БАЛАНСИР СО СМАЗКОЙ
BALANCER WITH LUBRICATION

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Эта заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США № 62/437952, поданной 22 декабря 2016 года, полное содержание которой включено в данную заявку посредством ссылки.
Уровень техники изобретения
Настоящее изобретение относится к области землеройных машин. Конкретно, настоящее изобретение относится к балансиру для добычного экскаватора.
Обычный канатный добычной экскаватор содержит стрелу, рукоять, подвижно соединенную со стрелой, ковш, который соединен с рукоятью, балансир, который соединен с ковшом, и подъемный канат, который соединен с балансиром. Подъемный канат проходит по направляющему блоку, соединенному с концом стрелы, и наматывается и разматывается барабаном лебедки. Балансир выравнивает подъемный канат, чтобы он касался направляющего блока, уменьшая износ каната. Балансир представляет собой плоское изделие, имеющее множество отверстий и проемов для доступа для сварки.
Во время фазы подъема барабан лебедки наматывает канат, поднимая ковш вверх по отвалу материала и высвобождая подлежащий выемке материал. Для высвобождения материала, находящегося внутри ковша, с ковшом шарнирно соединено откидное днище. Когда не заперто на ковше, откидное днище поворачивается в сторону от нижней части ковша, высвобождая за счет этого материал через дно ковша.
СУЩНОСТЬ
В соответствии с одной конструкцией, балансир для горной машины содержит главный корпус балансира, который представляет собой отлитую в виде единого целого деталь, внутреннюю камеру, образованную главным корпусом, выполненную с возможностью содержания смазки, и втулку, находящуюся внутри внутренней камеры. Втулка содержит отверстие. Балансир дополнительно содержит палец, частично находящийся во внутренней камере и проходящий через отверстие.
В соответствии с другой конструкцией, балансир для горной машины содержит главный корпус балансира, внутреннюю камеру, образованную главным корпусом, втулку, находящуюся внутри внутренней камеры, при этом втулка содержит отверстие, выполненное с возможностью приема пальца, палец, проходящий через отверстие, торцевую крышку, соединенную с главным корпусом, уплотнительную конструкцию, соединенную с торцевой крышкой и прижатую к пальцу, и смазку, герметично закрытую внутри внутренней камеры.
Другие аспекты изобретения станут очевидны при рассмотрении подробного описания и сопровождающих чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
ФИГ. 1 представляет собой вид сбоку добычного экскаватора согласно одной конструкции.
ФИГ. 2 представляет собой вид в перспективе ковша добычного экскаватора фиг. 1 и балансира, соединенного с ковшом.
ФИГУРЫ 3 и 4 представляют собой вид сбоку и вид в перспективе в поперечном разрезе, соответственно, одного конца балансира, иллюстрирующие уплотнительные конструкции, которые удерживают смазку внутри балансира.
ФИГУРЫ 5 и 6 представляют собой вид сбоку и вид в перспективе в поперечном разрезе балансира согласно другой конструкции.
ФИГУРЫ 7-9 представляют собой вид в перспективе и в поперечном разрезе балансира согласно другой конструкции.
Перед подробным объяснением каких-либо конструкций должно быть понятно, что применение изобретения не ограничено деталями конструкции и расположением компонентов, изложенными в следующем описании или проиллюстрированными на сопровождающих чертежах. Изобретение допускает другие конструкции и реализацию на практике или осуществление различными способами. Также, должно быть понятно, что фразеология и терминология, использованные в данном документе, предназначены для цели описания и не должны истолковываться в качестве ограничения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
ФИГ. 1 иллюстрирует одноковшовый экскаватор 10. Экскаватор 10 содержит подвижное основание 15, движущие гусеницы 20, поворотную платформу 25, поворотную раму 30, стрелу 35, нижний конец 40 стрелы 35 (также называемый пята стрелы), верхний конец 45 стрелы 35 (также называемый оголовок стрелы), натяжные канаты 50, портальный растягиваемый элемент 55, портальный сжимаемый элемент 60, направляющий блок 65, установленный с возможностью вращения на верхнем конце 45 стрелы 35, ковш 70, откидное днище 75, шарнирно соединенное с ковшом 70, подъемные канаты 80 (показан один), барабан лебедки (не показан), рукоять 85 ковша, опорный блок 90, вал 95 рукояти ковша и блок передачи (также называемый привод механизма черпания, не показан). Поворотная конструкция 25 позволяет вращение верхней рамы 30 относительно нижнего основания 15. Поворотная платформа 25 образует ось 100 вращения экскаватора 10. Ось 100 вращения перпендикулярна плоскости 105, образованной основанием 15 и в общем соответствует уровню земли или опорной поверхности.
