Одноковшовый гидравлический экскаватор с механизмом эвакуации грунта Советский патент 1992 года по МПК E02F3/38 

сл

с

Использование: отрывка траншей и вскрытие магистральных трубопроводов. Цель: снижение энергозатрат на транспортирование грунта, расширение технологических возможностей и повышение надежности оборудования. Сущность изобретения: механизм эвакуации грунта выполнен в виде стенового подъемника, работающего от энергетической установки экскаватора и совершающего свой рабочий ход во время холостых операций экскаватора и холостой ход во время выполнения рабочих операций копания. Скиповой подъемник смонтирован на раме прицепной к экскаватору тележке, снабженной опорными подпружиненными колесами. Схема управления скиповым подъемником предусматривает выполнение ряда операций в автоматическом режиме. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретения относятся к землеройной технике и могут использоваться для вскрытия магистральных трубопроводов при их ремонте или для рытья траншеи при сооружении магистральных трубопроводов.

Известен одноковшовый .экскаватор с обратной лопатой (см. а.с. СССР № 1164369, кл. Е 02 F 3/38), содержащий нижнюю раму, механизм передвижения, поворотную платформу с рабочим оборудованием и двухче- люстным ковшом. Между концом траншеи и экскаватором размещен механизм эвакуации грунта, выполненный в виде конвейера (ленточного транспортера), прикрепленного к его прицепной опорной тележке на двух опорных колесах, снабженной бункером, Конвейер еще содержит наклонную раму в виде разгрузочной консоли с ведомым валом и барабаном, приводную станцию с ведущим валом и барабаном. Прицепная

опорная тележка .базирована на двух колесах, размещенных по продольной оси транспортера. Момент, разворачивающий каркас тележки вокруг оси колеса, воспринимается прицепной штангой, опирающейся на нижнюю раму экскаватора.

Во время работы экскаватор со своим ковшом циклически выносит грунт из траншеи и высыпает за счет откидывания днища ковша в бункер конвейера, а конвейер, работая непрерывно, эвакуирует грунт к отвалу.

Однако такие экскаваторы, оснащенные ленточными транспортерами, имеют ряд недостатков:

XI

О

VI N)

вал) экскаватор будет испытывать дефицит энергии, что приведет кувеличению продолжительности цикла. Можно объяснить этот недостаток экскаватора еще так. За счет оснащения ленточным транспортером данный экскаватор обладает повышенной производительностью. Но такое повышение возможно осуществить только за счет ввода дополнительного источника энергии к конвейеру.

Целью настоящего изобретения является уменьшение расхода энергии на единицу вынутого из траншеи грунта при ее вскрытии экскаватором и расширение функциональных возможностей, приспособив его для совместной работы с циклически работающим механизмом эвакуации грунта (конвейера).

Для достижения указанной цели в одноковшовом гидравлическом экскаваторе с механизмом эвакуации грунта, включающем нижнюю раму и механизм передвижения с буксирным приспособлением, поворотную платформу с рабочим оборудованием и двухчелюстным ковшом обратной лопаты, прицепную опорную тележку с подпружиненными опорными колесами, например, с пневмошинами, наклонную раму в виде разгрузочной консоли с ведомым валом и барабаном, приводную станцию с ведущим валом и барабаном, конвейер, приемный бункер, наклонная рама выполнена в виде направляющих с концевыми отклоняющими, ведомый вал с ведомым барабаном дополнительно снабжен жестко закрепленными подъемными барабанами, приводная станция с ведущим валом и барабаном дополнительно снабжена возвратным барабаном, а приемный бункер снабжен опорными колесами и уравнительными блоками, при этом опорные колеса установлены с возможностью взаимодействия с направляющими рамы и в крайнем и верхнем положении с концевыми отклоняющими, причем посредством канатов взаимодействуют между собой ведущий и ведомый барабаны, уравнительные блоки и подъемные барабаны, возвратный барабан и бункер.

Опорная тележка имеет жесткую опору в виде лыжи, присоединенную к наклонной раме посредством стойки с внешней стороны подпружиненного колеса, промежуточную опору, установленную между

опорными колесами. При этом подпружиненное колесо у разгрузочной консоли смещено от продольной оси в сторону экскаватора и снабжено оградительным щитом, а другое подпружиненное колесо установлено по продольной оси, причем нижняя рама механизма передвижения экскаватора выполнена с возможностью взаимодействия с опорной тележкой, например, через

0 жестко прикрепленный к опорной тележке кронштейн.

