Способ копания грунта ковшом скрепера и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК E02F3/64 

Изобретение относится кземлеройно-тран- спортным машинам, а именно к большегрузным, самозагружающимся скреперам.

Целью изобретения является снижение сопротивления копанию путем одновременного и одинакового но величине уменьшения трения между движущейся стружкой грунта и неподвижным грунтом сразу по двум поверхностям скольжения.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления предлагаемого способа копания; на фиг. 2-4 - схемы работы устройства.

Ковш скрепера включает удлиненные боковые стенки 1, жестко соединенные между собой поперечными балками, выдвижные пета, его состояния, толщины вырезаемой стружки);

Н - высота подвижной стенки (принимается равной высоте наполнения ковша);

5 а - угол наклона поверхностей скольжения к днищу ковша на завершающем этапе набора грунта, а 70-80°.

При этом дополнительные боковые стенки 10 7 и 8 выполнены так, что они заходят друг за друга, когда подвижные стенки 5 и 6 сводятся в средней части ковша.

При помощи гидроцилиндров управления ковшом последний опускается и режущий нож 4 заглубляется в грунт для набора.

реднее 2 и заднее 3 днища, режущий нож Скрепер перемещают вперед и срезанный

4 и подвижные переднюю 5 и заднюю 6 стенки с жестко закрепленными на них дополнительными боковыми стенками 7 и 8 соответственно. В верхней части подвижных стенок 5 и 6 жестко закреплены ходовые тележки 9 направляющих аппаратов, установленные в прямолинейных направляющих 10. Подвижные стенки 5 и 6 имеют гидроцилиндры 11 и 12 управления. Выдвижные днища 2 и 3 выполнены из опорных

режущим ножом 4 грунт поступает в ковщ и заполняет пространство между передней 5 и задней 6 стенками. При этом часть грунта откладывается на подвижные днища jf, 2 и 3. Этот грунт становится неподвижным и образует переднюю и заднюю поверхности скольжения, по которым перемещается вверх движущаяся стружка грунта.

Когда это пространство будет полностью

роликов 13, огибаемых бесконечной элас- 25 заполнено грунтом до расчетной высоты натичной (и.ли щарнирно-пластинчатой) лентой 14. Ролики 13 шарнирно связаны между собой посредством тяг 15 и попарно - кронштейнами 16, в верхней части которых закреплены катки 17, установленные в криволинейных направляющих 18, выполненных в боковых стенках 1. Выдвижные днища 2 и 3 снабжены гидроцилиндрами 19 и 20, шарнирно связанными штоками с осями крайних роликов 13, а корпусами закрепленными в кронштейнах на боковых стенках 1. Режущий нож 4 установлен на катках 17 и шарнирно соединен с задним выдвижным днищем 3 тягами 15.

Способ копания грунта ковшом скрепера осуществляют следующим образом.

30

35

полнения ковша и появится «шапка грунта, не прекращая движения скрепера при помощи гидроцилиндров 11 и 12 одновременно и непрерывно (или периодически) перемещаются в противоположные стороны передняя 5 и задняя 6 стенки, а выдвижные днища 2 и 3 не перемещаются (остаются на месте). При этом одновременно со стенками 5 и 6 перемещаются дополнительные боковые стенки 7 и 8 и эластичные ленты 14 обоих днищ 2 и 3, на которых откладывается набираемый в ковш грунт - пограничные слои столба грунта.

В результате перемещения пограничных слоев столба грунта от движущейся в ковш

Перед копанием выдвижные днища 2 и 3 40 стружки грунта уменьщается его давление и.

при помощи гидроцилиндров 19 и 20 перемещаются в среднюю часть ковща и устанавливаются симметрично, оставляя необходимую ширину загрузочной щели между передним выдвижным днищем 2 и режущим

соответственно, трение по передней и задней поверхностям скольжения.

