Рабочий орган погрузочно-транспортной машины Советский патент 1993 года по МПК E21F13/00 

Изобретение относится к горному машиностроению, а именно к рабочим органам погрузочнр-транспортных машин, предназначается для механизации погрузки, доставки и разгрузки разрыхленной горной массы в горно-добывающей промышленности, а также при строительных и дорожных работах.

Целью изобретения является повышение долговечности и надежности рабочего органа машины за счет снижения динамических нагрузок в его силовых узлах и системах.

На фиг.1 изображен рабочий орган по- грузочно-транспортной машины в режиме внедрения; на фиг.2 - изображены схемы рабочего органа погрузочно-траиспортной машины (фиг.2 - в режиме внедрения с вывалом породы; фиг.З - в режиме запрокида ковша; фиг.4 - в режиме зачистки почвы и кровли; фиг.5 - в режиме разгрузки); на фиг.6 изображена тяга (стойка) шарнирного двухзвенникапогрузочно-транспортной машины.

Рабочий орган погрузочно-транспорт- ной машины состоит из ковша 1 с шарнир- ным закреплением 2 со стрелой 3, гидроцилиндра подъема стрелы 4 и гидроцилиндра поворота ковша 5, связанного посредством шарнира б с тягой 7 и стойкой 8 шарнирного двухзвенника 9. В свою очередь тяга 7 и стойка 8 шарнирного двухзвен- ника 9, соединенные с возможностью поворота с ковшом 1 и со стрелкой 3, выполнены телескопическими и оснащены упругими элементами 10 одинаковой жесткости. Упругие элементы 10 расположены вдоль продольной оси тяги 7 и стойки 8, помещены между левыми 11 и правыми подвижными втулками 12 с фланцами 13. Подвижные втулки 11 и 12 центрированы внутри тяги 7 (стойки 8) по внутренним вспомогательным втулкам 14, а снаружи - по наружным вспомогательным втулкам 15. Вспомогательные втулки 14 и 15 снабжены ограничительными буртами 16 и 17 соответственно, расстояние между которыми одинаковы, причем, расстояние между соседними ограничительными буртами 1 б внутренних вспомогательных втулок 14, так и буртами 17 наружных вспомогательных втулок 15 за вычетом толщины фланцев 13 подвижных втулок 11 и 12 приняты меньше осевой ширины упругих элементов 10. Кроме того, внутренние вспомогательные втулки 14 фиксированы в осевом направлении посредством гайки 18 со стопорной шайбой 19 и выступом 20 штока 21, а наружные вспомогательные втулки 15 - посредством цилиндра 22 и втулки 23 со стопорным кольцом 24.

Погрузочно-транспортная машина с рабочим органом работает следующим образом,

В исходное состоянии машины стрела 3

и ковш 1 рабочего органа опущены (см.фиг. 1). При движении погрузочно-транспортной машины на штабель горной массы 25 осуществляется внедрение ковша 1, при этом взаимодействие ковша 1 со штабелем горной

массы 25 носит явно выраженный динамический характер, нагрузки от этого взаимодействия воспринимаются всем рабочим органом через ковш 1, тягу 7, стойку 8 и Стрелу 3. Однако, в результате того, что тяга

5 7 и стойка 8 шарнирного двухзвенника 9. выполнены телескопическими, сИлы, воспринимаемые ими приводят к перемещению штоков21, связанных шарнирное ковшом 1 и стрелой 3, относительно цилиндров 22,

0 имеющих шарнирную связь 6 с гидродомкратом поворота ковша 5. При растяжении тяги 7 (стойки 8) в процессе работы внутренние вспомогательные втулки 14, закрепленные на штоке 21 посредством выступа 20 и

5 гайки 18 со стопорной шайбой 19, предохраняющей ее от самооткручивания, действуют ограничительными буртами 16 на фланце 13 правых подвижных втулок 12. Перемещение правых подвижных втулок 12, центри0 рованных по поверхностям внутренних 14 и наружных вспомогательных втулок 15, возможное за счет того, что расстояния между ограничительными буртами 16 и 17 этих втулок выполнены одинаковыми, при5 водит к сжатию упругих элементов 10. При этом сжатие упругих элементов 10 происходит и за счет того, что цилиндры 22 тяги 7 (стойки 8) посредством шарнирной связи 6 удерживаются гидроцилиндром поворота

0 ковша 5. В результате этого наружные вспомогательные втулки 15, фиксируемые от перемещения в осевом направлении в цилиндре 22 при помощи втулки 23 со стопорным кольцом 24, удерживают своими ог5 раничительными буртами 17 фланцы 13 левых подвижных втулок 11, не давая им перемещаться. В то же время перемещение правых подвижных втулок 12 в направлении к левым втулкам 11 и приводит к сжатию

0 упругих элементов 10. При этом в результате того, что упругие элементы 10 имеют оди- наковую жесткость, удельная осевая нагрузка снижается пропорционально количеству упругих элементов 10, а расположе5 ние их вдоль продольной оси обусловливает возможность уменьшения габаритов тяги 7 (стойки 8).

