Подвеска стрелы рабочего органа роторного экскаватора Советский патент 1992 года по МПК E02F3/26 

Изобретение относится к землеройному машиностроению, а именно к металлоконструкциям роторных экскаваторов.

Известен роторный экскаватор, включающий рабочий орган, поворотный круге катками, поворотную платформу, пилон, нижняя часть .которого шарнирно закреплена на поворотной платформе.

Недостатком экскаватора является неудовлетворительная надежность из-за перегрузки металлоконструкций в режиме стопорения рабочего органа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является роторный экскаватор, включающий рабочий орган, поворотную платформу, поворотный круг с Кс1тками, пилон, нижняя часть которого шарнирно закреплена на поворотной платформе, а верхняя при помощи полиспастной подвески соединена с роторной стрелой и при помощи шарнирно сочлененной т11Ги соединена с противовесной консолью.

Известный экскаватор недостаточно надежен в эксплуатации из-за перегрузок, возникающих в металлоконструкциях и элементах опорно-поворотной части (поворотном круге, катках и т.п.) пРи разработке забоев, содержащих твердые включения, а также при опирании рабочего органа на забой., ,

Целью изобретения является повышение надежности подвески и экскаватора.

Поставленная цель достигается тем, что роторный экскаватор, включающий рабочий орган, поворотную платформу, поворотный круг с катками, пилон, нижняя часть которого шариирно закреплена на поворотной платформе, а верхняя при помощи полиспастной подвески соединена с роторной стрелой и при помощи шарнирно сочлененной тяги соединена с протиаовесной консолью.

На фиг,1-3 представлены три варианта исполнения устройства: на фиг.4 - принципиальная схема электрогидраилической части устройства; на фиг.5 - схема усилий, действующих на шток гидроцилиндра устройства на фиг.З; на фиг.6 - схема подключения электрогидравлического усилителя мощности.

Устройство для подвески стрелы 1 рабочего органа 2 роторного экскаватора включает пилон 3, нижний конец которого закреплен на поворотной платформе 4, а верхний при помощи тяг 5, 6 связан с металлоконструкциями роторной стрелы 1 и противовесной консоли 7. Установленный в тяге б многозвенник образован двумя равнобедренными треугольниками со сторонами 8-11 и общим основанием, выполненным в виде упругодемпфирующег.о звена 12 с гидроцилиндром 13. Вершина 14 одного из равнобедренных треугольников через тягу 6 (фиг.1) или непосредственно (фиг.2) связана с верхним концом пилона 3, а вершина 15 другого равнобедренного треугольника шарнирно соединена с металлоконструкцией противовесной консоли 7. В частном случае (фиг.З) многозвенник выполнен в виде трех звеньев: элемент 16. Пиупругодемпфирующего звена 12с гидроцилиндром 13, причем свободный конец последнего звена присоединен к металлоконструкции противовёсной консоли 7 при помощи шарнира 18.

Рабочая полость 19 гидроцилиндра подключена через вентиль 20 к насосу 21 и напорному клапану 22. Датчик 23 перемещения штока гидроцилиндра, выполненный, например, в виде потенциометра, подключен к первому входу суммирующего усилителя 24, а к второму входу последнего подключен датчик 25 колебаний, установленный на металлоконструкции. Электрическйй вход электрогидравлического усилителя 26 мощности соединен с выходом суммирующего усилителя 24. Гидравлический вход электрогидравлического усилителя 26 мощности подключен через вентиль 27 к насосу 21, а гидравлический выход электрогидравлического усилителя 26 подключен к рабочей полости гидроцилиндра 13. Электрогидравлический усилитель (фиг.6), имеющий торцовые полости 28, золотник 29, рабочие окна 30, 31, подключен к напорной и сливной магистрали 32,

Работа устройства происходит в одном из двух режимов.

