Способ разработки забоя скреперным агрегатом и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E02F3/64 

Изобретение относится к разработке грунта землеройно-транспортными машинами.

Известен способ разработки забоя скреперным агрегатом, у которого ковш устанавливают по оси тягача на все время копания, а ширину ковша назначают чуть больше ширины тягача.

Известен способ разработки забоя, при котором в процессе заполнения ковша дискретно или непрерывно изменяют ширину резания, а ковш устанавливают по оси тягача на все время копания. Известный способ позволяет за счет уменьшения ширины резания увеличить толщину срезаемой стружки, снизить энергоемкость наполнения ковша и увеличить производительность скреперного агрегата.

Однако установка механизма, обеспечивающего уменьшение ширины резания при копании не только усложняет конструкцию днища ковша, но и значительно ослабляет его наиболее нагруженную режущую часть, В результате снижается надежность ковша, уменьшается эксплуатационная производительность агрегата, а разработка им твердых, неоднородных грунтов, содержащих каменистые включения, становится крайне затруднительной. Кроме того, известный способ невозможно применять при разработке забоя с вертикальными стенками, поскольку в этом случае ширина резания у ковша не должна изменяться при выполнении крайних, боковых проходов.

Известен ребристо-шахматный способ разработки забоя, выбранный в качестве прототипа и заключающийся в образова. и параллельных выемок путем чередования проходов скреперного агрегата по ширине забоя, при котором ковш скрепера устанавливают вдоль оси тягача, и образование последующей выемки производят ст предыдущей на расстоянии, меньшем, чем ширина ковша.

т&

Известно устройство, выбранное с качестве прототипа и позволяющее соединять тягач с прицепным скрепером и устанавливать его при копании по оси тягача. Оно включает жестко соединенные банку переднего моста скрепера и дышло с опорой, внутри которой смонтирован тяговый шкворень образующий с опорой продольный цилиндрический шарнир. Тяговый шкворень поперечным горизонтальным шарниром соединен с прицепной серьгой, которая вертикальным пальцем закреплена к прицепному устройству тягача.

Известный способ позволяет формировать ширину отдельных, промежуточных проходов меньше ширины ковша скреперного агрегата, и тем самым, способствует уменьшению энергоемкости копания и увеличению производительности. Однако,разработку части проходов нужно, согласно известному способу, осуществлять при полной ширине ковша, иначе разработка траншеи вообще невозможна, в результата увеличивается энергоемкость и уменьшается производительность скреперного агрегата.

Известное устройство не позволяет принудительно смещать в сторону о г ОСА тягача прицепной скрепер и разрабатывав забой по ширине независимо от ширины тягача. В результате, сочетание известного ребристо-шахматного способа разработки забоя, позволяющего уменьшить энергоемкость копания за счет разработ ки полос ши риной меньше, чем ширина ковша и известного способа копания с уменьшением ширины резания требует выполнения дополнительных зачистных проходов по крайним боковым полосам, что повышает энергоемкость и уменьшает производительность скреперного агрегата.

Цель изобретения - повышение производительности скреперного агрегата путем уменьшения энергоемкости копания.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработки забоя, включающем образование параллельных выемок путем чередования проходов скреперного агрегата по ширине забоя, при котором ковш скрепера устанавливают вдоль оси тягача, срезание стружки грунта производят шириной, меньшей ширины тягача, причем при выполнении крайних боковых выемок ковш агрегата смещают относительно тягачи в сторону кромки забоя, Поставленная цель достигается также тем, что ширина ковша скрепера выполнена с размером, меньше ширины тягача, а прицепной брус скрепера соединен с тягачом с возможностью поперечного, плоскопараллельного перемещения, для чего к раме тячага вертикальным шарниром закреплен поворотный от гидроцилиндра рычаг, соединенный шаровым шарниром с прицепным брусом, а нз крон- 5 штейне рамы тягача вдоль его продольной оси выполнен паз, в котором установлен ползун, соединенный с гидроцилиндром, и между ползуном и прицепным брусом посредством шаровых шарниров установлена

0 тяга, причем вертикальные оси шарниров на прицепном брусе и ползуне совмещены. Кроме того, горизонтальная ось крепления шарового шарнира тяги к прицепному брусу размещена в плоскости, образованной осью

5 колес переднего моста и шарового шарнира крепления прицепного бруса к поворотному от гидроцилиндра рычагу.

