СТОПОРНЫЙ МЕХАНИЗМ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ ДЛЯ ЗЕМЛЕРОЙНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
LOCKING MECHANISM WITH ELECTRIC DRIVE FOR EARTHMOVING EQUIPMENT AND IMPLEMENTATION METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к землеройному оборудованию и механическому оборудованию, и в частности, к способу фиксации зубьев на землеройном механическом оборудовании. В частности, изобретение относится к новым системам фиксации с электрическим приводом в таких зубьях, управляемым дистанционно для перемещения отдельных стопорных механизмов между заблокированным и разблокированным положениями. В соответствии с изобретением, система фиксации полностью встроена внутри составных частей землеройного механического оборудования, например, в основании зубьев и самих зубьях, таким образом, что системы фиксации не подвергаются воздействию окружающей среды, в которой эксплуатируется механическое оборудование.
Предпосылки создания изобретения
Многие машины, в частности землеройные машины, содержат землеройные орудия для выполнения задач по выемке грунта, обработке почвы, рыхлению, погрузке и/или разработке грунта и тому подобное. Такие землеройные орудия часто представляют собой ковш или лопату с одной или несколькими режущими кромками. Если такие режущие кромки оставить без защиты, то их взаимодействие с почвой, породой и другими материалами может привести к повреждению или износу режущих кромок. Ремонт или замена кромки такого землеройного орудия из-за износа или повреждения режущей кромки может потребовать значительных затрат. Соответственно, многие землеройные орудия содержат элементы для зацепления с землей, например, зубья, адаптеры и защитные накладки, которые установлены на режущей кромке для защиты края кромки от взаимодействия с почвой, породой и другими материалами.
В большинстве случаев такие зубья и адаптеры крепятся к ковшу с помощью клиновидного устройства. Во многих случаях такие клинья крепились в рабочее положение вручную, часто с помощью молотка. В других случаях применялись различные стопоры или клиновые системы, в которых заклинивание осуществлялось посредством резьбового механизма. В свою очередь резьбовой механизм приводился в действие вручную или с помощью гаечного ключа.
Следует иметь в виду, что даже сложные резьбовые механизмы для фиксации зубьев на адаптерах должны быть открыты с внешней стороны зуба или адаптера или того и другого. Эта открытость является возможной причиной возникновения проблем из-за жестких условий эксплуатации при попеременном врезании ковша в землю или породу и последующем вытаскивании. Зубья и механизмы подвергаются сильному истиранию, поскольку сначала действуют силы, которые давят на зубья, а затем силы, которые стягивают зубья с адаптеров и так далее.
При замене зубьев возникала необходимость очистки ковша для доступа к съемному механизму. В случае повреждения фиксирующего механизма в результате эксплуатации, возникала проблема снятия такого фиксирующего механизма.
Настоящее изобретение преодолевает эти проблемы за счет встраивания всего фиксирующего механизма внутрь тела адаптера и зуба и позволяет фиксирующему механизму быстро реагировать на команды устройства дистанционного управления, находящегося вне зуба и адаптера.
Краткое изложение существа изобретения
Предлагается ковш для землеройного оборудования с режущей кромкой ковша и несколькими режущими инструментами, съемно прикрепленными к упомянутой режущей кромке, и содержащий: держатель режущего инструмента на упомянутой режущей кромке ковша; режущий инструмент, съемно прикрепленный к упомянутому держателю режущего инструмента; выемку для вмещения стопорного механизма в полости упомянутого держателя режущего инструмента; стопорный механизм с электрическим приводом для режущего инструмента, вмещаемый в упомянутую выемку для вмещения стопорного механизма в упомянутый держатель режущего инструмента; упомянутый стопорный механизм с электрическим приводом для режущего инструмента, включающий подвижный элемент стопорного механизма; и электрический привод, способный перемещать упомянутый элемент стопорного механизма между двумя положениями; внутренний паз для вмещения стопорного механизма во внутренней полости упомянутого режущего инструмента, совпадающий с упомянутой выемкой для вмещения стопорного механизма в упомянутом держателе режущего инструмента для вмещения упомянутого элемента стопорного механизма; устройство дистанционного управления, действующее на расстоянии от упомянутой внешней режущей кромки ковша до упомянутого держателя режущего инструмента и упомянутого режущего инструмента, и подающее беспроводной сигнал на привод.