В первом режиме вентиль 27 закрыт, а вентиль 20 открыт.и жидкость от насоса 21 поступает в рабочую полость 19 гидроцилиндра 13. Напорный клапан 22 работает в этом случае как переливной, поддерживая в полости 19 заданное давление, под действием которого на штоке гидроцилиндра 19 возникает соответствующее усилие N, обеспечивающее заданную величину прогиба f (фиг.5). При атом устанавливается равенство между усилием N на штоке и составляющей NoT сил F, приложенных к штоку под углом а друг к другу. При повышении нагрузки на рабочий орган 2 усилия в тягах 5, 6 возрастают, в результате чего составляющая NOT сил F становится больше усилия N на штоке гидроцилиндра 13. жидкость из рабочей полости 19 вытекает через вентиль 20 и напорный клапан 22 на слив, и шток гидроцилиндра 13 перемещается вниз (по чертежу) до тех пор. пока при новом значении прогиба f и угла а не установитсяновое равенство между составляющей и усилием N на штоке гидроцилиндра 13. Уменьшение прогиба f приводит к соответствующему смещению верхней части пилона 3 а сторону роторной стрелы 1 и ее опусканию вместе с рабочим органом 2. Вследствие этого при увеличении нагрузки на рабочем органе, что.имеет место, например, при стопорении рабочего органа или падении на роторную стрелу крупных глыб при обрушении забоя, действие импульса растягивается во времени и усилия в металлоконструкциях экскаватора уменьшаются.

В случае опирания рабочего органа 2 на забой, например, при несогласовании скорости опускания роторной стрелы с частотой вращения рабочего органа, центровка экскаватора под действием реакции R отпора со стороны забоя резко нарушается, что в известных устройствах может привести к разрушению элементов опорно-поворотой части (поворотного круга, катков и т.д.). В предложенном устройстве под действием реакции R усилия в тягах 5.6 уменьшаются, что приводит к уменьшению составляющей N , которая станоЕигся меньше усилия, создаваемого штоком гидроцилиндра 13. В результате шток перемещается вверх (по чертежу на фиг, 5), увеличивая прогиб f и угол а до тех пор, пока не установится новое равновесие между составляющей и усилием на штоке гидроцилиндра 13. При

этом верхняя часть пилона 3 перемещается вправо и приподнимает через тягу б рабочий орган 2, открывая его от забоя и уменьшая тем самым реакцию R отпора и соответствующие нагрузки на поворотный круг и катки.

Во втором режиме работы устройства вентиль 20 закрыт, а вентиль 27 открыт, гидравлический вход электрогидравлического усилителя 26 мощности подключен к насосу 21 и напорному клапану 22. В этом режиме напорный клапан 22 ограничивает предельное давление в гидросистеме, а функцию регулирования давления в рабочей полости 19 выполняет злектрогидравлический усилитель 26 мощности с обратной связью по давлению. Установка номинального значения давления в рабочей полости 19 производится при помощи электрического сигнала Цо, подаваемого на третий вход суммирующего усилителя 24.

Под действием указанного давления устанавливается определенное значение прогиба f (фиг.5). При увеличении нагрузки на рабочем органе давление в рабочей полости 19, а также в левой торцовой полости 28 электрогидравлического.усилителя возрастает, золотник 29 передвигается вправо, соединяя через окно 30 рабочую полость 19 гидроцилиндра со сливной магистралью 32. и через окно 31 штоковую полость гидроцилиндра с напорной магистралью. В результате шток гидроцилиндра 13 передвигается вниз до тех пор, пока золотник 29 не возвратится в нейтральное положение, при котором обеспечивается заданное значение давления в полости 19 (или заданное значение разности давлений в поршневой и штоковой полостях) гидроцилиндра 13. Указанное перемещение штока приводит к смещению верхней части пилона 3 влево и к уменьшению динамического воздействия на металлоконструкции за счет растягивания длительности импульса от внезапной перегрузки на рабочем органе.

На первый вход суммирующего усилителя 24 с датчика 23 поступает сигнал, про.порциональный перемещению штока гидроцилиндра 13. Пройдя через суммирующий усилитель 24, указанный сигнал производит изменение давления на выходе электрогидравлического усилителя 26 относительно номинального значения так, что при увеличении прогиба f тяги 6 давление в рабочей полости 19возрастает,а приуменьшении f уменьшается. Благодаря этому обеспечивается положительная обратная связь по величине прогиба, что позволяет повысить чувствительность устройства к изменению нагрузки на рабочем органе 2 экскаватора за счет уменьшения продольной жесткости тяги 6.

Регулировка жесткости тяги 6 производится путем изменения коэффициента усиления суммирующего усилителя 24 по входу, подключенному к датчику 23.

Уменьшение амплитуд вынужденных колебаний, возникающих в металлоконструкциях при резонансных соотношениях.