Набранный грунт откладывается на ленты 14, контактирует с ними и удерживается на них. Ленты 14 перемещаются вмесножом 4. Подвижные переднюю 5 и зад- 45 те со стенками 5 и 6 и с неподвижным нюю 6 стенки при помощи гидроцилиндров грунтом по роликам 13, которые провора- 11 и 12 перемещают в проеме между боковыми стенками 1 через весь ковщ в среднюю его часть и останавливают, располагая симметрично загрузочному окну на одинаковом расстоянии от краев выдвижного днища 2 и режущего ножа 4. Минимальное расстояние между подвижными стенками 5 и 6 определяется но формуле

(- -H-ctga.,

где т - ширина загрузочного окна (выбирается в зависимости от типа грун50

55

чиваются, т. е. днища работают как «гусеницы, что позволяет трение скольжения грунта по ленте заменить на трение качения ленты 14 по роликам 13.

Скорость перемещения стенок 6 и 5 выбирают в зависимости от вида и состояния грунта, толщины вырезаемой стружки, высоты наполнения и скорости движения скрепера.

Ширину загрузочного окна в процессе копания регулируют перемещением выдвижения днищ 2 и 3 в противоположные стороны.

та, его состояния, толщины вырезаемой стружки);

Н - высота подвижной стенки (принимается равной высоте наполнения ковша);

5 а - угол наклона поверхностей скольжения к днищу ковша на завершающем этапе набора грунта, а 70-80°.

При этом дополнительные боковые стенки 0 7 и 8 выполнены так, что они заходят друг за друга, когда подвижные стенки 5 и 6 сводятся в средней части ковша.

При помощи гидроцилиндров управления ковшом последний опускается и режущий нож 4 заглубляется в грунт для набора.

Скрепер перемещают вперед и срезанный

Скрепер перемещают вперед и срезанный

режущим ножом 4 грунт поступает в ковщ и заполняет пространство между передней 5 и задней 6 стенками. При этом часть грунта откладывается на подвижные днища jf, 2 и 3. Этот грунт становится неподвижным и образует переднюю и заднюю поверхности скольжения, по которым перемещается вверх движущаяся стружка грунта.

Когда это пространство будет полностью

олнения ковша и появится «шапка груна, не прекращая движения скрепера при помощи гидроцилиндров 11 и 12 одновременно и непрерывно (или периодически) перемещаются в противоположные стороны передняя 5 и задняя 6 стенки, а выдвижные днища 2 и 3 не перемещаются (остаются на месте). При этом одновременно со стенками 5 и 6 перемещаются дополнительные боковые стенки 7 и 8 и эластичные ленты 14 обоих днищ 2 и 3, на которых откладывается набираемый в ковш грунт - пограничные слои столба грунта.

В результате перемещения пограничных слоев столба грунта от движущейся в ковш

стружки грунта уменьщается его давление и.

соответственно, трение по передней и задней поверхностям скольжения.

Набранный грунт откладывается на ленты 14, контактирует с ними и удерживается на них. Ленты 14 перемещаются вместе со стенками 5 и 6 и с неподвижным грунтом по роликам 13, которые провора-

45 те со стенками 5 и 6 и с неподвижным грунтом по роликам 13, которые провора-

50

55

чиваются, т. е. днища работают как «гусеницы, что позволяет трение скольжения грунта по ленте заменить на трение качения ленты 14 по роликам 13.

Скорость перемещения стенок 6 и 5 выбирают в зависимости от вида и состояния грунта, толщины вырезаемой стружки, высоты наполнения и скорости движения скрепера.

Ширину загрузочного окна в процессе копания регулируют перемещением выдвижения днищ 2 и 3 в противоположные стороны.

При дальнейшем наполнении ковша в течение всего процесса срезания стружка грунта движется непрерывно вверх. Часть грунта - пограничный слой непрерывно отделяется от движущейся стружки и переходит в неподвижный грунт, который не- 5 прерывно перемеш.ается из средней части ковша (из зоны поступления) в переднюю и заднюю части ковша. В процессе переме- ш.ения неподвижньж грунт находится на ленте 14 и поддерживается дополнительными о боковыми стенками 7 и 8. Это исключает трение неподвижного грунта о боковые стенки ковша. В результате энергозатраты на перемеш.ение грунта в ковше уменьшаются.

