ГУСЕНИЧНЫЙ ХОД КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА
MINE CRAWLER EXCAVATOR

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ходовой части самоходных горных машин, в частности к малоопорному гусеничному ходу горнодобывающей техники.
Известен гусеничный ход бурового станка (Патент на полезную модель №50582, МПК E21B 7/02. Публ. 20.01.2006), который включает гусеничные рамы ходовой тележки, направляющие и ведущие колеса, опорные и поддерживающие катки. Оси поддерживающих катков установлены консольно в опорах на внутренних сторонах гусеничных рам по отношению к бортам гусеничного хода. Верхняя поверхность каждой из рам тележки выполнена со скосом соответствующей наружной стороны тележки. При перемещении по карьеру попадающие в элементы конструкции гусеничного хода куски горных пород имеют возможность скатываться по скосу, и тем самым предотвращается разрушение гусениц, опор и вращающихся валов. Такая защита узла трения не является эффективной, т.к. не исключено попадание липкой субстанции в узлы трения.
Более эффективной является двухступенчатая защита узлов трения гусеничного хода, применяемая в гидравлических карьерных экскаваторах KOMATSU MFG CO LTD (Патент JP 2000346205, МПК B62D 55/088. Публ. 2000.12.15). Первая ступень защиты выполнена в виде лабиринтного уплотнения, а вторая ступень - в виде упругих элементов, которые подлежат замене после износа.
Другим аналогом может служить экскаватор BUSYRUS (Экскаватор канатный полноповоротный типа 495HD, Краткое руководство по эксплуатации, Busyrus International Inc., 1100Milwaukee Ave, Box 500, South Milwaukee, Wisconsin 53172-0500 USA, стр.19). Машина снабжена гусеничным ходом с двумя гусеничными лентами, приводимыми в движение ведущими колесами в виде звездочек, установленными на валы, вращающиеся в подшипниках большого диаметра, посаженных в раму гусеницы. Несущие ролики и опорные катки вращаются на кованых валах, установленных консольно в гусеничных рамах. Опорные катки рассчитаны на кратковременное восприятие полной нагрузки на сторону при передвижении по неровным поверхностям в забоях. Попаданию частиц грунта во втулки опорных катков препятствуют дефлекторы треугольного сечения с кольцевыми уплотнениями V-образного сечения. Натяжные колеса установлены на консолях натяжной оси на втулках, защищенных герметичными колпаками с одной стороны и кольцевыми уплотнениями V-образного сечения с другой.
Несмотря на то что это двухступенчатое уплотнение, оно не является надежным, т.к V-образное сечение кольца подвержено интенсивному износу, кроме того, оно неравномерно сжимается при низких температурах, поэтому деформируется и требует частой замены.
Прототипом выбран гусеничный ход экскаватора карьерного гусеничного типа ЭКГ (Экскаваторы карьерные гусеничные типа ЭКГ-15, Руководство по эксплуатации 3537.00.00.000-03РЭ, ОАО «Ижорские заводы», 2000 г., стр.35, 36, 164). Гусеничный ход состоит из сварных рам, правой и левой, оснащенных опорными колесами, ведущим колесом, натяжным колесом и бортовой передачей. Опорные колеса установлены на осях, которые крепятся с помощью штифтов и полухомутов. Ведущее колесо установлено на ведущем валу в задней части гусеничной рамы, в передней части гусеничной рамы расположена натяжная ось с натяжным колесом. На подшипниковых узлах напорных и натяжных колес предусмотрены торцевые контактные уплотнения в виде уплотняющего резинового кольца, которое прижимается к торцу колеса пружинами.
Недостаток торцевых контактных уплотнений, применяемых в экскаваторах ЭКГ-15, в том, что их срок службы меньше гарантийного срока экскаватора, т.к. при попадании камней разрушаются уплотняющие резиновые кольца, кроме того, уплотнение не дает достаточной герметизации и при работе на болотистой почве вода попадает в подшипниковые узлы.
Технической задачей является создание долговечного гусеничного хода с надежной защитой узлов трения посредством применения комплексного уплотнения между неподвижными осями и вращающимися колесами.
Решение технической задачи достигается выполнением гусеничного хода карьерного экскаватора содержащим правую и левую гусеничные рамы, снабженные осями, на которых установлены опорные колеса, в передней части гусеничных рам размещены натяжные оси с установленными на них натяжными колесами, ведущие колеса установлены на ведущих валах, расположенных в задней части гусеничных рам. Оси колес выполнены из хромоникелевой стали с повышенными механическими свойствами. На натяжных и опорных колесах размещен бандаж из ударно-вязкой и износостойкой стали, а приводные колеса выполнены из хромоникелевой стали. На опорных и натяжных колесах установлены комплексные уплотнения, состоящие из корпуса, подвижного чугунного и неподвижного стального уплотнительных колец и пружины. Каждый корпус уплотнения неподвижно установлен на гусеничной раме и образует лабиринтное уплотнение с кольцевой проточкой, выполненной на опорных и ведущих колесах. Между корпусом уплотнения и гусеничной рамой размещено статическое уплотнение в виде резинового кольца, также резиновое кольцо размещено между корпусом и неподвижным стальным кольцом.
