ЭКСКАВАТОР С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ СМЕЩЕНИЕМ РАБОЧЕГО ОРГАНА

Полезная модель относится к конструкции землеройных машин предназначенных для механизации земляных работ на грунтах 1-3 категории без предварительного рыхления, работ с сыпучими и кусковыми материалами, перемещения их на небольшие расстояния, а также для строительно-дорожных, монтажных и такелажных работ с помощью сменных рабочих органов.
В основном экскаваторное оборудование используется в промышленном, гражданском, дорожном строительстве, на строительных площадках и в сельском хозяйстве.
Прототипом полезной модели является патент Украины на полезную модель №17333 «Устройство изменения положения рабочего органа землеройной машины». Данная конструкция устройства для изменения положения рабочего органа землеройной машины содержит базовую раму, в вертикальной плоскости которой находятся две направляющие, на которых с возможностью передвижения по горизонтали установлена подвижная каретка с поворотной колонкой гидроцилиндрами поворота колонки. Каретка имеет верхний, нижней и расположенный между ними средний кронштейны. Поворотная колонка закреплена в соосных отверстиях верхнего и нижнего кронштейнов, два гидроцилиндра поворота установлены симметрично относительно продольной оси поворотной колонки и расположены в одной горизонтальной плоскости между средним и нижним кронштейнами, к которым они крепятся через соосные отверстия.
Недостатками данной конструкции являются:
- изменения положения оси копания рабочего оборудования экскаватора относительно его продольной оси осуществляется перемещением каретки за счет отталкивания ковшом, упершимся в грунт, при положении рабочего оборудования (стрелы с рукоятью) параллельно направляющим.
- сила возникающая при упоре ковша в грунт смещающая каретку действует на расстоянии от направляющих, что может вызывать перекос каретки и затруднение ее смещения.
Работа с экскаватора с таким механизмом смещения рабочего органа сложна и требует определенных навыков оператора.
Задачей заявляемой полезной модели является создание рациональной и надежной конструкции рабочего органа экскаватора, выполненного с поперечным смещением, повышение надежности и управляемости при эксплуатации рабочего органа экскаватора.
Технический результат заключается в повышении надежности работы и удобства работы экскаватора за счет усиления конструкции рамы и наличия гидравлического привода перемещения каретки, что позволяет уменьшить и равномерно распределить нагрузку на поперечные направляющие рамы от смещения каретки и соответственно уменьшить площадь опоры каретки на базовую раму.
Задача решается следующим образом.
Экскаватор с гидравлическим приводом смещения рабочего органа содержит раму, в вертикальной плоскости которой находятся две направляющие, на которых с возможностью передвижения по горизонтали установлена подвижная каретка с поворотной колонкой и гидроцилиндрами поворота колонки, выполненная с верхним, нижним и расположенный между ними средним кронштейнами. Согласно заявляемой конструкции рама состоит из двух продольных лонжеронов прямоугольного сечения, соединенных через треугольные вертикальные усилители с двумя поперечными балками, а подвижная каретка снабжена механизмом смещения, выполненного в виде механизма шагающего типа, состоящего из направляющей, гидроцилиндра, ползуна с подпружиненным кулачком, взаимодействующего с упорами, установленными на верхней поперечной балке.
Каретка дополнительно фиксируется относительно рамы к опорной плите четырьмя прижимными цилиндрами, расположенными по углам каретки и защищенными от трения по раме обечайкой с загнутыми торцами. Верхний кронштейн каретки выполнен двутавровой конструкции в виде соединенных между собой ребром двух плит: верхней и нижней, выполненной с двумя бобышками для крепления гидроцилиндров поворота и закрепленной в средней части отверстия опорный плиты, при этом верхняя часть отверстия опорной плиты изнутри закрыта механизмом смещения каретки, а пространство между поперечными балками закрыто от колес защитой в форме трапеции, к тому же на боковых поверхностях вертикальных стоек размещаются проушины для строповки и габаритные огни, установленные в защите П-образной формы.
Полезная модель поясняется следующими чертежами:
Фигура 1 - Общий вид экскаватора с рабочим органом;
Фигура 2 - Общий вид навесного оборудования;
Фигура 3 - Общий вид рамы;
Фигура 4 - Каретка, вид спереди;
Фигура 5 - Каретка, вид сзади;
Фигура 6 - Общий вид механизма смещения.
Экскаватор, решающий эту задачу, состоит из трактора 1 промышленного назначения и навесного оборудования 2.
Навесное оборудование 2 состоит из рамы 3, каретки 4, выполненной с механизмом смещения 5 и поворотной колонкой 6 рабочего органа, установленной на кронштейнах 28 и 29 каретки 4, аутригеров 7, находящихся внутри рамы и гидросистемы 8, установленной в передней части левого лонжерона рамы (фиг. 2, 3).
Рама 3 состоит из двух продольных лонжеронов 9 прямоугольного сечения, соединенных через треугольные вертикальные усилители 10 (фиг. 2) с двумя поперечными балками 11. В передней части лонжероны 9 имеют прямоугольные пластины 12 с отверстиями для стыковки с бульдозерным оборудованием (фиг. 3). Края поперечных балок 11 замыкают вертикальные стойки 13 телескопических аутригеров 7 (фиг. 2). Пространство между поперечными балками закрыто от колес защитой 14 в форме трапеции. На боковых поверхностях вертикальных стоек 13 размещаются проушины 15 для строповки и габаритные огни 16, установленные в защите 17 П-образной формы.