Также предлагается стопорный механизм для режущего инструмента, который оснащен встроенным механизмом блокировки и разблокировки с электрическим приводом, который независимо и по отдельности может приводиться в действие устройством дистанционного управления и, следовательно, является безударным и не требующим применения ручных инструментов для крепления, например, зуба или адаптера, к землеройному орудию.
В стопорном механизме используется встроенный электродвигатель и привод, управляемый дистанционно по беспроводной технологии, например, Wi-Fi, Bluetooth, RFID и/или другим типом беспроводной передачи сигнала для разблокировки механической системы фиксации без использования молотка. Сигнал подается портативным устройством, например, мобильным телефоном, планшетом, брелоком и/или другими подобными портативными устройствами, для блокировки (установки) и разблокировки (снятия) системы фиксации с помощью электрического привода внутри держателя режущего инструмента и внутри режущего инструмента.
Электродвигатель, привод и электронные цепи управления находятся внутри стопорного механизма с электрическим приводом.
Таким образом, каждый стопорный механизм с электрическим приводом имеет свой собственный встроенный электродвигатель, привод и элемент стопорного механизма, который перемещается электродвигателем между положениями блокировки и разблокировки, а все они находятся внутри тела держателя режущего инструмента и/или адаптера и закрыты с внешней стороны.
Стопорный механизм имеет стальной стержень или стопор, который после установки зуба или адаптера активируется с устройства дистанционного управления и выдвигается из узла, фиксируя зуб на адаптере или фиксируя адаптер на ковше.
Беспроводной сигнал управления передается на стопорный механизм, который размещен, заключен в кожух и/или скрыт внутри оголовка адаптера или другой системы крепления режущего инструмента. Таких зубов и адаптеров на ковше может быть двадцать или более.
Каждый стопорный механизм реагирует на уникальный кодированный сигнал от устройства дистанционного управления, использующего современные системы кодирования сигналов.
Таким образом, за один раз оператор способен открыть только один такой стопорный механизм.
Предпочтительно, чтобы каждый стопорный механизм приводился в действие своей зубчатой рейкой и зубчатым колесом привода, приводимым в действие своим отдельным электродвигателем с аккумулятором.
Следует понимать, что ковш или другой элемент оборудования также имеет прикрепленные к ним отдельные держатели зуба или адаптеры или соединительные устройства, каждое из которых имеет соответствующую внутреннюю выемку для вмещения стопорного механизма с электрическим приводом описанного типа. Также предлагается способ блокировки и разблокировки режущего инструмента на ковше.
Разные признаки новизны, которые более подробно характеризуют изобретение, приведены в формуле изобретения, являющейся частью данного раскрытия. Для лучшего понимания изобретения, его эксплуатационных преимуществ и конкретных целей, достигаемых при его использовании, следует обратиться к прилагаемым рисункам и описанию, где проиллюстрированы и раскрыты предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Краткое описание рисунков
На рис. 1 представлен вид в разобранном состоянии адаптера, зуба и стопорного механизма;
на рис. 2 представлен вид в разобранном состоянии стопорного механизма, изображенного на рис. 1;
на рис. 3 представлен увеличенный вид в разобранном состоянии стопорного механизма, изображенного на рис. 2;
на рис. 4 представлен вид в перспективе стопорного механизма;
на рис. 5 представлен вид с торца стопорного механизма;
на рис. 6 представлен вид стопорного механизма в разрезе по линии 6-6, изображенного на рис. 5;
на рис. 7 представлен вид стопорного механизма в разрезе по линии 7-7, изображенного на рис. 1;
на рис. 8 представлен увеличенный фрагмент 8, изображенный на рис. 7; и
на рис. 9 представлено схематическое изображение ковша в перспективе и устройство дистанционного управления в соответствии с настоящим изобретением.
Описание частного варианта осуществления изобретения
Предлагается стопорный механизм с электрическим приводом для применения в землеройном механическом оборудовании.
Такое механическое оборудование представляет собой ковш или лопату (рис. 9).
Режущая кромка такого ковша оснащена зубьями.
