ЗЕМЛЕРОЙНАЯ МАШИНА
EXCAVATING MACHINE

Изобретение относится к землеройной технике и позволяет повысить производительность и надежность землеройных машин при выполнении земляных работ.
Известна землеройная машина, содержащая ковш, грунто-срезающий орган и загрузочный, в виде метательного барабана с гидроприводами вращения и подъма-опускания (AC RU 1546569, E02F 3/64). В известном устройстве обеспечивается эффективная загрузка срезанного грунта метательным барабаном однако срезание грунта осуществляется ножом, что ограничивает производительность вследствие большого сопротивления, особенно при разработке грунтов повышенной прочности. Кроме того грунто-срезающий и грунтозагрузочный органы используются только малую часть времени рабочего цикла, что также уменьшает производительность.
Известна землеройная машина, содержащая ковш и смонтированный перед ним фрезерный барабан с приводом вращения и направляющий кожух (Патент RU 2114252, E02F 3/64).
В известном устройстве используется высокопроизводительный грунтосрезающий и грунтозагружающий орган в виде фрезерного барабана, обеспечивающего загрузку ковша за две минуты.
Однако в остальное время рабочего цикла, во много раз большего, он не используется, что снижает производительность. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является землеройная машина, содержащая базовый тягач, грунтосрезающий орган с гидроцилиндрами подъема и опускания, ковшовый элеватор и накопительный бункер с гидромеханизмом разгрузки (Патент RU 2170306, E02F 3/64).
В известном устройстве осуществляется непрерывная работа грунтосрезающего органа и загрузка грунта в бункер-накопитель, который разгружается в транспортное средство. Недостатком известного устройства является ограниченная возможность грунтосрезающего органа, вследствие большого сопротивления, особенно при разработке грунтов повышенной прочности, что уменьшает производительность землеройной машины. Кроме того снижение производительности обусловлено использованием цепного привода элеватора от колес исключающим возможность регулирования скорости элеватора, а это необходимо, учитывая возможность работы землеройной машины в широком диапазоне грунтовых условий по прчностным и иным свойствам. Ограниченная скорость элеватора ведет к перегрузке, поломке и простоям машины в ущерб производительности и надежности. Другим недостатком известного устройства, снижающим производительность, является расположение бункер-накопителя консольно относительно колес. Сила тяжести бункера и грунта создает подъемное усилие, передаваемое через сцепное устройство на базовую машину, уменьшая сцепной вес и реализуемое тяговое усилие, что снижает толщину вырезаемой стружки и соответственно производительность. Еще один недостаток известной землеройной машины, снижающий производительность заключается в сложности задней разгрузки грунта из бункера-накопителя в транспортное средство. Водитель самосвала при подъезде к землеройной машине должен развернуться и, двигаясь задним ходом, ее догнать и синхронно перемещаться в время разгрузки. Однако в реальных условиях работы синхронизировать движение самосвала с движением землеройной машины весьма сложно, поскольку в принципе трудно управлять автомобилем даже при свободном движении задним ходом.
Тем более это трудно в описываемых условиях поскольку, при увеличении скорости самосвала, он упирается в упоры и двигатель глохнет, а самосвал останавливается. При уменьшении скорости также происходит его отставание. Необходимо заметить, что при работе элеватора образуется плотное облако пыли, снижающее видимость. Кроме того водитель самосвала и машинист землеройной машины не имеют информации о величине объема грунта в бункере-накопителе. Машинист землеройной машины должен смотреть вперед, управляя машиной, и в тоже время смотреть назад для определения положения самосвала. Однако практически он мало что видит, поскольку самосвал заслонен элеватором и плотным облаком пыли. В результате неизбежна перегрузка бункера-накопителя и потеря грунта, перегрузка самосвала и тоже потеря грунта. Все это, а также и возможная недогрузка самосвала, снижает производительность и утомляет машиниста и водителя. Кроме всего следует отметить большие габариты известной землеройной машины, а следовательно ограниченные возможности маневрирования и производительности.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности и надежности землеройной машины. Поставленная задача решается тем, что землеройная машина содержащая базовый тягач, грунтосрезающий орган с гидроцилиндрами подъема и опускания, ковшовый элеватор и бункер-накопитель с механизмом разгрузки, снабжена отбойным щитом и ленточным транспортером, установленными позади и параллельно грунтосрезающему органу выходом к загрузочной воронке ковшового элеватора, а грунтосрезающий орган выполнен в виде фрезерно-метательного барабана с направляющим кожухом при этом бункер-накопитель выполнен с боковой разгрузкой и снабжен датчиком объема грунта, соединенным с указателями объема и с электроуправляемым гидрораспределителем включения гидроцилиндров разгрузки, которые шарнирно соединены корпусами с боковыми стенками и штоками с подвижным днищем. Подвижное днище снабжено катками на горизонтальных направляющих в передней части и на вертикальных направляющих в задней его части, причем фрезерно-метательный барабан, ленточный транспортер и ковшовый элеватор снабжены приводами в виде регулируемых гидродвигателей.