Аутригеры 7 крепятся к вертикальным стойкам 13 через цилиндрические бобышки 18, установленные по диагонали в верхней части стоек 13 (фиг. 3). На поперечных балках 11 в вертикальной плоскости располагаются две прямоугольно-вытянутые направляющие 19, служащие для базирования каретки 4 (фиг. 4, 5). В передней части рамы лонжероны 9 связываются между собой поперечиной 20 из трубы прямоугольного профиля (фиг. 3). Рама крепится к базовому трактору присоединениями 21 лонжеронов 9 к осям задних колес и поперечиной 20 к корпусу сцепления (фиг. 2, 3). В передней части лонжеронов находятся кронштейн 22 крепления гидросистемы 8, и кронштейны 23 крепления аккумуляторного ящика 24 (фиг. 2, 3). На нижней стороне верхней поперечной балки 11 расположены упоры 25 и 26 механизма смещения 5 каретки (фиг. 3).
Каретка 4, установленная на поперечных направляющих 19 рамы 3 (фиг. 3), состоит из опорной плиты 27 прямоугольной формы со скругленными углами и расположенных с наружной стороны двух кронштейнов: верхнего 28 и нижнего 29. Верхний кронштейн 28 выполнен двутавровой формы с верхней 30 и нижней плитой 31, соединенных между собой ребром 34, размещенным по центру (фиг. 4, 5). Верхний плита 30 верхнего кронштейна 28 и нижний кронштейн 29 треугольной формы со скругленной вершиной служат для базирования поворотной колонки 6 с рабочим органом и ее поворота на 170 град, в горизонтальной плоскости. Нижняя плита 31 верхнего кронштейна 28 (фиг. 4) выполнена трапецеидальной формы с двумя бобышками 32 для крепления гидроцилиндров поворота 33 и делит отверстие, выполненное в опорной плите 27 на две части: для установки цилиндров поворота 33 и для прокладки рукавов высокого давления 35 (фиг. 1).
С внутренней стороны каретки 4 устанавливаются две цельные продолговатые планки 36 для удержания каретки 4 на направляющих 19 рамы 3 (фиг. 3, 5). Каретка 4 фиксируется относительно рамы 3 четырьмя прижимными цилиндрами 37, расположенными по углам опорной плиты 27 (фиг. 4). Прижимные цилиндры 36 фиксируются в плите 27 монтажом с внутренней стороны и защищены от трения по направляющим 19 (фиг. 3, 4) обечайкой 38 с загнутыми торцами. Верхняя часть отверстия опорной плиты 27 изнутри закрыта механизмом смещения 5.
Механизм смещения 5 (фиг. 6) выполнен в виде механизма шагающего типа с возможностью подтягивания каретки 4 (фиг. 1) к правой стороне экскаватора или отталкивания каретки 4 к левой стороне экскаватора, взаимодействующего с упорами 25 (фиг. 3), установленными на верхней поперечной балке 11 (фиг. 3). Механизм смещения (фиг. 6) состоит из направляющей 39, гидроцилиндра 40 и смещаемого ползуна 41 с подпружиненным кулачком 42, выполненного с возможностью взаимодействия с упорами 25 и 26. Привод гидроцилиндра 40 осуществляется от гидрораспределителя непосредственно из кабины экскаватора.
Работа экскаватора с поперечным смещением рабочего органа осуществляется следующим образом.
При необходимости работы экскаватора в стесненных условиях, а именно вблизи сооружений, для увеличения рабочей зоны экскаватора, происходит складывание рабочего органа в транспортное положение (фиг. 1) параллельно задним направляющим 19 посредством вращения поворотной колонки 6 с рабочим органом. Каретка 4 перемещается в крайнее положение при поднятом над землей рабочим органом с помощью механизма смещения 5 с гидроуправлением (фиг. 2).
При поступлении сигнала от оператора шток гидроцилиндра 40 втягивается, ползун 41 цепляется кулачком 42 за упор 25, происходит подтягивание каретки 4 вправо (фиг. 3), процесс повторяется. Кулачек 42, касаясь крайнего упора 26, поворачивается и переводит пружину 43 через ось вращения и защелкивается в положение для перемещения каретки 4 (фиг. 2) влево.
Ползун 41 относительно рамы 3 остается неподвижным, от него отталкивается механизм смещения 5 и тянет за собой каретку 4 к левой стороне экскаватора на расстояние равное максимальному ходу гидроцилиндра 2. Дальше происходит втягивание штока с передвижением ползуна 41 к гидроцилиндру 40.
Цикл вытягивания и втягивания штока повторяется снова, пока каретка 10 не достигнет крайнего положения на направляющих 19. При достижении кареткой крайнего положения кулачек 42 пальцем упирается в упор 26 и поворачивается для движения в обратную сторону, переводя пружину через ось вращения кулачка 4.
Заявляемая полезная модель экскаватора с гидравлическим смещением рабочего органа промышленно применима и может быть изготовлена с применением стандартного оборудования.
Источники информации:
1. Патент на полезную модель Украины №17333 «Устройство для изменения положения рабочего органа землеройной машины», опубликованный 15.09.2006, Бюл. №9, 2006 г.