УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ПОВОРОТНОГО ДВИЖЕНИЯ РАБОЧЕГО ИНСТРУМЕНТА ОТНОСИТЕЛЬНО ПЛЕЧА МАШИНЫ, РЫЧАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ В СБОРЕ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ИНСТРУМЕНТОМ ОТНОСИТЕЛЬНО РАМЫ МАШИНЫ И РАБОЧАЯ МАШИНА Российский патент 2023 года по МПК E02F3/36 E02F3/42 

Область техники

Настоящее раскрытие относится к устройству, такому как силовая тяга, которое облегчает поворотное движение приспособления относительно плеча машины. В частности, настоящее раскрытие относится к конструкции и конфигурации аппарата, которая повышает структурную жесткость аппарата.

Уровень техники

Машина, такая как экскаватор, обычно содержит плечо и приспособление (например, ковш), которое может поворачиваться относительно плеча для выполнения полезной работы. В целом, приспособление поворачивается относительно плеча за счет приведения в действие исполнительного механизма (например, гидравлического исполнительного механизма). Исполнительный механизм обычно использует устройство, обычно называемое силовой тягой, для облегчения поворотного движения приспособления относительно плеча. Согласно одному примеру, один конец устройства может быть соединен с исполнительным механизмом, тогда как другой конец может быть соединен с приспособлением, и, таким образом, движение, передаваемое исполнительным механизмом устройству, может быть передано приспособлению, вызывая поворот приспособления относительно плеча.

Часто возникает потребность в выполнении приспособлением различных трудных задач на рабочей площадке. Например, если приспособление предусматривает ковш, то ковшом может потребоваться управлять, чтобы копать, вынимать, зачерпывать, извлекать и сбрасывать некоторое количество материала в одном или нескольких заданных местах рабочей площадки. Во время выполнения таких трудных задач исполнительный механизм может неоднократно побуждать устройство перемещаться, тянуть, толкать и т. д., тем самым подвергая устройство различным нагрузкам. Такие нагрузки сокращают срок службы устройства, что приводит к частым ремонтам и/или заменам устройства, что влечет за собой расходы и простои машины.

Патент Китая № 206916812 относится к новому X-образному, I-образному конструкционному соединительному стержню. Соединительный стержень содержит трубку вала, пару трубок вала, расположенных напротив трубки вала, два внешних ребра, соединенных между трубкой вала и парой трубок вала, и два изгибаемых ребра, (также) соединенных между трубкой вала и парой трубок вала. Внешние ребра расположены с левой стороны и с правой стороны соединительного стержня, тогда как два изгибаемых ребра образованы как единое целое для получения X-образной конструкции, чтобы обеспечить равномерную передачу силы на весь соединительный стержень.

Сущность изобретения

В одном аспекте настоящее изобретение направлено на устройство для облегчения поворотного движения приспособления относительно плеча машины. Устройство содержит тягу. Тяга содержит первый концевой сегмент, второй концевой сегмент и промежуточный сегмент, проходящий между ними. Каждый из первого концевого сегмента и второго концевого сегмента содержит проушинную часть и стержневую часть, которая проходит цельно и непрерывно из проушинной части. Промежуточный сегмент соединен со стержневой частью первого концевого сегмента и со стержневой частью второго концевого сегмента.

В другом аспекте раскрытие относится к рычажному механизму в сборе для управления приспособлением относительно рамы машины. Рычажный механизм в сборе содержит плечо, исполнительный механизм и устройство. Плечо приспособлено для поворотного соединения с приспособлением, в то время как исполнительный механизм подвижно соединен с плечом. Устройство поворотно соединено с исполнительным механизмом и приспособлено для поворотного соединения с приспособлением для облегчения поворотного движения приспособления относительно плеча, на основе приводящего в действие действия исполнительного механизма. Устройство содержит тягу с первым концевым сегментом, вторым концевым сегментом и промежуточным сегментом, проходящим между ними. Каждый из первого концевого сегмента и второго концевого сегмента содержит проушинную часть и стержневую часть, проходящую цельно и непрерывно из проушинной части. Промежуточный сегмент соединен со стержневой частью первого концевого сегмента и со стержневой частью второго концевого сегмента.

В еще одних аспектах настоящее изобретение направлено на машину. Машина содержит раму, плечо, приспособление, исполнительный механизм и устройство. Плечо подвижно соединено относительно рамы. Приспособление поворотно соединено с плечом и приспособлено для выполнения рабочей функции. Исполнительный механизм подвижно соединен с плечом и приспособлен для регулируемого управления приспособлением относительно плеча. Кроме того, устройство поворотно соединено с исполнительным механизмом и приспособлением для облегчения поворотного движения приспособления относительно плеча, на основе приводящего в действие действия исполнительного механизма. Устройство содержит по меньшей мере две тяги, которые расположены параллельно и на расстоянии друг от друга. Каждая тяга содержит первый концевой сегмент, второй концевой сегмент и промежуточный сегмент, проходящий между ними. Каждый из первого концевого сегмента и второго концевого сегмента содержит проушинную часть и стержневую часть, проходящую цельно и непрерывно из проушинной части. У каждой тяги промежуточный сегмент соединен со стержневой частью первого концевого сегмента и со стержневой частью второго концевого сегмента с помощью сварки с разделкой кромок.

Краткое описание графических материалов

Фиг. 1 – иллюстративная машина, содержащая рычажный механизм в сборе, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 2 – часть плеча рычажного механизма в сборе, расположенная на расстоянии от рамы машины, при этом приспособление поворотно соединено с плечом в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 3 – вид в перспективе устройства, которое облегчает поворотное движение приспособления относительно плеча, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 4 – вид в разобранном состоянии устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и

фиг. 5 – вид сверху устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

Далее будет осуществлена подробная ссылка на конкретные варианты осуществления или признаки, примеры которых проиллюстрированы на сопроводительных графических материалах. В целом соответствующие ссылочные номера будут использованы на всех графических материалах для обозначения одинаковых или соответствующих деталей.