0 обеспечивается за счет обратной связи по колебательной скорости. Сигнал от датчика 25 колебаний, выполненного в частном случае в виде датчика виброскорости, поступает через второй вход суммирующего

5 усилителя на электрогидравлический усилитель 26, в результате чего давление в полости 19 изменяется пропорционально колебательной скорости металлоконструкций, шток гидроцилиндра 13 перемещается,

0 оказывая через тягу 6 демпфирующее воздействие на колебания металлоконструкций экскаватора. Если, например, колебательная скорость роторной стрелы 1 направлена вниз, то шток гидроцилиндра 13 движется

5 вверх (по чертежу на фиг.З), увеличивая прогиб тяги 6 и ее натяжение. При этом через верхний конец пилона 3 и тягу 5 на роторную стрелу 1 передается усилие, препятствующее ее колебательному движению вниз.

0 что приводит к уменьшению колебаний роторной стрелы и других металлоконструкц й экскаватора.

Достоинством варианта исполнения устройства по фиг.З является относительная

5 простота конструкции, в то время, как в вариантах по фиг.1, 2 отсутствуют дополнительные усилия, действующие на противовесную консоль со стороны гидроцйлиндра 13.

0Из двух рассмотренных режимов работы

устройства второй режим является основным, а первый используется как запасной при йыходе из строя элементов электрической части, что также спосо.бствует увеличению

5 надежности экскаватора.

Использование гасителя позволяет повысить надежность экскаватора за счет уменьшения усилий, возникающих в металлоконструкциях в экстремальных режимах:

0 при стопорении рабочего органа, при опирании рабочего органа на забой, а также при возникновении резонансных колебаний. Уменьшение колебаний способствует, кроме того, улучшению условий труда обслужи5 вающего персонала.

Формула изобретения 1. Подвеска стрелы рабочего органа роторного экскаватора, включающая пилон, нижняя часть которого шарнирно соединена с поворотной платформой, и тяги, соединяющие роторную стрелу с противовесной консолью и опирающиеся на верхнюю часть пилона, упругодемпфирующее звено с гидроцилиндром, включенным в гидросистему, маслостанцию и систему управления гидроцилиндром, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности подвески и экскаватора и повышения его производительности, она снабжена многозвенником, выполненным из четырех попарно равной длины тяг, соединенных последовательно между собой, при этом межд,у двумя противоположными вершинами установлен гидроцилиндр, а две другие вершины присоединены к пилону и металлоконструкции противовесной консоли или роторной стрелы.

2. Подвеска по п. 1, отличающаяся тем,что многозвенник образован тягой под/f

xX///// xx/V

вески роторной стрелы, металлоконструкцией противовесной консоли или роторной стрелы и гидроцилиндром, присоединенным к металлоконструкции роторной стрелы или противовесной консоли и тяге подвески роторной стрелы.

3. Подвеска по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что система управления гидроцилиндром снабжена датчиком перемещения штока, датчиком колебаний, присоединенным к металлоконструкции, суммирующим усилителем и злектрогидравлическим усилителем мощности с обратной связью по давлению, причем вход суммирующего усилителя соединен с датчиком перемещения штока гидроцилиндра; и датчиком колебаний, а выход - с злектрогидравлическим усилителем мощности, причем последний соединен гидравлически с маслостанцией и рабочей полостью гидроцилиндра.

101

Фиг.1

Изобретение относится к землеройному машиностроению, а именно к металлоконструкциям роторных экскаваторов. Цель -повышение надежности подвески и экскаватора. Роторный экскаватор имеет рабочий орган 2, поворотную пла^тформу 4 и пилон 3. Нижняя часть пилона 3 шарнирно закреплена на поворотной платформе, а верхняя при помощи тяг (Т) 5 и 6 соединена с роторной стрелой 1 и противовесной консолью 7. В Т 6 установлен многозвенник со сторонами 8-11 и диагональю в виде упру- годемпфирующего звена 12с гидроцилиндром (ГЦ) 13. Рабочая полость ГЦ 13 подключена к насосу и напорному клапану. В схему включень! датчик перемещения штока ГЦ 13, суммирующий усилитель и датчик колебаний. Регулировка жесткости Т 6 обеспечивается изменением коэффициента усиления суммирующего усилителя. Предусмотрено два режима работы устройства. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1 ff /ffffffffffr ff fffffff/f

Фиг.

Фиг 6