Конструкция тяги 7 (стойки 8) выполнена таким образом, что осевую нагрузку она может воспринимать в двух направлениях.

Так, при сжатии ее работа аналогична работе при растяжении. При этом перемещение цилиндров 22 относительно штоков 21 приводит к встречному относительному движению наружных 15 и внутренних вспомогательных втулок 14. Эти втулки, действуя своими буртами 17 и 16 на фланце 13 перемещают правые 12 и левые подвижные втулки 11, центрированные по поверхностям наружных 15 и внутренних вспомогательных втулок 14, приводя к сжатию упругие элементы 10. Причем сжатие тяги 7 (стойки 8), в отличие от растяжения, сопровождается работой противоположных буртов 16 и 17 наружных 15 и внутренних вспомогательных втулок 14.

Для обеспечения нормальной работы машины рарстояние между ограничительными буртами 16 внутренних вспомогательных втулок 14 и буртами 17 наружных вспомогательных втулок 15 за вычетом толщины фланцев 13 подвижных втулок 11 и 12 приято равным 0,7-0,9 осевом ширины упругого элемента 10. При этом снижение этого расстояния менее 0,7 от осевой ширины упругого элемента 10 повлечет за собой повышение жесткости тяги 7 и стойки 8 до величины, превышающей оптимальную жесткость, необходимую для обеспечения сглаживания ударных нагрузок, возникающих в элементах металлоконструкции рабочего органа при работе машины. В то же время увеличение этого расстояния более 0,9 повлечет за собой повышенную инерционность в управлении рабочим органом. Наличие упруго-амортизирующих элементов 10 в тяге 7 и стойке 8 позволяет, по сравнению с прототипом снизить жесткость рабочего органа, а поэтому и силы, возникающие от ударов в элементах металлоконструкции органов, снизятся пропорционально уменьшению жесткости тяги 7 и стойки 8, что повлечет за собой увеличение долговечности рабочего органа и повышение надежности работы силовых узлов и систем машины в целом. Это обстоятельство позволяет снизить металлоемкость рабочего органа без снижения надежности его работы.

Зачастую перед внедрением погрузоч- но-транспортной машины производится зачистка породного массива 25 (см.фиг.4). При зачистке гидроцилиндр поворота ковша 5 через тягу 7 и стойку 8 шарнирного двух- звенника 9 удерживает ковш 1 в определенном положении, при этом процесс, как правило, сопровождается ударными нагрузками от взаимодействия ковш 1 -массив 25. Так как гидроцилиндр поворота ковша 5 при зачистке имеет определенную раздвиж- ность, а жесткость жидкости в нем значительно выше механической жесткости шарнирного двухзвенника 9, то сглаживание ударных нагрузок в рабочем органе осуществляется в шарнирном двухзвенни- 5 ке 9 посредством упруго-амортизирующих элементов 10, работающих как на растяжение, так и на сжатие. В тягах шарнирного двухзвенника 9 происходит сглаживание динамических нагрузок (при зачистке), воз0 никающих от силы F, действующей на ковш 1 со стороны породного массива 25 и стремящейся развернуть ковш 1 относительно шарнирного его соединения 2 со стрелой 3, так как точка приложения силы F находится

5 ниже шарнирного соединения 2. Наличие шарнирного двухзвенника 9 предложенной конструкции дает возможность снизить также и изгибающие динамические нагрузки, действующие на штоки 21 тяги 7 и стойки 8,

0 что приводит к повышению их надежности, а следовательно, и (повышению надежности всего рабочего органа.

После внедрения гидроцилиндром поворота ковша 5 осуществляется запрокид

5 ковша 1 с горной массой 25 (см.фиг.3). При этом запрокид зачастую сопровождается ударом ковша 1 о стрелу 3. Посредством тяги 7 и стойки 8 с целью снижения этого неблагоприятного явления происходит де0 мпфирование ударных нагрузок рабочего органа. Демпфирование ударных нагрузок рабочего органа в этом режиме, а также в режиме внедрения, происходит и при возможном вывале горной массы 25 различной

5 кусковатости из ковша 1 на элементы металлоконструкции рабочего органа.