Со ссылкой на фиг. 1 показана машина 100. Машина 100 может быть выполнена с возможность выполнения множества операций на рабочей площадке 104, таких как загрузка и выгрузка различных материалов. Материалы могут включать, но без ограничения, грунт, деревья, элементы конструкции, камни, почву, раздробленные частицы и т. д. Как показано, машина 100 содержит раму 108, рычажный механизм в сборе 112 и приспособление 116. Рычажный механизм в сборе 112 и приспособление 116 могут работать согласованно для выполнения одной или нескольких вышеупомянутых операций на рабочей площадке 104. Машина 100 может представлять собой экскаватор 120, как показано. Однако концепции настоящего раскрытия могут быть также применимы к ряду других рабочих машин, и не ограничиваются экскаватором 120. Например, таких машин, как лесозаготовительные машины, одноковшовые экскаваторы, экскаваторы-погрузчики и т. д., также могут касаться детали и рассмотрения, обсуждаемые в настоящем документе.

Рама 108 может предусматривать жесткую конструкцию, с которой могут быть соединены почти все остальные компоненты (и/или подкомпоненты) машины 100. Например, рама 108 может поддерживать кабину 124 оператора, которая может быть использована для размещения одного или нескольких операторов машины 100 для управления множеством функций машины 100. Рама 108 может дополнительно поддерживать контргруз 128, который обеспечивает устойчивость машины 100 во время работы. Рама 108 может поворотно опираться на блок 132 трансмиссии (например, нижний блок 132’ трансмиссии) машины 100. Блок 132 трансмиссии может находиться в зацеплении с поверхностью 136 земли, облегчая передвижение машины по поверхности 136 земли (и относительно нее).

Со ссылкой на фиг. 1 и 2 рычажный механизм в сборе 112 может применяться для управления приспособлением 116 относительно рамы 108 машины 100. С этой целью рычажный механизм в сборе 112 может содержать плечи 140, кронштейн 144, выполненный с возможностью соединения приспособления 116 с одним из плеч 140, устройство 148 для облегчения поворотного движения приспособления 116 относительно одного из плеч 140, шарнирный направляющий блок 152 для поддержания устройства 148 и несколько исполнительных механизмов 156, приспособленных для активации и передвижения плеч 140 и приспособления 116 между различными конфигурациями. Теперь все из перечисленного будет рассмотрено детально.

Плечи 140 могут содержать или могут быть разделены на рукоять 146 и стрелу 142. Как рукоять 146, так и стрела 142 могут быть в целом жестко сформированными удлиненными элементами, которые могут быть поворотно соединены друг с другом. Стрела 142 может образовывать первый конец 160 стрелы и второй конец 164 стрелы, расположенный напротив первого конца 160 стрелы. Аналогично, рукоять 146 может образовывать первый конец 168 рукояти и второй конец 172 рукояти, расположенный напротив первого конца 168 рукояти. Хотя рукоять 146 и стрела 142 могут в целом образовывать плечи 140 рычажного механизма в сборе 112, рычажный механизм в сборе 112 может содержать дополнительное или меньшее количество плеч и/или других устройств.

Стрела 142 может быть подвижно или поворотно соединена с рамой 108. Например, первый конец 160 стрелы может быть поворотно соединен с рамой 108, тогда как второй конец 164 стрелы может быть в целом расположен на удалении от рамы 108. Согласно показанному примеру, второй конец 164 стрелы может быть поворотно соединен с рукоятью 146 (например, с первым концом 168 рукояти 146). Таким образом, стрела 142 (совместно с рукоятью 146) может поворачиваться относительно рамы 108. Согласно примеру, стрела 142 может поворачиваться относительно рамы 108 вокруг оси стрелы (не показана), расположенной в целом горизонтально относительно поверхности 136 земли. Рукоять 146, соединенная со стрелой 142 на первом конце 168 рукояти, может поворачиваться относительно стрелы 142 вокруг оси 176 рукояти. В некоторых применениях ось 176 рукояти может быть параллельна оси стрелы.

Кронштейн 144 может содержать первую часть 180 в виде ушка и вторую часть 184 в виде ушка. Вторая часть 184 в виде ушка может быть поворотно соединена со вторым концом 172 рукояти, и, таким образом, может облегчать поворот кронштейна 144 относительно рукояти 146. В варианте осуществления вторая часть 184 в виде ушка может вмещать второй конец 172 рукояти, и штырь 188 может проходить через вторую часть 184 в виде ушка и второй конец 172 рукояти и поворотно удерживается в нем, чтобы поворотно соединять вторую часть 184 в виде ушка со вторым концом 172 рукояти, в свою очередь, поворотно соединяя кронштейн 144 с рукоятью 146.

Приспособление 116 может быть неподвижно соединено (например, с помощью сварки) с кронштейном 144, и, следовательно, поворотное движение кронштейна 144 относительно рукояти 146 может переходить в поворотное движение приспособления 116 относительно рукояти 146. Приспособление 116, согласно аспекту настоящего изобретения, содержит ковш 192. Однако приспособление 116 может представлять и/или может содержать различные другие рабочие инструменты, такие как молоток, захват, плунжер, вилка, рыхлитель и подобные такие инструменты для выполнения различных операций. Хотя не ограничено, приспособление 116 может быть поворотным относительно рукояти 146 вокруг оси 196 приспособления, которая может быть параллельна оси 176 рукояти.

В соответствии с аспектами, описанными здесь, количество исполнительных механизмов 156 может быть три. Однако, в зависимости от общей конструкции и компоновки рычажного механизма в сборе 112, область применения машины 100, тип машины 100 и т. д., количество исполнительных механизмов 156 могут меняться. Поэтому можно предусмотреть дополнительное или меньшее количество исполнительных механизмов 156. Для упрощения ссылки три исполнительных механизма 156 по отдельности называются исполнительным механизмом 200 стрелы, исполнительным механизмом 204 рукояти и исполнительным механизмом 208 приспособления. Согласно одному примеру, каждый из исполнительного механизма 200 стрелы, исполнительного механизма 204 рукояти и исполнительного механизма 208 приспособления может работать на принципах приведения в действие гидроприводом и может содержать механизм на основе цилиндрического стержня. Например, каждый из исполнительного механизма 200 стрелы, исполнительного механизма 204 рукояти и исполнительного механизма 208 приспособления может содержать цилиндр (например, см. цилиндр 212, связанный с исполнительным механизмом 208 приспособления) и стержень (например, см. стержень 216, связанный с исполнительным механизмом 208 приспособления). Стержень может телескопически выдвигаться и втягиваться относительно цилиндра под действием нагнетания/выпускания гидравлической жидкости в/из цилиндра.