Подвижное основание 15 поддерживается движущими гусеницами 20. Подвижное основание 15 поддерживает поворотную платформу 25 и поворотную раму 30. Поворотная платформа 25 допускает вращение  на 360 градусов относительно подвижного основания 15. Стрела 35 шарнирно соединена на нижнем конце 40 с поворотной рамой 30. Стрела 35 удерживается с расположением вверх и наружу относительно поворотной рамы 30 натяжными канатами 50, которые прикреплены к портальному растягиваемому элементу 55 и портальному сжимаемому элементу 60. Портальный сжимаемый элемент 60 установлен на поворотной раме 30.
Ковш 70 подвешен на стреле 35 с помощью подъемных канатов 80. Подъемные канаты 80 проходят по направляющему блоку 65 и соединены с балансиром 110, который соединен с ковшом 70. Подъемные канаты 80 прикреплены к барабану лебедки (не показано) поворотной рамы 30. Барабан лебедки приводится в действие по меньшей мере одним электрическим двигателем (не показано), который содержит блок передачи (не показано). Когда барабан лебедки вращается, подъемные канаты 80 разматываются с опусканием ковша 70 или наматываются с подъемом ковша 70. Рукоять 85 ковша также соединена с ковшом 70. Рукоять 85 ковша поддерживается с возможностью скольжения в опорном блоке 90, а опорный блок 90 шарнирно установлен на стреле 35 на валу 95 рукояти ковша. Рукоять 85 ковша содержит реечно-зубчатую конструкцию, которая зацепляет ведущую шестерню (не показана), установленную в опорном блоке 90. Ведущая шестерня приводится в действие электрическим двигателем и блоком передачи (не показан) с выдвижением или втягиванием рукояти 85 ковша относительно опорного блока 90.
На поворотной раме 30 установлен источник электрической мощности (не показан), обеспечивающий энергию подъемному электрическому двигателю (не показан) для приведения в действие барабана подъемника, одному или более электрическим двигателям механизма черпания (не показан) для приведения в действие блока передачи механизма черпания и одному или более поворотным электрическим двигателям (не показан) для вращения поворотной платформы 25. Каждый из двигателей механизма черпания, подъемного и поворотного двигателей приводится в действие своим собственным контроллером двигателя, или в качестве альтернативы приводится в действие в ответ на сигналы управления контроллера (не показан).
Со ссылкой на фиг. 2, ковш 70 содержит первый стыковочный выступ 115 (например, проушину) и второй стыковочный выступ 120 (например, проушину), каждый из которых продолжается от задней стенки 125 ковша 70. Балансир 110 в общем находится между и соединен с первым и вторым стыковочными выступами 115, 120.
Со ссылкой на фигуры 2-4, балансир 110 содержит главный корпус 130, который представляет собой отлитую в виде единого целого деталь, имеющую первый конец 135 и противоположный, второй конец 140. Отлитая деталь не содержит отверстий или проходов для доступа для сварки. Как проиллюстрировано на фигурах 3 и 4, главный корпус 130 образует внутреннюю камеру 145, которая открыта на первом конце 135. Камера 145 образована во время процесса литья. Палец 150 проходит через первый конец 135, в открытую камеру 145. В проиллюстрированной конструкции палец 150 представляет собой палец с индукционной закалкой, имеющий конец 155, который выступает из главного корпуса 130 и входит в один из первого и второго стыковочных выступов 115, 120. Другие конструкции содержат пальцы 150 иных типов, форм и размеров, чем проиллюстрировано.
