Ковшовая рама для экскаватора Советский патент 1984 года по МПК E02F3/14 

Изобретение относится к ковшовой раме для экскаватора или подобных ему машин, которая является направляюш,ей ковшовой цепи и в вертикальной плоскости имеет многочисленные шарнирные сочленения.

Ковшовые рамы известных экскаваторов сконструированы так, что у каждого шарнира сочленения секций ковшовой рамы или между приемным желобом и первой секцией ковшовой рамы в направлении набегания цепи перед первой поперечной балкой секции ковшовой рамы и перед шарниром сочленения расположен обводной ролик, причем соответствующий шарнир сочленения из-за большого диаметра обводного ролика расположен очень высоко, чаще всего в верхнем поясе фермы ковшовой рамы (авторское свидетельство СССР № 366250, кл. Е 02 F 3/08, 1969). При огибании отдельными звеньями цепи обводного ролика возникают периодические колебания скорости цепи, величина которых зависит от отношения шага цепи к диаметру обводного ролика и, в особенности, от угла, образующегося между секциями ковшовой рамы.

Колебание скорост|1 цепи, возникшее у ширнира сочленения секций ковшовой рамы при угле наклона не более 40°, примерно в три раза больше, чем колебание, возникшее вследствие эффекта многогранника, наблюдаемого при огибании ковшовой цепью приводного барабана. На мощных многоковшовых экскаваторах последствия периодических колебаний скорости цепи, вызванные прохождением через ширниры, проявляются очень отчетливо, так как в верхнем копании, при котором ковшовая рама у шарниров сочленения секций очень сильно перегибается, экскаватор работает очень неровно, что приводит к колебания1У1 всей верхней части конструкции; и, напротив, в нижнем копании экскаватор работает относительно спокойно, так как многошарнирная ковшовая рама либо не перегибается, либо перегибается незначительно и, по существу, на главный привод влияет только эффект многогранника.

Колебания скорости ковшовой цепи, вызванные прохождением цепи через шарниры сочленения секций ковшовой рамы, обусловливают соответственные колебания продольного усилия цепи и приводят к быстрому износу щарниров ковшовой цепи и сменных боковых полос скольжения, а также направляющих элементов цепи на местах сочленения секций многошарнирной ковшовой рамы. Периодически изменяющиеся нагрузки цепи передаются -на привод ковшовой цепи и на стальную конструкцию экскаватора. Они вызывают крутильные колебания на деталях передачи привода ковшовой цепи и

колебания на всей несущей конструкции и этим дополнительные динамические моменты и силы. Передаваемая мощность и срок службы деталей передачи, а также грузоподъемность стальной конструкции вследствие этого значительно уменьшаются, и надежность всей машины снижается.

Диаметр обводного ролика и угол наклона влияют на неравномерность передаточного отношения и этим на величину колебаний скорости и силы в цепи. Поэтому в ТГЛ 20-359 540 было установлено, что соотношение диаметра обводного ролика к длине звеньев должно быть равно или больше 2,5.

Из-за обводных роликов большого диаметра шарниры сочленения секций ковшовой рамы должны быть установлены относительно высоко, в результате чего ферма ковшовой рамы увеличивается без необходимости, и около свободных роликов даже возникает увеличение веса отдельных секций ковшовой рамы и приемного желоба. При каждом изменении положения многошарнирной ковшовой рамы увеличиваются ходы Натяжения из-за более высокоустановленных шарниров сочленения секций, что приводит к большому расходу на обслуживание и увеличению устройства для натяжения ковшовой цепи, а также к увеличению массы в планирующем звене нижнего копания.

С целью уменьшения угла сочленения рама была разделена на несколько коротких частей. Но это решение является успешным только тогда, когда необходимый угол наклона ковшовой рамы равномерно распределяется на несколько частей ковшовой рамы. Этого можно добиться только благодаря высоким расходам на автоматизацию или, лишь в недостаточной мере, реализовать через ручное управление лебедками. Кроме того, наряду с увеличением расходов на обслуживание из-за большого количества рамоподъемных лебедок, обводных роликов и шарниров ковшовой рамы следует отметить и значительное повышение веса.

Большое сосредоточение веса вследствие описанных выше мер на местах сочленения секций ковшовой рамы и приемного желоба должно уравновешиваться соответственно большим противовесом на верхне-й конструкции. Следовательно, необходим выбор более стабильных параметров стальной конструкции верхней части с целью уравновешивания больших моментов нагрузки.

