ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЕ РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ ОДНОКОВШОВОГО ЭКСКАВАТОРА НА ПОВОРОТНОЙ КОЛОНКЕ
ENERGY-SAVING WORKING EQUIPMENT OF SINGLE-BUCKET EXCAVATOR AT ROTARY COLUMN

Изобретение относится к одноковшовым универсальным экскаваторам, монтируемым на колесных тракторах с помощью поворотной колонки.
Известно рабочее оборудование экскаватора - прямая и обратная лопаты - смонтированное на поворотной колонке на колесном тракторе [АС №372325, 01.03.1973, БИ №13], содержащее базовый трактор, поворотную колонку, стрелу, рукоять с шарнирно закрепленным ковшом, основные гидроцилиндры стрелы, дополнительное поворотное устройство.
Недостатком этого устройства является расположение основного гидроцилиндра над стрелой. При выполнении операции подъема стрелы гидроцилиндр стрелы работает на деформацию растяжения, в результате чего нагрузку при подъеме стрелы воспринимает штоковая полость основного гидроцилиндра стрелы, имеющая меньшую активную площадь по сравнению с поршневой полостью этого гидроцилиндра.
Другим недостатком устройства является сложная конструкция дополнительной поворотной колонки.
Наиболее близким по технической сущности из известных технических решений к предлагаемому устройству является рабочее оборудование одноковшового экскаватора на поворотной колонке [АС №267497, 01.04.1970, БИ №12], включающее базовый трактор, поворотную колонку, содержащую основание и оголовок, стрелу, рукоять, ковш, основные гидроцилиндры стрелы, при этом стрела шарнирно соединена с основанием поворотной колонки, а основной гидроцилиндр стрелы шарнирно соединен с оголовком поворотной колонки.
Недостатком устройства является несовершенная конструкция верхней установки основного гидроцилиндра стрелы, в которой при подъеме стрелы с грузом в ковше работает штоковая полость, имеющая меньшую площадь, по сравнению с поршневой полостью этого гидроцилиндра. Кроме того, штоковая полость основного гидроцилиндра стрелы менее защищена от потерь рабочей жидкости, так как через уплотнение имеет прямое сообщение с атмосферой. В данном устройстве нарушен принцип рационального использования гидроцилиндра, согласно которому в наиболее тяжелых операциях рекомендуется использовать поршневую полость, а в менее нагруженных операциях - штоковую полость гидроцилиндра.
Рабочее оборудование одноковшового экскаватора по АС №372325 и АС №267497 является энергозатратным, так как при подъеме полезного груза в ковше затрачивается значительная энергия на преодоление сил тяжести стрелы, рукояти, ковша.
Задачей изобретения является усовершенствование конструкции рабочего оборудования экскаватора на поворотной колонке и создание устройства, обеспечивающего уравновешивание сил тяжести стрелы, рукояти, ковша.
Поставленная задача изобретения решена тем, что в известном устройстве, включающем базовый трактор, поворотную колонку, включающую основание и оголовок, стрелу, основные гидроцилиндры стрелы, согласно изобретению стрела шарнирно соединена с оголовком поворотной колонки, основные гидроцилиндры стрелы шарнирно соединены с основанием поворотной колонки и стрелой, дополнительно введен уравновешивающий пневмогидроцилиндр, который шарнирно соединен с основанием поворотной колонки и стрелой, поршневая полость уравновешивающего пневмогидроцилиндра соединена с газовым баллоном, заряженным давлением более 10 МПа, при этом объем газового баллона составляет более пяти рабочих объемов уравновешивающего пневмогидроцилиндра, шарнир которого расположен на основании поворотной колонки со смещением относительно шарнира стрелы на оголовке поворотной колонки, с возможностью обеспечения компактного расположения в нижнем и верхнем положениях стрелы.
Предложенное изобретение осуществляет уравновешивание сил тяжести стрелы, рукояти, ковша за счет соединения поршневой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра с газовым баллоном, заряженным давлением более 10 МПа, объем газового баллона составляет более трех рабочих объемов уравновешивающего пневмогидроцилиндра, указанные параметры газового баллона обеспечивают энергосберегающие режимы работы рабочего оборудования, снижающие нагруженность двигателя, гидронасосов и увеличивающие производительность экскаватора.
Изобретение поясняется чертежом, где показан общий вид экскаваторного оборудования на поворотной колонке.
Изобретение содержит колесный трактор 1, поворотную колонку 2 с оголовком 3 и основанием 4, стрелу 5, рукоять 6, ковш 7, основные гидроцилиндры 8 стрелы, уравновешивающий пневмогидроцилиндр 9, газовый баллон 10.
Энергосберегающее рабочее оборудование одноковшового экскаватора на поворотной колонке работает следующим образом.
Поворотная колонка 2 позволяет осуществлять установку стрелы и ковша в плане при копании грунта и разгрузке ковша в транспортные средства. Из верхнего положения, после выгрузки грунта из ковша, происходит опускание рабочего оборудования в забой для выполнения операции копания грунта. При опускании рабочего оборудования штоки основных гидроцилиндров 8 втягиваются в гидроцилиндры, при этом уравновешенное рабочее оборудование никаких дополнительных сопротивлений на штоках основных гидроцилиндров 8 не создает. После заполнения ковша грунтом осуществляется подъем рабочего оборудования путем выдвижения штоков основных гидроцилиндров 8 стрелы. При этом уравновешивающий пневмогидроцилиндр 9 обеспечивает уравновешивание сил тяжести стрелы 5, рукояти 6, ковша 7, которые вследствие этого не совершают работу при подъеме стрелы.
Вследствие этого при подъеме рабочего оборудования с загруженным ковшом двигатель расходует энергию и топливо только на подъем полезного груза в ковше. Изобретение позволяет получить значительную экономию топлива двигателем и повысить производительность машины.