Рабочее оборудование экскаватора Советский патент 1983 года по МПК E02F3/38 

Изобретение относится к экскаваторамлопатам и может быть использовано в машинах с качающимся в вертикальной плоскости рабочим оборудованием и надстройкой. Известно рабочее оборудование экскаватора, включающее подъемную стойку, подъемную тягу, ковщ и соединенную с ним четырьмя осями коробчатую сварную рукоять, которая связана через главный вал с качающейся надстройкой. При этом подъемная тяга треугольная, а расширяющаяся к ковшу конструкция соединена сверху с вершиной треугольной подъемной стойки. Ветви подъемной тяги через проушины оси просоеди-нены к ковшу 1. Недостатки такого рабочего оборудования состоят в том, что цельносварная коробчатая рукоять при качании и при вращении поворотной части машины в забой и на разгрузку подвержена изгибу, кручению растяжению и сжатию, напряжения изгиба и кручения, возникающие в рукояти суммируются с действующими одновременно напряжениями растяжения (сжатия), из-за чего существенно увеличивается сечение и масса конструкций; коробчатая рукоять, работающая на кручение, содержит вваренные внутрь диафрагмы, угловые и фланговые швы, которые являются большими геометрическими концентраторами напряжений. Местные напряжения от геометрических концентраторов и напряжения кручения. изгиба, растяжения и сжатия, суммируясь в определенных точках рукояти, отрицательно влияют, на ее несущую способность. Наиболее близким к изобретению является рабочее оборудование, включающее содержащую две ветви треугольную подъемную тягу, две параллельные тяги ковша, подъемную стойку, блоки и надстройку с главным валом, на котором установлена рукоять, связанная с ковшом 2. Недостатком известного оборудования является большое количество изнашиваемых шарнирных соединений, вызванное присоединением тяг ковша к кривошипам, что приводит к снижению надежности рабочего оборудования. Целью изобретения является повышение надежности оборудования путем исключения изгиба и кручения рукояти. Поставленная цель достигается тем, что в рабочем оборудовании экскаватора, включающем содержащую две ветви треугольную подъемную тягу, две параллельные тяги ковща, подъемную стойку, блоки и надстройку с главным .валом, на котором установлена рукоять, связанная с ковщом, рукоять выполнена из стержней, образующих плоскую ферму, при этом тяги ковша соединены с главным валом. Кроме того, рукоять выполнена из двух боковых стержней и двух стержней-подкосов, соединенных в треугольную опору, основание которой соединено с главным валом, а вершина - с ковшом. Точки соединения ковша с тягами ковша, подъемной тягой и боковыми стержнями рукояти расположены в плоскостях боковых стенок ковша. Подъемная тяга и боковые стержни рукояти установлены посредством общей оси, соединяющей их с ковщом. На фиг. 1 изображено рабочее оборудование, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (вид на подъемную тягу и ковш); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. Г (вид на рукоять, подъемную стойку и ковш); на фиг. 4 - сечение .В-В на фиг. 1 (вид на заднюю стенку ковша); на фиг. 5 -пространственная схема нагружения рабочего оборудования. Рабочее оборудование включает ковш 1 с поперечной рамой 2, задней стенкой 3, проушинами 4. (фиг. 2-4), зубьями 5 и днищем 6, соединенным с задней стенкой осями 7; рукоять 8, состоящую.из боковых стержней 9, 10 и подкосов 11 и 12, подъемную стойку 13, качающуюся надстройку 14, тяги 15 ковща, блоки 16 и обойму 17 с установленным на оси 18 уравнительным блоком 19. Надстройка 14 установлена на осях 20 в кронщтейнах 21 поворотной платформы 22. Через главный вал 23 надстройка 14 связана с тягами 15 ковша, которые с помощью осей 24 присоединены к ковшу 1, соединенному осями. 25 с боковыми стержнями рукояти и подъемной тягой 26. Стяжка 27 соединяет ветви подъемной тяги. На задней стенке 3 ковша закреплен упор 28, которым в боковом направлении сопряжена вершина треугольной опоры, образованной двумя подкосами 11 и 12, которые осями 29 и через проушины тяг ковша связаны с главным валом, ограниченным от перемещения в осевом направлении хомуj- f ЗО Треугольная опора удерживается от смещения в вертикальном направлении планкой 31 и болтами 32, вварачиваемыми в упор 28. Боковые стержни рукояти 9 и 10 с помощью осей 33, а также через проушины тяг ковша связаны с главным валом. Установленная на главном вале подъемная стойка 13 связана осью 34 с подъемной тягой26. На оси 34 размещены блоки 16. К удерживающей стойке 35 с помощью оси 36 присоединена обойма 17 с блоком 19. Подъемньш канат 37 огибает блоки 16 и 19, а также блоки 38, установленные на оси 39 в верхней части удерживающей стойки 35, которая закреплена- к поворотной платформе экскаватора осями 40 -и 41. Концы каната 37 закреплены на бара- , бане 42 подъемного механизма 43, который размещен на поворотной платформе 22, На оси 34, установленной в средней части удерживающей стойки, смонтировано качающееся седло 45, внутри которого размещен напорный стержень 46. С каждой стороны седла на оси 44 установлено по одному двухручьевому блоку 47.

Спереди напорный стержень соединен через ось 48 с вершиной надстройки 14. На закрепленной к напорному стержню оси 49 установлен блок 50, огибаемый канатом 51, который опирается на удаленные от седла 45 ручьи блоков 47. Концы каната 51 крепятся к барабану 52 удерживающего механизма 53.

Сзади к напорному стержню 46 через ось 54 присоединен блок 55, огибаемый канатом 56. Ветви каната 56 опираются на свободные от каната 51 ручьи блоков 47, крепятся к барабану 52,и навиваются на барабан в противоположном канату 51 направлении.