По описанной технологии ковш полностью заполняется грунтом. Когда передняя 5 и задняя 6 стенки переместятся в свои крайние положения, гидроцилиндры 11 и 12 выключаются. При помоши гидроцилиндров 19 и 20 выдвижные днища 2 и 3 перемешаются навстречу друг другу и закрывают загрузочное окно. Одновременно ковш выглуб- ляется.

При закрытии загрузочной щели днища 2 и 3 работают как «гусеницы, т. е. не15

20

кам удерживается дополнительными боковыми стенками 7 и 8, а по выдвижным днищам 2 и 3 грунт перемещается вместе с эластичными лентами 14, которые несут его на себе как «гусеницы, перекатываясь по вращающимся роликам 13.

Снижение трения одновременно по двум (передней и задней) поверхностям скольжения движущейся в ковш стружки грунта достигается благодаря уменьшению на нее давления неподвижного грунта, который одновременно и на одинаковую величину отодвигается от движущейся стружки грунта в противоположные стороны.

При загрузке ковша затраты энергии на перемещение подвижных стенок незначительны, так как грунт под напором поднимается вверх и основная часть тягового усилия расходуется на преодоление сопротивлений трению и подъему движущейся стружки грунта, а часть идет на перемещение (раздвигание) неподвижного грунта вместе с подвижными стенками, т. е. стенки раздвигаются под напором грунта. В этом случае управление ими сводится к «стравливанию жидкости из порщневых полостей гидроциподвижный грунт удерживает под собой лен- 25 лиНдров 11 и 12, которое осуществляется

ты 14, а ролики 13 проворачиваются и перекрываются по лентам 14, перемещаясь в среднюю часть ковша посредством катков 17.

автоматически регулируемым дросселем. При перемещении грунта в ковше исключается также трение его о боковые стенки ковща благодаря наличию дополнительных боковых стенок, установленных на подвижных стенках 5 и 6.

При разгрузке ковша включают гидроци- 30 линдры 19 и 20 управления выдвижными днищами 2 и 3, которые одновременно и синхронно (симметрично и с одинаковой скоростью) перемещаются в противоположные стороны и убираются за переднюю 5 и задавтоматически регулируемым дросселем. При перемещении грунта в ковше исключается также трение его о боковые стенки ковща благодаря наличию дополнительных боковых стенок, установленных на подвижных стенках 5 и 6.

При выгрузке снижение сопротивления достигается тем, что грунт из предлагаемого ковша не выталкивается принудительно, а обрушается под действием силы тяжести в

нюю 6 стенки. При этом выдвижные днища 35 проем, образуемый одновременно перемещаю- 2 и 3 вытаскиваются из-под неподвижногощимися в противоположные стороны выдвижгрунта без трения эластичных лент 14 о грунт,ными днищами. В результате затраты энергии требуются только на перекатывание днищ-гусениц, кото{)ые незначительны, так как коэффициент трения качения роликов по ленте низок.

так как они перекатываются под грунтом как «гусеницы. Грунт из ковща просыпается в образовавщийся проем днища под действием силы тяжести и планируется режущим ножом 4. Толщина слоя отсыпки грунта регулируется положением ковша.

Формула изобретения

При перемещении подвижных стенок 5 и 6 в среднюю часть ковща для очередно- 45 го набора грунта они очищают боковые стенки 1 от налипшего грунта.

Возможна и принудительная разгрузка ковша. В этом случае выдвижные днища 2 и 3 раздвигаются, образуя разгрузочное

Формула изобретения

1. Способ копания грунта ковшом скрепера, включающий срезание режущим ножом стружки грунта, проталкивание ее за счет тягового усилия вверх на высоту заполнения ковща с образованием столба грунта над загрузочным окном и перемещение

окно, и часть грунта под действием силы 50 внутри ковш постоянно образующихся зад- тяжести обрущается. Затем включаются гид-них пограничных слоев столба грунта в сто- роцилиндры 11 и 12 и подвижными стенками 5 и 6 остальной грунт выталкивается из передней и задней частей ковща и просыпается в разгрузочное окно. И в этом

55

рону, противоположную направлению движения ковша, отличающийся тем, что, с целью снижения сопротивления копанию, одновременно с перемещением задних пограничных слоев столба грунта производят перемещение внутри ковша постоянно образующихся передних пограничных слоев столслучае разгрузки исключается трение выталкиваемого грунта о боковые стенки 1 и о днища 2 и 3, потому что грунт по бо

кам удерживается дополнительными боковыми стенками 7 и 8, а по выдвижным днищам 2 и 3 грунт перемещается вместе с эластичными лентами 14, которые несут его на себе как «гусеницы, перекатываясь по вращающимся роликам 13.