Именно шарнирное соединение прицепного бруса тягачом посредством пово0 ротного от силового /шиндра рычага, а также через тягу с тзуном, который перемещают гидроцилиндром в пазах кронштейна тягача, позволяет прицепному брусу скрепера иметь поперечное плоско-парал5 лельное перемещение и смещать ковш агрегата относительно тягача в сторону кромки забоя при вы-полнении крайних боковых выемок. Все это позволяет выполнять ковш скрепера с размером меньше ширины тягача

0 и тем самым достичь цель изобретения (за счет существенного увеличения толщины стружки значительно уменьшить энергоемкость копания, и при этом повысить прочность и надежность наиболее нагруженной

5 режущей части ковша скрепера).

Пример. Разработку забоя осуществляют при следующей последовательности операций. Тячаг оснащают ковшом скрепера, ширина которого Вк меньше ширины

0 тягача Вт (фиг. 1,2). Этим обеспечивается существенное отличие энергоемкости копания за счет увеличения толщины срезаемой стружки. Такой скреперный агрегат начинает разработку забоя с крайней боко45 вой сыемки 1 (фиг. 1). Для,этого тячаг устанавливают вдоль кромки забоя (например, левой), а ковшу сообщают плоско-параллельное смещение от оси тячара в сторону кромки забоя, и в таком положении скрепер50 ный агрегат выполняет крайнюю боковую выемку шириной Вк. Для образования второй зыемки скреперный агрегат размещают правее на расстоянии а (меньшем, чем ширина ковша В()ог разработанной выемки 1,

55 а ковш по ширине меньший, чем ширина тягача, устанавливают по его (тягача) оси. В таком положении скреперного агрегата и забое разрабатывают вторую выемку, Затем скреперный агрегат размещают по осгаа- шеис между выемками 1 и 9. неразработзнной полосе, шириной а, ковш устанавливают по оси тягача и разрабатывают поносу 3 в условиях наименее энергоемкого свободного резания. После этого пропускают полосу шириной а, устанавливают ковш по осы тягача и разрабатывают выемку 4. Дальше операции разработки забоя повторяются вплоть до разработки крайней правой (п-1) выемки, для образования которой тягач устанавливают вдоль кромки (правой) забоя и ковш смещают вправо от оси тягача. Затем ковш устанавливают по оси тягача и разрабатывают последнюю (п) полосу забоя в условиях свободного резания.

Предлагаемый способ разработки забоя позволяет осуществить есе операции копанья с пониженной энергоемкостью за счет уменьшения ширины ковша и исключает необходимость зачистных проходов при открывке со стенками, близкими к вертикальным. В результате увеличивается производительность скреперного агрегата.

На фиг. 1 схематически изображены операции заявляемого способа; на фиг. 2 - общий вид скреперного агрегата для реализации предлагаемого способа; на фиг. 3 - сцепное устройство агрегата; на фиг. - сечения отдельных элементов конструкции.

Способ реализуют с помощью скреперного агрегата (фиг. 2), который включает тягач 1, ковш 2 и сцепное устройство 3. Сцепной узел 3 (фиг. 3) состоит из шарнирно прикрепленного к раме тячага 1 и поворотного от гидроцилиндра 4 рычага 5, свободный конец которого снабжен шаровой опорой 6 (фиг. 5), соединяющей его с прицепным брусом 7 скрепера 2. В кронштейне 8 рамы тягача 1 выполнен паз 9, в котором установлен ползун 10, снабженный шаровой опорой tin соединенный с гидроцилиндром 12. Между шаровой опорой 11 (фиг. 6} ползуна 10 и прицепным брусом 7 смонтирована тяга 13с шаровой опорой 14. Верти- кольные оси шаровых опор 6 и 11 совмещены, а горизонтальная ось шаровой опоры 14 расположена в плоскости, образованной шаровой опорой б и осью колес переднего моста скрепера 2.

Сцепной узел работает следующим образом.

Для выполнения операции плоско-па- раллельного смещения ковша скрепера 2 в стор.ону от оси тягача 1 оператор гидроцилиндром 4 перемещает поворотный рычаг 5 в одно из крайних положений (например, левое, фиг. 3). Затем, воздействуя на гидро- цилмндр 12, через ползун 10 и тягу 13 устанавливают прицепной брус 7 скрепера 2 параллельно оси тягача 1 и кромке забоя

(положение А, фиг. 3) и фиксируют гидроцилиндры 4 и 12 в запертом положении.

