Ковш погрузчика Российский патент 2023 года по МПК E01H6/00 E02F3/40 

Изобретение относится к дорожно-строительному, коммунальному или сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для разработки легких сыпучих материалов и грунтов, уборки городских дорог от снега, уборки животноводческих помещений или раздачи кормов для животных.

Известно рабочее оборудование машины для уборки снега в городских условиях (RU 109762 U1, Е01Н 5/00, 27.10.2011 г.) состоящее из самоходной гусеничной или колесной машины, рычажной системы и фронтально расположенного ковша. Рычажная система подвески ковша позволяет поднимать ковш, смещать его до 1,5 метров вбок вправо-влево от продольной плоскости машины, и опрокидывать его в соответствующую сторону или вперед. Таким образом, машина технологически может выгружать снег вбок за пределы фронтально расчищаемой дороги, или в транспорт, идущий сбоку. Дополнительное пространство и маневрирование погрузчика при этом не требуются.

Однако для этого рабочего оборудования характерны большая сложность конструкции, ограничение продольной и поперечной устойчивости машины и соответствующее снижение грузоподъемности. Сложность конструкции такого рабочего оборудования обусловлена несколькими взаимосвязанными рычажными системами, имеющими многочисленные приводы, обеспечивающими подъем, смещение вбок, фронтальный поворот ковша вверх-вниз, поворот ковша вправо вверх-вниз и влево вверх-вниз. Ограничение продольной и поперечной устойчивости погрузчика и соответствующее снижение грузоподъемности объясняется большим плечом выноса ковша и рычажной системы его крепления относительно шасси базовой машины для выполнения заданных движений механизма.

Известна снегоуборочная машина (RU 100526 U1, Е01Н 6/00, 20.12.2010 г.), содержащая базовое шасси фронтального погрузчика, механизм крепления и управления съемным оборудованием, съемное оборудование в виде навесного снегопогрузочного ковша, образованного верхней, нижней, задней и боковыми стенками и проушинами крепления к управляющему механизму базового погрузчика. Кроме того, ковш имеет подвижные переднюю затворную стенку-крышку и боковые стенки-поршни, по размерам соответствующие внутреннему профилю ковша. После набора снега в объем ковша при поступательном движении машины, оператор закрывает переднюю затворную стенку-крышку и сжимает снег оппозитно движущимися боковыми стенками-поршнями. Получившийся брикет выгружается фронтальным подъемом и опрокидыванием ковша в транспорт или складируется.

Однако сложность конструкции ковша этой снегоуборочной машины и узкая специализация, требуют дополнительного совершенствования работ по укладке снежных брикетов в транспорт или на склад. Кроме того, поднятая передняя затворная стенка-крышка мешает проведению обычной универсальной технологии погрузочно-разгрузочных работ.

Известен ковш погрузчика, удобный для очистки от асфальта (CN 213204246 U, E02F 3/40, E02F 3/407, 14.05.2021 г.), содержащий корпус ковша, внутри которого расположен подвижный скребок, повторяющий внутренние контуры ковша. Скребок жестко связан с направляющей подвижной тягой, выходящей через боковую стенку ковша, выдвигая которую вручную производится очистка стенок ковша от налипшего асфальта.

Однако для такого ковша характерна вспомогательная, обслуживающая функция устройства, которая может быть реализована только после освобождения всего объема ковша от асфальта основным технологическим способом. Сплошная боковая стенка ковша с небольшим прочистным окошком позволяет удалить остатки асфальта, но не позволит выгружать основной объем асфальта вбок, а ручной привод не обеспечивает приложения к скребку сколько-нибудь значительных усилий для смещения массы асфальта. Кроме того, при смещении скребка к противоположной боковой стенке, подвижная тяга, жестко связанная со скребком, будет выступать за габариты ковша и мешать маневрированию погрузчика.

