Устройство для разгрузки стрелы гидравлического экскаватора Российский патент 2023 года по МПК E02F3/38 

Изобретение относится к землеройным машинам, в частности к рабочему оборудованию гидравлических экскаваторов.

Известно рабочее оборудование гидравлического экскаватора, включающее рукоять, ковш, гидравлический цилиндр коромысло, тягу и соединяющие их шарниры (Машины для земляных работ: Учебник для студентов вузов по специальности «Подъемно- транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» / Д.П. Волков, В.Я. Крикун, П.Е. Тотолин и др.; Под общ. ред. Д.П. Волкова. - Машиностроение, 1992 - 448 с. (с. 152, рис. 9.1 и с. 157, рис. 9.7г)). Такая конструкция рабочего оборудования гидравлического экскаватора является наиболее распространенной. Однако при разработке грунта значительные усилия, возникающие на ковше, вызывают существенное нагружение металлоконструкций рабочего оборудования, в частности стрелы.

Известны устройства, монтируемые на ковшах экскаваторов, для уменьшения сопротивления копанию и внедрению зубьев ковша в прочный и мерзлый грунты (Экскаваторный ковш активного действия. Патент 2002908, E02F 9/28 Экскаваторный ковш активного действия. Лабутин В.Н., Маттис А.Г. и др. 15.11.93 Бюл. №41-42). Однако, такие ковши не разгружают металлоконструкции рабочего оборудования экскаватора от усилий копания.

Известно рабочее оборудование гидравлического экскаватора (Патент 2509843 RU С1 МКИ⁷ E02F 3/28. Рабочее оборудование гидравлического экскаватора / Шемякин С.А. (RU) - №2013106120/03; Заявлено 12.02.2013; Опубл. 20.03.2014; Бюл. №8). Устройство предназначено для разработки прочных и твердых грунтов и позволяет уменьшить энергозатраты на процесс экскавации за счет предварительного рыхления грунта в забое. При этом экскавации грунта предшествует его рыхление рыхлительным зубом за счет гидроцилиндра поворота стрелы.

Устройство не разгружает металлоконструкции стрелы при рыхлении, хотя при экскавации разрыхленного грунта нагрузки на нее уменьшаются, кроме того, последовательное применение рыхлительного зуба и ковша экскаватора увеличивает время разработки грунта и снижает производительность экскаватора.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является рабочее оборудование одноковшового экскаватора (авт. свид. 613019 М. Кл.² E02F 3/38. Рабочее оборудование одноковшового экскаватора / Юркин Ю.Г., Партолога В.А., Еремин В.П. и др. (СССР) - №1803763/29-03; Заявлено 03.07.72; Опубл. 30.06.78; Бюл. №24). Такое устройство предназначено для разработки прочных и крепких грунтов и обеспечивает уменьшение нагрузок на металлоконструкции рабочего оборудования. Однако оно не решает поставленную задачу на всей траектории поворота ковша и рукояти вследствие того, что внедрение зуба опоры в массив грунта происходит за счет механизма поворота ковша. Для этого нужно сочетание особых условий: наличие уступа на дневной поверхности грунта и направление усилия ковша на уступ снизу. Это возможно только при разработке близкой к вертикальному траектории траншеи.

Изобретение направлено на значительное уменьшение нагрузок от копания на металлоконструкции стрелы на всей траектории поворота ковша и увеличение производительности экскаватора.

Это достигается тем, что стойка с приводом выполнена в виде анкерного рычага с зубьями, оси которых размещены в одной плоскости, проходящей через ось шарнира, соединяющего рукоять и анкерный рычаг, и установлена так, что ее перемещения ограничены правым и левым упорами, при этом сами упоры установлены таким образом, что при максимальном вылете рукояти анкерный рычаг контактирует с левым упором, при этом плоскость, в которой размещены оси зубьев и которая проходит через ось шарнира, соединяющего рукоять и анкерный рычаг, перпендикулярна направлению на ось поворота стрелы, а при контакте с правым упором - перпендикулярна линии, соединяющей оси поворота рукояти и ковша.

