Навесной гидравлический копер для одноковшового экскаватора Российский патент 2024 года по МПК E02D7/10 

Навесной гидравлический копер для одноковшового экскаватора

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к строительной технике и может быть использовано в качестве навесного оборудования экскаваторов на гусеничном и колесном ходу весом от 14 т до 32 т, используемых в ограниченном для маневрирования пространстве и предназначенных для подъёма, установки сваи на точку погружения, корректировки погружения сваи в грунт или её извлечения.

Уровень техники

В предшествующем уровне техники известна установка для погружения свай [Пат. РФ 118652U1, МПК E02D 7/20, 27.02.2012], включающая базовую машину и смонтированный на ней вдавливающий механизм в виде копровой мачты и сваепогружатель, механизм подъема-опускания сваепогружателя, а также механизм подтаскивания, подъема и установки сваи под сваепогружатель. При этом механизм подъема-опускания сваепогружателя, подтаскивания, а также механизм подъема и установки сваи под сваепогружатель выполнены в виде гидравлических лебедок.

Недостатками данной установки являются малая мобильность и большая масса, не позволяющая производить работы в ограниченном пространстве, для позиционирования сваи необходимо применение дополнительного противовеса, что значительно уменьшает скорость забивки сваи и снижает точность позиционирования.

Известно навесное копровое оборудование, например, к одноковшовому экскаватору [Пат. СССР 160109А1, МПК E02D 7/06, E02D 7/14 19.02.1963], состоящее из копровой стрелы, опорной стрелы и гидросистемы управления движениями копровой стрелы. Копровая стрела смонтирована на опорной стреле посредством установленного на конце последней шарового шарнира и установленных на опорной стреле с помощью универсальных шарниров, например, гидравлических цилиндров двустороннего действия со штоками, образующих шарнирный треугольник.

Недостатками данного оборудования являются малая мобильность и большая масса, не позволяющая производить работы в ограниченном пространстве, а также сложность перевода из транспортного положения в рабочее и наоборот.

Наиболее близким из известных технических решений к заявленному изобретению является установка для погружения свай [Пат. РФ 81972U1, МПК E02D 7/20, 11.11.2008], включающая базовую машину с навесным оборудованием, включающим мачту, выполненную из трех отдельных секций, поочередно соединенных посредством шарнирных механизмов. Мачта установлена на базовой машине посредством механизма, выполненного в виде подвижного параллелограмма, в смежных сторонах которого установлены гидроцилиндры.

Недостатками данной установки являются большие габариты в рабочем положении, сложность позиционирования сваи, так как отсутствует ход поворота в вертикальной оси относительно поворотного устройства, что снижает производительность проведения работ из-за низкой скорости забивки свай.

Существенным недостатком существующих конструкций копров являются большие транспортные габариты и масса. Копры с большими габаритными размерами малоэффективны при производстве строительных работ в ограниченном пространстве и не мобильны, что затрудняет их транспортировку и выполнение требований заказчика.

Задачей предлагаемого изобретения является достижение необходимой мобильности, надёжности, производительности, экономичности и безопасности.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат, достигаемый заявленным изобретением, заключается в повышении мобильности и маневренности копра, точности забивки свай и увеличении производительности оборудования.

Технический результат достигается тем, что навесной гидравлический копер для одноковшового экскаватора содержит базовую машину, выполненную с возможностью присоединения навесного оборудования. Навесной гидравлический копер состоит из рабочей части, состоящей из ударной части – корзины с молотом, мачты в сборе с элементами управления и подъема корзины с молотом, опорного устройства, позиционера свайного элемента, верхней и нижней гидролебедок, и поворотного устройства. Поворотное устройство выполнено с возможностью крепления к базовой машине через оси во втулках рукояти экскаватора для крепления ковша и трапеции экскаватора. Перевод из транспортного и рабочего положения происходит за счет гидроцилиндра управления ковшом. Рабочая часть имеет ход поворота в вертикальной оси на 60° относительно поворотного устройства.

Одной из важных областей применения технического решения являются строительные работы по производству полей из свайного фундамента в ограниченных пространствах, установке опор под столбы освещения и опор шумовой защиты вдоль дорог в населенных пунктах.

Для данного типа оборудования важны такие показатели, как мобильность управления, надёжность, производительность, экономичность и безопасность.