Наиболее близким по конструктивной сущности является рабочее оборудование погрузчика (RU 2007520 C1, E02F 3/76, 15.02.1994 г.), включающее установленный фронтально ковш с боковой выгрузкой, выполненный из передней подвижной части и задней неподвижной части - закрепленной на стреле погрузчика неподвижно в поперечной плоскости машины, но имеющей возможность поворота в продольной плоскости - для выполнения операций зачерпывания и опрокидывания ковша. Передняя подвижная часть ковша состыкована с задней с возможностью продольного перемещения относительно последней посредством гидроцилиндра механизма боковой выгрузки. При включении механизма боковой выгрузки, передняя подвижная часть ковша смещается вбок относительно продольной плоскости погрузчика и продольно относительно задней неподвижной части ковша, и одной из своих боковых (торцевых) стенок выталкивает материал из задней части вбок. При этом материал из передней части также высыпается вбок в открывшееся пространство.

Однако для такого ковша с боковой выгрузкой характерны сложность конструкции, невысокая прочность ковша в раскрытом состоянии, перекрытие большой площади пространства при выгрузке, неполная выгрузка вбок объема зачерпнутого материала, выгрузка материала только в одну сторону, ухудшение поперечной устойчивости машины.

Сложность конструкции и невысокая прочность такого ковша обусловлена тем, что ковш состоит из двух частей и стыковка этих частей должна обеспечить возможность перемещения подвижной части вбок с помощью гидроцилиндра механизма боковой выгрузки, причем гидроцилиндр, помимо силовой функции, выполняет роль направляющей, удерживающей подвижную часть на необходимой траектории. В крайнем выдвинутом положении значительная масса подвижной части ковша и части налипшего грунта приходится на выдвинутый конец штока гидроцилиндра. Это вызывает нарушение поперечной (боковой) устойчивости погрузчика, и с учетом еще и инерционных нагрузок от движения машины, и элементов рабочего оборудования, заставляет работать шток гидроцилиндра на пределе изгиба. Кроме того, при выгрузке подвижная часть ковша значительно выступает за габариты погрузчика и может быть случайно ударена о кузов транспортной машины или стенки производственного помещения. Кроме того, перемещение подвижной части вбок почти на ширину ковша за габариты погрузчика требует дополнительной площади пространства для выгрузки.

Конструктивная компоновка ковша из двух частей с приводом от гидроцилиндра однозначно предполагает одностороннюю работу устройства т.к. одна из торцевых стенок подвижной части центруется с возможностью перемещения по корпусу гидроцилиндра и всегда находится в пределах этого корпуса и габаритов неподвижной части ковша, а другая торцевая стенка центруется неподвижно на конце штока и может выдвигаться вместе со всей подвижной частью только в одну сторону.

Неполная выгрузка вбок объема зачерпнутого материала объясняется тем, что длина рабочего хода штока гидроцилиндра механизма боковой выгрузки всегда меньше длины его корпуса на длину передней и задней крышек, внутреннюю длину поршня гидроцилиндра и пространство для размещения присоединительных штуцеров гидропривода.

Технической проблемой изобретения является расширение технологических возможностей, упрощение и упрочнение конструкции, снижение металлоемкости рабочего оборудования погрузчика.

Техническим результатом изобретения является создание ковша с боковой выгрузкой в обе стороны.

Поставленная техническая проблема и технический результат достигаются тем, что корпус ковша погрузчика с механизмом его боковой выгрузки включает днище, переходящее по радиусу в заднюю стенку, усиленные с внешней стороны ребрами жесткости, соединенные между собой боковыми стойками, в которых закреплена направляющая штанга, на которую надета с возможностью продольного перемещения плоская подвижная заслонка, радиус кривизны которой повторяет внутренний радиус кривизны днища, переходящего в заднюю стенку, и которая через отклоняющие блоки двумя ветвями каната соединена с лебедкой канатного механизма боковой выгрузки, гидропривод которого корпусом жестко закреплен на задней стенке ковша, причем боковые стойки образуют с боков ковша открытое пространство, а подвижная заслонка может быть установлена как с одной стороны, выполняя роль одной из боковых стенок ковша, так и в средней части ковша, позволяя производить выгрузку последовательно вправо и влево.