Бункер имеет решетчатый каркас, внутренние стенки которого выполнены из гибких элементов, например, цепей.

5 Механизм управления бункером выполнен в виде двух гидрораспределителей, рычаги включения которых соединены между собой посредством гибкой связи и уравнительного блока, связанного с устройством

0 его перемещения, управляемым из кабины, при этом рычаг одного из гидрораспределителей посредством основной и дополнительной гибких связей и соединенного с ним подпружиненного штока соединен с бунке5 ром, причем наклонная рама имеет упор, а подпружиненный шток установлен с возможностью взаимодействия с упором в конце своего хода, при этом бункер снабжен подпружиненным кулачком, установленным

0 с возможностью взаимодействия с рычагом второго гидрораспределителя при нижнем положении бункера.

На фиг. 1 изображен одноковшовый экскаватор, оснащенный механизмом эвакуа5 ции грунта, вид сбоку; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг.1 без изображения экскаватора; на фиг.З - вид по стрелке В на фиг. 2 (механизм управления приводным двигателем условно не изображен); на фиг. 4 - разрез по

0 Г-Г на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез по Н-Н на фиг. 4; на фиг. 6 - узел I на фиг. 5; на фиг. 7 -узел II на фиг. 6; на фиг. 8 - разрез по Д-Д на фиг. 2; на фиг. 9 - разрез Е-Е на фиг. 3; на фиг. 10 - кинематическая схема привода

5 скиповой тележки; на фиг. 11 - механизм управления приводным двигателем (схематично); на фиг. 12 - разрез П-П на фиг. 11. Одноковшовый экскаватор состоит из механизма передвижения 1, нижней рамы 2,

0 на которой смонтирована поворотная платформа 3 с рабочим оборудованием, несущим двухчелюстной ковш 4.

Со стороны рабочего оборудования экскаватора размещен механизм эвакуации

5 грунта, состоящий из прицепной опорной тележки 5 (в дальнейшем опорная тележка) с подпружиненными опорными колесами 6, 7. К опорной тележке прикреплена наклонная рама 8, выполненная, например, из швеллеров. На верхнем конце наклонной

рамы 8 размещены концевые отклоняющие 9 (фиг. 2, 9), оканчивающиеся тупиковыми упорами 10 для опорных колес приемного бункера 11. Концевые отклоняющие между собой связаны поперечными швеллерами 12. К концам наклонной рамы 8 еще прикреплена П-образная рама 13, а на ней смонтированы на ведущем валу 14 (фиг. 3} ведомый барабан 15 и два подъемных барабана 16, на которых запасованы концы каната 17 (фиг. 10), связанного с бункером 11.

Два швеллера наклонной рамы 8 с нижней стороны между собой жестко связаны поперечным швеллером 18, к которому с внутренней стороны прикреплена буферная подушка 19. Поперечный швеллер 18 жестко прикреплен к опорной тележке 5. Опорная тележка 5 имеет жесткую опору, выполненную в виде лыжи 20, присоединенную к наклонной раме 8 посредством стойки 21, размещенной с внешней стороны подпружиненного колеса 6, и промежуточную опору 22, установленную между подпружиненными колесами 6, 7. Подпружиненное колесо б смещено от продольной оси опорной тележки в сторону экскаватора и снабжено оградительным щитом, который предупреждает подкатывание комков с отвала под колеса. Другое подпружиненное колесо 7 установлено по продольной оси. При этом экскаватор и опорная тележка 5 выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом для предотвращения опрокидывания последнего. Например, для этой цели к опорной тележке прикреплен кронштейн 23, а к нижней раме - механизм передвижения экскаватора - упор 24, контактирующий с кронштейном.