На поворотной платформе 22 размещен и поворотный механизм 57 экскаватора, предназначенный для поворота или удержания от вращения относительно ходовой тележки 58 верхней поворотной- части машины

Оборудование работает следующим образом.

При копании усилия от подъемного механизма 43 передается на зубья 5 через канат 37, блоки 16, оси 34, подъемную тягу 26, оси 25 и ковщ L Разгрузка ковща осуществляется через открывающееся днище 6.

От удерживающего механизма 53 при копании усилия передаются через канат 51 (или 56) на блоки 50 (или 55), оси 49 (или 54), напорный стержень 46, ось 48, надстройку 14, главный вал 23, тяги ковша 15 и оси 24, а также стержни 9, 10 и оси 25 к ковшу 1 и егозубьям 5.

При копании в скальном кусковатом забое зубья 5 ковша 1 обычно нагружа1бтся усилиями, направленными под произвольным углом.

На схеме (фиг. 5) вершина крайнего зуба обозначена точкой Д.

В верщйне Г подъемной стойки приложено усилие РП подъемного механизма, в верши не Ж надстройки - усилие Ру удерживающего механизма.

Под действием собственного веса ковща и грунта тяги 15 ковша и боковые стержни 9 и 10 рукояти сжаты,а ветви подъемной тяги 26 растянуты.

Горизонтальная боковая составляющая усилия на зубьях 5 (на фиг. 5 усилие И, параллельное оси У), а также силы инерции при поворотах в забой и на разгрузку, действующие на ковщ 1 в горизонтальной плоскости (на фиг. 5 - в плоскости ХОУ), передаются (фиг. 2 и 5) через его поперечную раму 2 и упор 28 на треугольную опору, растягивая подкос 11 и сжимая подкос 12. Далее нагрузка передается через главный вал 23, надстройку 14 и кронштейн 21 на поворотную платформу 22.

Для удержания платформы 22 от повотора при копании включается или затормаживается поворотный механизм 57.

Из-за смещения места приложения к ковшу горизонтальной боковой нагрузки

от вершины треугольной опоры и из-за приложенного при копании к зубьям ковща в произвольном направлении или на крайнем зубе усилия резания PQ ковш находится под действием крутящих и изгибающих моментов. Эти моменты могут быть-разложены на момент в плоскости подъемной тяги 26 и в перпендикулярном направлении

Момент, действующий в плоскости подъемной тяги, удерживается парой горизонтальных боковых сил Ry, параллельных оси ОУ, одна из которых прилагается к вершине Г подъемной стойки, другая - к вершине Е треугольной опоры. При этом одни из ветвей подъемной тяги и подъемной стойки растягиваются, другие сжимаются; сжимается и один подкос рукояти, а другой растягивается.

Результирующая от момента, действующегося в плоскости подъемной тяпи, на главном вале равна нулю.

Момент, -действующий в направлении, перпендикулярном рассмотренному, воспринимается парой сил Rg, приложенных к осям 25 (точки Ж1И Жг на фиг. 5), и передается растяжением (сжатием) соответствующих ветвей подъемной тяги 26 и подъемной стойки 13, а также боковых стержней рукояти 10 (9).

При копании крайним зубом момент, действующий в плоскости боковой стенки ковша, воспринимается парой сил RX, параллельных тягам ковша и приложенных в точках Ж2 и Жз (фиг. 5). Усилие RX, приложенное в точке 3, передается через тягу 15 ковша на главный вал, усилие RX в точке Ж2 передается через боковой стержень 9 рукояти и ветви подъемной тяги и подъемной стойки на главный вал.

В результате все нагрузки, возникающие на ковше при копании и поворотах экскаватора, передаются на главный вал через растянутые или сжатые ветви подъемной тяги 26, подъемной стойки 13, тяги 15 ковша, стержни и подкосы 9-12 рукояти.

Таким образом, при всех режи.мах работы экскаватора рукоять, выполненная из стержней, образующих плоскую ферму, вместе с соединенными с главным валом тягами ковша обеспечивает нагружение стержней рукояти и ее подкосов только сжимающими или растягивающими силами.

Размещенный на зедней стенке ковща упор позволяет передать боковые нагрузки на вершину треугольной опоры.

Простота конструкции и напряженного состояния поперечных сечений боковых стержней рукояти, ее подкосов и тяг ковша, а также уменьшение количества изнащиваемых шарнирных соединений дают возможность уменьшить массу и повысить надежность рабочего оборудования.

Предлагаемое изобретение позволяет уменьшить массу несущих конструкций примерно на 6% по сравнению с известным рабочим оборудованием.

Фиг.2

-гГ

y.J

2526 /10

2ii- W

S- 3

1. РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ ЭКСКАВАТОРА, включающее содержащую две ветви треугольную подъемную тягу, две параллельные тяги ковща, подъемную стойку, блоки и надстройку с главным валом, на котором /установлена рукоять, связанная с ковщом, отличающееся тем, что с целью повышения надежности оборудования путем исключения изгиба и кручения рукояти, она выполнена из стержней, образующих плоскую ферму, при этом тяги ковша соединены с главным валом. 2. Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что рукоять выполнена из двух боковых стержней и двух стержней -подкосов, соединенных в треугольную опору, основание которой соединено с главным валом, а вершина - с ковшом. 3.Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что точки соединения ковша с тягами ковша, подъемной тягой и боковыми стержнями рукояти расположены в плоскостях боковых стенок ковша. 4.Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что подъемная тяга и боковые стержi ни рукояти установлены посредством общей оси, соединяющей их с ковшом. (Л оо со о: О5