Сущность заявляемого устройства пояснена чертежами, где на фиг. 1 представлен гидравлический экскаватор в транспортном положении; на фиг. 2 приведено положение рукояти до разработки грунта на максимальном вылете рукояти; на фиг. 3 дана схема разработки грунта с закрепленной рукоятью при ее максимальном вылете; на фиг. 4 изображено положение груженого ковша при выходе из забоя; на фиг. 5 показано положение рукояти перед ее закреплением в траншее; на фиг. 6 представлена картина разработки забоя с закрепленной рукоятью в траншее.

Устройство для разгрузки стрелы гидравлического экскаватора включает экскаватор 1 стрелу 2, рукоять 3 и ковш 4 с механизмом привода 5, соединенные шарнирно между собой, а также силовые гидроцилиндры привода 6 и 7. Рукоять 3 снабжена анкерным рычагом 8 с зубьями 9 и перемещается приводом от гидроцилиндра 10 между левым 11 и правым 12 упорами на стреле 2.

Устройство для разгрузки стрелы гидравлического экскаватора работает следующим образом. Для начала разработки траншеи оператор экскаватора 1 приводом 10 поворачивает анкерный рычаг 8 до его контакта с левым 11 упором рукояти 3 (при этом плоскость, проходящая через ось шарнира, соединяющего рукоять 3 и анкерный рычаг 8, и в которой установлены оси зубьев 9, перпендикулярна направлению на ось поворота стрелы 2 при максимальном вылете рукояти 3) и в этом положении полностью поворачивает ковш 4 в исходную для копания грунта верхнюю позицию, затем выдвигает рукоять 3 в сторону забоя (фиг. 2). В этом положении зубья 9 анкерного рычага 8 находятся к поверхности забоя под углом близким к 90°, что облегчает их внедрение в забой при опускании стрелы 2.

Затем оператор опускает стрелу 2 вниз так, чтобы зубья 9 анкерного рычага 8 внедрились в грунт. Далее оператор поворачивает ковш 4 механизмом привода 5 (фиг. 3), начинает копание грунта и заполнение ковша 4 грунтом на угле поворота ковша 4 примерно 100°…110°. При этом реакция грунта передается через ковш 4, механизм привода ковша 5 на рукоять 3 и анкерный рычаг 8 и через его зубья 9 на грунт забоя.

Таким образом, усилия от копания грунта не передаются на стрелу 2 и экскаватор 1, что позволяет с одной стороны разгрузить металлоконструкции стрелы 2 в период копания, а с другой - существенно увеличить усилия на ковше 4 экскаватора 1 (обеспечить копание с толщиной стружки и увеличить производительность экскаватора 1). После заполнения ковша 4 грунтом оператор поворачивает стрелу 2 и рукоять 3 от забоя (фиг. 4), а груженый ковш 4 к рукояти 3 (при этом также поворачивает анкерный рычаг 8 до контакта с правым упором 12) и освобождает анкерный рычаг 8. Далее работа экскаватора 1 происходит обычным образом: подъем рабочего оборудования из забоя, поворот на выгрузку, разгрузка ковша от грунта, обратный поворот в забой и опускание рабочего оборудования в забой.

При разработке основного тела траншеи (фиг. 5) оператор экскаватора 1 приводом 10 поворачивает анкерный рычаг 8 до его контакта с правым 12 упором рукояти 3 (при этом плоскость, проходящая через ось шарнира, соединяющего рукоять 3 и анкерный рычаг 8, и в которой установлены оси зубьев 9, перпендикулярна линии, соединяющей оси поворота рукояти 3 и ковша 4), поворачивает в этом положении рукоять 3 для копания грунта в траншее и приводом 6 опускает стрелу 2 в траншею. В этом положении зубья 9 анкерного рычага 8 находятся к поверхности забоя под углом близким к 90°, что облегчает их внедрение в забой при повороте рукояти 3.