Колеса 6 и 7 не в состоянии воспринять нагрузку от скипового подъемника с тележкой, когда она нагружена грунтом, вынутым из траншеи, поэтому они должны быть подпружинены, чтобы вес грунта за счет оседания колес воспринимали жесткие опоры 20 и 22. Подпружинивание колес в данном случае достигнуто за счет выполнения их с надувными шинами. Из-за смещения колеса 6 от оси симметрии опорной тележки при ненагруженном состоянии задний конец лыжи 20 постоянно контактирует с грунтом, а передний конец, наоборот, приподнят над опорной поверхностью на небольшое расстояние. Аналогичный приподъем (зазор) имеется между центральной жесткой опорой (пятой) и грунтом. При заполнении кузова грунтом за счет деформации надувных шин колес зазоры ликвидируются, и опорная тележка контактирует с грунтом через жесткие опоры 20, 22. К вертикальной стойке 21 прикреплен оградительный щит 25,

который предупреждает подкатывание комков с отвала под колеса. Бункер имеет решетчатый каркас 26. С внутренней стороны боковые стенки облицованы тонкостенны- 5 ми железными листами 27, а спинку и пол облегают два полотенца 28 (фиг. 5) из гибких элементов, например, из цепей. К нижней стенке бункера прикреплено ушко 29 для присоединения троса, обеспечивающего ав0 томатическое управление движением бункера (подробно см. ниже). Приемный бункер 11 снабжен опорными колесами 30 и уравнительными блоками 31. Колеса контактируют (катаются) с нижними полками

5 наклонных рам 8, при крайнем верхнем положении - с концевыми отклоняющими 9.

Приводная станция для перемещения бункера состоит из гидродвигателя 32, веду; щего вала 33, к одному концу которого при0 креплена звездочка 34, связанная посредством цепи со звездочкой 35 гидродвигателя, а ко второму концу прикреплен ведущий барабан 36, связанный через канат 37 с ведомым барабаном 15. К валу 33 еще

5 неповоротно прикреплен возвратный барабан 37, связанный через канат 39 с бункером. За счет возвратного барабана 38 гарантируется спуск скиповой тележки. Механизм управления бункером выпол0 нен в виде двух гидрораспределителей 40, 41 (фиг. 11), рычаги 42 включения которых соединены между собой посредством гибкой связи 43, и уравнительного блока 44. Уравнительный блок связан с устройством

5 его перемещения, управляемого из кабины экскаватора, Устройство перемещения уравнительного блока может быть выполнено, например, в виде подпружиненного штока 45, который соединен через гибкий

0 элемент 46 с рычагом педали 47, размещенным в кабине экскаватора.

Через первый гидрораспределитель 40 жидкость подается в двигатель для его прямого вращения, обеспечивающего подъем

5 скиповой тележки, вторым гидрораспределителем 41 осуществляется реверсное вра- . щение двигателя на опускание тележки. Рычаги 42 распределителей за счет перемещения уравнительного блока обеспечивают

0 включение первого или второго распределителей в зависимости от того, котооый из них выключен под воздействием бункера. Педалью 47 можно осуществлять включение только одного из гидрораспределителей.

5 Возврат первого гидрораспределителя 40 в запертое положение (выключение двигателя) осуществляется конечным верхним положением бункера, которым действует на рычаг гидрораспределителя через основную гибкуюсвязь 48, подпружиненный шток

49, цилиндро-поршневую группу 50 и дополнительную гибкую связь 51. На пути перемещения цилиндра подпружиненного штока предусмотрен упор 52 с таким расчетом, чтобы после выключения распределителя 40 перемещение основной гибкой связи 48 тут же прекратилось, а инерционное перемещение тележки поглощалось за счет сжатия пружины 53. Возврат рычага второго распределителя в запертое положение (выключение реверсного вращения двигателя) осуществляется при конечном нижнем положении бункера тележки от воздействия на него подпружиненного кулачка 54. Естественно, если второй распределитель находится под воздействием бункера в запертом положении, то машинист через педаль 47 сможет включить только первый распределитель и наоборот.

Таким образом, одним и тем же движением - нажатием на педаль машинист сможет подать команду на движение бункера вверх, если последняя находится внизу, и вниз, если она находится наверху.

Двухчелюстной ковш содержит корпус 55 и днище 56. Днище перемещается гидроцилиндром 57 рукояти (при традиционном способе указанным гидроцилиндром перемещается монолитный ковш), а корпус ковша - гидроцилиндром 58, управляемым гидрораспределителем 59, который дает команду на разворот от сомкнутого положения с днищем при контактировании с последним.