На фиг.1 изображена землеройная машина, вид с боку;
на фиг.2 - то же, вид спереди.
Землеройная машина содержит базовый тягач 1 с основной рамой 2 и тяговую раму 3 с гидроцилиндрами 4. На тяговой раме 3 установлен фрезерно-метательный барабан 5 с направляющим кожухом, а за барабаном 5 и параллельно ему расположены отбойный щит 6 и ленточный транспортер 7 выходом к загрузочной воронке 8 ковшового элеватора 9. Выход ковшового элеватора расположен над бункером-накопителем 10, смонтированном на стойках 11. Привод ковшового элеватора, также как и приводы фрезерно-метательного барабана и ленточного транспортера выполнен регулируемым по скорости в виде регулируемого гидродвигателя. Бункер-накопитель 10 выполнен с подвижным днищем 12, снабженным передними 13 и задними 14 катками на горизонтальных и вертикальных направляющих соответственно. Перемещается подвижное днище 12 посредством гидроцилиндров 15, шарнирно прикрепленных к боковым стенкам и днищу 12 бункера, а гидролиниями эти гидроцилиндры сообщены с электроуправляемым гидрораспределителем 16. Включение и выключение гидораспределителя 16 осуществляется реле времени 17 и датчиком 18 объема грунта, установленном в бункере-накопителе на его боковой стенке. Датчик объема грунта 18 выполнен в виде упругой эластичной трубки, внутри которой имеется токопроводящая шинка 19 и контакты 20, последовательно прижимаемые к шинке по мере заполнения бункера грунтом. Верхний контакт 20, соответствующий полному заполнению бункера, соединен с реле времени 17, управляющему гидрораспределителем 16. Остальные контакты 20 датчика объема грунта 18 соединены со светодиодными лампами указателей объема грунта 21, один из которых больший установлен снаружи землеройной машины, на хорошо видном водителю самосвала месте, а второй меньший размером в кабине машиниста землеройной машины. Светодиодные светильники в указателях 21 расположены вертикально и разных цветов, так первый верхний-красный, второй ниже-желтый и остальные зеленые. Это дает машинисту и водителю полную информацию о степени заполнения бункера-накопитля грунтом. Система автоматической разгрузки может быть отключена выключателем 22 для ручного управления.
Землеройная машина работает следующим образом.
Машинист включает приводы фрезерно-метательного барабана 5, ленточного транспортера 7, ковшового элеватора 9 и перемещение базового тягача 1. Срезаемый фрезерно-метательным барабаном 5 и направляемый кожухом поток грунта ударяется об отбойный щит 6 и, потеряв скорость и энергию, спускается на ленточный транспортер 7. Ленточный транспортер перемещает грунт в загрузочную воронку 8 ковшового элеватора 9, который загружает грунт в накопительный бункер 10. Грунт, заполняя бункер, оказывает давление на датчик объема грунта 18 и последовательно по мере заполнения его замыкает контакты 20 с шинкой 19, которые включают соответствующие светодиодные лампы на указателях объема грунта для водителя самосвала и машиниста землеройной машины. Сообразуясь с указателем объема грунта в бункере-накопителе, водитель самосвала, двигаясь вперед, перемещается под разгрузочный лоток бункера. Разгрузка грунта происходит, когда он, воздействуя на датчик 18, замыкает верхний контакт 20, включающий реле времени 17. Реле времени включает гидрораспределитель 16, соединяющий напорную гидролинию с поршневыми полостями гидроцилиндров 15. Гидроцилиндры 15 поднимают задний конец днища 12 с катками 14 по вертикальным направляющим, а передний конец перемещается на катках 13 по горизонтальным направляющим, как это изображено на фиг. 2 пунктирной линией. Через образовавшийся разгрузочный проем происходит разгрузка грунта в транспортное средство. Выждав заданное время, достаточное для полной разгрузки бункера, реле времени переключает гидрораспределитель 16 на возвращение днища 12 в исходное положение, а золотника гидрораспределителя 16 в нейтральную позицию. Лоток разгрузки бункера установлен на стороне сидения машиниста землеройной машины, поэтому, в течении всего процесса разгрузки, между машинистом и водителем самосвала, обеспечивается надежный визуальный контакт.
Таким образом, использование предлагаемой землеройной машины обеспечивает высокопроизводительное срезание и перемещение срезанного фрезерно-метательным барабаном грунта к отбойному щиту и безударную загрузку ленточного транспортера и ковшового элеватора. Это предотвращает поломки ковшового элеватора и простои землеройной машины, что наряду с возможностью задавать оптимальные скорости фрезерно-метательного барабана, ленточного транспортера и ковшового элеватора увеличивает надежность землеройной машины и ее производительность. Кроме того, расположение бункера-накопителя с возможностью боковой разгрузки в транспортное средство и автоматизация процесса разгрузки, включающая информацию машиниста и водителя самосвала о текущей величине объема грунта в бункере, предотвращает потери грунта и простои землеройной машины, что также позволяет повысить производительность.