ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ КОВШ

Заявляемая полезная модель относится к области экскавационных работ и может быть применима в строительстве и при ведении открытых горных работ. Полезная модель энергосберегающего ковша основана на преобразовании конструктивного исполнения ковша экскаватора схемы «обратная лопата» любого типоразмера.
Известна стандартная конструкция ковша (Одноковшовые экскаваторы НКМЗ / Ю.Я.Вуль, Ю.Т.Калашников, А.В.Сапилов, И.М.Харахаш. М., Недра, 1978, 47-49 с.). Известный ковш представляет собой сварнолитую конструкцию и состоит из корпуса, в верхнюю часть которого вварен литой козырек из марганцевой стали, оснащенный съемными коронками. Передняя стенка ковша выполнена по радиусу для улучшения условий резания. К корпусу ковша шарнирно крепится днище.
Недостатком известной конструкции ковша является то, что у него имеется выступающая режущая кромка, негативно сказывающаяся на жесткости конструкции.
Известно так же конструктивное исполнение ковша (Справочник по техническим характеристикам и применению. KOMATSU. Издание 24. - Япония. - 2003. - 148 с.) с выступающей формой передней кромки ковша. Основными элементами являются плоские боковины с наваренными пластинчатыми элементами усиления, сопряженные сварным соединением с задней стенкой, изогнутой по криволинейному контуру и имеющей ребра жесткости, и режущей кромкой прямолинейного сечения с клиновидным выступом для фиксации на нем адаптеров со сменными коронками. Подобное решение направлено на уменьшение затрат мощности при внедрении ковша в грунт.
Недостатком является то, что клиновидный выступ вызывает увеличение внутренних напряжений и ухудшение прочностных характеристик ковша.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству по совокупности признаков является конструктивное исполнение ковша гидравлического экскаватора (Беркман И.Л. и др. Универсальные одноковшовые строительные экскаваторы. Учебник для проф.-техн. училищ. М. «Высшая школа», 1977. - 112-117 с.). Ковш гидравлического экскаватора является сварной конструкцией из листового металла. Основными элементами являются плоские боковины, сопряженные сварным соединением с задней стенкой, изогнутой по криволинейному контуру, и режущей кромкой прямолинейного сечения, на которой крепятся механически или сваркой зубья или адаптерные узлы со сменными коронками.
Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, являются неудовлетворительные характеристики надежности и жесткости. Анализ показывает, что подобный недостаток связан с возникновение нежелательных концентраторов напряжений в характерных местах соединения свариваемых элементов конструкции ковша.
Задачей предлагаемого конструктивного исполнения является увеличение жесткости и надежности ковша, а так же уменьшение затрат мощности на внедрение ковша в грунт при ведении экскавационных работ.
Технический результат заявляемого конструктивного исполнения энергосберегающего ковша заключается в повышении жесткости конструктивного исполнения ковша, уменьшении сопротивления грунту при зачерпывании, плавном внедрение ковша в грунт, увеличении коэффициента наполняемости ковша.
Указанный технический результат достигается тем, что в энергосберегающем ковше, включающем плоские боковины, сопряженные сварным соединением с задней стенкой, изогнутой по криволинейному контуру, и передней кромкой, на которой крепятся зубья, согласно полезной модели режущая кромка имеет радиально изогнутое сечение с вогнутым радиальным вырезом относительно тела ковша.
На фиг.1 схематично показано конструктивное исполнение заявленного энергосберегающего ковша; на фиг.2 - общий вид конструктивного исполнения передней кромки заявленного энергосберегающего ковша, имеющей вогнутый радиальный вырез; на фиг.3 - вид А; на фиг.4 - взаимодействие ковша и его конструктивных элементов с грунтом.
Заявляемая полезная модель энергосберегающего ковша (фиг.1) является сварной конструкцией, основными элементами которой являются плоские боковины 1, сопряженные сварным соединением с задней стенкой 2, изогнутой по криволинейному контуру, и передней кромкой 3 радиально изогнутого сечения с вогнутым радиальным вырезом относительно тела ковша, на которой крепятся зубья или адаптерные узлы со сменными коронками 4.
На фиг.2 и фиг.3 номерами № 3, 5 указаны конструктивные особенности измененного исполнения энергосберегающего ковша, которые способствуют:
- криволинейная форма  торцевой части передней кромки 3 позволяет уменьшить площадь контакта при внедрении в грунт;
- радиально изогнутый профиль  сечения передней кромки 3 служит в качестве ребра жесткости;
- возникающие сопряжения 5 по криволинейному контуру передней кромки и задней стенки служат в качестве ребер жесткости.
Энергосберегающий ковш (фиг.4) действует под усилием гидроприводов экскаватора и предназначен для разработки грунта в направлении к экскаватору. Внедряясь передней кромкой 3 в грунт, зачерпывает и транспортирует вскрышную массу до карьерного транспорта или места отвала или перегрузки.
За основу изменения конструкции взята идея усиления передней кромки и днища ковша при помощи изменения конструкции и формы. Она заключается в увеличении жесткости за счет получения радиально изогнутого (фиг.1) сечения передней кромки.
Предлагаемое исполнение не требует существенного изменения и усложнения конструкции ковша. Оно основано на преобразовании формы только передней кромки, что не влечет за собой повышения себестоимости изготовления.
Таким образом, заявляемое исполнение энергосберегающего ковша позволяет получить следующие результаты:
- перспективное конструктивное исполнение энергосберегающего ковша при его внедрении в грунт позволяет сократить мощность, затрачиваемую приводом энергосберегающего ковша на 11,75%, затрачиваемую приводом рукояти на 4,69%. Подобный результат в значительной степени предопределен вогнутым вырезом на передней кромке, способствующей плавному ходу внедрения энергосберегающего ковша в грунт при зачерпывании;
- предлагаемая конструкция передней кромки позволяет в значительной степени улучшить наполняемость энергосберегающего ковша при одиночных движениях звеньев рабочего оборудования: при внедрении энергосберегающего ковша посредством его поворота на 53,13%, посредством поворота рукояти - на 29,63%;
- уменьшение энергозатрат при использовании предлагаемого исполнения энергосберегающего ковша происходит за счет использования радиально изогнутой формы передней кромки, способствующей: уменьшению сопротивления грунту при зачерпывании, посредством уменьшения угла его скольжения по передней кромке; плавному внедрению энергосберегающего ковша в грунт, благодаря криволинейному вырезу на передней кромке; увеличению коэффициента наполняемости энергосберегающего ковша, что обусловлено желобообразной формой изгиба передней кромки, центрующей массу вскрыши.