МАШИНА ПОГРУЗОЧНО-ДОСТАВОЧНАЯ

Полезная модель относится к горному машиностроению, а именно к погрузочно-доставочным машинам и предназначена для погрузочно-разгрузочных и доставочных работ горной массы в тяжелых условиях подземных шахт и проходок, не опасных по пыли и газу, а также в условиях открытой добычи полезных ископаемых, строительстве тоннелей и других работ.
Известна машина погрузочно-доставочная, содержащая переднюю и заднюю шарнирно-сочлененные между собой рамы, имеющие по два колеса, погрузочное оборудование с шарнирно-рычажной системой, двигатель, трансмиссию и кабину (1).
Недостатками данной машины являются сложность обслуживания, нецелесообразная компоновка оборудования на раме, узость функциональных возможностей, низкая приспособленность для работы в стесненных условиях подземных шахт.
Известна также машина погрузочно-доставочная, содержащая переднюю и заднюю шарнирно-сочлененные между собой рамы, имеющие по два колеса, погрузочное оборудование с шарнирно-рычажной системой и с гидроцилиндрами подъема стрелы и поворота ковша, размещенными на передней раме, двигатель, установленный в конце задней рамы,
трансмиссию, кабину с левой стороны задней рамы, а также гидроцилиндры поворота передней рамы (2).
Недостатками данной машины являются неоптимальные компоновка и распределение нагрузок, ограничивающие грузоподъемность ковша и допустимый угол наклона машины с загруженным ковшом при движении и стоянке, узость функциональных возможностей в части управления машиной, перемещения ковша и маневрирования в стесненных условиях подземных шахт.
Технической задачей полезной модели является создание надежной, производительной, удобной в эксплуатации и обслуживании машины погрузочно-доставочной, а также расширение арсенала машин погрузочно-доставочных отечественного производства.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, состоит в обеспечении возможности поворота передней рамы на больший угол относительно задней рамы, расширении диапазона положений ковша, повышении долговечности, надежности и устойчивости, увеличении грузоподъемности и допустимого угла наклона машины с загруженным ковшом при движении и стоянке, расширении возможностей управления и маневрирования в стесненных условиях, оптимизации компоновки и распределения нагрузок, повышении экономичности производства и эксплуатации.
Сущность полезной модели состоит в том, что машина погрузочно-доставочная содержит переднюю и заднюю шарнирно-сочлененные между собой рамы с ведущими мостами, погрузочное оборудование с шарнирно-рычажным устройством и силовыми гидроцилиндрами подъема стрелы и
поворота ковша, размещенными на передней раме, двигатель в конце задней рамы, кабину с левой стороны задней рамы, а также гидроцилиндры поворота машины, гидромеханическую коробку передач, размещенную между лонжеронами задней рамы ближе к шарнирному соединению задней и передней рам, гидротрансформатор, установленный на двигателе и соединенный карданным валом и трубопроводами с гидромеханической коробкой передач, которая в свою очередь соединена карданными валами с ведущими мостами рам, причем расстояние от оси шарнирного соединения рам до оси задних колес составляет 0,55±0,05 расстояния между осями передних и задних колес, при этом стрела Z-образной формы шарнирно соединена с одной стороны с верхней частью передней рамы, а с другой - с ковшом, в средней ее части установлен палец, который является осью поворота шарнирно закрепленного на нем двуплечего рычага, один конец которого через гидроцилиндр поворота ковша соединен с верхней частью передней рамы, а противоположный - посредством тяги с ковшом, в нижней части передней рамы шарнирно установлены гидроцилиндры подъема стрелы.
Предпочтительно кабина выполнена цельнометаллической, вертикально ориентированной и оборудована съемным защитным козырьком.
На чертеже фиг.1 изображен общий вид машины погрузочно-доставочной сбоку, на фиг.2 - вид сверху по фиг.1, на фиг.3 - погрузочное оборудование в крайних и промежуточном положениях.
Машина погрузочно-доставочная содержит переднюю и заднюю
шарнирно-сочлененные между собой рамы 1,2, соответственно, с ведущими мостами 3,4 - передним и задним, соответственно, погрузочное оборудование, установленное на передней раме 1 и включающее стрелу 5, состоящую из двух боковин 6 Z-образной формы, жестко соединенных между собой посредине поперечиной 7, при этом стрела 5 шарнирно соединена с одной стороны с верхней частью передней рамы 1, а с другой - с ковшом 8. В средней части стрелы 5 установлен палец 9, который является осью поворота шарнирно закрепленного на нем двуплечего рычага 10, один конец которого через гидроцилиндр 11 поворота ковша 8 соединен с верхней частью передней рамы 1, а противоположный - посредством тяги 12 с ковшом 8. В нижней части передней рамы 1 шарнирно установлены гидроцилиндры 13 подъема стрелы 5. На задней раме 2 установлен двигатель 14, кабина 15 с левой стороны, а также гидроцилиндры 16 поворота машины и гидромеханическая коробка 17 передач, размещенная между лонжеронами задней рамы 2 ближе к шарнирному соединению 20 передней и задней рам 1, 2. На двигателе 14 установлен гидротрансформатор 18, соединенный карданным валом 19 с гидромеханической коробкой 17 передач, которая в свою очередь соединена карданными валами с ведущими мостами 3 и 4.
