Захватно-корчевальный сменный рабочий орган экскаватора Советский патент 1992 года по МПК E02F3/96 

Изобретение относится к мелиоративной технике, а именно к одноковшовым экскаваторам, оснащенным сменными рабочими органами мелиоративного назначения.

Одной из областей применения, которая подтверждает необходимость или целе- сообразность двухфункционального захватно-корчевального рабочего органа, является каналоочистительная технология. Действительно, мелиоративные каналы являются объектами, подверженными интенсивному закустариванию, а также накапливанию разного рода засорений в виде твердых штучных предметов - камней, обломков древесины, стройматериалов и т.п., подлежащих обязательному удалению.

Другой областью применения, также подтверждающей целесообразность двух- фукнционального рабочего органа, являются работы по восстановлению бросовых

земель, а также территорий свалок сильно закустаренных, с наличием порубок с большой степенью засоренности камнями, строительными обломками и прочим мусором

Известно техническое решение, которое представляет сиСой грейферное устройство, состоящее из челюстей в виде жестко соединенных между собой клыков. Одна из челюстей (верхняя), шарнирно закрепленная на рукояти экскаватора, является подвижной и приводится в действие посредством гидроцилиндра, один конец которого шарнирно сочленен с ней, а другой - с рукоятью. Другая челюсть (нижняя) имеет шарнирное соединение с рукоятью и жесткую фиксацию относительно этого шарнира, осуществляемую с помощью дополнительной кинематической связи в виде тяги, один конец которой шарнирно закреплен на нижней челюсти, а другой - на рукояти При смыкании челюстей производится захват

Јь о сл о

предметов, подлежащих перегрузке, или захват корчуемых растений.

Недостатком этого технического решения является его относительно слабая корчевальная способность, например, по сравнению с корчевателями одночелюстно- го типа. Это является следствием того, что корчевку можно выполнять с помощью этого устройства лишь в режиме выдергивания, а это менее эффективно по сравнению с режимом выворачивания и одностороннего заваливания корчуемого объекта, характерного для одночелюстных корчевателей. Здесь этот эффект не может возникнуть из- за наличия неподвижной челюсти, противодействующей заваливанию корчуемого объекта в ее сторону.

Вынужденное использование метода выдергивания растения приводит к проявлению еще одного недостатка - повышенной степени повреждения поверхностного слоя почвы за счет увеличенного объема извлекаемого с корневой системой грунтового массива по сравнению со степенью повреждений, возникающих при применении метода выворачивания растения, реализуемого при использовании одночелюстных корчевателей. Этот недостаток особенно нетерпим при каналоочистительных работах, одним из условий выполнения которых является сохранение проектного профиля каналов.

Свойственны рассматриваемому техническому решению также частые затруднения с разгрузкой пней, так как при захвате их в процессе корчевки с помощью смыкания двух челюстей происходит интенсивная запрессовка корневищ и других частей пня между клыками и заклинивание их там,

Известно навесное оборудование рыхлителя корчевателя, в котором используется прием перестановки рабочего элемента - зуба, шарнирно закрепляемого на несущей раме, фронтально расположенной по отношению к базовой машине в обхват ее движителя, за счет поворота относительно этого шарнира в одну из требуемых позиций - рабочую или транспортную, и фиксации его в ней. Эти позиции находятся по обе стороны от шарнира, а фиксация осуществляется с помощью переставного пальца, вставляемого в сопрягающиеся отверстия зуба, и кронштейнов несущей рамы, симметрично размещенных по обе стороны от шарнира зуба.

Недостатком этого технического решения является то обстоятельство, что соответствующий ему рабочий орган не является захватом и поэтому не может выполнять по- грузочно-разгрузочную функцию. Кроме того, при использовании его на экскаваторном оборудовании отпадает необходимость переводить зуб из одной позиции в другую, так как обеспечение транспортного положения выполняется за счет соответствующих положений стрелы и рукояти.

Возможна установка челюсти на экскаваторной рукояти на нижней ее стороне с двумя позициями ее фиксации при наличии

0 на рукояти верхней подвижной челюсти, установленной аналогично ковшу обратной лопаты.

Недостатком такого рабочего органа является вредное влияние на выполнение ре5 жима корчевки переднего кронштейна фиксации нижней челюсти. Находясь в рабочей зоне, он создает помеху в процессе выворачивания и опрокидывания пня. Кроме того, он уменьшает величину максималь0 но возможного заглубления верхней челюсти, что также снижает эффективность корчевки.

