Проектирование одноковшового гидравлического экскаватора ЕК-8

Рабочее оборудование состоит  из шарнирно установленных на рукояти 1 ковши 2 и рыхлительной стойки 3. Ковш 2 имеет две боковые 4 стенки, поворотное днище 5, переднюю стенку 6, соединенную с боковыми 4 стенками. На свободных кромках боковых 4 стенок ковша 2 установлены съемные ножи 7. На рыхлительной стойке 3 жестко смонтированы ножи 8 и противоположно направленные зубья 9. Поворотное днище 5 свободно поворачивается вокруг своей оси до упора в ограничители 10 под действием загружаемого в ковш 2 материала.

Рабочее оборудование работает следующим образом.

Поворотное днище 5 позволяет  работать как прямой, так и обратной лопатой, так как под действием  заполняющего ковш 2 материала оно  поворачивается до их упора в ограничители 10.

При выполнении земляных работ рыхлительная стойка 3 расположена  в плоскости поворотного днища 5. Захват длинномерных предметов может  осуществляться с передней и задней сторон ковша 2 с помощью рыхлительной стойки 3. При этой же операции возможно переломление элементов деревянных конструкций. Во время рыхления рыхлительная стойка 3 выводится из ковша 2.

 

Предложена конструкция [4], представленная на рисунке1.3.

 

                                             а                                                      б

Рисунок1.3а Рабочее оборудование экскаватора; б) Тоже, вид сверху

 по а. с. №1433098

Рисунок1.3б Рабочее оборудование экскаватора вид сверху

по а. с. №1433098

Конструкция относится к землеройным машинам и, в частности, к строительным экскаваторам. Цель – расширение технологических возможностей экскаватора. Для этого размещенная между рукоятью 1 и ковшом 2 шарнирная вставка выполнена из двух частей 10 и 11, соединенных между собой шарниром (Ш) 12. Ось вращения Ш12 параллельна оси вращения Ш6. Оба Ш6 и 12 имеют тормозные устройства.

 

При раскрытии ковша гидроцилиндром (ГЦ) 9 его челюсти поворачиваются относительно соединяющей их оси. Поворот  ковша в поперечной плоскости  осуществляется ГЦ8, при этом включено тормозное устройство Ш12 и поворот ковша происходит относительно Ш6. При необходимости поворота ковша в поперечной плоскости на 180⁰ и более, включается тормозное устройство Ш6 и поворот ковша ГЦ8 осуществляется относительно оси Ш12.

                                          б

 

 

 

                               а

 

                               в                                                                         г

Рисунок.1.4 а) Поворот ковша относительно оси шарнира при включённом тормозном устройстве дополнительного шарнира; б) Поворот ковша относительно дополнительного шарнира при включённом тормозном устройстве шарнира ковша; в) То же, вращение относительно оси шарнира ковша; г) То же, вращение относительно дополнительного шарнира.

Ковш 2 может быть вынесен в сторону на величину размера части 11 вставки 5, что позволяет осуществлять земляные работы типа “стена в грунте” и другие. Если требуется, может быть произведен поворот ковша 2 в продольной плоскости на угол более 180⁰ (например, при манипулировании грузом) или когда смещение ковша 2 в сторону при его повороте на 180⁰ не требуется.

На рисунке1.4 показан поворот ковша относительно оси шарнира при включенном тормозном устройстве дополнительного шарнира, на рисунке1.4 б – поворот ковша относительно дополнительного шарнира при включенном тормозном устройстве шарнира ковша, на рисунке 1.4 в – то же, вращение относительно дополнительного шарнира ковша, на рис.1.4 г – то же, вращение относительно дополнительного шарнира (рисунгк.1.4 б – ковш “обратная лопата” установлен со смещением в строну; рисунгк1.4 г – ковш “обратная лопата” – без смещения в сторону; рисунок1.4 в – переходное положение от положения на рисунке 1.4 б к положению на рисунке 1.4 г).

Рабочее оборудование одноковшового  экскаватора, включающее рукоять, соединённую с ней шарнирную вставку с взаимно перпендикулярными осями шарниров, одним из которых связан с двухчелюстным ковшом, гидроцилиндр поворота ковша в поперечной плоскости, присоединённый штоком к ковшу, а своим корпусом – к концевому кроншрейну шарнирной вставки, и гидроцилиндры управления передней челюстью ковша, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, шарнирная вставка выполнена из двух частей, соединённых посредством дополнительного шарнира, ось которого параллельна оси шарнира крепления к ней ковша, причем оба шарнира снабжены тормозными приспособлениями.

Недостатком данной конструкции является сложность привода рабочего органа, а также, возможно, большая металлоёмкость для увеличения жёсткости конструкции.