Исполнительный механизм 200 стрелы может быть оперативно и поворотно соединен между стрелой 142 и рамой 108. Таким образом, исполнительный механизм 200 стрелы может облегчать приведение в действие и поворотное движение стрелы 142 относительно рамы 108 вокруг оси стрелы. Указанное поворотное движение может быть выполнено вдоль высоты H машины 100, помогая поднимать и опускать рычажный механизм в сборе 112 как единое целое (вместе с приспособлением 116) относительно рамы 108. Исполнительный механизм 204 рукояти может быть оперативно соединен между стрелой 142 и рукоятью 146 и может облегчать поворотное движение рукояти 146 относительно стрелы 142 вокруг оси 176 рукояти.

Исполнительный механизм 208 приспособления может быть оперативно и поворотно соединен между рукоятью 146 и кронштейном 144, чтобы активировать или запускать поворотное движение кронштейна 144 (и, следовательно, приспособления 116) относительно рукояти 146. Например, цилиндр 212 исполнительного механизма 208 приспособления может быть соединен с рукоятью 146, тогда как стержень 216 исполнительного механизма 208 приспособления может выдвигаться и втягиваться относительно цилиндра 212, как отмечено выше. Конец 220 стержня 216 может быть оперативно соединен (т. е. посредством устройства 148) с кронштейном 144, чтобы вызвать поворотное движение кронштейна 144 (и, следовательно, приспособления 116) относительно рукояти 146 на основе действия исполнительного механизма 208 приспособления.

Шарнирный направляющий блок 152 может быть поворотно соединен с частью 224 рукояти 146 (например, часть 224 расположена относительно близко ко второму концу 172 рукояти, как показано на фиг. 1 и 2) и может также быть поворотно соединен с концом 220 стержня 216, таким образом, образуя шарнирное соединение 228 относительно стержня 216. Таким образом, направляющий блок 152 может поддерживать и направлять конец 220 стержня 216, следовательно, также поддерживая и направляя исполнительный механизм 208 приспособления относительно рукояти 146. Согласно описанному варианту осуществления шарнирный направляющий блок 152 содержит сдвоенные направляющие рычаги, а именно первый направляющий рычаг 232 и второй направляющий рычаг 232’. Первый направляющий рычаг 232 и второй направляющий рычаг 232’ являются идентичными и параллельно расположенными относительно друг друга и образуют пространство 236 между собой (см. фиг. 2). Первый направляющий рычаг 232 и второй направляющий рычаг 232’ совместно образуют первый направляющий конец 240 шарнирного направляющего блока 152 и второй направляющий конец 244 шарнирного направляющего блока 152. Первый направляющий рычаг 232 и второй направляющий рычаг 232’ могут вмещать часть 224 рукояти 146 в пространство 236 от первого направляющего конца 240, и могут вмещать конец 220 стержня 216 в пространство 236 от второго направляющего конца 244. Кроме того, первый направляющий рычаг 232 и второй направляющий рычаг 232’ могут также вращательно (т. е. поворотно) удерживаться относительно каждого из части 224 рукояти 146 и конца 220 стержня 216 за счет использования соответствующих штырей 248, 252.

Со ссылкой на фиг. 2, 3, 4 и 5 устройство 148 соединено между стержнем 216 и кронштейном 144, и облегчает поворотное движение кронштейна 144 (и, следовательно, приспособления 116) относительно рукояти 146. По структуре и конструкции устройство 148 содержит пару тяг 260, а именно первую тягу 264 и вторую тягу 268, может быть предусмотрено дополнительное или меньшее количество тяг 260. Первая тяга 264 и вторая тяга 268 идентичны друг другу. А также вторая тяга 268 находится на расстоянии от первой тяги 264 и расположена параллельно относительно первой тяги 264.

Первая тяга 264 и вторая тяга 268 совместно образуют первую концевую часть 272 устройства и вторую концевую часть 276 устройства указанного устройства 148. Первая концевая часть 272 устройства может быть поворотно соединена с первой частью 180 в виде ушка кронштейна 144, тогда как вторая концевая часть 276 устройства может быть поворотно соединена с шарнирным соединением 228, таким образом, шарнирное соединение 228 становится общей точкой пересечения между стержнем 216, шарнирным направляющим блоком 152 и устройством 148, при этом каждый из стержня 216, направляющего блока 152 и устройства 148 является поворотным вокруг общей оси вращения, определяемой шарнирным соединением 228. Следует отметить, что представленное далее описание содержит различные детали, относящиеся к первой тяге 264. Такие детали могут быть соответствующим образом применимы также и ко второй тяге 268. Для простоты первая тяга 264 может просто называться тягой 264. Там, где это необходимо, ссылки на первую тягу 264 и вторую тягу 268, и относящиеся к ним компоненты, могут быть использованы в явном виде. Кроме того, поскольку первая тяга 264 и вторая тяга 268 идентичны друг другу, детали (второй тяги 268) могут быть обозначены (или сопровождены) теми же ссылочными номерами, которые были использованы для первой тяги 264, с добавлением штриха в конце.