Другим недостатком такого рабочего органа является потребность в добавлении

5 на рукояти экскаватора относительно большого количества дополнительных элементов его закрепления. В данном случае таких элементов закрепления три - шарнир нижней челюсти и два кронштейна ее фиксации.

0 Это больше, чем у других известных технических решений.

Учитывая возможность, что такие специализированные рабочие органы, как захват-корчеватель, могут изготавливаться и

5 поставляться потребителю не самим экскаваторным заводом, а другими фирмами и предприятиями, например, лесохозяйст- венной ориентации, реальна ситуация, когда при навеске такого рабочего органа на

0 серийный экскаватор изначально для такого агрегатирования не предназначенный, доработка его штатной рукояти приходится на самого потребителя, что создает ему определенные неудобства и тем большие, чем

5 больше объем доработки, т.е. чем больше требуется дополнительных элементов закрепления по сравнению со штатными рабо- чими органами экскаватора. Отсюда следует, что, кроме наличия некоторого из0 лишества в плане конструктивной сложности, рассматриваемое техническое решение характеризуется также повышенной трудоемкостью первоначальных операций по агрегатированию его с экскаватором.

5 Другим известным техническим решением является устройство, рассматриваемое как прототип Это захват грейферного типа, состоящий из двух подвижных челюстей клыкообразного типа. Его нижняя челюсть с помощью дополнительной

кинематической связи в виде гидроцилиндра может быть выведена в крайнюю нерабочую позицию. В такой вариации рабочий орган лучше приспособлен для выполнения корчевальной функции. Но при этом он все же не достигает степени приспособленности для выполнения корчевальной функции, характерной для одночелюстных корчевателей, что является его недостатком. Дело в том, что при необходимости реализовать всю корчевальную способность рабочего органа, т.е. корчевать максимальный для этого рабочего органа типоразмер пня, требуется, как правило, осуществить максимальное заглубление корчующей челюсти. Но этому мешает нижняя челюсть, хоть и отведенная в крайнее положение. Она является дистанционным ограничительным элементом, препятствующим сближению рукояти с поверхностью грунта. Особенно это свойство проявляется при корчевке на откосах, когда рукоять достигает положения, ориентированного вдоль поверхности откоса. В результате влияния указанных обстоятельств не обеспечивается исходное положение рукояти относительно поверхности земли, которое необходимо для получения максимального заглубления корчующей челюсти. Кроме того, в рассматриваемом случае также не исключены защемления крупногабаритных пней челюстями, что, в результате возникающего при этом со стороны нижней челюсти подпора, исключает реализацию режима выворачивания пня.

Также следует отметить как отдельный недостгток то обстоятельство, что верхняя часть нижнем челюсти вместе с ее шарниром независимо от степени ее поворота остается в рабочей зоне и при корчевке снижает ее эффективность.

Отличается это техническое решение также относительной усложненностью из- за использования гидроцилиндра, механизма достаточно сложного, в основном в функции элементарной распорки и только сравнительно редко в естественной для него функции механизма привода. (Частотность смен режимов использования - захватной или корчевальной - весьма невелика, поэтому достаточно редка потреб- ность использования гидроцилиндра как приводного средства). Кроме того, при работе на откосах гидроцилиндр часто оказывается в непосредственной близости от поверхности откосов и может быть повреж- ден о ее неровности, в особенности о невыкорчеванные еще пни. Все это также может рассматриваться как недостаток.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, расширение функциональных возможностей и повышение производительности при упрощении конструкции.

Это достигается посредством шарнирного присоединения нижней челюсти к задней грани рукояти при снабжении их с внешней стороны шарнирно присоединенными серьгами, которые имеют парные, со- осно расположенные крепежные отверстия. При этом ось шарнира верхней челюсти выполнена полой и размещена с возможностью совмещения ее с одной парой отверстий серег при фиксации пальцем нижней челюсти в рабочем положении. Вторая пара отверстий серег установлена с возможностью фиксации нижней челюсти в нерабочем положении при расположении их за передней гранью рукояти и взаимодействии установленного в них пальца с этой гранью, причем расстояние между клыками нижней челюсти превышает ширину граней рукояти.