Для монтажа зубьев ковш имеет ряд элементов крепления. Они могут представлять собой съемные или привариваемые к режущей кромке через заданные интервалы адаптеры. На ковше могут устанавливаться до двадцати таких элементов крепления, а их количество зависит от размера и конструкции такого ковша. Эти элементы крепления обычно имеют съемные адаптеры. Зубья закрепляются на адаптерах. В большинстве случаев адаптеры и зубья фиксируются на ковше каким-либо стопорным механизмом или клином. Эти типичные стопорные механизмы или клинья, по меньшей мере, частично подвергаются воздействию внешней среды вокруг зубьев и адаптеров. В результате эксплуатации ковша данные стопорные механизмы и клинья подвергаются сильному износу и нагрузкам, например, при врезании ковша в землю и при вываливании земли из ковша. При повреждении или износе зубьев или даже адаптеров возникает необходимость их замены. Эта операция включает в себя удаление клина, снятие поврежденного элемента и замену его новым.
Часто повреждается сам клин, что затрудняет его вытаскивание.
Стандартный ковш может иметь, например, двадцать отдельных адаптеров, несущих двадцать отдельных зубьев. Стопорные механизмы должны обладать способностью фиксировать адаптеры на элементах крепления ковша и одновременно фиксировать зубья на адаптерах.
Для решения данной задачи предлагается стопорный механизм, фиксирующий либо зубья на адаптерах, либо фиксирующий адаптеры на держателях режущего инструмента на ковше. Каждый стопорный механизм скрыт внутри адаптера, зуба или держателя инструмента, является автономным и оснащен собственным внутренним механизмом с электрическим приводом.
Зубья и адаптеры выполнены с внутренними полостями или выемками. Одна из полостей внутри адаптера или держателя вмещает в себе стопорный механизм. Адаптер или сам зуб, имеет внутренний паз, который совмещается с внутренней полостью, выполненной в держателе или адаптере. С помощью технологии беспроводного дистанционного управления можно активировать стопорный механизм для фиксации адаптера на держателе или фиксации зуба на адаптере. Стопорные механизмы остаются полностью скрытыми внутри держателя или адаптера и защищенными от повреждения в ходе эксплуатации.
Внутренний стопорный механизм с электрическим приводом использует известную беспроводную технологию и активируется с помощью беспроводного пульта дистанционного управления.
На рис. 1 показан типовой адаптер (10), прикрепляемый на опорный элемент ковша (рис. 9). Данный адаптер (10) может сниматься с опорного элемента ковша и заменяться при необходимости. Адаптер (10) имеет выемку (12) для вмещения любого пригодного стопорного механизма (не показан), с помощью которого адаптер фиксируется на опорном элементе ковша.
В этом случае адаптер (10) предназначен для крепления зуба (14). Зуб (14) имеет внутреннюю полость (15), с помощью которой он надевается на оголовок (16) адаптера (10).
Оголовок (16) адаптера представляет собой тело с поперечной выемкой (18) с одной стороны для вмещения цилиндрического стопорного механизма.
Тело адаптера вытянуто вдоль продольной оси в направлении перемещения ковша. Выемка для вмещения цилиндрического стопорного механизма выполнена перпендикулярно к продольной оси. Таким образом, стопорный механизм будет смещаться наружу и внутрь в поперечном направлении к оси адаптера.
Выемка (18) имеет бурт (20) с двумя линейными участками.
Зуб (14) имеет полость (15) с выполненным в ней скрытым внутренним пазом (42) для вмещения стопорного механизма.
Стопорный механизм (24) вставляется во внутреннюю выемку (18) адаптера (10).
Более подробно стопорный механизм (24) показан на рис. 2-6.
Стопорный механизм (24) имеет цилиндрическое тело (26) с внутренней полостью (28). Скользящий элемент (30) стопорного механизма с частично цилиндрическим профилем скользит внутри полости (28) тела (26). Элемент (30) стопорного механизма прикреплен к линейной зубчатой рейке (32).
Зубчатое колесо привода (34) входит в зацепление с зубчатой рейкой (32). Зубчатое колесо привода (34) приводится в движение электродвигателем (36). Электродвигатель (36) питается от аккумуляторной батареи (38) и управляется схемой управления, расположенной внутри тела (26).
На теле (26) соответствующим образом размещаются уплотнительные кольца (40).
Зуб (14) имеет внутреннюю полость (15) (рис. 7), с помощью которой он надвигается на оголовок (16) адаптера (10). Зуб (14) выполняется с внутренним пазом (42) для вмещения стопорного механизма на одной стороне внутренней полости зуба (14), которая закрыта с внешней стороны зуба (14). При надвигании зуба (14) на оголовок (16) адаптера (10), паз (42) совмещается с внутренней выемкой (18) адаптера (10) и вмещается элемент (30) стопорного механизма.
