Рабочий орган роторного экскаватора Советский патент 1988 года по МПК E02F3/24 

ы

,

Изобретение относится к земпер рой- ной технике, а именно к рабочим органам роторных экскаваторов, ковши которых имеют режущие кромки.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей рабочего органа за счет разработки грунтов различной твердости.

На фиг.1 изображен роторный экска ватор, вид сбоку; на фиг.2 - рабочий орган, установленный на стреле, общий видJ на фиг.З - роторное колесо с ковшами, вид сбоку; на фиг.4 - рабочее колесо с ковшами и приводом; на фиг.З и 6 - роторное колесо при копании на трассе и вертикальном копании общий вид; на фиг.7 - срываемый блок породы с двумя положениями схематически изображенного роторного колеса, вид сверху; на фиг.З - узел I на фиг.7; на фиг.9 - узел II на фиг.7.

Роторный экскаватор содержит нижнюю часть 1 с гусеничным ходовым механизмом и установленную на нижней части с возможностью поворота верхнюю часть 2 с поднимаемой и опускаемой стрелой рабочего колеса 3.

Вращаемое с помощью двигателя рабочее колесо имеет на своей окружное ти несколько следующих на одинаковых расстояниях друг от друга ковшей 4, из которых при копании в рабочем контакте одновременно находится, например, три ковша. Ковши 4 имеют трапе- циевидные приемные отверстия,,которы ограничены режущими кромками 5, па- раллельными и перпендикулярными оси рабочего колеса. Боковые стенки ковшей 4 проходят с таким наклоном по отношению к продольной центральной плоскости рабочего колеса, что черпа свободно режет находящимися в рабоче контакте с очистным забоем режущими кромками 5.

Каждьй ковш 4 имеет позади поперечной, и боковых режущих кромок 5 несколько (например, по три на каждую режущую кромку) качающихся сопл 6, которые быстро поворачиваются в ту и другую сторону на заданный угол вокруг находящейся под прямым углом к , режущей кромке черпака оси. Качающиеся сопла 6 расположены в пространств угла свободного резания. Это прост- ранство представляет собой у предназначенных для поперечной режущей кромки 5 качающихся сопел пространство между окружностью резания рабо20

25

30

- 10

35- 40 м 45

CQе-

чего колеса и задними стенками черпаков, у предназначенных для боковых режущих кромок 5 качающихся сопел - пространство между наружной боковой поверхностью рабочего колеса и по- .верхностью, прилегающей к режущей кромке и образованной из результирующих векторов окружной скорости рабочего колеса и скорости поворота стрелы колеса. Качающиеся сопла 6 смеще-- ны назад относительно принадлежащих им режущих кромок 5, так что испускаемые из их выходных отверстий струи, подходя к режущей кромке, перекрывают всю ее длину и обеспечивают создание вертикальных и горизонтальных линий резания и создание опережающего резания.

Качающиеся сопла 6 имеют диаметр выходного отверстия около 0,5-2,0 мм и нагружаются водой под высоким давлением (500-1000 бар и более), создаваемым насосом 7 высокого давления, расположенным на верхней части 2 роторного экскаватора в центре агрегата как можно дальше от вертикальной центральной линии роторного экскаватора (для. уменьшения противовеса) . Подвод воды под низким давлением к насосу 7 высокого давления осуществляется через трубопровод-8, идущий от барабана 9 на нижней части 1 роторного экскаватора. Наматываемый на барабан 9 и сматываемый с него шланг 10 соединен с источником воды вне роторного экскаватора. Трубопровод 8 направляется от насоса высокого давления в верхней части горизонтально до центра поворотной платформы, оттуда через вращающийся ввод к нижней части 1 экскаватора и оттуда горизонтально к подключению на барабане для шпанга. Напорнай вода через трубопровод 11 в верхней части 2 направляется до уровня стрелы рабочего колеса и оттуда через гибкий шланг 12 к стреле рабочего колеса и затем через трубопровод 13 к стреле рабочего колеса до оси 14 (вала) рабочего колеса. Вода от трубопровода 13 . на стреле рабочего колеса на трубо- провод на корпусе рабочего колеса подается вращающимся вводом 15, расположенным на одном из концов оси 14. Затем вода попадает через трубопровод 13 в продольном отверстии 16 оси 14 рабочего колеса и радиальную часть трубопровода 13 к кольцевому трубопроводу 17, расположенному на окружности рабочего колеса (преимущественно в пределах ограниченного корпусом рабочего колеса пространства). От коль- цевого трубопровода 17 снабжаются все качающиеся сопла 6 и все неподвижные сопла 18. Между кольцевым трубопроводом 17, качающимися соплами 6 и неподвижными соплами 18 включено по од- ному электрически настраиваемому клапану, так что все качающиеся и неподвижные сопла могут включаться и выключаться Отдельно- друг от друга.