Предложено следующее  рабочее оборудование одноковшового гидравлического экскаватора [5] рисунки 1.5 – 1.8.

Рисунок1.5. Рабочее оборудования одноковшового экскаватора по а.с.№1000521

Изобретение относится  к землеройной технике и предназначено преимущественно для оснащения гидравлических экскаваторов.

Цель изобретения – повышение  производительности и упрощение  конструкции, универсальность рабочего оборудования.

На рисунке.1.5. изображено оборудование в раскрытом положении, общий вид.

На  рисунке 1.6. - оснащение стрелы экскаватора оборудованием по схеме прямой лопаты.

Рисунок 1.6. Рабочее оборудования одноковшового экскаватора по а.с.№1000521

На рисунке 1.7 – изображено то же, по схеме обратной лопаты.

Рисунок 1.7. Рабочее оборудования одноковшового экскаватора по а.с.№1000521

 

На рисунке 1.8. - то же, оборудованием для работ по отрывке траншей, каналов, котлованов.

Рисунок 1.8. Рабочее оборудования одноковшового экскаватора по а.с.№1000521

Рабочее оборудование одноковшового  гидравлического экскаватора имеет  рукоять 1, выполненную в виде коробчатой балки, с присоединенными боковыми стенками 2 и опорной торцовой площадкой 3, в пространстве между которыми установлен вибромолот 4.

В верхней части рукояти выполнены отверстия 5 и 6 для присоединения к гуську стрелы экскаватора.

Рабочими органами оборудования служат режущий элемент 7 и ковш 8, присоединенные проушинами 9 и 10 с помощью  пальца 11 к траверсе 12 и связанные  между собой двумя гидроцилиндрами 13.

На рисунке 3.1. показан вариант присоединения ушек 14 штока 15 гидроцилиндра 13 к проушине 16, закрепленной на лицевой грани режущего элемента. Ушки 17 корпуса гидроцилиндра присоединены с помощью фланца 18 к ковшу.

Такое выполнение рабочего оборудования сокращает число элементов конструкции рабочего органа до трех звеньев – режущего элемента, ковша и силового привода и упрощает его управление.

Для фиксирования в исходном положении раскрытых режущего элемента и ковша служат затыльник 19 режущего элемента и проушины 10 с частью задней стенки 20 ковша, взаимодействующего с частями нижней грани 21 соединительного элемента при выдвинутом с максимально допустимой величиной штоком 15 гидроцилиндра 13.

С целью осуществления  вертикального обреза стенок забоя и зачистки выработки тыльная грань (наружная сторона) режущего элемента 7 за счет особой формы и развития затыльника 19 вынесена за габарит рукояти с вибромолотом.

С целью обеспечения  эффективного рыхления грунта и заполнения ковша режущий элемент 7 выполнен в виде совковой лопаты с боковыми стенками 22 со сбегом на острие 23, а для улучшения погружения ковша 8 в нем частью задней стенки 20 и боковыми стенками 23 выполнены режущий носик 24, имеющий П-образный контур на виде спереди.

Рабочее оборудование оснащено механизмом поворота соединительного элемента с рабочими органами (лопатой и ковшом) вокруг оси рукояти на дискретные углы (до 900). На рисунке 3.1. показан пример выполнения механизма поворота, содержащего фасонную ось 25 присоединенную к торцовой площадке 3 и фиксированную от разъема с траверсой 12 шариками 26, размещенными в кольцевой канавке, образованной проточками в фасонной оси и в ее посадочном отверстии.

Отверстие во втулке 12 для  ввода шариков закрыто пробкой 27, а для фиксирования в одном из четырех возможных положений в нем выполнено два отверстия 28, совпадающих по мере поворота с отверстием 29 в фасонной оси и запираемых от взаимного поворота стопорным болтом 30.

Такое выполнение механизма  поворота рабочих органов позволяет  быстро и безопасно производить перестановку стрелы оборудованием Присоединенная в отверстиях 5и 6 к гуську 31 и гидроцилиндру 32 рукоять 1 имеет возможность качания в одной плоскости со стрелой 33 экскаватора. Повернута вокруг оси рукояти траверса 12 фиксирована стопорным болтом 30. Режущий элемент 7 и ковш 8 занимают положение по схеме обратной лопаты развернутые на 1800 траверса 12 с лопатой 7 и ковшом 8 фиксированы стопорным болтом по схеме прямой лопаты.

Промежуточное положение  рабочего органа показано на рис.3.4, при котором плоскость действия режущего элемента 7 и ковша 8 перпендикулярна плоскости качания стрелы 33. Боковые ребра режущего элемента расположены внутри контура режущего носка.