Со ссылкой на фиг. 3, 4 и 5 тяга 264 содержит первый концевой сегмент 280, второй концевой сегмент 284 и промежуточный сегмент 288. Каждый из первого концевого сегмента 280 и второго концевого сегмента 284 содержит проушинную часть 292 и стержневую часть 296, которая проходит цельно и непрерывно из проушинной части 292. Например, первый концевой сегмент 280 содержит первую проушинную часть 300 и первую стержневую часть 304, проходящую цельно и непрерывно из первой проушинной части 300. Аналогично, второй концевой сегмент 284 содержит вторую проушинную часть 308 и вторую стержневую часть 312, проходящую цельно и непрерывно из второй проушинной части 308. Согласно аспекту настоящего изобретения профиль поперечного сечения первой стержневой части 304 может быть таким же (т. е. аналогичных размеров), что и профиль поперечного сечения второй стержневой части 312. Хотя могут быть обеспечены различные профили поперечного сечения первой стержневой части 304 и второй стержневой части 312, согласно одному аспекту настоящего изобретения, профили поперечного сечения первой стержневой части 304 и второй стержневой части 312 могут быть круглыми, как это можно также увидеть на фиг. 4.

В одном примере первая проушинная часть 300 может быть в форме ушка, и может содержать полую цилиндрическую часть 316, определяющую первую проушинную ось 320, тогда как первая стержневая часть 304 может содержать твердую цилиндрическую часть 324, определяющую первую стержневую ось 328. Первая проушинная ось 320 может быть перпендикулярна первой стержневой оси 328. Другими словами, первая стержневая часть 304 может проходить по нормали относительно изогнутого профиля, образованного первой проушинной частью 300. Согласно примеру, первая стержневая часть 304 образует первую стержневую концевую кромку 332, удаленную от/находящуюся на расстоянии от первой проушинной части 300.

Аналогичные детали могут быть обеспечены также для второй проушинной части 308 по отношению ко второй стержневой части 312. Например, вторая проушинная часть 308 может быть в форме ушка, и может содержать полую цилиндрическую часть 336, определяющую вторую проушинную ось 340, тогда как вторая стержневая часть 312 может содержать твердую цилиндрическую часть 344, определяющую вторую стержневую ось 348. Вторая проушинная ось 340 может быть перпендикулярна второй стержневой оси 348. Другими словами, вторая стержневая часть 312 может проходить по нормали относительно изогнутого профиля, образованного второй проушинной частью 308. Согласно примеру, вторая стержневая часть 312 образует вторую стержневую концевую кромку 352, удаленную от/находящуюся на расстоянии от второй проушинной части 308.

Первая стержневая концевая кромка 332 и вторая стержневая концевая кромка 352 могут быть соответственно ортогонально расположены к первой стержневой оси 328 и второй стержневой оси 348. Поскольку профили поперечного сечения первой стержневой части 304 и второй стержневой части 312, как показано на примере, являются круглыми, как первая стержневая концевая кромка 332, так и вторая стержневая концевая кромка 352 также могут быть круглыми. Кроме того, поскольку профиль поперечного сечения первой стержневой части 304 может быть таким же, как и профиль поперечного сечения второй стержневой части 312, размер первой стержневой концевой кромки 332 может быть равным по размеру второй стержневой концевой кромке 352.

Промежуточный сегмент 288 проходит между первым концевым сегментом 280 и вторым концевым сегментом 284. Промежуточный сегмент 288 может быть в целом продольным элементом в форме трубы, который проходит вдоль продольной оси 356, и может содержать профиль поперечного сечения, который подобен профилям поперечного сечения первой стержневой части 304 и второй стержневой части 312. Следовательно, поскольку профили поперечного сечения первой стержневой части 304 и второй стержневой части 312, как показано, являются круглыми, профиль поперечного сечения промежуточного сегмента 288 также может быть круглым. Кроме того, профиль поперечного сечения промежуточного сегмента 288 может быть аналогичен по размеру профилям поперечного сечения первой стержневой части 304, а также второй стержневой части 312. В частности, промежуточный сегмент 288 образует первую концевую кромку 360 и противоположную в осевом направлении вторую концевую кромку 364. Согласно примеру, первая концевая кромка 360 и вторая концевая кромка 364 могут быть расположены перпендикулярно относительно продольной оси 356. Поскольку промежуточный сегмент 288, представленный в качестве примера, имеет круглое поперечное сечение, как первая концевая кромка 360, так и вторая концевая кромка 364 промежуточного сегмента 288 могут быть круглыми, и каждая из них может иметь размер, аналогичный размеру первой стержневой концевой кромки 332 и второй стержневой концевой кромки 352.

Согласно аспекту настоящего изобретения, промежуточный сегмент 288 соединен с первой стержневой частью 304 и со второй стержневой частью 312. Например, первая стержневая концевая кромка 332 может быть соединена с первой концевой кромкой 360 промежуточного сегмента 288, тогда как вторая стержневая концевая кромка 352 может быть соединена со второй концевой кромкой 364 промежуточного сегмента 288. Поскольку профили поперечного сечения первой стержневой части 304 и второй стержневой части 312 такие же, как и профиль поперечного сечения промежуточного сегмента 288, соединение между промежуточным сегментом 288, первой стержневой частью 304 (т. е. первым концевым сегментом 280) и второй стержневой частью 312 (т. е. вторым концевым сегментом 284), придает наружной поверхности тяги 264 в целом непрерывное, гладкое очертание, напоминающее цельноформованный компонент. Однако, согласно некоторым вариантам осуществления, промежуточный сегмент 288 соединен со стержневой частью первого концевого сегмента 280 (т. е. с первой стержневой частью 304) и со стержневой частью второго концевого сегмента 284 (т. е. со второй стержневой частью 312) с помощью сварки с разделкой кромок, и, таким образом, шов 368 (см. фиг. 3 и 5) такого сварного соединения может находиться между промежуточным сегментом 288 и первой стержневой частью 304 и между промежуточным сегментом 288 и второй стержневой частью 312. Шов 368 может быть увеличен на фиг. 3 для облегчения визуализации и понимания. Также могут быть обеспечены другие средства соединения промежуточного сегмента 288 с каждой из первой стержневой части 304 (первого концевого сегмента 280) и второй стержневой части 312 (второго концевого сегмента 284), например, использование промышленных адгезивов. Кроме того, при таком соединении каждая из первой стержневой оси 328, продольной оси 356 и второй стержневой оси 348 могут быть соосны друг другу. Совместно первая стержневая ось 328, вторая стержневая ось 348 и продольная ось 356 могут определять ось 372 тяги 264.