Продолжая со ссылкой на фигуры 3 и 4, балансир 110 содержит втулку 160, находящуюся внутри камеры 145. Втулка 160 содержит отверстие 165 для приема пальца 150 и чтобы облегчить вращение пальца 150 относительно главного корпуса 130. В проиллюстрированной конструкции втулка 160 представляет собой стандартную марганцевую втулку, хотя другие конструкции содержат иные втулки. Например, в некоторых конструкциях втулка 160 представляет собой плоскую сферическую втулку.
Продолжая со ссылкой на фигуры 3 и 4, балансир 110 содержит торцевую крышку 170, соединенную с первым концом 135 главного корпуса 130. В проиллюстрированной конструкции торцевая крышка 170 представляет собой в общем дискообразную конструкцию, имеющую наружный диаметр, который идентичен или по существу идентичен наружному диаметру первого конца 135 главного корпуса 130. Однако, другие конструкции содержат иные формы и размеры, чем проиллюстрировано.
Как проиллюстрировано на фигурах 3 и 4, торцевая крышка 170 содержит наружную периферийную поверхность 175, которая обращена от первого конца 135, и меньшую, внутреннюю периферийную поверхность 180, которая обращена в сторону первого конца 135. В проиллюстрированной конструкции вдоль внутренней периферийной поверхности 180 внутри периферийной выемки 190 в торцевой крышке 170 предоставлена первая уплотнительная конструкция 185 (например, полиуретан и т.д.). Когда торцевая крышка 170 соединена с главным корпусом 130 (например, крепежными приспособлениями или другими конструкциями), первая уплотнительная конструкция 185 давит на первый конец 135, герметично соединяя за счет этого торцевую крышку 170 с главным корпусом 130.
Продолжая со ссылкой на фигуры 3 и 4, торцевая крышка 170 дополнительно содержит паз 195, образованный первой периферийной поверхностью 200, которая проходит поперек как наружной периферийной поверхности 175, так и внутренней периферийной поверхности 180, и второй периферийной поверхностью 205, которая проходит параллельно как наружной периферийной поверхности 175, так и внутренней периферийной поверхности 180. Паз 195 проходит по окружности вокруг пальца 150.
Продолжая со ссылкой на фигуры 3 и 4, балансир 110 содержит держатель 210 уплотнения, находящийся по меньшей мере частично внутри паза 195. Держатель 210 уплотнения содержит корпус 215 держателя и вторую уплотнительную конструкцию 220 (например, полиуретан и т.д.), предоставленную внутри периферийной выемки 225 в корпусе 215 держателя. Вторая уплотнительная конструкция 220 представляет собой поршневое уплотнение, которое давит на палец 150, герметично соединяя за счет этого держатель 210 уплотнения с пальцем 150. Как проиллюстрировано на фигурах 3 и 4, держатель 210 уплотнения представляет собой плавающее радиальное уплотнение, в котором в пазу 195 между корпусом 215 держателя и первой периферийной поверхностью 200 остается радиальный зазор 230. Вследствие этого, держатель 210 уплотнения «плавает» внутри паза 195, и остается герметично соединенным с пальцем 150, даже если втулка 160, например, испытывает радиальной износ (например, в некоторых случаях до дюйма), а палец 150 радиально отклоняется в одном направлении.
Продолжая со ссылкой на фигуры 3 и 4, торцевая крышка 170 дополнительно содержит третью уплотнительную конструкцию 235 (например, полиуретан и т.д.), которая предоставлена внутри периферийной выемки 240 вдоль второй периферийной поверхности 205. Третья уплотнительная конструкция 235 представляет собой торцевое уплотнение, которое давит на корпус 215 держателя 210 уплотнения, герметично соединяя за счет этого торцевую крышку 170 с держателем 210 уплотнения.
Продолжая со ссылкой на фигуры 3 и 4, балансир 110 содержит смазку 245 (схематично проиллюстрированную на фиг. 3 в общем в виде резервуара или сборника смазки внутри по меньшей мере части внутренней камеры 145). В некоторых конструкциях смазкой 245 является масло, хотя другие конструкции содержат иные типы смазки (например, смазочное вещество и т.д.). Смазка 245 может свободно протекать, например, вокруг и около пальца 150, и в промежутки между пальцем 150 и втулкой 160 и в общем по всей внутренней камере 145.
