ПОГРУЗОЧНЫЙ ЭКСКАВАТОР-ДРАГЛАЙН
LOADING SHOVEL-DRAGLINE

Изобретение относится к землеройной технике, используемой преимущественно при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, в частности к погрузочным экскаваторам-драглайнам, которые в последнее время получили название "кранлайн".
Известен экскаватор-драглайн, содержащий опорную базу, поворотную платформу, стрелу с головными отклоняющими блоками и ковш, соединенный канатами с подъемной и тяговой лебедками (Домбровский Н.Г. Экскаваторы. М.: Машиностроение, 1969, с.121).
Недостатком описанного драглайна является непригодность для погрузки горной массы в кузов транспортного средства, бункер питателя, дробилки, так как разгрузка ковша производится только в зоне головной части стрелы на радиусе, близком к максимальному, и сопровождается его поперечной и продольной раскачкой и неизбежными просыпями породы из ковша, что затрудняет прицельно точную выгрузку горной массы из ковша в кузов (даже при укороченных стрелах), а разгрузка крупнокусковой горной массы в транспортное средство, в бункер питателя, дробилки вообще не возможна по соображениям техники безопасности.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к изобретению является погрузочный экскаватор-драглайн, содержащий опорную базу, поворотную платформу, стрелу с ковшом, подвешенным к ней с помощью подъемных канатов с коромыслом, проходящих через установленные на стреле отклоняющие блоки, при этом открывающаяся задняя стенка ковша снабжена запорным механизмом в виде разгрузочной цепи и засова с рычагом (патент РФ 2186178, E02F 3/60, опубл. 2002 г.).
Недостатком такого драглайна является то, что при открывании задней стенки и разгрузке ковша в разгрузочной цепи возникают значительные усилия от массы ковша, передающиеся на весь рычажный механизм открывания задней стенки ковша, что приведет к его разрушению.
Прямолинейный нижний пояс стрелы не позволяет располагать транспортный сосуд (автосамосвал) выбранной высоты и грузоподъемности в технологически рациональной близости от кабины машиниста, что требует увеличения минимального радиуса разгрузки, а это в конечном счете увеличивает время на визуальный контроль машиниста за разгрузкой ковша и снижает производительность экскаватора.
Ожидаемый технический эффект от использования изобретения состоит в повышении производительности работы драглайна при погрузке в кузова транспортных средств, в бункер перегружателя, дробилки путем сокращения минимального радиуса разгрузки, а также в усовершенствовании конструкции запорного механизма ковша.
Указанный технический эффект достигается тем, что в погрузочном экскаваторе-драглайне, содержащем опорную базу, поворотную платформу, стрелу с ковшом, подвешенным к ней с помощью подъемных канатов с коромыслом, проходящих через установленные на стреле отклоняющие блоки, в котором открывающаяся задняя стенка ковша снабжена запорным механизмом в виде разгрузочной цепи и засова с рычагом, нижний пояс стрелы в зоне расположения отклоняющих блоков выполнен с изломом во внутреннее пространство стрелы, а запорный механизм открывания задней стенки ковша снабжен тягой со стопором, которая одним концом прикреплена к рычагу запорного механизма, а другим - через разгрузочную цепь - к коромыслу подъемных канатов, при этом угол излома нижнего пояса стрелы α в вертикальной плоскости лежит в пределах 120°<α<180°.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого экскаватора-драглайна;
на фиг.2 - ковш экскаватора-драглайна в момент "приземления" при забросе в забой, вид сбоку;
на фиг.3 - то же при подъеме к месту разгрузки;
на фиг.4 - то же в момент разгрузки;
на фиг.5 - ковш экскаватора-драглайна в момент его разгрузки, вид сзади (сверху).
Экскаватор-драглайн содержит опорную базу 1, поворотную платформу 2, стрелу 3, лебедки: тяговую 4, подъемную 5 и забросную 6. В средней части стрелы 3 установлены отклоняющие блоки 7 для подъемных канатов 8. Отклоняющие блоки 7 подъемных канатов 8 расположены в средней части нижнего пояса стрелы и разнесены по ее ширине. Нижний пояс стрелы 3 в зоне расположения отклоняющих блоков 7 выполнен с изломом в ее внутреннее пространство. Угол излома нижнего пояса стрелы α в вертикальной плоскости лежит в пределах 120°<α<180°.
Выбор величины угла излома в указанных пределах обеспечивает возможность располагать транспортный сосуд, бункер питателя, дробилки в рациональной близости от кабины машиниста, обеспечивающей надежный контроль за процессом разгрузки ковша. Если угол α<120°, то радиус разгрузки принимает наименьшее значение, а расстояние от автосамосвала до кабины машиниста экскаватора уменьшается до предельно допустимого по конструктивным возможностям экскаватора-драглайна. Если угол α≥180°, то радиус разгрузки приобретает наибольшее значение для достижения заданной высоты разгрузки ковша, при этом расстояние между автосамосвалом и кабиной машиниста экскаватора-драглайна увеличивается, что приводит к затруднению визуального контроля машиниста экскаватора за процессом беспросыпной разгрузки ковша в кузов транспортного сосуда, в бункер перегружателя, дробилки, а следовательно, к возрастанию времени рабочего цикла и снижению производительности экскаватора.