Предназ-наченные для сопл одного ковша 4 клапаны расположены внутри корпуса рабочего колеса. Чтобы для замены черпаков использовать лишь одно разъемное трубное .i соединение, все предназначенные для сопл одного черпака клапаны можно объединить в одном блоке 19 и поместить в защищенное место на задней стороне черпака. Gдругой стороны каждое сопло с принадлежащим ему кла- паном может также составлять один капсулированньй узел.

Ток на рабочее колесо передается через корпус с контактными кольцами 20, расположенный на одном конце оси 14 рабочего колеса. Как вращающийся ввод, так и корпус с контактными кольцами должны располагаться при консольной опоре рабочего колеса на приводной стороне оси 14, где они за- щищены и доступны. В противном слу- чае либо корпус с контактными кольцами может располагаться на конце оси 14 рабочего колеса, на котором также расположен вращающийся ввод, либо вращающийся ввод и корпус с контактными кольцами располагаются на различных концах оси 14.

На основе геометрии выкапываемого соответствующим ковшом 4 обломка в форме запятой в ковшах включаются по одному качающемуся соплу 6 поперечной режущей кромки 5, а в следующих ковшах 4 - по два качающихся сопла 6 одной боковой режущей кромки 5. Все остальные качающиеся сопла при этом выключены.

Для защиты испускающего струю ка- чакщегося сопла оно должно включаться несколько ранее теоретического момента начала рабочего контакта режущей кромки и несколько позднее конца рабочего контакта (на величину порядка 10 см), так как фактическая геометрия

рабочего контакта рабочего колеса всегда имеет определенные отклонения от теоретической.

За счет добавки, например, полимеров с длинными цепными молекулами действие струи воды под высоким давлением может быть усилено. Примешивание добавок осуществляется с помощью расположенного перед насосом высокого давления дозирующего устройства, которое включается машинистом экскаватора только тогда, когда i встречаются слои более твердых пород. Дозирующее устройство выполнено таким образом, что соотношение смеси может изменяться от нуля до процента, соот- ветствукщего максимальному действию струи воды под высоким давлением.

При использовании роторного экскаватора при температуре ниже О С трубопроводы и шланги для транспортировки воды должны снабжаться теплоизоляцией и обогреваться. Можно добавлять антифриз или комбинированные средства, понижающие температуру замерзания и повышающие режущее действие струи воды под высоким давлением.

Роторные экскаваторы с нагружаемыми водой под высоким давлением качающимися соплами, применимыми там, где нужно разрыхлять или срывать материал высокой твердости и прочности или материал, вызывающий особенно сильный износ. Кроме того, устройство можно применять для уборки или выемки песчаника или аналогичного ему материала, выемки каменного угля, битуминозного песка, битуминозного сланца и др.

Если транспортируемый материал при копании рабочим колесом образует недопустимо большие комки, то используют дополнительные неподвижные сопла 18, которые испускают струи во- ды не с качанием, а (если относить к принадлежащим им черпакам) в постоянном направлении. Одно (или несколько) из этих неподвижных сопл 18 расположено на задней стороне черпака и испускает струю приблизительно в радиальном направлении.

В известных роторных экскаваторах без подачи блок породы срывается таким образом, что возникают серповидные разрезы 21 (фиг,7а).

При малых углах поворота tf каждый черпак 4 выкапывает приблизительно прямоугольный в поперечном сечении

обломок, широкая сторона которого ограничивается боковой режущей кромкой, а узкая сторона - поперечной режущей кромкой. При увеличивающемся угле поворота cf длина кромки обломка, граничащей с боковой режущей кромкой, становится все меньше. Поэтому чтобы количество транспортируемого материала оставалось неизменным, при увеличивающемся угле поворота увеличи- вается скорос ть поворота.

При больших углах поворота каждый черпак выкапьшает прямоугольньм обломок, широкая сторона которого ограничивается поперечной режущей кромкой, а узкая сторона - боковой режущей кромкой.

С помощью неподвижн1ьп1 сопл 18 в еще невыкопанном материале делают разрезы 22, способствующие тому, что обломок отламывается преимущественно здесь. Путь боковых неподвижных сопл 18 во время их работы, т.е. при включенных неподвижных соплах, показан линией 23,,

Неподви}кными соплами 18 управляет микропроцессор.