Выполнение осей опорных натяжных и ведущих колес из хромоникелевой стали с повышенными механическими свойствами позволяет увеличить их срок службы за счет снижения износа, повышения хладостойкости и стабильности механических характеристик в течение срока службы.
Наличие на опорных и натяжных колесах бандажей из ударно-вязкой и износостойкой стали повышает твердость колес и исключает их деформацию в процессе эксплуатации (раскатку), таким образом, увеличивается долговечность.
Подшипниковые узлы опорных, натяжных и приводных колес выполнены в виде подшипников скольжения и защищены от попадания грязи комплексным трехступенчатым торцевым уплотнением, состоящим из: 1) лабиринтного уплотнения, образованного неподвижным корпусом уплотнения и кольцевой проточкой в опорных и натяжных колесах; 2) статического уплотнения между корпусом уплотнения и гусеничной рамой; 3) торцевого контактного уплотнения между неподвижным стальным кольцом, которое пружинами прижимается к вращающемуся чугунному кольцу. Такой комплекс защиты повышает надежность узла трения, что в соответствии с поставленной задачей позволяет создать долговечный гусеничный ход.
На фиг.1 представлен гусеничный ход карьерного экскаватора, вид сверху;
фиг.2 - гусеничный ход карьерного экскаватора, вид сбоку;
фиг.3 - размещение комплексных уплотнений на колесах на примере опорного колеса;
фиг.4 - комплексное уплотнение;
фиг.5 - бандажированные натяжное и опорное колеса.
Гусеничный ход карьерного экскаватора включает (фиг.1 фиг.2) гусеничные рамы (правую и левую) 1 с осями 2, на которых установлены опорные колеса 3, в передней части гусеничных рам 1 размещены натяжные оси 4 с натяжными колесами 5, а ведущие колеса 6 установлены на ведущих валах 7. На натяжных 5 и опорных колесах 3 установлены бандажи 8. Комплексные уплотнения 9 (фиг.3 и фиг.4) состоят из корпуса 10, подвижного чугунного 11 и неподвижного стального 12 уплотнительных колец и пружины 13. Корпус уплотнения 10 неподвижно установлен на гусеничной раме 1, образует лабиринт 14 с кольцевой проточкой, выполненной на опорных 3 и натяжных 5 колесах. Между корпусом уплотнения 10 и гусеничной рамой 1 размещено статическое уплотнение в виде резинового кольца 15, также резиновое кольцо 16 размещено между корпусом уплотнения 10 и неподвижным стальным кольцом 12. Бронзовые втулки 17 заменяемые и снижают трение в парах ось-колесо.
Перед эксплуатацией гусеничного хода производят натяжение гусениц с помощью гидроцилиндров (на фигурах не показаны), установленных на гусеничных рамах 1. Максимальные напряжения локализованы на натяжных осях 4. При движении основные нагрузки несут опорные колеса 3 с осями 2 и ведущие колеса 6 на ведущих валах 7. Бандажи 8, установленные на опорных 3 и натяжных 5 колесах, воспринимают рабочие нагрузки веса машины, которые экстремально возрастают при наезде на камни и неровности забоя, предотвращают раскатку колес 3 и 5.
Конструкция комплексного уплотнения 9 предусматривает, что во время передвижения экскаватора корпус уплотнения 10 неподвижен (зафиксирован на гусеничных рамах 1), а опорные 3 и натяжные 5 колеса вращаются совместно с запрессованными в них кольцами 12. Уплотнение узлов трения трехступенчатое.
Первой ступенью защиты узла трения между колесами 3 и 5 с бронзовыми втулками 17 и осями 2 и 4 является лабиринтное уплотнение, образованное неподвижным корпусом уплотнения 10 и кольцевой проточкой в опорных колесах 3 и натяжных 5.
Второй ступенью защиты узла трения являются статические уплотнения между корпусом уплотнения 10 и гусеничной рамой 1 (резиновое кольцо 15) и между корпусом уплотнения 10 и кольцом 16.
Третьей ступенью защиты является торцевое контактное уплотнение между неподвижным стальным кольцом 12 (зафиксированным штифтами на корпусе 10), которое пружинами 13 прижимается к вращающемуся чугунному кольцу 11.
Высокая степень защиты уплотнения третьей ступени и его долговечность достигается за счет подбора материалов колец 11 и 12, а также за счет чистоты и точности обработки трущихся поверхностей.
Предлагаемая конструкция гусеничного хода позволяет увеличить срок его службы и в целом срок службы карьерного экскаватора, снизить расходы на его эксплуатацию и ремонт за счет устойчивых к раскатке опорных и натяжных колес, а также применения надежной защиты подшипниковых узлов трехступенчатым комплексным уплотнением.