Целью изобретения является упрощение или значительное уменьшение вытекающего из периодических колебаний скорости и силы ковшовой цепи быстрого износа шарниров ковшовой цепи, сменных боковых полос скольжения и направляющих элементов цепи; устранение снижения грузонесущей способности стальной конструкции вследствие колебаний, мощности и срока службы деталей передачи вследствие крутильных колебаний, а также уменьшение высокого расхода материала для секций ковшовой рамы и приемного желоба вследствие необходимого применения больших обводных роликов и расхода на обслуживание для дополнительного натяжения ковшовой цепи посредством больших ходов натяжения; пов 1шение надежности всего рабочего органа и его привода и одновременное обеспечение более удобной и экономической конструкции, в особенности, ковшовой рамы и приемного желоба, снижение расхода на обслуживание и или автоматизацию. В основу изобретения положена задача: уменьшить до минимума, особенно для мощных многоковшовых экскаваторов, предназначенных для работы в карьерах, величину периодических колебаний скорости и силы, которые возникают при огибании цепью обводных роликов, оптимировать конструкцию ковшовой рамы, и ее собственный вес и значительно ускорить ход натяжения цепи. Поставленная цель достигается тем, что у ковщовой рамы для экскаватора, включающей секции, шарнирно соединенные между собой и содержащие поперечные балки, и обводные ролики, размещенные у шарниров сочленения секций ковщовой рамы, огибаемой ковшовой цепью, каждая секция 1-4-ковшовой рамы снабжена дополнительным обводным роликом, имеющим тот же диаметр и размещенным симметрично обводному ролику относительно вертикали, проходящей через ось шарнира сечленения 6-9 секций ковщовой рамы, причем отношение расстояния между продольной осью ковшовой цепи и центром обводного ролика к длине звена ковшовой цепи составляет 0,8-0,9, а отношение диаметра обводных роликов к длине звеньев ковшовой цепи составляет 1,1 -1,35, при этом шарниры сочленения 6-9 секций 1-4 расположены в средней по высоте части ковшовой рамы. Благодаря этому расположению достигается то, что на каждом шарнире сочленения секций ковшовой рамы установленный угол наклона для нижней ветви ковщовой цепи, которая находится под высоким напряжением, делится на пять меньших частичных углов; деление угла для соседних секций ковшовой рамы осуществляется симметрично; могут быть применены значительно меньшие и, благодаря этому, более легкие обводные ролики, чем те, которые предписываются ТГЛ 20-359, 540; угол наклона ковшовой цепи Между осью направления цепи и обводным роликом ограраничен по всей величине и является одинаковым как со стороны набегания, так и со стороны выхода цепи; свободно провисаюш,ие участки цепи между секциями ковшовой рамы сведены до минимума и реализовано более точное выравнивание Длин в области перегиба между верхней и нижней ветвями ковшовой цепи. Эти решения создают для нижней ветви ковшовой цепи значительное выравнивание передаточного отношения при прохождении участка перегиба секций ковшовой рамы, уменьшается нагрузка на ковшовую цепь, что приводит к снижению нагрузки на весь экскаватор при работе с ковшовой рамой, сильно изменяюш,ей направление в каждой точке сочленения секций, особенно при верхнем копании, снижаются колебания скорости цепи на месте сочленения секций, в результате чего значительно уменьшается износ всего участка направляющей ковшовой цепи и приемного желоба, а также износ на шарнире цепи и на наружной стороне самой ковшовой цепи, который приводит к уменьшению срока службы цепи быстроизнашивающихся деталей на участке направляющей цепи. Главный привод вследствие уменьшения колебаний скорости цепи в значительной степени освобождается от динамических нагрузок и тем самым становится менее подверженным неисправностям, т. е. снижаются простои. В результате такого хода цепи применение затухания колебаний для затухания колебаний скорости цепи из эффекта многогранника будет действительно эффективно. Благодаря симметрично расположенным маленьким роликам и расположению шарниров сочленения секций ковшовой рамы или приемного желоба и первой секцией ковщовой рамы в средней по высоте части ковщовой рамы, уменьшается высота поперечного сечения ковшовой рамы и приемного желоба, что вместе с маленькими обводными роликами приводит к значительному снижению веса. Кроме того, отпадает необходимость уменьшения напряжения или , дополнительного натяжения ковщовой цепи при изменении положения ковшовой рамы. Посредством уменьшения или увеличения натяжения цепи должен еще быть уменьшен износ ковщовой цепи, вследствие чего происходит значительное сокращение хода натяжения и уменьшение веса планирующего звена нижнего копания. Меньший ход натяжения одновременно приводит к снижению износа натяжного устройства ковшовой цепи и, прежде всего, к большому снижению расходов на обслуживание и технический уход натяжного устройства. Уменьшение веса в области ковшовой рамы, а также приемного желоба приводит, так как ковшовая рама очень далеко удалена от центра тяжести экскаватора, к уменьщению необходимого противовеса в верхней части

КОВШОВАЯ РАМА ДЛЯ ЭКСКАВАТОРА, включающая секции, шарйирно соединенные между собой и содержащие по10 11 перечные балки, и обводные ролики, размещенные у шарниров сочленения секций ковшовой рамы, огибаемой ковшовой цепью, отличающаяся тем, что каждая секция 1-4ковшовой рамы снабжена догголнительйым обводным роликом, имеющим тот же диаметр и размещенным симметрично основному обводному ролику относительно вертикали, проходящей через ось каждого шарнира сочленения 6-9 секций ковшовой рамы, причем отношение расстояйия между продольной осью коБщовой цепи и центром обводного ролика к длине звейа ковшовой цепи составляет 0,8-0,9, а отношение диаметра обводных роликов к длине звеньев ковщовой цепи составляет 1,1 -1,35, при этом шарниры сочленения 6-9 секций 1-4 i расположены в средней по высоте части ковщовой рамы. (Л Ю W 15 21