Благодаря установке шаровых опор б, 11 и 14 (фиг, 4, 5, 6) в местах соединения 5 поворотного рычага 5, прицепного бруса 7, тяги 13 и ползуна 10, а также размещению шаровой опоры 14 в плоскости, образованной шаровой опорой 6 и осью когес переднего .моста скрепера 2, скреперный агрегат 10 может при копании свободно преодолевать поперечные и продольные неровности боя. При таком размещении лемснтоз сцепного ус тройства (положения АиЬ фиг. 3) скреперным агрегатом разрабатывают

15 крайние, боковые кромки забоя (фиг. 1).

После набора грунта оператор тягача 1 переводит гидроцилиндр 12 в плавающее положение, а гидроцилиндром 4 устанавливает поворотный рычаг 5 вдоль оси тягача 1

0 и фиксирует гидроцилиндр 4 в запертом положении. Движением тягача 1 вперед прицепной брус 7 самоустанавливается по оси тягача 1. ползун 10 свободно перемещается в пазу 9 кронштейна 8, тяга 13 совмещается

5 с осью прицепного бруса 7, а вертикальные оси шаровых опор б и 11 совмещаются (фиг. 2), обеспечивая прицепному брусу 7 возможность поворота во всех направлениях (э том числе и в плане) относительно тягача 1.

0 В таком положении элементов сцепного устройства (фиг. 2) скреперный агрегат выполняет транспортные операции, разгрузку ковша и разработку внутренних выемок в забое.

5 Использование предлагаемого способа разработки забоя и устройства для его осуществления позволяет проектировать скреперные ковши с шириной меньшей ширины тягача; существенно уменьшить сопротив0 ление копанию за счет уменьшения ширины захвата ковша, увеличения глубины резания и снижения энергоемкости копания; значительно повысить прочность и жесткость режущей части ковша скрепера, что

5 существенно при разработке прочных грунтов и имеющих каменистые включения; повысить эксплуатационную надежность и производительность скреперного агрегата относительно ковшей с изменяемой шири0 ной резания и в ряде случаев исключи ь применение толкача.

Формула изобретения 1. Способ разработки забоя скреперным агрегатом, включающий образование

5 параллельных выемок, путем чередования проходов скреперного агрегата по ширине забоя, при котором ковш скрепера устанавливают по продольной оси тягача, образование последующей выемки производят от предыдущей на расстоянии меньшем, чем

ширина ковша, последующий проход осуществляют по этой неразработанной полосе, отличающийся i ем, ч, i, с целью повышения производительности путем уменьшения энергоемкости копанмя, срезание стружки грунта производят шириной, меньшей ширины тягача, причем при выполнении крайних боковых выемок ковш смещают относительно продольной оси тягача в сторону кромки забоя.

2. Устройство для разработки забоя скреперным агрегатом, включающее тягач с рамой, и ковш скрепера с передним мостом, прицепной брус соединенный с переднем мостом и связанный с рамой тягача сцепным узлом, отличающееся тем, что сцеплнойузел выполнен из поворотного ры0

5

чага, соединенного с рамой тягача посредством вертикального шарнира и с прицепным брусом посредством шарового шарнира, из закрепленного на раме тягача кронштейна с продольным пазом, из ползу- наустановленного в последнем, из гпдроци- лпндра перемещения ползуна, из тяги, концы которой посредством шаровых шарниров соединены соответственно с ползуном и прицепным брусом.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что. с целью снижения нагрузок на тягу при поперечных колебаниях переднего моста ковша скрепера, оси шаровых шарниров соединения рычага и тяги к сцепному брусу и ось колес переднего моста расположены в одной плоскости.

Использование: разработка грунта зем- леройно-транспортными машинами. Сущность изобретения: скреперным агрегатом образуют параллельные выемки. Проходы агрегата чередуют по ширине забоя. Ковш устанавливают вдоль продольной оси тягача. Боковые выемки образуют при плоско-параллельном смещении ковша от оси тягача с выходом режущей кромки за габариты последнего. Ковш выполнен с шириной меныце ширины тягача. Для смещения ковша использован сцепной узел. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

8 ff-fa

fe/

Г

-

5 В И

5 § 13

ШЗ

ZZ2ZZZZZZZZZ 7фиг

Е22

Фиг.5

Фиг.8