При малых углах поворота ( 0 )

разработки грунтов различной твердости, сопла размещены на наружных боковых и задних стенках ковшей с воз- можностью создания вертикальных и горизонтальных линий резания и создания опережающего резания и выполнены качающимися, при этом сопла смещены от режущей кромки ковшей, а в качестве рабочего агента, подаваемого под высоким давлением, - используется жидкость.

2.Рабочий орган по п.1, о т л и- чающийся тем, что ковши снабжены дополнительными соплами, неподвижно установленными на наружных бо- ковых и задних стенках ковшей, при этом сопла, расположенные на боковых стенках, установлены с возможностью

испускания струи в диапазоне угла поворота стрелы рабочего органа от О до +45, а неподвижные сопла, установленные на.задних сторонах ковшей, размещены с возможностью испускания

струи в диапазоне угла поворота стрелы рабочего органа от +40 до +80°.

3.Рабочий орган по ппЛ и 2, о т- л и ч а- )ю щ и и с я тем, что подвижные и неподвижные сопла связаны меж

Изобретение относится к землеройной технике и расширяет технологические возможности рабочего органа за счет разработки грунтов различной твердости. Каяздый ковш (черпак) 4 имеет позади поперечной режущей кромки 5 и боковых режущих кромок несколько качающихся сопл (С) 6. Размещены С 6с возможностью создания вертикальных и горизонтальных линий ре- зания и созданий опережающего резания. Ковши 4 имеют также С, непод- вижно установленные на наружных боковых и задних стенках. Расположенные на боковых стенках С установлены с возможностью испускания струи в диапазоне угла поворота стрелы рабочего органа 0-45 . Неподвижные С, установленные на задних сторонах ковшей 4, размещены с возможностью испускания струи в диапазоне угла поворота стрелы рабочего органа 40-80°. Подвижные и неподвижные С связаны между собой общим кольцевым трубопроводом 17 и имеют электроуправляемые автономные клапаны. Последние объединены в один блок 19. Механизм подачи рабочего агента, в качестве которого используется жидкость, имеет враща- клцийся ввод для жидкости под высоким давлением, размещенный на конце оси рабочего колеса. Вал 14 рабочего колеса имеет установленные контактные кольца 20, электрически связанные с соплами. 10 з.п. ф-лы, 9 ил. § СО со 00 О5 о 00. ел

непод вижное сопло на боковой стороне о ДУ собой общим кольцевым трубопрово- черпа.ка работает в направлении пово- дом, связанным с механизмом подачи рота (на стороне черпака со стороны рабочего агента под давлением, раз- направления поворота) . За счет э 1;ого обломок, которьш выкапывает следующий

.черпак, разделяется на его широкой стороне.

35

При больших углах поворота (40- 80) неподвижное сопло работает на задней стороне черпака при следующем движении поворота стре лы рабочего колеса обломки разделяются ri a их широкой стор9не.

мещенным вне стрелы рабочего органа,

4,Рабочий орган по пп,1 и 2, о т- личающийся тем, что подвижные и качающиеся сопла снабжены элек- троуправляемыми автономными клапанами, расположёнными между кольцевым трубопроводом и соплами внутри корЗа счет этого уса рабочего колеса.

тем, что клапаны подвижных и неподвижных сопл одного ковша объединены в один блок, рас- дс -положенный на наружной задней стороне ковша.

Фор мул а изобретения

0

тем, что клапаны подвижных и неподвижных сопл одного ковша объединены в один блок, рас- с -положенный на наружной задней стороне ковша.

колеса, при этом вал рабочего колеса зИмеет установленные на нем контактные кольца, электрически связанные с соп лами.

следующую последоватепьность вводимпх сигналов:

включен И.ПИ выключен привод ра- бочего органа;

мгновенная вел1тчина положения вращения рабочего органа

мгновенная величина скорости поворота стрелы рабочег о колеса; мгновенная величина направления

поворота стрелы рабочего кoлeca

мгновенная величина угла поворота стрелы рабочего колесавысота слоя;

путь подачи на врезание ходового механизма;

направление вращения рабочего колеса;

подача на врезание подъемного ме- ханизма стрелы.

Фиг.1

Фиг. 2

Фиг.З

6 5

IB

дзиеЛ

8

Sb j fib fPUQ.6 u

/

U8. 7

23

2i

22

22

/

5 22

Физ. 8

Фиг. 9