Несмотря на то, что на фигурах 3 и 4 проиллюстрирован только один конец балансира 110, балансир 110 проиллюстрированной конструкции является симметричным относительно плоскости, проходящей поперек оси 250 (ФИГ. 3), которая проходит как через первый, так и через второй концы 135, 140 и через палец 150. Таким образом, все признаки, проиллюстрированные на фигурах 3 и 4, также присутствуют на противоположном конце балансира 110, так что внутренняя камера 145 представляет собой внутреннее, центральное пространство внутри балансира 110, которое является достаточно большим для содержания смазки 245 для смазки втулок 160 на обоих концах балансира 110.
Продолжая со ссылкой на фигуры 3 и 4, первая уплотнительная конструкция 185, вторая уплотнительная конструкция 220 и третья уплотнительная конструкция 235 действуют совместно для герметизации смазки 245 внутри балансира 110 и внутри внутренней камеры 145. Таким образом, даже если смазка 245 проходит мимо втулки 160 в осевом направлении, будет затрудняться или предотвращаться утекание смазки 245 мимо торцевой крышки 170.
В некоторых конструкциях смазка 245 движется от одного конца балансира 110 до другого, или из одного места в балансире 110 в другое, только в зависимости от передвижения самого экскаватора 10 или при передвижении пальца 150 и главного корпуса 130. Таким образом, по меньшей мере в некоторых конструкциях балансир 110 не содержит механизма вызова передвижения смазки 245. Кроме того, смазка 245 замедляет износ втулки 160, пальца 150 и/или других составных элементов и поверхностей внутри балансира 110. Таким образом, балансир 110 требует меньшего технического обслуживания и времени простоя по сравнению с балансиром 110 без дополнительной смазки 245.
Фигуры 5 и 6 иллюстрируют балансир 310 согласно другой конструкции. Аналогично балансиру 110, балансир 310 содержит главный корпус 330 который представляет собой отлитую в виде единого целого деталь, имеющую первый конец 335 и противоположный конец (не показано). Главный корпус 330 образует внутреннюю камеру 345, которая открыта на первом конце 335. Внутренняя камера 345 образована во время процесса литья. Палец 350 проходит через первый конец 335 в открытую камеру 345. Балансир 310 также содержит втулку 360, находящуюся внутри камеры 345. Втулка 360 содержит отверстие 365 для приема пальца 350 и чтобы облегчить вращение пальца 350 относительно главного корпуса 330. Балансир 310 также содержит торцевую крышку 370, соединенную с первым концом 335 главного корпуса 330. Торцевая крышка 370 содержит наружную периферийную поверхность 375, которая обращена от первого конца 335, и меньшую, внутреннюю периферийную поверхность 380, которая обращена в сторону первого конца 335. Торцевая крышка 370 дополнительно содержит паз 395, образованный первой периферийной поверхностью 400, которая проходит поперек как наружной периферийной поверхности 375, так и внутренней периферийной поверхности 380, и второй периферийной поверхностью 402, которая проходит параллельно как наружной периферийной поверхности 375, так и внутренней периферийной поверхности 380. По окружности вокруг пальца 350 проходит паз 395.
Продолжая со ссылкой на фигуры 5 и 6, балансир 310 содержит уплотнительную конструкцию 405, находящуюся по меньшей мере частично внутри паза 395. В проиллюстрированной конструкции уплотнительная конструкция 405 содержит волнистый, полиуретановый корпус 410, который шарнирно соединен (например, вулканизирован) на первом, радиальном наружном конце 415 (ФИГ. 6) с первой периферийной поверхностью 400, и шарнирно соединен (например, вулканизирован) со вторым, радиальным внутренним концом 420 (ФИГ. 6) с металлической направляющей 425. В проиллюстрированной конструкции металлическая направляющая 425 имеет U-образное поперечное сечение, образующее выемку 430. Выемка имеет размер и форму для приема дополнительной уплотнительной конструкции (например, полиуретановой и т.д., не показано), которая выходит из выемки 430 и давит на палец 350.