Согласно примеру, если сварное соединение было применено между промежуточным сегментом 288 и первой стержневой частью 304, то сварное соединение может предусматривать сварное соединение с разделкой кромок с защитой от усталостности (FPGW) или сварное соединение с разделкой кромок с защитой от напряжения (SPGW). Соединение FPGW или соединение SPGW может означать, что поскольку первая стержневая концевая кромка 332 и первая концевая кромка 360 могут быть приведены в контакт друг с другом, первая стержневая концевая кромка 332 и первая концевая кромка 360 могут совместно образовывать шов (проходящий азимутально вокруг границы, образованной между первой стержневой концевой кромкой 332 и первой концевой кромкой 360), имеющий в целом Y-образное поперечное сечение (т. е. поперечное сечение, которое образует «V-образный профиль» с «корнем», проходящим от «вершины» «V-образного профиля»). Другими словами, шов может образовывать кольцевую V-образную часть с частью кольцевого корневого выступа, отходящей от кольцевой V-образной части. Во время сварки присадочный материал может поступать в кольцевую V-образную часть и, по меньшей мере частично, в кольцевую часть корневого выступа. Часть кольцевого корневого выступа может быть выполнена с возможностью размещения «корня шва», который соответствует зоне незначительной концентрации напряжения, изолированной за пределами и на удалении от пути потока напряжения, распространяющегося через и поперек промежуточного сегмента 288 и первой стержневой части 304, так что «корень шва» может быть хорошо защищен от усталостного разрушения. Аналогичные обсуждения могут быть обеспечены для соединения между промежуточным сегментом 288 и второй стержневой частью 312. Таким образом, циклические нагрузки, усилия и/или напряжения (включая, по меньшей мере частично, растягивающие или изгибающие усилия), действующие на тягу 264, могут быть подходящим образом приспособлены.

Поскольку первая тяга 264 и вторая тяга 268 идентичны друг другу, в сборе первой тяги 264 со второй тягой 268, первая проушинная ось 320 первой тяги 264 может быть расположена коаксиально относительно первой проушинной оси 320’ второй тяги 268. Аналогично, вторая проушинная часть 340 первой тяги 264 может быть расположена коаксиально относительно второй проушинной части 340’ второй тяги 268. Кроме того, поскольку первая тяга 264 и вторая тяга 268 могут быть расположены параллельно друг другу, ось 372 тяги первой тяги 264 может быть расположена параллельно оси 372’ тяги второй тяги 268.

Дополнительно устройство 148 содержит опорную конструкцию 380 для поддержки и удерживания первой тяги 264 со второй тягой 268. Опорная конструкция 380 содержит поперечину 384, соединительный элемент 388, пластину 392, первую муфту 396 и вторую муфту 400. Теперь будут рассмотрены детали, относящиеся к опорной конструкции 380.

Поперечина 384 расположена между первой тягой 264 и второй тягой 268. Например, поперечина 384 содержит планарно лежащую плоскую пластинчатую основную часть 404, которая расположена под прямыми углами к оси 372 тяги и оси 372’ тяги. Плоская пластинчатая основная часть 404 поперечины 384 может образовывать концевые части, например, первую концевую часть 408 и вторую концевую часть 412, противоположную первой концевой части 408. Первая концевая часть 408 содержит первый вырез 416, тогда как вторая концевая часть 412 образует второй вырез 420. Согласно варианту осуществления, первый вырез 416 и второй вырез 420 содержат соответствующие C-образные профили с полостями, обращенными в сторону друг от друга, как показано (см. фиг. 4).

Первая муфта 396 содержит наружную поверхность 424, которая может быть совместима с первым вырезом 416, и может быть помещена по меньшей мере частично, в первом вырезе 416 и удержана в нем (например, с помощью сварки). Аналогично, вторая муфта 400 содержит наружную поверхность 428, которая может быть совместима со вторым вырезом 420, и может быть помещена по меньшей мере частично во втором вырезе 420 и удержана в нем (например, с помощью сварки). В действительности первая муфта 396 и вторая муфта 400 могут быть соединены с поперечиной 384. Первая муфта 396 и вторая муфта 400 может соответственно определять первую ось 432 муфты и вторую ось 436 муфты. Как первая ось 432 муфты, так и вторая ось 436 муфты могут быть определены под прямыми углами к плоской пластинчатой основной части 404 поперечины 384.

Кроме того, первая муфта 396 может образовывать первую прорезь 440 (например, круглую прорезь), которая может позволить прохождение и/или размещение части 288 промежуточного сегмента первой тяги 264, и аналогично вторая муфта 400 может образовывать вторую прорезь 444 (например круглую прорезь), которая может позволить прохождение и/или размещение части промежуточного сегмента 288’ второй тяги 268. Согласно некоторым вариантам осуществления первая прорезь 440 может определять диаметр D1, который относительно больше диаметра D2 промежуточного сегмента 288 первой тяги 264. Следовательно, зазор C1 образован между первой муфтой 396 и первой тягой 264 (т. е. промежуточным сегментом 288 первой тягой 264). Аналогично вторая прорезь 444 может определять диаметр D3, который относительно больше диаметра D4 промежуточного сегмента 288’ второй тяги 268. Следовательно, зазор C2 образован между второй муфтой 400 и второй тягой 268 (т. е. промежуточным сегментом 288’ второй тяги 268). Эффективно, первая муфта 396 расположена вокруг первой тяги 264 с зазором C1, образованным с первой тягой 264, тогда как вторая муфта 400 расположена вокруг второй тяги 268 с зазором C2, образованным со второй тягой 268. Когда устройство 148 поддается нагрузке, зазор C1 способствует (минимальному) относительному движению или скольжению между первой муфтой 396 и первой тягой 264, и, аналогично, зазор C2 способствует (минимальному) относительному движению или скольжению между второй муфтой 400 и второй тягой 268 для обеспечения нагрузки. Такие относительные перемещения возможны, поскольку может отсутствовать жесткое соединение (любой формы) между первой муфтой 396 и первой тягой 264 и между второй муфтой 400 и второй тягой 268.

