное уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования в плавающем его положении в одной из позиций золотника гидрораспределителя. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Бульдозерное оборудование, включающее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом подъема, раскосы и заслонку, соединенную с отвалом, отличающееся тем, что оно снабжено гидроцилиндрами привода заслонки, гидроаккумулятором и редукционным гидроклапаном, причем заслонка снабжена боковыми стенками, имеющими направляющие, выполненные с возможностью поворотно-поступательного движения заслонки относительно роликов, закрепленных на боковых сторонах отвала, и соединена шарнирно с корпусами гидроцилиндров, прикрепленных штоками шарнирно к отвалу, при этом гидрораспределитель гидроцилиндров подъема отвала выполнен четырехдиапазонным и сообщен с гидроаккумулятором, соединенным через редукционный гидроклапан с напорной гидролинией, а также с поршневыми полостями гидроцилиндров привода заслонки, штоковые полости которых сообщены с гидрораспределителем гидроцилиндров подъема отвала, причем редукционный гидроклапан выполнен с возможностью поддержания величины давления зарядки гидроаккумултора, обеспечивающей частичное уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования в плавающем его положении в одной из позиций золотника гидрораспределителя.

2. Бульдозерное оборудование по п. 1, отличающееся тем, что задняя торцовая кромка заслонки заострена.

3. Бульдозерное оборудование по п. 1, отличающееся тем, что задние торцовые кромки боковых стенок заслонки заострены и выполнены по форме лобовой поверхности отвала.