Передняя и задняя рамы 1,2 шарнирно сочленены между собой сферическими шарнирами сцепки рам 1,2, объединенными шарнирным соединением 20, кабина 15 выполнена вертикально ориентированной и оборудована съемным защитным козырьком (не обозначен).
Габаритные размеры машины составляют 9195×2500×2350 мм в транспортном положении. Компоновка погрузочного оборудования
выполнена таким образом, что достигнуты оптимальные параметры вылета ковша 8 (расстояния выгрузки) и высоты выгрузки при поднятой стреле 5 и угле разгрузки ковша 45°.
В целом машина погрузочно-доставочная представляет собой специальный двухосный тягач на пневмоколесном ходу с установленным на нем погрузочным оборудованием.
Ходовая часть состоит из четырех односкатных колес 21, 22 с пневматическими камерными шинами, с карьерным или гладким рудничным рисунком протектора.
Ковш 8 представляет собой сварную металлоконструкцию. Стрела 5 представляет собой сварную Z - образную металлоконструкцию, состоящую из двух боковин 6, соединенных между собой поперечиной 7. В боковинах 6 стрелы 5 запрессованы втулки для шарнирных соединений с передней рамой 1 и ковшом 8. Для соединения со штоками гидроцилиндров 13 подъема стрелы 5 предусмотрена установка подшипников.
Стрела 5, рычаг 10, тяга 12 и гидроцилиндр 11 поворота ковша образуют шарнирно-рычажную систему, направленную на решение задачи обеспечения широкого диапазона углов наклона ковша 8 в процессе подъема или опускания стрелы 5.
Двигатель 14 установлен на задней раме 2 и крепится к ней шестью болтами через резиновые амортизаторы в четырех точках: две - в передней части двигателя и две - в зоне картера маховика (не изображено).
Гидротрансформатор 18 крепится непосредственно к картеру маховика двигателя 14. Вращение от маховика двигателя 14 передается на гидротрансформатор 18. Крутящий момент от гидротрансформатора 18
передается через карданный вал 19 на гидромеханическую коробку 17 передач. Она служит для передачи крутящего момента от двигателя 14 к ведущим мостам 3, 4 с переключением передач под нагрузкой.
На гидротрансформаторе 18 установлен сдвоенный шестеренный насос (не изображено), предназначенный для подачи рабочей жидкости под давлением в гидроцилиндры 11,13,16.
Карданная передача предназначена для передачи крутящего момента от двигателя 14 на гидромеханическую коробку 17 передач и от нее к ведущим мостам 3, 4.
Ведущие мосты 3, 4 предназначены для передачи крутящего момента на колеса 21, 22 и состоят из главных передач с дифференциалами, колесных планетарных передач и тормозных механизмов (не изображено).
Передний ведущий мост 3 жестко закреплен к передней раме 1, задний ведущий мост 4 с балансиром жестко закреплен к задней раме 2.
Передняя и задняя рамы 1, 2 соединены между собой шарнирным соединением 20 с двумя сферическими шарнирами, которые позволяют осуществлять поворот рам 1, 2 при движении машины. Поворот в каждом шарнире осуществляется по сферическим поверхностям наружного и внутреннего колец, которые соединены между собой с помощью пальца (не изображено).
Для буксирования машины на задней раме 2 имеются буксирные проушины с пальцами.
На передней и задней рамах 1, 2 предусмотрены специальные прорези и захваты для строповки машины при погрузке, а для фиксации от складывания рам 1, 2 предусмотрена распорная штанга, которая при
рабочем положении снята (не изображено).
Машина имеет кабину 15 открытого типа и предназначается для работы при температуре окружающего воздуха от 0°С до плюс 40°С. Кабина 15 одноместная, цельнометаллическая, вварена в заднюю раму 2, оборудована съемным защитным козырьком, а также дверью и сиденьем водителя с механической подвеской и предназначена для размещения в ней оператора среднего роста, представляющего 50%-ную группу антропометрических данных, согласно ГОСТ 27250-97 (ИСО 3411-95).
