"Ковш экскаватора с оборудованием "прямая лопата" Советский патент 1993 года по МПК E02F3/40 

Изобретение относится к технике разработки грунтов, в частности к конструкций ковшевых рабочих органов экскаватора с оборудованием прямая лопата с гидроприводом.

Известен ковш оборудования прямая лопата экскаватора с гидроприводом, состоящий из задней стенки с проушинами для шарнирного соединения осями с рукоятью и с гидроцйлиндра ми поворота ковша относительно рукояти, козырька, шарнирно закрепленного спереди задней стенки, и двух гйдроцилиндров поворота козырька, каждый из которых осями шарнирно соединен одной проушиной с задней стенкой, а второй - с боковиной козырька. Козырек выполнен в виде прямоугольного жёлоба, днище которого спереди оснащено зубьями. - - - : . Ковш описанной конструкции широко применяются на экскаваторах, выпускаемых зарубежными фирмами. Аналогичной конструкции ковш применен также на оте чественном экскаваторе.

Существенным недостатком ковшей описанной конструкции является невозможность осуществления эффективного, т. е, с наименьшей энергоемкостью,, копания грунта путем поворот ковша вокруг шарнира крепления его к рукояти из-за слишком большого угла резания, определяемого как сумма заднего угла резания и угла заострения зуба. . ;.

Теорией резания грунтов сопротивление копанию грунта ковшовым рабочим органом определяется по формуле:

Р Рп + Р.т + Р

пр,

где Рр - сопротивление резанию,

Рт - сопротивление трению от перемещения рабочего органа по грунту,

Рпр сопротивление перемещению призмы волочения и наполнению ковша.

Установлено, что.сопротивление резанию имеет преобладающую величину для всех грунтов и достигает 83% сопротивления копанию.

Анализ зависимости удельной силы ре- .зания от угла резания показывает, что для всех грунтов указанная зависимость имеет характер функции областью минимума и что эта область минимума соответствует разным значениям углов резания в зависимости от типа и состояния грунта.

; С учетом того, что состояние грунта зависит от атмосферных условий, а состав грунта может меняться даже на расстоянии нескольких метров как на глубине, так и вдоль забоя, строго дифференцировать область минимума удельной силы резания от угла резания для всего многообразия встречающихся в природе грунтов практически невозможно. В то же время исследованиями

установлено, что для большинства грунтов при углах резания, меньших 30° и больших 50°, происходит значительное увеличение удельной силы резания в первом случае за счет возникающего трения задней грани

0 зубьев кбвша о грунт, а во втором - за счет увеличения лобового сопротивления грунтов зубьями ковша. По этому угол резания зубьев ковшей одноковшовых экскаваторов в диапазоне 30 - 37° рекомендуется как

5 оптимальный, а задний угол резания при этом рекомендуется в пределах 5 - 10°. Из указанного следует, что угол заострения зубьев, определяемый как разность значений угла резания и заднего угла резания,

0 должен иметь величину 20 - 32°. на практике угол заострения зубьев ковшей экскава- торов по условиям прочности и износостойкости обычно принимают в пределах 25 - 35° в зависимости от типа разра5 батываемых грунтов и материала, из которого изготовлены зубья. Учитывая это и принимая во внимание приведенные рекомендации значений заднего угла резания, получаем, что практически оптимальные

0 значения угла резания должны находиться в пределах 30 - 45°.

В рассмотренной выше известной конструкции ковша угол резания близок к 90°, а у ковша отечественного экскаватора он

5 является даже тупым. При копании грунтов с такими углами резания зубья ковша грунт фактически не режут, а скребут, снимают и т. п. При этом, не имея возможности свободного прохождения в ковш; грунт накаплива0 ется в зоне зубьев, еще более препятствуя прохождению новых порций грунта в ковш. Процесс копания грунта в этом случае идет с неоправданно большими затратами. Поэтому в эксплуатации машинисты, работаю5 щие на оснащенных такими ковшами экскаваторах, копание грунтов производят не поворотом ковша вокруг шарнира его крепления к рукояти, а поворотом рукояти вокруг шарнира крепления рукояти к стре0 ле. Это является существенным недостатком, т. к. во-первых угол резания в этом случае машинист в каждом цикле устанавливает на глаз, исходя из своего опыта, а во-вторых, в значительной мере ограничи5 ваются технологические возможности и область применения экскаваторов, оснащенных такими ковшами.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей и снижение энергоемкости копания поворотом ковша,

Указанная цель достигается тем, что КОЕ ш экскаватора с оборудованием прямая лопата и гидроприводом, включающий заднюю стенку с проушинами для соединения ос ми с рукоятью и гидроцилиндрами пово- ро а ко вша, шарнирно связанный с задней сте нкой и с возможностью поворота относите; ьно нее гидроцилиндрами козырек, выполненный в виде прямоугольного желоба, дн 1ще которого спереди оснащено зубьями каждый из которых выполнен с режущей кромкой и передней и задней гранями, ось со динения ковша с рукоятью расположена в г лоскости, проходящей касательно к режу дим кромкам зубьев и под углом 60 - 45° к п юскости, проходящей через их передние

гр

решений (аналогов) в исследуемой области воляет сделать вывод об отсутствии в

признаков, сходных с существенными ичительными признаками в заявляемом ш е экскаватора с гидроприводом, и при- ть заявляемое техническое решение со- етствующим критерию существенные ичия.