Соединительный элемент 388 расположен между первой проушинной частью 300 первой тяги 264 и первой проушинной частью 300’ второй тяги 268. Например, соединительный элемент 388 может быть в форме кольца, образующего два противоположных осевых конца 448, 452. Один осевой конец 448 может быть приварен к первой проушинной части 300 первой тяги 264, тогда как другой осевой конец 452 может быть приварен к первой проушинной части 300’ второй тяги 268. Таким образом, соединительный элемент 388 неподвижно соединен между первой тягой 264 и второй тягой 268. Согласно варианту осуществления, соединительный элемент 388 может содержать сквозное отверстие 456, которое определяет ось 460 сквозного отверстия. В сборе соединительного элемента 388 с первой тягой 264 и второй тягой 268 ось 460 сквозного отверстия может лежать коаксиально относительно первой проушинной оси 320 первой проушинной части 300 первой тяги 264 и первой проушинной оси 320’ первой проушинной части 300’ второй тяги 268. В некоторых вариантах осуществления сквозное отверстие 456 может определять диаметр, который может быть равен диаметру полой цилиндрической части 316, связанной с первой проушинной частью 300 первой тяги 264, и полой цилиндрической частью 316’, связанной с первой проушинной частью 300’ второй тяги 268. Таким образом, полая цилиндрическая часть 316, связанная с первой проушинной частью 300 первой тяги 264, полая цилиндрическая часть 316’, связанная с первой проушинной частью 300’ второй тяги 268, и сквозное отверстие 456 соединительного элемента 388 могут располагаться последовательно, чтобы образовывать один непрерывный проход 464, имеющий общую ось 468 прохода (см. фиг. 3).

Пластина 392 может быть неподвижно соединена между соединительным элементом 388 и поперечиной 384. Например, пластина 392 расположена перпендикулярно плоской пластинчатой основной части 404 поперечины 384. Кроме того, пластина 392 может также быть расположена перпендикулярно оси 468 прохода, и может принимать положение, определяемое в целом посередине между первой тягой 264 и второй тягой 268, как показано. Соединение пластины 392 с поперечиной 384 и соединительным элементом 388 может быть обеспечено за счет сварки, хотя также возможны и другие способы соединения. Пластина 392 может содержать выступ 472 (в целом искривленную часть относительно остальной пластины 392) (см. фиг. 4), который образован для прохождения вдоль плоскости пластины 392. Выступ 472 может проходить вверх к вершине 476, где может быть образовано отверстие 480 пластины 392. Отверстие 480 может быть приспособлено для размещения троса или кабеля для различных применений.

Хотя многие компоненты устройства 148 были раскрыты как соединенные друг с другом с помощью сварки, такие компоненты (или набор компонентов) также могут быть образованы как единое целое по отношению друг к другу. Кроме того, один или несколько компонентов, или частей таких компонентов могут быть опущены. В некоторых случаях может быть предусмотрено включение некоторых дополнительных компонентов. Например, соединительный элемент (не показан) (аналогичный соединительному элементу 388) или любой подобный компонент, может быть расположен и/или неподвижно соединен между второй проушинной частью 308 первой тяги 264 и второй проушинной частью 308’ второй тяги 268, и который может служить для усиления всей конструкции устройства 148.

Промышленная применимость

Во время работы оператор может активировать исполнительный механизм 208 приспособления для перемещения приспособления 116 между первым положением и вторым положением. Как первое положение, так и второе положение могут рассматриваться как любые два произвольных положения приспособления, между которыми приспособление 116 может раскачиваться для выполнения полезной работы. В качестве примера, первое положение может рассматриваться как положение, в котором стержень 216 находится во втянутом состоянии относительно цилиндра 212, тогда как второе положение может рассматриваться как положение, в котором стержень 216 находится в выдвинутом состоянии относительно цилиндра 212.

Во время того, как приспособление 116 перемещается из первого положения во второе положение, цилиндр 212 исполнительного механизма 208 приспособления может принимать входящий поток текучей среды (например, из поршневой полости 484 цилиндра 212), который оказывает давление на цилиндр 212 и вызывает перемещение стержня 216 и его выдвижение из цилиндра 212. Поскольку конец 220 стержня 216 поворотно соединен с устройством 148, такое выдвижение стержня 216 толкает устройство 148 в направлении второго конца 172 рукояти указанной рукояти 146, в свою очередь, заставляя устройство 148 передвигать и толкать первую часть 180 в виде ушка кронштейна 144 (и, таким образом, приспособление 116 неподвижно соединено с кронштейном 144). Из-за того, что устройство 148 направляется и поддерживается шарнирным направляющим блоком 152, и из-за того, что кронштейн 144 также поворотно соединен со вторым концом 172 рукояти во второй части 184 в виде ушка, толчок (или толкающее действие) (см. направление PS), создаваемый стержнем 216, неизбежно приведет к поворачиванию кронштейна 144 относительно второго конца 172 рукояти указанной рукояти 146 вдоль направления A (см. фиг. 1 и 2). Соответственно и в ответ на это, приспособление 116 также поворачивается относительно второго конца 172 рукояти указанной рукояти 146 в сторону второго положения вдоль направления A.

Во время того, как приспособление 116 возвращается из второго положения в первое положение входящий поток текучей среды (например, из стержневого конца 488 цилиндра 212) может оказывать давление на цилиндр 212, вызывая передвижение стержня 216 и обратный ход относительно (или внутрь) цилиндра 212. По мере обратного хода стержня 216 конец 220 стержня 216 толкает устройство 148 в направлении первого конца 168 рукояти указанной рукояти 146. Из-за существующих соединений между устройством 148, шарнирным направляющим блоком 152, стержнем 216 и кронштейном 144, тяга (или тянущее действие) (см. направление PL), создаваемая стержнем 216, неизбежно приведет к поворачиванию кронштейна 144 относительно второго конца 172 рукояти указанной рукояти 146 в направлении B, обратном направлению A. Соответственно, приспособление 116 также поворачивается относительно второго конца 172 рукояти указанной рукояти 146 вдоль направления B и возвращается в первое положение.

