Экскаватор Российский патент 2023 года по МПК E02F3/28 E02F9/12 

Изобретение относится к землеройной технике, а именно к одноковшовым экскаваторам.

Известен экскаватор, содержащий неповоротную часть с ходовым оборудованием, поворотную платформу с силовой установкой, рабочее оборудование и поворотную кабину с приводом поворота (SU а.с 1209780, E02F9/16).

Недостатком известного экскаватора является низкая производительность и излишние затраты энергии. Это объясняется тем, что поворотная платформа с расположенными на ней силовой установкой, трансмиссией и кабиной имеет большую массу, а следовательно и большой момент инерции, для преодоления которого при разгоне и торможении затрачивается большое количество энергии. Кроме затрат энергии очевидны затраты времени на разгон и торможение, что увеличивает длительность рабочего цикла и снижает производительность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является экскаватор, содержащий неповоротную часть с ходовым оборудованием, соединенную с поворотной платформой на которой установлена силовая установка, поворотную кабину с приводом поворота и подъема, установленную консольно, с возможностью выдвижения на телескопической поворотной колонне, расположенной по оси поворотной платформы (SU а.с. 1643671, E02F3/38).

Во втором известном экскаваторе кабина машиниста установлена на телескопической колонне и не вращается с поворотной платформой, что несколько уменьшает ее момент инерции и улучшает условия работы машиниста. Однако и это известное устройство имеет недостатки. Дело в том, что кабина имеет незначительную массу, поэтому масса поворотной платформы остается большой, а соответственно большой и ее момент инерции. Поэтому и второй известный экскаватор имеет аналогичные первому недостатки, а именно повышенные затраты энергии на разгон и торможение и низкую производительность из-за потери времени на разгон и торможение. Кроме того, большой момент инерции обусловливает возникновение больших динамических нагрузок, действующих на экскаватор при повороте платформы.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в сокращении времени рабочего цикла, путем повышения скорости поворота платформы с рабочим оборудованием и в уменьшении ее массы и момента инерции.

Технический результат – повышение производительности и снижение затрат энергии на привод поворотной платформы.

Решение поставленной технической задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что экскаватор, содержащий неповоротную часть с ходовым оборудованием, соединенную с поворотной платформой, на которой установлена силовая установка, поворотную кабину с приводом поворота и подъема, установленную консольно, с возможностью выдвижения на телескопической поворотной колонне, расположенной по оси поворотной платформы, снабжен дополнительной поворотной платформой с приводом поворота, на которой установлено рабочее оборудование, включающее стрелу, рукоять, ковш, при этом привод платформы с силовой установкой выполнен с возможностью автоматической стабилизации оппозитного положения силовой установки относительно рабочего оборудования в периоды набора грунта в ковш, а гидроцилиндры привода стрелы и рукояти снабжены реле давления соответственно, соединенные с поршневыми полостями и контакты упомянутых реле давления включены последовательно с контактами путевых включателей в цепи питания соленоидов гидрораспределителя привода поворотной платформы с силовой установкой, при этом электролинии управления гидрораспределителя разделены диодами, а гидрораспределитель привода дополнительной поворотной платформы, с установленным рабочим оборудованием, выполнен с возможностью управления включателем.

Предлагаемый экскаватор, отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. Так, в предлагаемом экскаваторе рабочее оборудование установлено на дополнительной поворотной платформе, масса и момент инерции которой существенно меньше, в сравнении с прототипом, что позволяет увеличить скорость ее поворота и уменьшить затраты энергии на привод вращения поворотной платформы с рабочим оборудованием.

На фиг. 1 изображен экскаватор – вид сбоку; на фиг. 2 – то же вид сверху; на фиг. 3 – электрогидравлическая схема управления.

Экскаватор содержит неповоротную часть 1 с ходовым оборудованием, поворотную платформу 2 с силовой установкой и дополнительную поворотную платформу 3, на которой установлено рабочее оборудование в виде стрелы 4, рукояти 5 и ковша 6 с гидроцилиндрами, а также путевые включатели 7 и 8. Поворотная кабина 9 закреплена на консоли 10, которая прикреплена к телескопической поворотной колонне 11, расположенной по оси поворотной платформы, с возможностью вращения и выдвижения посредством соответствующих приводов (условно не показаны). Гидроцилиндры привода стрелы 12 и привода рукояти 13 снабжены реле давления соответственно 14 и 15, соединенные с поршневыми полостями. Контакты 16 и 17 упомянутых реле давления (фиг. 3) включены последовательно с контактами 18 и 19 путевых включателей 7 и 8 в цепи питания соленоидов гидрораспределителя 20 привода поворотной платформы с силовой установкой, имеющего включатель 21. Гидрораспределитель 22 привода поворотной платформы с рабочим оборудованием управляется включателем 23. Гидрораспределитель 24 привода стрелы снабжен включателем 25, а гидрораспределитель 26 привода рукояти имеет включатель 27. Цепи управления гидрораспределителей разделены диодами 28, 29, 30, 31.

Экскаватор действует следующим образом.