Транспортировка горной массы 25 заканчивается разгрузкой ковша 1 (см,фиг.5),. при этом подъем рабочего органа произво0 дится гидродомкратом стрелы 4, а разгрузка ковша 1 через тягу 7 и стойку 8 шарнирного двухзвенника 9- гидроцилиндром поворота ковша 5. Разгрузка ковша 1 сопровождается ударом в зоне соприкосновения ковша 1 и

5 стрелы 3, при этом податливая конструкция двухзвенника 9 позволяет снизить динамическую нагруженность элементов металлоконструкции рабочего органа как и в других режимах, что также повлияет на надежность

0 и долговечность работы силовых узлов и систем машины. После разгрузки погрузочно- транспортная машина возвращается в исходное положение и цикл работы рабочего органа повторяется.

5 ; Применение предлагаемого рабочего органа погрузочно-транспортной машины позволяет по сравнению с прототипом по-:. высить надежность и долговечность рабочего органа за счет снижения динамических нагрузок в силовых узлах и системах, тяга и

стойка шарнирного двухзвенника выполнены в виде штока и цилиндра, соединенные посредством упруго-амортизирующего звена, которое выполнено из последовательно расположенных вдоль продольной оси упру- тих элементов одинаковой жесткости, помещенных между ними подвижных втулок, которые имеют Центрирующие внутренние и наружные вспомогательные втулки с ограничительными буртами, установленные с возможностью фиксации в осевом направлении на штоках и цилиндрах тяги и стойки, при этом расстояния между ограничительными буртами внутренних и наружных вспомогательных втулок выполнены одинаковыми, а расстояние между ограничительными буртами одноименных вспомогательных втулок за вычетом толщины фланцев подвижных втулок равно 0,7-0,9 осевой ширины каждого упругого элемента. Формула изобретения Рабочий орган погрузочно-транспорт- ной машины, включаю.щий ковш, шарнирно соединенный со стрелой, шарнирный двух- звенник из тяги и стойки, связанный с ков- шом, стрелой и гидооцилиндром поворота

ковша, и гидроцилиндр подъема стрелы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности рабочего органа за счет снижения динамических нагрузок в силовых узлах и системах, тяга и стойка шарнирного двухзвенника выполнены в виде штока и цилиндра, соединенных посредством упругоамортизирующего звена, которое выполнено из последовательно расположенных вдоль продольной оси упругих элементов одинаковой жесткости, размещенных между ними подвижных втулок, которые имеют центрирующие внутренние и наружные вспомогательные втулки с ограничительными буртами, установленные с возможностью фиксации в осевом направлении на штоках и цилиндрах тяги, и стойки, при этом расстояния между ограничительными буртами внутренних и наружных вспомогательных втулок выполнены одинаковыми, а расстояние между ограничительными буртами одноименных вспомогательных втулок за вычетом толщины фланцев подвижных втулок равно 0,7- 0,9 осевой ширины каждого упругого элемента.

Использование: изобретение относится к горному машиностроению, а именно - к рабочим органам погрузочно-транспортных машин, предназначается для механизации погрузки, доставки и разгрузки разрыхленной горной массы в горнодобывающей промышленности, а также при строительных и дорожных работах. Сущность изобретения: при движении погрузочно-транспортной машины на штабель горной массы 25 осуществляется внедрение ковша 1, при этом взаимодействие ковша 1 со штабелем горной массы 25 носит явно выраженный динамический характер. Однако, в результате того, что тяга 7 и стойка 8 шарнирного двухзвен- ника 9 выполнена телескопическими и осна- щены упруго-амортизирующим звеном, жесткость рабочего органа по сравнению с прототипом снижается, а поэтому и силы, возникающие от ударов в элементах металлоконструкции органов снизятся пропорционально изменению жесткости тяги 7 и стойки 8. После внедрения осуществляется запрокид ковша 1 с последующей транспортировкой горного массива 25 к месту разгрузки. После разгрузки машина возвращается в исходное положения и цикл работы рабочего органа повторятся. 6 ил. ч-е

L2TII ТАГШХ2:15

Фи г.4

Фиг.З

f 7 S Г f f SI S f r S S f Г IS S S S

2sLL L&. LsLz UL

Pue.s

фиа.6