Выполнение ковша в виде единого корпуса, включающего днище, переходящее по радиусу в заднюю стенку, объединенные ребрами жесткости и боковыми стяжками, значительно упрощает и упрочняет металлоконструкцию ковша. Отсутствие боковых стенок позволяет производить выгрузку материала из объема ковша вбок в любую сторону. Подвижная заслонка, установленная только с одной стороны, выполняет роль одной из боковых стенок ковша: правой или левой, и в то же время выполняет функцию активного отвала, повторяющего внутренний профиль ковша и смещающего материал в свободную сторону при боковой выгрузке.

Установление подвижной заслонки в средней части ковша путем перемещения по направляющей штанге с помощью механизма боковой выгрузки позволяет осуществлять выгрузку материала последовательно вправо и влево.

Направляющая штанга, установленная на корпусе ковша, не позволяет подвижной заслонке отклоняться от внутреннего профиля ковша, и оставлять на днище и стенках слой невыгруженного материала, но, в то же время обеспечивает ей возможность продольного перемещения относительно корпуса на всю его ширину.

Канатный механизм боковой выгрузки приводит в движение подвижную заслонку и включает две ветви каната, связанные с подвижной заслонкой, отклоняющие блоки, направляющие канат на тяговый барабан лебедки, имеющей редуктор и гидромотор объемного гидропривода.

Изобретение поясняется следующими графическими материалами.

На фиг. 1 представлен ковш погрузчика вид спереди; на фиг. 2 представлен ковш погрузчика вид сзади.

Ковш погрузчика состоит из корпуса, включающего днище 1, переходящее по радиусу в заднюю стенку 2, усиленные с внешней стороны ребрами жесткости 5, соединенные боковыми стойками 6, которые усилены накладными ножами 7, имеющими заостренные режущие кромки. Накладные ножи необходимы для предохранения боковых стоек 6 от повреждений и снижения усилия резания при наборе грунта.

На боковых стойках 6 имеются кронштейны 8, к которым посредством съемных фланцев 9 закреплена направляющая штанга 3, на которую надета плоская подвижная заслонка 10, радиус кривизны которой полностью повторяет радиус кривизны днища 1, переходящего в заднюю стенку 2. Плоская подвижная заслонка 10 через отклоняющие блоки 4 соединена с лебедкой канатного механизма боковой выгрузки 11, снабженной гидромотором 12.

Две ветви каната, связанные с заслонкой 10, имеют двойную навивку на барабан лебедки механизма боковой выгрузки 11. При этом одна из ветвей каната с одной стороны, через отклоняющий блок 4 навивается на барабан и тянет подвижную заслонку 10, а другая, с противоположной стороны, таким же образом сматывается с барабана и обеспечивает заслонке 10 необходимый свободный ход.

Так как плоская подвижная заслонка 10 повторяет внутренний профиль ковша, она может продольно перемещаться по направляющей штанге 3 вправо и влево относительно днища 1 и задней стенки 2 в пределах их длины.

Кроме того, на задней стенке ковша 2 имеются кронштейны 13 для его крепления к шарнирам стрелы погрузчика и штатному механизму поворота ковша.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Необходимо установить плоскую подвижную заслонку 10 в нужное для выгрузки положение: крайнее левое - для выгрузки в правую сторону, крайнее правое - для выгрузки в левую сторону, в среднее положение - если выгрузка производится последовательно и вправо, и влево, т.е. если требуется подача материала потребителям, находящимся с обеих сторон по ходу движения погрузчика.

При боковой выгрузке оператор погрузчика через гидрораспределитель погрузчика включает гидромотор 12 лебедки канатного механизма боковой выгрузки 11, заставляющий перемещаться по направляющей штанге 3 плоскую подвижную заслонку 10, которая, в свою очередь выталкивает материал из объема ковша в нужную сторону.