Снижение трения одновременно по двум (передней и задней) поверхностям скольжения движущейся в ковш стружки грунта достигается благодаря уменьшению на нее давления неподвижного грунта, который одновременно и на одинаковую величину отодвигается от движущейся стружки грунта в противоположные стороны.

При загрузке ковша затраты энергии на перемещение подвижных стенок незначительны, так как грунт под напором поднимается вверх и основная часть тягового усилия расходуется на преодоление сопротивлений трению и подъему движущейся стружки грунта, а часть идет на перемещение (раздвигание) неподвижного грунта вместе с подвижными стенками, т. е. стенки раздвигаются под напором грунта. В этом случае управление ими сводится к «стравливанию жидкости из порщневых полостей гидроцилиНдров 11 и 12, которое осуществляется

автоматически регулируемым дросселем. При перемещении грунта в ковше исключается также трение его о боковые стенки ковща благодаря наличию дополнительных боковых стенок, установленных на подвижных стенках 5 и 6.

Формула изобретения

1. Способ копания грунта ковшом скрепера, включающий срезание режущим ножом стружки грунта, проталкивание ее за счет тягового усилия вверх на высоту заполнения ковща с образованием столба грунта над загрузочным окном и перемещение

внутри ковш постоянно образующихся зад- них пограничных слоев столба грунта в сто-

внутри ковш постоянно образующихся зад- них пограничных слоев столба грунта в сто-

рону, противоположную направлению движения ковша, отличающийся тем, что, с целью снижения сопротивления копанию, одновременно с перемещением задних пограничных слоев столба грунта производят перемещение внутри ковша постоянно образующихся передних пограничных слоев столба грунта ния ковша.

в сторону направления движе2. Ковш скрепера, включаюш.ий режущий нож, расположенное за ним днище в виде бесконечной подвижной ленты и выдвижную заднюю стенку, отличающийся тем, что, с целью снижения сопротивления копанию, ковш снабжен дополнительным днищем в виде бесконечной подвижной ленты, которая расположена перед режущим ножом, передней стенкой, которая установлена на боковых стенках с возможностью возвратно-поступательного перемещения внутри ковща, и приводом управления последней, при этом основное и дополнительное днища смонтированы с возможностью выдвижения и имеют привод перемещения.

(Ри,2.2

Изобретение относится к землеройно- транспортным машинам. Целью является уменьшение сопротивления копанию путем одновременного и одинакового по величине // / 5 к 9 уменьшения трения между движушейся стружкой грунта и неподвижным грунтом сразу по двум поверхностям скольжения. Режущим ножом 4 срезают стружку грунта, для чего его выдвижные дниша 2 и 3 в виде бесконечных лент 14 гидроцилиндрами (ГЦ) 19 и 20 перемеш,аются в среднюю часть ковша и устанавливаются симметрично. Между днищем 2 и ножом 4 образуется загрузочное окно. За счет тягового усилия от ГЦ 19 и 20 стружка проталкивается вверх на высоту заполнения ковша. При этом над загрузочным окном образуется столб грунта. Не прекращая движения скрепера, при помо- ш,и ГЦ II и 12 одновременно перемешают подвижные переднюю 5 и заднюю 6 стенки. Задние пограничные слои столба грунта (ПССГ) перемешаются внутри ковша в сторону, противоположную направлению движения ковша. Одновременно с перемещением задних ПССГ дополнительными боковыми стенками 7 и 8, жестко закрепленными на стенках 5 и 6, перемешаются внутри ковша постоянно образуюшиеся передние ПССГ в сторону направления движения ковша. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. Л. 6 1 20 & (Л N5 СО 05 О5 СО 14 id фиг,

(Ри.2.3

Составитель Н. Соболев

Техред И. ВересКорректор М. Демчик

Тираж 607Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

игА