Согласно примеру, устройство 148 обеспечивает в целом широкий градус поворотного движения приспособления 116 относительно рукояти 146 (или второго конца 172 рукояти указанной рукояти 146), когда активируется исполнительным механизмом 208 приспособления – этот широкий градус поворотного движения (т. е. ход между первым положением и вторым положением) может в определенных случаях доходить до 270 градусов (или более) вокруг оси 196 приспособления. При таком поворотном действии приспособление 116 может выполнять множество функций копания, вынимания, зачерпывания, извлечения и выгрузки на рабочем участке 104.

Согласно некоторым дополнительным вариантам осуществления рычажный механизм в сборе 112 или рукоять 146 также могут быть подвешены, поддерживаться и/или располагаться в определенной конфигурации на рабочей площадке 104, чтобы выполнять некоторые другие функции, связанные с машиной 100 на рабочей площадке. Для перемещения и размещения рычажного механизма в сборе 112 или рукояти 146 в таких конфигурациях может использоваться механизм, содержащий кабель или трос (не показан). Такой кабель или трос может быть проведен через отверстие 480, образованное в выступе 472, и такой кабель или трос может быть прикреплен к вспомогательной конструкции (не показана), чтобы помочь рычажному механизму в сборе 112 или рукояти 146 достичь необходимой конфигурации. Необходимость в передвижении рычажного механизма в сборе 112 или рукояти 146 рычажного механизма в сборе 112 до таких конфигураций путем контакта кабеля или троса через отверстие 480, вызывает возникновение напряжения в устройстве 148, которое, например, может быть в целом образовано вдоль плоскости пластины 392 и перпендикулярно относительно оси 372, 372’ тяги (см. направление S, фиг. 3).

Неоднократное толкание и вытягивание устройства 148 за счет частого выдвижения и втягивания стержня 216 для поворачивания приспособления 116 вокруг оси 196 приспособления, а также необходимость (возможно, время от времени) контактировать с отверстием 480 (с помощью кабеля или троса) подвергают устройство 148 неуправляемым нагрузкам и последующим напряжениям. Устройство 148, как раскрыто в настоящем изобретении, предусматривает более прочную и долговечную конструкцию, чем та, которая доступна в обычной практике, для того, чтобы надлежащим образом выдержать множество неустранимых нагрузок и напряжений при эксплуатации.

Более конкретно, при соединении (например, сварном соединении, таком как сварное соединение с разделкой кромок с защитой от усталостности или сварное соединение с разделкой кромок с защитой от напряжения) промежуточного сегмента 288 с первой стержневой частью 304 и со второй стержневой частью 312 и при аналогичной схеме, применяемой ко второй тяге 268, устройство 148 приспособлено таким образом, чтобы компетентно выдерживать частые действия стержня 216 – тянущее (в направлении PL) и толкающее (направление PS). Более того, в условиях, когда промежуточный сегмент 288 образует зазор C1 с первой муфтой 396 и промежуточный сегмент 288’ образует зазор C2 со второй муфтой 400, если нагрузка (или компонент нагрузки) будет действовать вдоль направления S, то и промежуточный сегмент 288, и промежуточный сегмент 288’ будут способны (минимально) изгибаться и/или скользить относительно (и независимо от) первой муфты 396 и второй муфты 400, благодаря зазорам C1 и C2, чтобы выдерживать указанную нагрузку. Во время воздействия нагрузок вдоль направления S следует отметить, что первая муфта 396 и вторая муфта 400 могут также соответствующим образом предотвращать чрезмерные изгибания промежуточного сегмента 288 и промежуточного сегмента 288’, чтобы предотвратить структурные деформации или разрушения. Эффективно, конструкция устройства 148, как обсуждалось выше, улучшает общую прочность и жесткость устройства 148 и сохраняет единство и целостность устройства 148. Кроме того, повышается стабильность и работоспособность устройства 148, что приводит к сокращению времени простоя машины и повышению производительности на рабочей площадке.

Специалистам в данной области техники будет очевидно, что в раскрытую систему настоящего изобретения могут быть внесены различные модификации и изменения, не выходя за рамки объема настоящего изобретения. Другие варианты осуществления настоящего изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники из рассмотрения описания и практики системы, раскрытой в данном документе. Предполагается, что описание и примеры рассматриваются лишь в качестве примера, при этом настоящий объем изобретения определяется следующей формулой изобретения и ее эквивалентами.

Группа изобретений относится к устройствам для облегчения поворотного движения рабочего инструмента относительно плеча машины. Технический результат – выдерживание множества нагрузок и напряжений при эксплуатации. Устройство для облегчения поворотного движения рабочего инструмента относительно плеча машины содержит первую тягу, вторую тягу и опорную конструкцию для поддержки первой тяги со второй тягой. При этом первая тяга содержит первый концевой сегмент, второй концевой сегмент и промежуточный сегмент, проходящий между ними, где каждый из первого концевого сегмента и второго концевого сегмента содержит проушинную часть и стержневую часть, проходящую цельно и непрерывно из проушинной части, при этом промежуточный сегмент соединен со стержневой частью первого концевого сегмента и со стержневой частью второго концевого сегмента. Вторая тяга, идентична первой тяге, причем вторая тяга находится на расстоянии относительно первой тяги и расположена параллельно ей. Опорная конструкция содержит поперечину, расположенную между первой тягой и второй тягой; первую муфту, соединенную с поперечиной и расположенную вокруг первой тяги с зазором, и вторую муфту, соединенную с поперечиной и расположенную вокруг второй тяги с зазором. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для облегчения поворотного движения рабочего инструмента относительно плеча машины, причем устройство содержит:

первую тягу, содержащую первый концевой сегмент, второй концевой сегмент и промежуточный сегмент, проходящий между ними, каждый из первого концевого сегмента и второго концевого сегмента содержит проушинную часть и стержневую часть, проходящую цельно и непрерывно из проушинной части, при этом промежуточный сегмент соединен со стержневой частью первого концевого сегмента и со стержневой частью второго концевого сегмента;

вторую тягу, идентичную первой тяге, причем вторая тяга находится на расстоянии относительно первой тяги и расположена параллельно ей;

опорную конструкцию для поддержки первой тяги со второй тягой, причем опорная конструкция содержит поперечину, расположенную между первой тягой и второй тягой; первую муфту, соединенную с поперечиной и расположенную вокруг первой тяги с зазором; и вторую муфту, соединенную с поперечиной и расположенную вокруг второй тяги с зазором.