На чертеже изображен ковш обррудова прямая лопата с гидроприводом.

Ковш включает заднюю стенку 1 с прозами для соединения осью 2 с рукоятью, акже проушинами для .соединения осью

по ни от

КО зн от от

ни

уш а Зс уш ко пр

СП

ко ре зь со

ст

ни. Анализ известных технологических

идроцилиндрами поворота ковша и про- /1нами для соединения осями 4 с козырь- и 5. Козырек 5 выполнен в виде моугольного желоба, днище которого реди оснащено зубьями 6, каждый из орых выполнен с режущей кромкой и пеней и задней гранями. Боковины ко- эька 5 снабжены проушинами для динения с помощью осей 4 с задней нкой 1. Каждый из двух гидроцилиндров иарнирно соединен одной проушиной с задней стенкой 9, а второй - с боковиной ко )ырька 5 осью 7. При этом ось 2 соедине

ковша с рукоятью расположена в пло- сти 1-1, проходящей касательно к кущим кромкам зубьев и под углом о 60° 5° к плоскости, проходящей через пере- е грани зубьев 6. При копании поворо- 1 ковша относительно оси 2 его пления и рукояти значения угла резания, еделяемые как разность между 90° и чениями угла а, составляют 30 ... 45°, т. аходятся Е диапазоне оптимальных зна- ий.

Ковш работает следующим образом.

Перед копанием ковш закрывают, т. е, ырек 5 с помощью гидроцилиндров 8 по- ачивая вокруг осей 4, опускают до при- ания к задней стенке 1. Движениями

стрелы и рукояти ковш подводят к забою и упирают режущими кромками зубьев 6 в грунт. Затем гидроцилиндрами 8 осуществляют поворот ковша вокруг оси 2 крепления 5 к рукояти. При этом стрела и рукоять неподвижны. Ковш внедряется в грунт, который поступает внутрь. После наполнения ковш с грунтом перемещают из забоя к месту выгрузки при помощи стрелы и рукояти, Вы0 грузка грунта из ковша осуществляется путем его раскрытия, т. е, поворота (подъема) козырька 5 вокруг осей 4 относительно задней стенки 1 с помощью гидроцилиндров. При этом грунт высыпается в образую5 щееся пространство между задней стенкой 1 и козырьком 5. После выгрузки грунта козырек 5 опускают гидроцилиндрами 8 до прилегания к задней стенке 1, и цикл повторяется.

0 Экскаватор, оснащенный оборудованием прямая лопата с предлагаемым ковшом, по сравнению с таким же оборудованием, оснащенным известным ковшом, имеет следующие преимущества:

5 позволяет производить копание поворотом ковша с оптимальным углом резания, соответствующим наименьшей энергоемкости, расширяются технологические возможности экскаватора за счет возможности произ0 водить разработку карьеров наиболее экономичными способами, например уступами снизу, уступами сверху и др.; производить селективную выборку из забоя конкреций, например полезных ископае5 мых; осуществлять копание в естественных условиях, например вблизи существующих объектов; осуществлять эффективно ког ние ниже уровня стоянки экскаватора.

0 Формулаизобретения

Ковш экскаватора с оборудованием прямая лопата, включающий заднюю стенку с проушинами для соединения осями с рукоятью и гидроцилиндрами поворота

5 ковша, шарнирно связанный с задней стенкой и с возможностью поворота относительно нее гидроцилиндрами козырек, выполненный в виде прямоугольного желоба, днище которого спереди оснащено зубь0 ями, каждый из которых выполнен с режущей кромкой и передней и задней гранями, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей и снижения энергоемкости копания по5 воротом ковша, ось соединения ковша с рукоятью расположена в плоскости, проходящей касательно к режущим кромкам зубьев и под углом 60 - 45° к плоскости, проходящей через их передние грани.

КОВШ ЭКСКАВАТОРА С ГИДРОПРИВОДОМ. Использование: изобретение относится к технике разработки грунтов, в частности к конструкции ковшевых рабочих органов экскаватора с оборудованием прямая лопата и гидроприводом. Сущность изобретения: ковш включает заднюю стенку с проушинами для соединения осью с рукоятью, а также проушинами для соединения осью с гидроцилиндрами поворота ковша и проушинами для соединения осями с козырьком. Козырек выполнен в виде прямоугольного желоба. Днище желоба спереди оснащено зубьями, каждый из которых выполнен с режущей кромкой и передней и задней гранями. Боковины козырька имеют проушины для соединения осями с задней стенкой. Ось соединения ковша с рукоятью расположена в плоскости, проходящей касательно к режущим кромками зубьев и под углом о/4бО ... 45° к плоскости, проходящей через передние грани зубьев. 1 ил.