Днище 1, переходящее по радиусу в заднюю стенку 2 по всей длине абсолютно гладкое и не препятствует выходу материала вбок в пространство под стойкой 6. Две ветви каната, связанные с плоской подвижной заслонкой 10, имеют двойную навивку на барабан лебедки механизма боковой выгрузки 11. Одна из ветвей каната через отклоняющий блок 4 навивается на барабан и тянет плоскую подвижную заслонку 10 в выбранном направлении, а другая таким же образом сматывается с барабана и обеспечивает заслонке 10 необходимый свободный ход.

В конце рабочего хода, когда плоская подвижная заслонка 10 вплотную приближается к боковой стойке 6, срабатывает концевой выключатель управления гидроавтоматикой и гидромотор 12 лебедки канатного механизма боковой выгрузки 11 автоматически выключается, останавливая плоскую подвижную заслонку 10.

При необходимости движения плоской подвижной заслонки 10 в противоположном направлении, оператор погрузчика переключает гидромотор 12 на обратное вращение, и лебедка канатного механизма боковой выгрузки 11 начинает работать в обратную сторону.

Если заслонка 10 установлена в среднем положении (произвольно, не точно), то при зачерпывании материала, он заполняет объем ковша по обе стороны от заслонки 10. Поэтому и выгрузка производится включением гидромотора 12 и перемещением плоской подвижной заслонки 10, на половину ее хода сначала в одну сторону, (по усмотрению оператора) до автоматической остановки около боковой стойки 6 и выталкиванием половины (приблизительно) объема материала из всего объема ковша. Затем оператор переключает гидромотор 12 на вращение в обратную сторону, и плоская подвижная заслонка 10 совершает полный ход до противоположной боковой стойки 6 и выталкивает оставшуюся половину объема материала в другую сторону.

Такая конструкция ковша позволяет осуществлять как фронтальную выгрузку материала с помощью механизма опрокидывания ковша, так и вбок, в любую сторону от продольной плоскости машины с помощью механизма боковой выгрузки. При этом маневрирование погрузчика и дополнительное пространство для выгрузки не требуются, так как ковш не имеет боковых стенок.

Изобретение относится к дорожно-строительному, коммунальному или сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам для разработки легких сыпучих материалов и грунтов, уборки городских дорог от снега, уборки животноводческих помещений или раздачи кормов для животных. Корпус ковша погрузчика с механизмом его боковой выгрузки включает днище, переходящее по радиусу в заднюю стенку, усиленные с внешней стороны ребрами жесткости, соединенные между собой боковыми стойками, в которых закреплена направляющая штанга, на которую надета плоская подвижная заслонка, радиус кривизны которой повторяет внутренний радиус кривизны днища, переходящего в заднюю стенку, с возможностью продольного перемещения, которая через отклоняющие блоки двумя ветвями каната соединена с лебедкой канатного механизма боковой выгрузки, гидропривод которого корпусом жестко закреплен на задней стенке ковша. Причем боковые стойки образуют с боков ковша открытое пространство, а подвижная заслонка может быть установлена как с одной стороны, выполняя роль одной из боковых стенок ковша, так и в средней части ковша, позволяя производить выгрузку последовательно вправо и влево. Упрощается и упрочняется конструкция, снижается металлоемкость рабочего оборудования погрузчика. 2 ил.

Корпус ковша погрузчика с механизмом его боковой выгрузки включает днище, переходящее по радиусу в заднюю стенку, усиленные с внешней стороны ребрами жесткости, соединенные между собой боковыми стойками, в которых закреплена направляющая штанга, на которую надета плоская подвижная заслонка, радиус кривизны повторяет внутренний радиус кривизны днища, переходящего в заднюю стенку, с возможностью продольного перемещения, которая через отклоняющие блоки двумя ветвями каната соединена с лебедкой канатного механизма боковой выгрузки, гидропривод которого корпусом жестко закреплен на задней стенке ковша, причем боковые стойки образуют с боков ковша открытое пространство, а подвижная заслонка может быть установлена как с одной стороны, выполняя роль одной из боковых стенок ковша, так и в средней части ковша, позволяя производить выгрузку последовательно вправо и влево.