Оборудование работает следующим образом: раскрытие с  возможной полнотой при помощи гидроцилиндра 13 режущий элемент 7 и ковш 8 устанавливают над местом забоя и при опускании рукояти 1 внедряют острие 23 в грунт. Далее при включении на обратный ход гидроцилиндров 13 ковш режущим носком 24 также внедряется в грунт и с этого момента происходит совместный поворот режущего элемента и ковша, обеспечивающий заполнение последнего разрабатываемым материалом.

Разгрузка ковша происходит при работе гидроцилиндров на прямой ход штока 15. При этом полностью  раскрытые режущий элемент и  ковш фиксируются ограничителем их поворота – нижней гранью 21 траверсы 12.

Для работы на плотных  грунтах в работу оборудования включают вибромолот 4. Высокочастотные удары  вибромолота передаются при рыхление режущему элементу, а при разработке забоя и режущему носку ковша, обеспечивая разрушение грунта по контакту с ними и полную загрузку ковша.

Выполнение режущим  инструментом операции рыхления и сдвига грунта в полость ковша обеспечивает полное загружение последнего при относительно небольшом погружении лопаты на четко ограниченной площади забоя, а вибрация ковша при разгрузке обеспечивает его полную очистку.

Вертикальный обрез  стенок забоя и зачистку выработки  производят режущим элементом, передвигаемым  совместно с рукоятью вертикально  и с поворотом вокруг ее оси в зависимости от конрисурации.

Работы по отрывке  траншей большой протяженности, котлованов и каналов с применением рабочего оборудования, плоскость действия режущего элемента и ковша которого перпендикулярна плоскости качания стрелы. Экскаватор при этом движется вдоль траншеи (канала) на отмеченные места для стоянок, обеспечивая. наибольший вылет гуська с рукоятью. Положение рабочего оборудования при такой оснастке стрелы позволяет производить работу с вертикальным обрезом профиля забоя без изменения направления движения экскаватора, что значительно сокращает время работы и повышает производительность механизма.

Формула изобретения: рабочее  оборудование одноковшового гидравлического  экскаватора, включающее стрелу, рукоять  и связанные с ней с возможностью поворота в вертикальной плоскости режущий элемент с боковыми ребрами и ковш с режущим носком, гидроцилиндры поворота режущего элемента и ковша и вибромолот, установленный на рукояти отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено соединенной с рукоятью траверсой, на которой шарнирно установлены режущий элемент и ковш, связанные между собой посредством гидроцилиндров, причем наружная сторона режущего элемента в крайнем разомкнутом положении расположена за боковым габаритом от продольной оси траверсы, а боковые ребра режущего инструмента на концах выполнены в виде клина и расположены внутри контура режущего носка ковша.

Недостатком данного  изобретения является сложность  конструкции, что приводит к затруднениям при ремонте.

 

2.ОПСАНИЕ ПРИНЯТОЙ КОНСТРУКЦИИ

 

Проанализировав существующие конструкции рабочих органов  для проектирования рабочего оборудования одноковшового экскаватора, учтя все  их недостатки, в некоторой степени  можно их устранить применением  конструкции рабочего оборудования, представленного на рисунке 2.1.

 

                                                                              

Рисунок 2.1. Рабочее оборудование одноковшового экскаватора

 

Это конструктивное решение  относится к землеройно – транспортирующим машинам, в частности к рабочему оборудованию одноковшовых гидравлических экскаваторов. Цель – повышение универсальности, точности выполнения установочных операций и производительности.

Рабочее оборудование экскаватора  включает рукоять 1, состоящий из двух челюстей первой 2 и второй 3 ковш 4. размещенную между рукоятью 1 и ковшом 4 двухшарнирную вставку 5, нижний шарнир 6, который соединен с ковшом 4. Гидроцилиндр 7 поворота двухшарнирной вставки 5 в продольной плоскости шарнирно крепится к двухшарнирной вставке 5 и рукояти 1 Гидроцилиндр 8 поворота ковша 4 крепится шарнирно к первой челюсти 2 и двухшарнирной вставке 5. Гидроцилиндр 9 челюстей шарнирно крепится одним концом ко второй челюсти 3, а вторым концом может шарнирно крепиться к двухшарнирной вставке 5 или к первой челюсти 2. Двухшарнирная вставка соединена с рукоятью шарниром 10. Ковш 4 выполнен в виде тонкостенной оболочки в форме поверхностей эллипсоида, ограниченных двумя взаимноперпендикулярными секущими плоскостями, являющимися плоскостями его продольной симметрии, а каждая челюсть образована секущей плоскостью по плоскости симметрии ковша, перпендикулярной к двум первым.