Паз (42) в зубе совмещается в поперечном направлении к продольной оси зуба. При надвигании зуба на адаптер, выемка (18) и паз (42) совмещаются друг с другом в поперечном направлении к продольной оси зуба и адаптера.
В адаптере (10) и в зубе (14) выполнены совмещенные друг с другом отверстия (44) небольшого диаметра. Отверстия (44) соединены с внутренним торцом выемки (18) и предоставляют обслуживающему персоналу доступ к стопорному механизму (24) с внешней стороны зуба (14).
Таким образом, стопорный механизм (24) полностью скрыт внутри тела адаптера (10) и зуба (14) и закрыт с внешней стороны. Это значительно увеличивает срок службы стопорного механизма (24), а на практике, благодаря дистанционному управлению, позволяет значительно быстрее обслуживать зубья на ковше.
В ходе эксплуатации стопорный механизм сначала вставляется в цилиндрическую выемку (18) адаптера (10) при втянутом элементе (30) стопорного механизма.
Затем на оголовок (16) адаптера (10) надвигается зуб. Зуб надвигается на адаптер (10) до тех пор, пока выемка (18) для вмещения стопорного механизма не совместится с внутренним пазом (42) для вмещения стопорного механизма и не произойдет фиксация. С этого момента стопорный механизм полностью скрыт внутри и защищен телом адаптера (10), а также недоступен с внешней стороны адаптера (10) или зуба (14). С помощью подходящего устройства дистанционного управления (W) (рис. 9) активируется электродвигатель (36). Зубчатое колесо привода (34) вращается и смещает элемент (30) стопорного механизма из тела (26). Элемент стопорного механизма входит в паз (42) зуба (14) для вмещения элемента стопорного механизма и фиксирует зуб на адаптере.
Для снятия зуба необходимо поменять вращение электродвигателя на обратное. Это действие втягивает элемент (30) стопорного механизма из паза (42) для вмещения стопорного механизма в зубе обратно в тело (26). Затем зуб снимается с адаптера.
Фиксация адаптера на ковше с использованием такого стопорного механизма (24), по существу, осуществляется таким же способом.
Следует понимать, что описанный выше стопорный механизм с электрическим приводом способен фиксировать съемные навесные приспособления на землеройном механическом оборудовании, независимо от того, является ли такое съемное приспособление адаптером для зуба или самим зубом, или каким-либо другим приспособлением. Поэтому в формуле изобретения упоминается съемный режущий инструмент, поскольку предполагается, что эта формулировка является общей как для адаптера, так и для зуба.
Считается, что беспроводная технология, используемая для управления каждым отдельным стопорным механизмом зуба, хорошо известна в области электронной техники и не требует специального описания. Следует понимать, что каждый стопорный механизм управляется своим собственным уникальным кодированным сигналом. Оператор оборудования получает переносное устройство (W), способное посылать по отдельности закодированные сигналы для конкретных стопорных механизмов для режущего инструмента на оборудовании.
Исходя из вышеизложенного способ осуществления изобретения не требует дополнительных пояснений.
Таким образом, фиксация зуба на адаптере или фиксация адаптера на держателе на ковше осуществляется простым нажатием кнопки на переносном устройстве (W) и смещением элемента стопорного механизма вдоль оси, которая перпендикулярна оси зуба или адаптера. Это достигается без нанесения удара молотком по зубу или адаптеру, или резьбовому стопорному механизму или клину, как это имело место в предшествующих типах ковшей.
Хотя выемка (18) и выполнена в адаптере, а паз для вмещения стопорного механизма в зубе, но в некоторых случаях их расположение может быть изменено на обратное.
Следует понимать, что хотя и описывается использование изобретения с землеройным орудием и землеройным оборудованием, но это использование не ограничивается только землеройным оборудованием. Например, оно может использоваться с другими типами ковшей и грузоподъемных устройств с электрическим приводом стопорного механизма, применяемых при расчистке строительной площадки или удалении мусора от разрушенного здания.
Вышеизложенное представляет собой описание только предпочтительных вариантов осуществления изобретения и, таким образом, не ограничивается только описанными вариантами осуществления.