Отличительные признаки - установленные по внешним сторонам нижней челюсти серьги с парными соосными отверстиями, полая ось верхней челюсти, размещенная с возможностью совмещения ее с одной парой отверстий серег при фиксации пальцем нижней челюсти в рабочем положении, установка второй пары отверстий серег с возможностью фиксации нижней челюсти в нерабочем положении при расположении их за передней гранью рукояти и взаимодействии установленного в них пальца с этой гранью, а также расстановка клыков нижней челюсти шире граней рукояти - придают рабочему органу новые полезные свойства, а именно: расширяют функциональные возможности рабочего органа, обеспечивая ему свойства в равной мере как захвата, так и корчевателя; повышают производительность за счет обеспечения оптимальных для каждой из функций структурных форм и условий функционирования; снижают трудозатраты как на изготовление этого двухфункционального рабочего органа, так и на его использование по сравнению с соответствующими суммарными трудозатратами относящимися к раздельным рабочим органам.

На фиг. 1 изображен рабочий орган, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

На экскаваторной рукояти 1, имеющей гидроцилиндр 2 поворота рабочего органа, шарнирно закрепляются его верхняя 3 и нижняя 4 челюсти соответственно полой осью 5 и осью 6. Посредством пальцев 7-9, а также звеньев 10 и 11 шток гидроцилиндра 2 имеет кинематическую связь с рукоятью 1 и верхней челюстью 3. Ось 6 связывает нижнюю челюсть 4 с рукоятью 1 через кронштейн 12, жестко соединенный с задней гранью рукояти.

Челюсти состоят: верхняя - из клыков 13, жестко закрепляемых на поперечной балке 14, нижняя - из клыков 15, жестко закрепляемых на поперечной балке 16 на ширине, превышающей ширину граней рукояти 1. Серьги 17 шарнирно крепятся к нижней челюсти 4 на ее боковых цапфах 18, расставленных с внешней стороны клыков 15, и фиксируются торцовыми шайбами 19. С помощью серег 17 и переставного пальца 20 обеспечивается фиксация нижней челюсти в двух положениях - передней и задней.

В этом случае в передней позиции переставной палец 20 вставляется через отверстия 21 серег в полую ось 5, а в задней позиции через отверстия 22 - в обхват рукояти с опорой пальца 20 на переднюю грань рукояти.

Вариант установки нижней челюсти в переднюю или заднюю позицию выбирается в зависимости от вида выполняемых работ. При выполнении работ по захвату и перегрузке штучных грузов нижняя челюсть 4 устанавливается в переднюю позицию. Фиксация ее в этой позиции осуществляется путем установки переставного пальца 20 через соответствующие отверстия серег 17 в полую ось 5. Рабочий орган действует по приципу двухчелюстного захвата, зажимая штучный предмет между клыками 15 неподвижной относительно рукояти нижней челюсти 4 и клыками 13 подвижной верхней челюсти 3.

В случае выполнения корчевальных работ, особенно когда диапазон типоразмеров корчуемых объектов включает достаточно крупные типоразмеры, нижняя челюсть переводится в заднюю позицию Для этого переставной палец 20 вынимается из полой оси 5, нижняя челюсть развора- чивается относительно оси 6 на противоположную сторону так, что ее клыки 15 и серьги 17 располагаются в обхват рукояти. После этого выполняется фиксация нижней челюсти в этом положении путем установки переставного пальца 20 в соответствующие отверстия серег 17 с опирани- ем его на переднюю грань рукояти 1. Достигаемая при этом высокая степень эф- фектиувности корчевки является следствием влияния следующих факторов. При отсутствии в рабочей зоне нижней челюсти или других каких-либо выступающих элементов конструкции обеспечивается большая степень заглубления клыков верхней челюсти, чем при наличии таких помех, что позволяет более эффективно воздействовать на корчуемый объект, отсутствует подпор корчуемого пня с той стороны, в которую пень заваливается под воздействием верхней челюсти, что снижает его сопротивляемость корчевке, при необходимости легко применимо эффективное средство - предварительная подрезка корней пня ра- диально расходящихся от него в верхних слоях грунта, методом их вспарывания по

0 периметру вокруг пня, снижаются затраты времени при разгрузке на вытряхивание застрявших пней за счет меньшего влияния эффекта запрессовки корневищ между клыками, возникающего в момент корчевки.