2. Устройство по п. 1, в котором опорная конструкция дополнительно содержит соединительный элемент, неподвижно соединенный между первой тягой и второй тягой.

3. Устройство по п. 2, в котором опорная конструкция дополнительно содержит пластину, неподвижно соединенную между соединительным элементом и поперечиной, причем пластина содержит отверстие, приспособленное для размещения троса или кабеля.

4. Устройство по п. 1, в котором промежуточный сегмент соединен со стержневой частью первого концевого сегмента и со стержневой частью второго концевого сегмента с помощью сварки с разделкой кромок.

5. Устройство по п. 1, в котором профиль поперечного сечения стержневой части первого концевого сегмента и профиль поперечного сечения стержневой части второго концевого сегмента такие же, как и профиль поперечного сечения промежуточного сегмента.

6. Устройство по п. 1, в котором профиль поперечного сечения стержневой части первого концевого сегмента, профиль поперечного сечения стержневой части второго концевого сегмента и профиль поперечного сечения промежуточного сегмента являются круглыми.

7. Рычажный механизм в сборе для управления рабочим инструментом относительно рамы машины, причем рычажный механизм в сборе содержит:

плечо, приспособленное для поворотного соединения с рабочим инструментом;

исполнительный механизм, подвижно соединенный с плечом;

устройство, поворотно соединенное с исполнительным механизмом и приспособленное для поворотного соединения с рабочим инструментом для облегчения поворотного движения рабочего инструмента относительно плеча, на основе приводящего в действие действия исполнительного механизма, причем устройство содержит:

первую тягу, содержащую первый концевой сегмент, второй концевой сегмент и промежуточный сегмент, проходящий между ними, каждый из первого концевого сегмента и второго концевого сегмента содержит проушинную часть и стержневую часть, проходящую цельно и непрерывно из проушинной части, при этом промежуточный сегмент соединен со стержневой частью первого концевого сегмента и со стержневой частью второго концевого сегмента;

вторую тягу, идентичную первой тяге, причем вторая тяга находится на расстоянии и расположена параллельно относительно первой тяги;

опорную конструкцию для поддержки первой тяги со второй тягой, причем опорная конструкция содержит поперечину, расположенную между первой тягой и второй тягой; первую муфту, соединенную с поперечиной и расположенную вокруг первой тяги с зазором; и вторую муфту, соединенную с поперечиной и расположенную вокруг второй тяги с зазором.

8. Рычажный механизм в сборе по п. 7, в котором опорная конструкция дополнительно содержит соединительный элемент, неподвижно соединенный между первой тягой и второй тягой.

9. Рычажный механизм в сборе по п. 8, в котором опорная конструкция дополнительно содержит пластину, неподвижно соединенную между соединительным элементом и поперечиной, причем пластина содержит отверстие, приспособленное для размещения троса или кабеля.

10. Рычажный механизм в сборе по п. 7, в котором промежуточный сегмент соединен со стержневой частью первого концевого сегмента и со стержневой частью второго концевого сегмента с помощью сварки с разделкой кромок.

11. Рычажный механизм в сборе по п. 7, в котором профиль поперечного сечения стержневой части первого концевого сегмента и профиль поперечного сечения стержневой части второго концевого сегмента такие же, как и профиль поперечного сечения промежуточного сегмента.

12. Рычажный механизм в сборе по п. 7, в котором профиль поперечного сечения стержневой части первого концевого сегмента, профиль поперечного сечения стержневой части второго концевого сегмента и профиль поперечного сечения промежуточного сегмента являются круглыми.

13. Рабочая машина, содержащая:

раму;

плечо, подвижно соединенное относительно рамы;

рабочий инструмент, поворотно соединенный с плечом и приспособленный для выполнения рабочей функции;

исполнительный механизм, подвижно соединенный с плечом и приспособленный для регулируемого управления рабочим инструментом относительно плеча;

устройство, поворотно соединенное с исполнительным механизмом и рабочим инструментом для облегчения поворотного движения рабочего инструмента относительно плеча, на основе приводящего в действие исполнительного механизма, причем устройство содержит:

по меньшей мере две тяги, расположенные параллельно и находящиеся на расстоянии друг от друга, каждая тяга содержит первый концевой сегмент, второй концевой сегмент и промежуточный сегмент, проходящий между ними, каждый из первого концевого сегмента и второго концевого сегмента содержит проушинную часть и стержневую часть, проходящую цельно и непрерывно из проушинной части, при этом у каждой тяги промежуточный сегмент соединен со стержневой частью первого концевого сегмента и со стержневой частью второго концевого сегмента с помощью сварки с разделкой кромок;

опорную конструкцию для поддержки по меньшей мере двух тяг, причем опорная конструкция содержит поперечину, расположенную между по меньшей мере двумя тягами; первую муфту, соединенную с поперечиной и расположенную вокруг одной из по меньшей мере двух тяг с зазором; и вторую муфту, соединенную с поперечиной и расположенную вокруг другой из по меньшей мере двух тяг с зазором.

14. Рабочая машина по п. 13, в которой опорная конструкция дополнительно содержит: соединительный элемент, неподвижно соединенный между по меньшей мере двумя тягами, и пластину, неподвижно соединенную между соединительным элементом и поперечиной, причем пластина содержит отверстие, приспособленное для размещения троса или кабеля.

15. Рабочая машина по п. 13, в которой у каждой тяги профиль поперечного сечения стержневой части первого концевого сегмента, профиль поперечного сечения стержневой части второго концевого сегмента и профиль поперечного сечения промежуточного сегмента, являются круглыми.