Оперение машины состоит из капотов 23, облицовки 24, двух передних крыльев 25 и двух задних крыльев 26.
Расстояние от оси шарнирного соединения 20 рам 1,2 до оси задних колес 22 составляет, например, 1900 мм, т.е. 0,55±0,05 расстояния между осями передних колес 21 и задних колес 22, равного, например, 3400 мм. Это позволяет выровнять эксплуатационные нагрузки на рамы 1,2 и расширить диапазон углов их взаимного поворота.
Благодаря выбранным геометрическим соотношениям, указанным выше, и выбранной компоновке оборудования на рамах 1, 2 машины обеспечено следующее распределение эксплуатационной массы, кг:
- на передний мост
11400
- на задний мост
12600
Таким образом, эксплуатационная нагрузка на передний и задний мосты практически одинакова, что положительно влияет на устойчивость машины и увеличивает ее надежность.
Машина погрузочно-доставочная работает следующим образом.
Машина, согласно своему назначению, осуществляет в стесненных условиях шахт и тоннелей транспортирование разрабатываемых материалов от мест разработки или пунктов промежуточного накопления к местам погрузки в транспорт, складирования или отсыпки в отвал.
Технологический цикл работы машины включает следующие операции:
- подъезд к штабелю. Порожняя машина подается ковшом 8 вперед;
- опускание ковша 8, врезание в штабель и набор материала. Перед набором материала гидроцилиндром 11 поворота ковша 8 необходимо установить оптимальный угол наклона днища ковша 8 к горизонтальной плоскости от 3°до 7°. При помощи двигателя 14 машины создается напорное усилие, и ковш 8 внедряется в горную массу. После внедрения ковша 8 в горную массу гидроцилиндром 11, посредством рычага 10 и тяги 12, осуществляется его поворот в направление к машине и зачерпывание горной массы;
- отъезд с наполненным ковшом 8. Машина переходит в транспортное положение с низким центром тяжести, что важно для устойчивости машины;
транспортирование материала к месту выгрузки. С помощью гидроцилиндров поворота 16 происходит складывание рам 1, 2 и управление машиной на поворотах;
выгрузка материала. Для выгрузки горной массы стрела 5 при помощи гидроцилиндров 13 поднимается на необходимую, в зависимости от ситуации, высоту, после чего гидроцилиндром 11 через двуплечий рычаг 10 и
тягу 12 осуществляется поворот ковша 8 и происходит выгрузка;
-возвращение к месту набора.
Затем цикл повторяется.
Таким образом, машина зачерпывает ковшом 8 породу из штабеля и транспортирует ее в ковше 8 к рудоспуску, либо грузит в кузов транспортного средства как ковшовый фронтальный погрузчик. Перемещение ковша 8 при этом осуществляется в соответствии с положениями, изображенными на фиг.3.
Компоновка оборудования позволяет для сокращения времени рабочего цикла и повышения производительности совмещать некоторые операции, например:
- подъезд к штабелю с опусканием стрелы 5 и поворотом ковша 8;
- врезание в штабель с использованием тяги 12 и набор материала с поворотом ковша 8 «на себя» или подъемом стрелы 5;
- отъезд от места погрузки с одновременным подъемом стрелы 5 в транспортное положение.
Возвращение ковша 8 в транспортное положение необходимо совмещать с отъездом от места выгрузки, а подъезд - с поворотом ковша 8 в положение набора. 3а счет этого повышается эффективность использования машины.
Конструкция машины разработана и выполнена с учетом применения в тяжелых условиях подземных шахт и рудников. Благодаря высокой мобильности, управляемости и маневренности, обеспечиваемых конструктивными признаками, машина эффективно работает при выполнении указанных выше операций в стесненных условиях выработок
(для чего необходим поворот передней рамы относительно задней рамы на максимальный угол, устойчивость при выполнении операций и расширенный диапазон допустимых углов наклона машины) с площадью сечения не менее 3,6 м × 3,0 м.
Таким образом, создана эффективная машина погрузочно-доставочная, а также расширен арсенал машин погрузочно-доставочных.
При этом расширены диапазон углов поворота передней рамы относительно задней рамы и диапазон устойчивых положений ковша, увеличена допустимая грузоподъемность ковша и допустимый угол наклона машины с загруженным ковшом при движении и стоянке, повышены долговечность, надежность и устойчивость, расширены возможности управления и маневрирования в стесненных условиях, оптимизированы компоновка и распределение эксплуатационных нагрузок, повышена экономичность производства и эксплуатации.
Источники информации:
1. US №4065011, 1977
2. US №3917089, 1975 (прототип)