Полноповоротный экскаватор значительно ускоряет скорость производства за счет мобильности и возможности установки без демонтажа защитных ограждений дорожного полотна. Применение экскаватора, оборудованного навесным гидравлическим копром (НГК), позволяет возводить свайный фундамент на строительных объектах с разноуровневым размещением свай.

Исполнение навесного гидравлического копра для одноковшового экскаватора поясняется рисунками, где на фиг. 1 изображено рабочее положение НГК; на фиг. 2 – транспортное положение НГК; на фиг. 3 –общий вид базовой машины; на фиг. 4 – навесной гидравлический копер; на фиг. 5 - рабочая часть НГК; на фиг. 6 и фиг. 7 – элементы управления и подъема корзины с молотом.

Навесной гидравлический копер для одноковшового экскаватора (фиг. 1, фиг. 2) состоит из базовой машины 1, к которой крепится навесной гидравлический копер 2 для погружения свайного элемента 3 в грунт. Базовой машиной являются экскаваторы ТВЭКС от модели ЕТ14 до ЕТ25 в колесном или гусеничном исполнении 3-4 размерного ряда. Базовая машина 1 (фиг. 3) включает стрелу экскаватора 4, гидроцилиндр подъема стрелы экскаватора 5, гидроцилиндр подъема рукояти экскаватора 6, рукоять стрелы экскаватора 7, гидроцилиндр управления ковшом экскаватора 8, втулки крепления ковша и трапеции экскаватора 9.

На рукоять стрелы экскаватора 7 крепится навесной гидравлический копер 2, который подключается к гидролинии и электропитанию от экскаватора.

Навесной гидравлический копер 2 крепится к базовой машине 1 поворотным устройством через оси во втулках крепления ковша и трапеции экскаватора 9 (фиг. 3). Перевод из транспортного и рабочего положения происходит за счет гидроцилиндра управления ковшом 8 (фиг. 3).

Навесной гидравлический копер состоит из следующих элементов (фиг. 4): рабочей части 10 и поворотного устройства 11. Рабочая часть 10 с помощью гидроцилиндра разворота 12 имеет ход поворота в вертикальной плоскости на 60° относительно поворотного устройства 11 для более точного позиционирования свайного элемента.

Рабочая часть 10 (фиг. 5) в свою очередь состоит из ударной части (корзина с молотом) 13, мачты 14 в сборе с элементами управления и подъема корзины с молотом (фиг. 5), опорного устройства 15 (фиг.5), позиционера свайного элемента 16, верхней 17 и нижней 18 гидролебедок (фиг. 6 и фиг.7).

Погружении свайного элемента происходит за счет передачи кинетической энергии от падающего молота внутри корзины свайному элементу через специальный наголовник. Наголовник выполняет направляющую и защитную функцию свайного элемента при погружении. Подъем молота осуществляется гидроцилиндром, полости которого соединяются и разъединяются через электромагнитный клапан с открытым центром. Штоковая полость гидроцилиндра подъема молота соединена с подачей давления гидравлической жидкости через гидрораспределитель управления. Поршневая полость соединена со сливной магистралью. При подаче сигнала клапан, объединяющий полости гидроцилиндра, закрывает проход жидкости и начинается подъем давления в штоковой полости гидроцилиндра молота и подъем молота. При снятии сигнала клапан объединяет полости гидроцилиндра и давление в полостях выравнивается –происходит падение молота. За счет того, что рабочие площади штоковой и поршневой полостей различаются, при одинаковом давлении в полостях, происходит разгон молота и увеличение силы удара.

Управление оборудованием осуществляется как в ручном, так и в автоматическом (дистанционном) режимах. Работа с навесным оборудованием экскаватора осуществляется двумя операторами и водителем экскаватора. Навесной гидравлический копер имеет два положения: транспортное (горизонтальное положение мачты копра, фиг. 2) и рабочее (вертикальное положение мачты копра, фиг. 1).