Затем оператор поворачивает рукоять 3 в сторону забоя так, чтобы зубья 9 анкерного рычага 8 внедрились в грунт (фиг. 6). Далее оператор поворачивает ковш 4 механизмом привода 5 (фиг. 1), производит копание грунта и заполнение ковша 4. При этом реакция грунта передается через ковш 4, механизм привода ковша 5 на рукоять 3 и анкерный рычаг 8 и через его зубья 9 на грунт забоя.

Таким образом, усилия от копания грунта не передаются на стрелу 2 и экскаватор 1, что позволяет разгрузить металлоконструкции стрелы 2 в период копания и существенно увеличить усилия на ковше 4 экскаватора 1 (обеспечить копание с толщиной стружки и увеличение производительности экскаватора 1). После заполнения ковша 4 грунтом оператор гидроцилиндром 7 поворачивает рукоять 3 от забоя и освобождает анкерный рычаг 8. Далее работа экскаватора 1 происходит обычным образом.

Применение в устройстве упоров левый 11 и правый 12 на рукояти 2 позволяет оператору экскаватора 1 не тратить время на ручную установку анкерного рычага 8 для разгрузки металлоконструкций стрелы 2, что сокращает время копания, уменьшает утомляемость оператора и способствует увеличению производительности экскаватора 1.

При разработке твердых и мерзлых грунтов для облегчения внедрения в забой целесообразно зубья 9 анкерного рычага 8 выполнить активными, что будет способствовать уменьшению времени установки анкерного рычага 8 и увеличению производительности экскаватора 1.

Предлагаемое устройство для разгрузки стрелы гидравлического экскаватора позволяет существенно разгрузить металлоконструкции стрелы экскаватора от усилий копания грунта на всей траектории поворота ковша, увеличить силовое воздействие на забой и в результате увеличить производительность экскаватора.

Изобретение относится к машинам для разработки грунтов, а именно к рабочему оборудованию гидравлических экскаваторов. Технический результат - уменьшение нагрузок от копания на металлоконструкции стрелы на всей траектории поворота ковша и увеличение производительности экскаватора. Устройство для разгрузки стрелы гидравлического экскаватора включает шарнирно соединенные и снабженные приводами ковш, стрелу и рукоять, снабженную упором с зубом. Упор выполнен из стойки с приводом, которая шарнирно соединена одним концом с рукоятью. При этом стойка с приводом выполнена в виде анкерного рычага с зубьями, оси которых размещены в одной плоскости, проходящей через ось шарнира, соединяющего рукоять и анкерный рычаг, и установлена так, что ее перемещения ограничены правым и левым упорами. При этом сами упоры установлены таким образом, что при максимальном вылете рукояти анкерный рычаг контактирует с левым упором. Плоскость, в которой размещены оси зубьев и которая проходит через ось шарнира, соединяющего рукоять и анкерный рычаг, перпендикулярна направлению на ось поворота стрелы, а при контакте с правым упором - перпендикулярна линии, соединяющей оси поворота рукояти и ковша. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для разгрузки стрелы гидравлического экскаватора, включающее шарнирно соединенные и снабженные приводами ковш, стрелу и рукоять, снабженную упором с зубом, упор выполнен из стойки с приводом, которая шарнирно соединена одним концом с рукоятью, отличающееся тем, что стойка с приводом выполнена в виде анкерного рычага с зубьями, оси которых размещены в одной плоскости, проходящей через ось шарнира, соединяющего рукоять и анкерный рычаг, и установлена так, что ее перемещения ограничены правым и левым упорами, при этом сами упоры установлены таким образом, что при максимальном вылете рукояти анкерный рычаг контактирует с левым упором, при этом плоскость, в которой размещены оси зубьев и которая проходит через ось шарнира, соединяющего рукоять и анкерный рычаг, перпендикулярна направлению на ось поворота стрелы, а при контакте с правым упором - перпендикулярна линии, соединяющей оси поворота рукояти и ковша.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зубья выполнены активными.