При подъезде к забою машинист, используя приводы поворота и выдвижения колонны 11 и привод поворота кабины 9 относительно консоли 10, устанавливает кабину в положение удобное для визуального контроля набора грунта в ковш и его разгрузки в транспортное средство. Затем начинает выполнять традиционные элементы рабочего цикла экскаватора, то есть набор грунта в ковш, поворот рабочего оборудования для разгрузки, разгрузка ковша и возвращение его в забой. Для поворота в исходную позицию дополнительной платформы 3 с рабочим оборудованием машинист использует включатель 23 и гидрораспределитель 22 (фиг. 3). При наборе грунта в ковш он переводит рычаг включателя 27 вправо и гидрораспределитель 26 сообщает с напорной гидролинией поршневую полость гидроцилиндра 13 привода рукояти. Происходит набор грунта в ковш и на него действует максимальное внешнее воздействие, определяющее максимальную величину давления рабочей жидкости в поршневой полости и в соединенном с ней реле давления 15, которое включается и замыкает контакт. Это замыкание не вызывает никаких последствий, если поворотная платформа 2 занимает такое положение когда тяжелая силовая установка, установленная на ней, расположена в дальней стороне напротив рабочего оборудования платформы 3 и создает наибольший удерживающий момент (фиг.1, 2). Контакты 18 и 19 путевых включателей 7 и 8 разомкнуты. Если же поворотная платформа 3 имеет угловое отклонение относительно поворотной платформы 2 на угол α больше установленного, то срабатывает один из путевых включателей 7 или 8, замыкая соответственно контакты 18 или 19. Замыкание указанных контактов включает гидрораспределитель 20, обеспечивающий поворот платформы 2 в пределы сектора максимальной устойчивости отмеченного углом α. Контакт 18 или 19 путевого включателя 7 или 8 при этом размыкаются. Автоматическая установка поворотной платформы 2 с тяжелой силовой установкой, относительно поворотной платформы 3 с рабочим оборудованием, обеспечивает надежную устойчивость экскаватора в период максимального внешнего воздействия при наборе грунта в ковш.

После набора грунта в ковш и прекращения внешнего воздействия давление рабочей жидкости в поршневой полости гидроцилиндра 13 и в реле давления 15 уменьшается, вызывая размыкание контактов 16. В следующем элементе рабочего цикла производится поворот платформы 3 с рабочим оборудованием для разгрузки ковша и при угле α, превышающим установленное значение, соответствующий путевой включатель 7 или 8 замыкает контакт 18 или 19. Однако гидрораспределитель 20 не включается и платформа 2 не поворачивается, поскольку контакт 16 разомкнут. Аналогичным образом происходит автоматическая ориентация поворотной платформы 2 при управлении стрелой с помощью гидрораспределителя 24 и включателя 25. В процессе поворота рабочего оборудования для разгрузки ковша и в последующих элементах рабочего цикла ковш не взаимодействует с грунтом, поэтому опрокидывающий момент, создаваемый только силой тяжести рабочего оборудования и грунта, значительно уменьшается и сохраняет устойчивость экскаватора. Из описания рабочего процесса предлагаемого экскаватора видно, что сохраняются все традиционные элементы рабочего цикла. Однако соотношение времени составляющих элементов существенно отличается за счет уменьшения времени поворота рабочего оборудования, которое в традиционных известных экскаваторах составляет 60-70% от времени рабочего цикла. Сокращение времени поворота платформы 3 с рабочим оборудованием достигается за счет увеличения скорости поворота и сокращения времени разгона и торможения. Это стало возможно вследствие уменьшения массы и момента инерции поворотной платформы 3 с рабочим оборудованием. Масса платформы 3 намного меньше, поскольку силовая установка и кабина на ней отсутствует.

Таким образом, применение предлагаемого экскаватора, в сравнении с прототипом, обеспечивает повышение производительности путем сокращения времени рабочего цикла за счет повышения скорости поворота платформы с рабочим оборудованием, масса и момент инерции которой значительно снижены. Кроме того, снижаются затраты энергии на разгон и торможение облегченной поворотной платформы.

Изобретение относится к землеройной технике, а именно к одноковшовым экскаваторам. Технический результат - повышение производительности и снижение затрат энергии на разгон и торможение. Экскаватор содержит неповоротную часть с ходовым оборудованием, соединенную с поворотной платформой, на которой установлена силовая установка, поворотную кабину с приводом поворота и подъема, установленную консольно с возможностью выдвижения на телескопической поворотной колонне, расположенной по оси поворотной платформы. Экскаватор снабжен дополнительной поворотной платформой с приводом поворота, на которой установлено рабочее оборудование включающее стрелу, рукоять, ковш. Привод платформы с силовой установкой выполнен с возможностью автоматической стабилизации оппозитного положения силовой установки относительно рабочего оборудования в периоды набора грунта в ковш. Гидроцилиндры привода стрелы и рукояти снабжены реле давления, соответственно, соединенными с поршневыми полостями, и контакты упомянутых реле давления включены последовательно с контактами путевых включателей в цепи питания соленоидов гидрораспределителя привода поворотной платформы с силовой установкой. Электролинии управления гидрораспределителя разделены диодами, а гидрораспределитель привода дополнительной поворотной платформы с установленным рабочим оборудованием выполнен с возможностью управления включателем. 3 ил.

Экскаватор, содержащий неповоротную часть с ходовым оборудованием, соединенную с поворотной платформой, на которой установлена силовая установка, поворотную кабину с приводом поворота и подъема, установленную консольно с возможностью выдвижения на телескопической поворотной колонне, расположенной по оси поворотной платформы, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной поворотной платформой с приводом поворота, на которой установлено рабочее оборудование, включающее стрелу, рукоять, ковш, при этом привод платформы с силовой установкой выполнен с возможностью автоматической стабилизации оппозитного положения силовой установки относительно рабочего оборудования в периоды набора грунта в ковш, а гидроцилиндры привода стрелы и рукояти снабжены реле давления, соответственно, соединенными с поршневыми полостями, и контакты упомянутых реле давления включены последовательно с контактами путевых включателей в цепи питания соленоидов гидрораспределителя привода поворотной платформы с силовой установкой, при этом электролинии управления гидрораспределителя разделены диодами, а гидрораспределитель привода дополнительной поворотной платформы с установленным рабочим оборудованием выполнен с возможностью управления включателем.