Осуществление изобретения

Для производства работ по погружению свайных элементов на участок строительства экскаватор и НГК могут доставляться как раздельно, так и в собранном состоянии. Непосредственно на месте проведения работ машинист экскаватора, после установки НГК на экскаватор, перемещает экскаватор к точке погружения свайного элемента и по командам одного из операторов устанавливает копер над точкой. Затем оператор НГК с помощью пульта дистанционного управления (Д.У.) корректирует более точное позиционирование и опускает опорное устройство на поверхность до проникновения клина опорного устройства в грунт. Тем самым происходит фиксация копра над точкой погружения свайного элемента. После проверки вертикальности и точности позиционирования копра, с помощью Д.У., операторы поднимают корзину с молотом на необходимую высоту, используя верхнюю и нижнюю гидравлические лебедки заводят свайный элемент в створ наголовника молота и запустив ручной или автоматический режимы производят погружение свайного элемента. После погружения свайного элемента водитель экскаватора поднимает вверх НГК и переезжает к следующей точке погружения.

Использование полноповоротного экскаватора для такого типа работ значительно ускоряет скорость производства за счет мобильности и возможности установки, например, опор столбов освещения или шумовой защиты вдоль дорог без демонтажа защитных ограждений дорожного полотна. Также применение экскаватора, оборудованного НГК позволяет возводить свайный фундамент на строительных объектах с разноуровневым размещением свай.

НГК обеспечивает забивку железобетонных свай поперечным сечением до 300х300 мм и длиной до 5 метров без устройства лидерных скважин, металлических опор шумовой защиты, опор столбов освещения и других свайных элементов с максимальным габаритным размером по ширине до 500 мм и длинной до 5 м с энергией удара до 14 кДж.

Для изготовления НГК используются конструкционные стали. Все узлы и детали изготовлены из материалов, соответствующих нагрузкам и условиям эксплуатации.

Опытный образец навесного гидравлического копра реализован в проекте «Стройматик НГК300» и был изготовлен на производственной площадке ООО «Северный технопарк» (г. Череповец).

Проведенные испытания НГК подтвердили достижение поставленных задач в мобильности, управлении, надёжности, производительности, экономичности и безопасности при производстве строительных работ. При этом, для позиционирования и установки сваи не требуется перемещение копра и использование вспомогательных грузоподъемных механизмов.

Данное техническое решение обеспечивает высокую точность позиционирования сваи при ее забивке и позволяет уменьшить время на позиционирование и забивку сваи, что значительно увеличивает производительность оборудования.

Таким образом, достигается необходимая мобильность и маневренность за счет усовершенствованной конструкции механизма перевода машины из рабочего положения в транспортное, а также мобильности, так как габариты и масса оборудования не превышают норму транспортного габарита (не является крупногабаритным или тяжеловесным грузом, и не требует разборки) при транспортировке ее к строительной площадке.

Настоящее изобретение относится к строительной технике и может быть использовано в качестве навесного оборудования экскаваторов, используемых в ограниченном для маневрирования пространстве и предназначенных для подъема, установки сваи на точку погружения, корректировки погружения сваи в грунт или ее извлечения. Технический результат - высокая точность позиционирования сваи при ее забивке, уменьшение времени на позиционирование и забивку сваи, что значительно увеличивает производительность оборудования. Навесной гидравлический копер для одноковшового экскаватора содержит базовую машину, выполненную с возможностью присоединения навесного оборудования. Навесной гидравлический копер состоит из рабочей части, состоящей из ударной части – корзины с молотом, мачты в сборе с элементами управления и подъема корзины с молотом, опорного устройства, позиционера свайного элемента, верхней и нижней гидролебедок, и поворотного устройства, выполненного с возможностью крепления к базовой машине через оси во втулках рукояти экскаватора для крепления ковша и трапеции экскаватора. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Навесной гидравлический копер для одноковшового экскаватора, содержащего базовую машину, выполненную с возможностью присоединения навесного оборудования, отличающийся тем, что состоит из рабочей части, состоящей из ударной части – корзины с молотом, мачты в сборе с элементами управления и подъема корзины с молотом, опорного устройства, позиционера свайного элемента, верхней и нижней гидролебедок, и поворотного устройства, выполненного с возможностью крепления к базовой машине через оси во втулках рукояти экскаватора для крепления ковша и трапеции экскаватора.

2. Навесной гидравлический копер для одноковшового экскаватора по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью перевода в транспортное и рабочее положения гидроцилиндром управления ковша.

3. Навесной гидравлический копер для одноковшового экскаватора по п. 1, отличающийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения хода поворота в вертикальной оси на 60° относительно поворотного устройства гидроцилиндром разворота.