Способ гашения колебаний стрелы экскаватора Советский патент 1986 года по МПК E02F3/38 

Изобретение относится к одноковшовым экскаваторам, а конкретнее к стрелам экскаваторов.

Цель изобретения - снижение колебаний

На фиг. 1 изображена стрела экскаватора, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - стрела экскаватора со.сврбодно уложенными стержневыми элементами в пазы диафрагм; на фиг. 5 и 6 - графики затухания колебаний соответственно стрел на фиг. 1 и фиг. 4.

Стрела экскаватора состоит из труб 1, уложенных в гнезда диафрагм 2 по ок- ружности симметрично относительно осей X-X и Y-Y на одинаковом расстоянии друг от друга. Трубы 1 в месте установки диафрагм 2 охвачены кольцевым поясом 3, скрепленным болтами 4. Кроме того, трубы 1 в промежутках между ди- афрагмами 2 обжаты кольцевым поясом 5 таким образом, что каждая труба 1 получает деформацию-прогиб в пределах упругости. Концы труб 1 с обеих сторон стрелы спланированы и приварены к фланцам 6 с проушинами.

Способ гашения колебаний стрелы экскаватора заключается в следуюш,ем.

При обжатии при помощи кольцевого пояса 5 на участке труб 1 между диаф- рагмами 2 на каждую трубу 1 в месте обжатия действует радиальная сила - сила обжатия, направленная к продольной оси стрелы, которая вызывает изгиб каждой трубы в пределах ее упругой деформации. В результате каждая труба 1 на участ- ках между диафрагмами 2 выполняет роль пружины с изгибом вовнутрь стрелы. В результате в трубах создаются поперечные силы упругости, направленные от центральной оси стрелы. На напряженную конструкцию стрелы действуют возникающие при подъеме, опускании повороте стрелы и копании ковшом внешний силы, вызывающие колебания стрелы экскаватора. При воздействии на стрелу внещних сил, например, при копании ковшом внешняя сила направлена в плоскости Y-Y и приложена на конце стрелы. Пусть она в первый момент возникновения колебаний направлена вниз. Тогда изгиб стрелы экскаватора происходит в плоскости X-X, которая является осью симметрии и нейтральным слоем.

При этом трубы, расположенные выше плоскости X-X, будут стремиться растянуться, а ниже плоскости X-X - сжаться. По мере удаления от плоскости X-X по окружности и приближению к плоскости Y-Y соответственно в одну и другую стороны деформации растяжения и сжатия в трубах будут увеличиваться. Но трубы между диафрагмами обжаты кольцевым поясом и имеют изгиб вовнутрь стрелы, поэтому трубь, расположенные выше плоскости X-X, не могут растянуться, выгибаясь наружу от стрелы, а сначала, перемещаясь по направлению действия внешней силы, выпрямляются, преодолевая поперечные силы упругости труб, и в следующий момент снова изгибаются.

При этом сопротивляемость продольных стержней, расположенных выше плоскости X-X, возрастает, что способствует более интенсивному гашению колебаний стрелы.

В то же время продольные стержни стрелы, расположенные ниже плоскости X-X, сжимаясь, изгибаются вовнутрь стрелы, увеличивают изгиб с меньшим сопротивлением силе, возбуждающей колебания.

При изменении направления внешней силы возбуждающей колебания, например, экскаватор от копания переходит к повороту, то изгиб стрелы и гащение ее колебаний происходят в плоскости Y-Y.

Способ гашения колебаний стрелы экскаватора иллюстрируется на физической модели стрелы. Модель стрелы экскаватора длиной 1000 мм с наружным диаметром 40 мм из стальных трубок диаметром 3 мм с толщиной стенок 0,4 мм.

Диафрагмы толщиной 4 мм с гнездами под трубы расположены друг от друга на расстоянии 200 мм. Трубки в месте установки диафрагм охвачены кольцевыми поясами шириной 8 мм и толщиной 1,5 мм и соединены болтами с гайками М4.

Концы трубок с обеих сторон модели стрелы приварены к фланцам.

При жестком креплении одного конца стрелы и отклонении на 20 мм от положения равновесия свободного конца последний после снятия нагрузки соверщает колебательные движения. Из сравнения графиков (фиг. 5 и 6) видно, что затухание колебаний для стрелы, изображенной на фиг. 1, характеризуется более быстрым затуханием, меньщей частотой и амплитудой по сравнению с затуханием колебаний стрелы, изображенной на фиг. 4.

фиг. 2

Фиг.5

и.

Составитель И. Синицкая

Редактор Е. КопчаТехред И. ВересКорректор М. Демчик

Заказ 1092/37Тираж 642Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сриг.6