Ковш 9 соответствующими канатами соединен с каждой из упомянутых лебедок и имеет открывающуюся заднюю стенку 10, имеющую запорный механизм. Последний представляет собой засов 11 с пружиной 12, с которым связано плечо двуплечего рычага 13. К другому плечу прикреплена тяга 14 со стопором 15, второй конец которой соединен с разгрузочной цепью 16, которая в свою очередь соединена с коромыслом 17 подъемных канатов 8. Тяга 14 со стопором 15 защищена от повреждений защитным кожухом 18. На ковше 9 предусмотрен упор 19 для стопора тяги 15. Для регулирования момента открывания ковша тяга 14 имеет переменную длину, регулируемую специальной втулкой 20.
Принцип работы погрузочного экскаватора-драглайна заключается в следующем.
При прослабленных подъемных 8 и тяговых 21 канатах ковш 9 на забросном канате 22 опускается в забой, при этом врезаясь зубьями режущей кромки в массив горных пород (фиг.2). После этого происходит укладка ковша на поверхность забоя. Затем производится черпание горной массы, что ничем не отличается от черпания известными драглайнами. Подъем ковша к месту разгрузки осуществляется под воздействием усилий в подъемных 8 и забросном 22 канатах, что обеспечивает наклонное положение ковша (30-45 град к горизонту), благодаря чему предотвращается просыпь горной массы. После установки над кузовом транспортного средства 23 (самосвала, думпкара, бункера перегружателя, дробилки) ковш опускают до безопасного расстояния между транспортным сосудом и ковшом, подъемные канаты 8 стопорятся и ослабляют натяжение забросного каната 22, что приводит к повороту ковша в вертикальное положение. Под действием силы тяжести ковш повисает на коромысле 17 подъемных канатов, разгрузочная цепь 16 натягивается и, через тягу 14 со стопором 15 воздействуя на рычаг 13, выдергивает засов. При этом стопор тяги упирается в упор 19, защищая разгрузочный механизм от перегрузки. Освобожденная задняя стенка ковша 10 поворачивается (откидывается) на шарнирах 24, и горная масса высыпается из ковша в кузов транспортного средства 23, бункер перегружателя дробилки. После разгрузки ковш приводят в прежнее, наклонное, положение, в результате чего цепь 16 провисает, тяга 14 со стопором 15 возвращаются в исходное положение, задняя стенка поворачивается, подпружиненный засов входит в паз и запирает заднюю стенку 10. Если разгрузка ковша происходит не на максимальном радиусе, а ближе к оси экскаватора-драглайна, то в этом случае радиус разгрузки регулируется натяжением тяговых канатов 21. После занятия ковшом предразгрузочного положения над кузовом транспортного сосуда (бункера перегружателя, дробилки) тяговые и подъемные канаты стопорятся, а забросный - прослабляется. При этом ковш поворачивается в вертикальное положение.
Отклоняющие блоки 7 подъемных канатов установлены в средней части по длине стрелы, нижний пояс которой в зоне расположения отклоняющих блоков 7 выполнен с изломом в ее внутреннее пространство, и разнесены по ее ширине, благодаря чему практически устраняется раскачивание ковша в процессе торможения в конце поворота на разгрузку, что способствует прицельной разгрузке ковша в кузов транспортного средства.
Разгрузка ковша через заднюю стенку имеет ряд преимуществ по сравнению с разгрузкой опрокидыванием через режущую кромку, так как существенно снижает вероятность просыпания грунта из ковша и динамизм воздействия на конструкцию кузова транспортного сосуда, бункера перегружателя, дробилки. Кроме того, разгрузка ковша через заднюю стенку позволяет использовать грузовые емкости с существенно меньшей площадью погрузочной поверхности (например, думпкары), причем повышается безопасность работ, так как практически исключается вероятность разгрузки горной массы вблизи кабины водителя самосвала или машиниста локомотивосостава, что особенно важно при погрузке крупнокусковой горной массы.
Конструкция стрелы, имеющей ломаный нижний пояс, позволяет устанавливать транспортное средство (автосамосвал, думпкар, бункер перегружателя или дробилки) ближе к кабине машиниста экскаватора, улучшая условия его погрузки и сокращая время цикла экскавации, что повышает безопасность процесса погрузки и производительность экскаватора.
Источники информации
1. Домбровский Н.Г. Экскаваторы. М.: Машиностроение, 1969, с.121.
2. Патент РФ №2186178, E02F 3/60, опубл. 2002 г.