СТРЕЛОВОЕ УСТРОЙСТВО
BOOM DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к стреловому устройству, например, для экскаватора или манипулятора.
Уровень техники
В патентном документе GB 1432124 А описаны стреловые устройства, в которых потенциальная энергия передается между поворачивающейся на опоре стрелой и аккумулятором через жидкую среду, проходящую по каналу между камерой в гидроцилиндре и аккумулятором, когда угол наклона стрелы изменяется с помощью обычных средств. Стрела может быть заменена стрелой с вращающимся поршнем.
Недостаток известного устройства состоит в том, что вследствие того, что тянущая и толкающая сила двух гидроцилиндров, т.е. гидравлических подъемников, прикладывается к небольшой области в основании стрелы, она создает большой изгибающий момент и концентрацию напряжений в стреле, что со временем вызывает усталость конструкции. Для преодоления этого недостатка стрела должна быть выполнена массивной, т.е. тяжелой, а это снижает подъемную способность и энергоэкономичность.
Другая проблема относится к соединению гидроцилиндра непосредственно с опорой и стрелой, что ограничивает геометрию конструкции. Это приводит к созданию некоторого подъемного момента для каждого из углов подъема стрелы, что может быть нецелесообразным. Геометрия и требуемый подъем стрелы вынуждают использовать гидроцилиндр некоторой длины. Поскольку подъемный момент не может быть направлен в соответствии с необходимостью, ход поршня гидравлического цилиндра должен быть избыточно длинным, что создает подъемный момент, направленный к областям, в которых он не требуется. При больших углах стрелы избыточный подъемный момент является недостатком, поскольку он требует толкания стрелы вниз для опускания стрелы без груза. Ход, т.е. объем, гидравлического цилиндра, с другой стороны, прямо пропорционален объему аккумулятора, когда желательно поддержание некоторой силы и уровня давления. Объем аккумулятора является дорогим, например, из-за требований к емкостям высокого давления.
Указанные проблемы особенно относятся к экскаваторам, требующим большого размаха и длинных стрел.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение стрелового устройства, позволяющего устранить указанные недостатки.
Эту задачу позволяет решить стреловое устройство, охарактеризованное в прилагаемой формуле изобретения. Предпочтительные варианты осуществления описаны в зависимых пунктах прилагаемой формулы изобретения.
В соответствии с настоящим изобретением, предложено стреловое устройство, содержащее стрелу, линейный гидропривод для управления поворотом стрелы и удержания стрелы в конкретном положении, рычаг, соединенный со стрелой, и стяжной элемент, соединенный с рычагом и со стрелой, причем линейный гидропривод соединен с рычагом, а рычаг расположен таким образом, что он проходит от стрелы вверх.
Преимущество стрелового устройства в соответствии с изобретением состоит в том, что, когда стрела расположена по существу вертикально, необходимый подъемный момент значительно уменьшается. В этой ситуации данное решение обеспечивает маленький подъемный момент и очень маленькое изменение в длине гидроцилиндра относительно изменения угла. Это позволяет обеспечить гидроцилиндр и аккумулятор целесообразных размеров.
Другое преимущество стрелового устройства в соответствии с изобретением состоит в том, что, поскольку часть подъемного момента передается стяжным элементом на более дальнюю точку стрелы, например, на конец стрелы, это обеспечивает стрелу с уменьшенным сгибающим моментом. Из-за геометрии только малый компонент силы прикладывается рычагом к площади сечения стрелы, подверженной напряжениям. Кроме того, этот компонент силы сопротивляется нормальной усталости при изгибе в положениях, создающих большую часть напряжения в стреле.
Краткое описание чертежей
Ниже будет более подробно описано настоящее изобретение с помощью предпочтительных вариантов его осуществления и со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 схематично представлено стреловое устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Настоящее изобретение относится к стреловому устройству 1. Стреловое устройство 1 содержит опору 11. Опора 11 образована, например, рамой экскаватора.
Стреловое устройство 1 содержит стрелу 12. Например, стрела выполнена с возможностью удержания рукояти экскаватора, соединенной с ковшом (не показан на чертеже). Стрела 12 соединяется с опорой 11 с возможностью поворота для поворота стрелы 12 относительно опоры 11 вокруг горизонтальной оси. Например, стрела 12 содержит первый конец 121 и второй конец 122, причем первый конец 121 стрелы 12 соединен с опорой 11.
Стреловое устройство 1 содержит рычаг 14. Рычаг 14 соединен по существу без возможности вращения со стрелой 12. Например, рычаг содержит первый конец 141 и второй конец 142, и первый конец 141 рычага 14 соединен со стрелой 12. Рычаг 14 соединен таким образом, что он проходит вверх от стрелы 12. Например, рычаг 14 соединен со стрелой 12 с помощью болтов или путем сварки. Альтернативно, рычаг 14 соединен со стрелой штифтами (не показано на чертеже). В соответствии с одним из вариантов осуществления, рычаг 14 выполнен как одно целое со стрелой 12.
Стреловое устройство 1 содержит первый линейный гидропривод 13 для управления поворотом стрелы 12 и удержания стрелы 12 в конкретном положении относительно опоры 11. Например, первый линейный гидропривод содержит гидроцилиндр. В соответствии с одним из вариантов осуществления, стреловое устройство 1 содержит множество первых линейных гидроприводов 13. Первый линейный гидропривод 13 соединен с опорой 11. Например, первый линейный гидропривод 13 содержит первый конец 131 и второй конец 132, и первый конец 131 первого линейного гидропривода 13 соединен с опорой 11. Первый линейный гидропривод 13 поддерживается рычагом 14. Например, второй конец 132 первого линейного гидропривода 13 соединен со вторым концом 142 рычага 14.
Стреловое устройство 1 содержит стяжной элемент 15. Стяжной элемент 15 соединен по существу без возможности вращения с рычагом 14 и стрелой 12. Стяжной элемент 15 соединен со стрелой 12 дальше от опоры 11 относительно рычага 14. Например, стяжной элемент 15 содержит первый конец 151 и второй конец 152, причем первый конец 151 стяжного элемента 15 соединен по существу без возможности вращения со вторым концом 142 рычага 14, а второй конец 152 стяжного элемента 15 соединен по существу без возможности вращения со вторым концом 122 стрелы 12. В соответствии с одним из вариантов осуществления, стяжной элемент 15 является стяжкой. Стяжка 15 поддерживается рычагом 14. Предпочтительно рычаг 14 имеет некоторую длину и соединяется со стрелой 12 в месте, позволяющем соединить прямой стяжной элемент 15 с рычагом 14 и вторым концом 122 стрелы.
В соответствии с одним из вариантов осуществления, стреловое устройство 1 содержит второй линейный гидропривод 16. Второй линейный гидропривод 16 помогает первому линейному гидроприводу 13 в управлении поворотом стрелы 12. Например, второй линейный гидропривод 16 содержит гидроцилиндр. Второй линейный гидропривод 16 соединен с опорой 11 и стрелой 12. Например, второй линейный гидропривод 16 содержит первый конец 161 и второй конец 162, и первый конец 161 второго линейного гидропривода 16 соединен с опорой 11, а его второй конец 162 соединен со стрелой 12.
Настоящее изобретение относится также к экскаватору, содержащему описанное выше стреловое устройство 1.
Настоящее изобретение относится также к манипулятору, содержащему описанное выше стреловое устройство 1.
Настоящее изобретение относится также к применению описанного выше стрелового устройства 1 в экскаваторе.
Настоящее изобретение относится также к применению описанного выше стрелового устройства 1 в манипуляторе.