5Кроме того, отсутствие нижней челюсти

в непосредственной близи or корчуемого объекта, объективно являющейся в этом режиме работы помехой при манипулировании, повышает удобство, точность и

0 быстродействие манипулирования, что улучшает комфортность условий работы оператора и повышает качество и производительность его труда.

Двухпозиционность установки нижней

5 челюсти обеспечивает двухфункциональиое использование рабочего органа с оптимальными режимами функционирования в каждом из назначений, что выгодно отличает предлагаемое техническое решение от про0 тотипа, являющегося одиофункциональным рабочим органом.

Выгодно отличает предлагаемое техническое решение от протитопа и простота его агрегатирования с экскаваторным оборудо5 ванием, что имеет значение, когда сам экскаватор изначально не приспособлен для такого агрегатирования. Для навески такого рабочего органа на любую рукоять требуется к задней грани жестко прикрепить лишь

0 один элемент - кронштейн 12 (фиг. 1). Для закрепления остальных звеньев рабочего органа используются уже имеющиеся на любой экскаваторной рукояти элементы присоединения. Так, верхняя челюсть

5 кинематически связывается с гидроцилиндром так же, как ковш обратной лопаты, - посредством пальца 9 и звена 1 Аналогично ковшу соединяется она и с рукоятью, только вместо обычного пальца использует0 ся полая ось Эта ось позволяет сочленить с рукоятью серьги 17, не создавая на рукояти для этой цели новые места закрепления При этом закрепление серег обеспечивается на наибольшем плече из всех возможных

5 (относительно шарнира нижней челюсти оси 6), так как все остальные места на рукояти находятся либо на меньшем плече либо доступ к ним отсечен вращающимися частями металлоконструкции верхней челюсти Это сбеспечивает оптимальность силовых

нагрузок и соответственно оптимальность габаритных и весовых характеристик соответствующих элементов конструкции.

Экономический эффект от применения предлагаемого технического решения до- стигается благодаря его универсальности. Это обеспечивает меньшую металлоемкость и трудоемкость изготовления комбинированного рабочего органа по сравнению с изготовлением раздельных соответствую- щих рабочих органов. Значительно меньшими оказываются также затраты времени на перенастройку комбинированного рабочего органа по сравнению с перенавеской соответствующих рабочих органов. Исключают- ся затраты на транспортировку сменяемых рабочих органов.

По сравнению с прототипом экономический эффект также достигается за счет корчевки повышенных типоразмеров пней, повышения производительности корчевки, удешевления рабочего органа в результате исключения привода нижней челюсти.

Формула изобретения

Захватно-корчевальный сменный рабо- чий орган экскаватора, включающий верхнюю приводную челюсть, соединенную

шарнирно с рукоятью и с гидроцилиндром управления, и нижнюю неприводную челюсть, шарнирно соединенную с рукоятью с возможностью перестановок ее и фиксации в рабочем и нерабочем положениях посредством системы отверстий и пальца, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения производительности при упрощении конструкции, нижние челюсти шарнирно присоединены к задней грани рукояти и с внешней стороны снабжены шарнирно присоединенными серьгами, которые имеют парные, соосно расположенные крепежные отверстия, при этом ось шарнира верхней челюсти выполнена полой и размещена с возможностью совмещения ее с одной парой отверстий серег при фиксации пальцем нижней челюсти в рабочем положении, при этом вторая пара отверстий серег установлена с возможностью фиксации нижней че- л-юсти в нерабочем положении при расположении отверстий за передней гранью рукояти и взаимодействии установленного в них пальца с этой гранью, причем расстояние между клыками нижней челюсти превышает ширину граней рукояти.

Изобретение относится к малиоратив- ной технике, а именно к одноковшовым экскаваторам со сменными рабочими органами мелиоративного назначения. Нижние челюсти корчевателя шарнирно присоединены к задней грани рукоятки и снабжены с внешней стороны шарнирно присоединенными серьгами, которые имеют парные, соосно расположенные крепежные отверстия. Оси шарнира верхней чалюсти выполнены полыми и размещены о возможностью совмещения ее с одной парой отверстий серег при фиксации пальцем нижней челюсти в рабочем положении. Вторая пара отверстий серег установлена с возможностью фиксации нижней челюсти в нерабочем положении при расположении их за передней гранью рукояти и взаимодействии установленного в них пальца с этой гранью, а расстояние между клыками нижней челюсти превышает ширину граней рукояти. 2 ил. сл С

15

ft

Фиг. Z