Продолжая со ссылкой на фигуры 5 и 6, балансир 310 также содержит смазку (не показано), находящуюся внутри внутренней камеры 345 главного корпуса 330. В некоторых конструкциях смазкой является масло, хотя другие конструкции содержат иные типы смазки (например, смазочное вещество и т.д.). Смазка может свободно протекать около пальца 350, и в промежутки между пальцем 350 и втулкой 360.
Продолжая со ссылкой на фигуры 5 и 6, уплотнительная конструкция 405 (и дополнительная уплотнительная конструкция) герметично закрывает смазку внутри балансира 310 и внутри внутренней камеры 345. Таким образом, даже если смазка 445 проходит в осевом направлении мимо втулки 360, будет прекращено или предотвращено утекание смазки 445 мимо торцевой крышки 370.
Аналогично балансиру 110, в балансире 310 все признаки, проиллюстрированные на фигурах 5 и 6, также присутствуют на противоположном конце балансира 310, так что внутренняя камера 345 представляет собой внутреннее, центральное пространство внутри балансира 310, которое является достаточно большим для содержания смазки для смазки втулок 360 на обоих концах балансира 310.
2
Фигуры 7-9 иллюстрируют балансир 510 согласно другой конструкции. Аналогично балансирам 110 и 310, балансир 510 содержит главный корпус 530, который представляет собой отлитую в виде единого целого деталь, имеющую первый конец 535 и противоположный конец (не показано). Главный корпус 530 образует внутреннюю камеру 545, которая открыта на первом конце 535. Внутренняя камера 545 образована во время процесса литья. Палец 550 проходит через первый конец 535 в открытую камеру 545. Балансир 510 также содержит втулку 560, находящуюся внутри камеры 545. Втулка 560 содержит отверстие 565 для приема пальца 550 и чтобы облегчить вращение пальца 550 относительно главного корпуса 530. Балансир 510 также содержит торцевую крышку 570, соединенную с первым концом 535 главного корпуса 530. Торцевая крышка 570 содержит упорную пластину 574 и радиальное уплотнение (например, эластомерное) 578, соединенное с упорной пластиной 574. В проиллюстрированной конструкции упорная пластина 574 образована по меньшей мере частично из MoS и содержит монтажные отверстия 582 для вставки винтов или других крепежных приспособлений для прикрепления упорной пластины 574 к главному корпусу 530. Другие конструкции содержат иные материалы, а также иные места для монтажных отверстий 582, чем проиллюстрировано. Как проиллюстрировано на фиг. 8, балансир 510 также содержит охватывающую пружину 586, которая помогает нажимать радиальное уплотнение 578 о палец 550, и уплотнительное кольцо 590, которое соединено с радиально наружной поверхностью 594 упорной пластины 574.
Со ссылкой на фиг. 9, в проиллюстрированной конструкции балансир 510 дополнительно содержит разделительный элемент 598 (проиллюстрирован схематично), находящийся внутри внутренней камеры 545 на первом конце 535. Разделительный элемент 598 находится между торцевой крышкой 570 и втулкой 560. Разделительный элемент 598 может быть приварен на своем месте или иным образом вставлен и/или закреплен на своем месте, так что разделительный элемент 598 препятствует или предотвращает движение и скольжение втулки 560 в сторону радиального уплотнения 578. В проиллюстрированной конструкции разделительный элемент 598 представляет собой разделительную пластину. В других конструкциях разделительный элемент 598 представляет собой стопорное кольцо, шайбу-трос (например, приваренный во внутреннюю часть главного корпуса балансира 530), или другой элемент, который препятствует или предотвращает движение и скольжение втулки 560 в сторону радиального уплотнения 578.
Несмотря на то, что выше были описаны различные конструкции уплотнительных конструкций для балансиров 110, 310, 510, в других конструкциях балансиры 110, 310, 510 содержат другие уплотнительные конструкции или комбинации уплотнительных конструкций (например, уплотнительные кольца, прокладки и т.д.) для герметичного закупоривания смазки внутри балансира 110, 310, 510.
[0039]
Хотя изобретение было подробно описано со ссылкой на некоторые предпочтительные конструкции, в пределах объема правовых притязаний и сущности одного или более описанных независимых аспектов изобретения существуют варианты и модификации.