Одноковшовый экскаватор, оснащенный скиповым подъемником, работает следующим образом.

При исходном положении рабочей стрелы (фиг. 1) корпус ковша 55 находится над скипом, днище его открыто, т.е. находится в положении окончания выгрузки ковша, поэтому гидрораспределитель под воздействием днища 56 только что переключился, соединяя линию напора с поршневой полостью гидроцилиндра корпуса ковша и обеспечивая тем самым условие для выдвижения его штока.

Поворотом рычага стрелы и рукояти от себя машинист из кабины отправляет ковш в траншею. Вслед, кратковременным нажатием на педаль 47, бункер отправляется на выгрузку и, доходя до положения выгрузки, автоматически останавливается. Загрузка ковша происходит традиционным способом. После его загрузки машинист еще раз кратковременно нажимает на ножную педаль, при этом начинается отпуск бункера, который автоматически останавливается при воздействии подпружиненного упора 54 на рычаг 42 гидрораспределителя 41.

После загрузки ковша машинист последовательно берет на себя рычаг управления гидроцилиндром стрелы и рукояти. Пока ковш дойдет до позиции выгрузки, бункер

успевает занять позицию загрузки. Как только ковш занял позицию выгрузки, -машинист поворачивает на себя рычаг управления гидроцилиндром 57 днища, при этом начинается открывание днища, При полном

раскрытии (в этом время содержимое ковша высыпалось в бункер) последний, воздействуя на гидрораспределитель 59, дает команду на разворот корпуса ковша в сторону днища. Цикл повторяется. При перемещении экскаватора на новую позицию синхронно перемещается и механизм эвакуации грунта, т.к. они между собой связаны бункерным приспособлением 60.

При применении механизма эвакуации

грунта подъем его бункера осуществляется во время опускания ковша в траншею, при котором расход энергии практически отсутствует, т.к. опускание стрелы происходит при безнасосном режиме.

Таким образом, появляется возможность совместить эвакуацию грунта на отвал с процессом опускания ковша в траншею без ввода дополнительной энергии. Поэтому экономия получается не только за счет

повышения производительности, но и за счет уменьшения расхода топлива (энергии) на каждую кубическую единицу вынутого грунта.

Формула изобретения

оборудованием и двухчелюстным ковшом обратной лопаты, прицепную опорную тележку с прицепным механизмом и подпружиненными опорными колесами, например, пневмошинами, наклонную раму в виде разгрузочной консоли с ведомым валом и барабаном, приводную станцию с ведущим валом и барабаном, конвейер, приемный бункер, привод и механизмы системы yh- равления экскаватором и механизмом эвакуации грунта, присоединенные к маслостанции экскаватора, отличающий- с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на транспортирование грунта, расширения технологических возможностей и повышения надежности оборудования, наклонная рама выполнена в виде направляющих с концевыми отклоняющими, ведомый вал с ведомым барабаном дополнительно снабжен жестко закрепленными подъемными

барэбанами, приводная станция с ведущим

валом и барабаном дополнительно снабжена возвратным барабаном, а приемный буч- кер снабжен опорными колесами и уравнительными блоками, при этом опорные колеса установлены с возможностью взаимодействия с направляющими рамы и в крайнем верхнем положении с концевыми отклоняющими, причем посредством канатов связаны между собой ведущий и ведомый барабаны, уравнительные блоки и подъемным барабаны, возвратный барабан и бункер.

к механизмам системы управления экскаватором и выполнен в виде рычага включения, при этом рычаг одного из гидрораспределителей посредством основной и дополнительной гибких связей и соединенного с ниМ1

подпружиненного штока соединен с бункером, причем наклонная рама имеет упор, а подпружиненный шток установлен с возможностью взаимодействия с упором в конце своего хода, при этом бункер снабжен

подпружиненным кулачком, установленным с возможностью взаимодействия с рычагом второго гидрораспределителя при нижнем положении бункера.

Физ.1

15

57 W SO

8uJ5

Bui В

35

Г-Г Л IS 27 / /

ФиаЬ

27 18

JL

I

Фиг. 7

Ј-Ј ffotfflf/ymo

r

a

0

16

30

j I 2f

Фиг. 8

-ЖЗ

;jj

3

43иг. Ю

, LA л AI s

VryVv, Q

I