КАНАЛОКОПАТЕЛЬ
TRENCH EXCAVATOR

Изобретение относится к землеройной технике, в частности к каналокопателям с газовой смазкой рабочего органа.
Известен каналокопатель (SU а.с. 1362104, E02F 5/02, 9/22, 1985), содержащий базовую машину, соединенный с ней рабочий орган с многосекционным газовым коллектором, секции которого расположены последовательно по высоте рабочего органа и сообщены с ресивером через управляемые пневмоклапаны.
Недостаток известного каналокопателя заключается в большом расходе энергии на создание запаса сжатого газа, поскольку при частичном заглублении рабочего органа газ поступает во все секции газового коллектора.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению и принятый заявителем в качестве прототипа, является известный каналокопатель (SU а.с. 1475195, E02F 9/22, 1987). Во втором известном каналокопателе газовая смазка в секции газового коллектора подается последовательно по мере заглубления рабочего органа, что позволяет снизить расход газа и соответственно расход энергии на привод компрессора. Однако несмотря на некоторое уменьшение затрат энергии на привод компрессора, общие затраты энергии и во втором известном каналокопателе довольно большие. Газовый коллектор выполнен секционным, но рабочий орган выполнен монолитным, что затрудняет скол грунта, поскольку большая часть тягового усилия базовой машины затрачивается на создание напряжения сжатия грунта при взаимодействии рабочего органа с разрабатываемым грунтом. В результате снижается скорость движения каналокопателя и соответственно его производительность. Кроме того, повышается буксование движителя и затраты энергии на буксование. Необходимо также отметить, что резкие динамические нагрузки, возникающие в моменты скола грунта и передаваемые на рабочее оборудование и базовую машину, снижают надежность каналокопателя. Надежность также снижает применение сложной гидравлической системы управления пневмоклапанами.
Целью предлагаемого изобретения является устранение или уменьшение отмеченных недостатков известных каналокопателей.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании секционного рабочего органа с подвижными секциями и демпферами для облегчения скола грунта. Технический результат-повышение производительности, снижение затрат энергии и повышение надежности.
Решение поставленной задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что каналокопатель, содержащий базовую машину, шарнирно соединенный с ней рабочий орган с многосекционным газовым коллектором, секции которого расположены последовательно по высоте рабочего органа и сообщены с ресивером через индивидуальные управляемые пневмоклапаны, гидроцилиндр рабочего органа с устройством управления пневмоклапанами, снабжен гидропневматическими демпферами, регулируемыми редукционными гидроклапанами, обратными гидроклапанами и регулируемыми гидродосселями, причем лобовая поверхность рабочего органа выполнена секционной и каждая секция соединена шарнирно с ограниченным угловым перемещением, одним концом с рабочим органом и другим концом шарнирно со штоком гидропневматического демпфера. Рабочая полость каждого демпфера сообщена через, регулируемый гидродроссель и обратный гидроклапан, с гидроаккумулятором, сообщенным через регулируемый редукционный гидроклапан с напорной гидролинией, при этом устройство управления пневмоклапанами выполнено электрическим в виде датчика перемещения, установленного на гидроцилиндре привода рабочего органа.
Предложенный каналокопатель, в сравнении с прототипом, имеет подвижные секции лобовой поверхности рабочего органа, соединенные с гидропневматическими демпферами и это облегчает скол грунта более мелкими кусками с меньшим тяговым усилием и меньшими затратами энергии.
На фиг. изображен каналокопатель и гидропневмоэлектрическая схема.
Каналокопатель содержит базовую машину 1 с шарнирно прикрепленным рабочим органом 2. Рабочий орган имеет раздельные секции лобовой поверхности 3, 4, 5 с газовыми коллекторами, шарнирно, с ограниченным углом поворота, прикрепленные к рабочему органу. Каждая секция соединена шарнирно со штоком гидропневматического демпфера 6. Каждый гидропневматический демпфер соединен через регулируемый гидродроссель 7 и обратный гидроклапан 8 с гидроаккумулятором 9, сообщенным с напорной гидролинией через регулируемый редукционный гидроклапан 10. Газовый коллектор каждой секции рабочего органа, сообщен пневмолинией, через управляемый пневмоклапан 11, с газовым ресивером 12, через вентиль. Электромагниты управления пневмоклапанов 11 соединены кабелем с устройством 13 управления, которое может быть выполнено, например, в виде датчика перемещения с концевыми выключателями, установленными на гироцилиндре 14 привода рабочего органа. Устройство управления 13 обеспечивает последовательное включение пневмоклапанов 11 и подачу газовой смазки в газовые коллекторы по мере заглубления рабочего органа. Источником сжатого газа является соединенный с ресивером 12 компрессор 15, с приводом в виде регулируемого гидродвигателя 16 с управляемым гидроклапаном 17 и манометром 18. Каналокопатель действует следующим образом. Каналокопатель мзображен в рабочем положении с полностью заглубленным рабочим органом. Гидроаккумуляторы 9 заряжены на величину давления установленную редукционными гидроклапанами 10. Ресивер также заряжен газом с давлением задаваемым управляемым гидроклапанрм 17. Устройство управления 13 пневмоклапанами 11 обеспечивает их открытие и поступление через них газа к газовым коллекторам. Газовая смазка из ресивера 12 подается через пневмоклапаны и газовые коллекторы ко всем секциям рабочего органа, поступает на лобовую поверхность секций рабочего органа, обеспечивая создание слоя газовой смазки, что снижает силы трения грунта по металлу и уменьшает сопротивление копанию. В процессе движения базовой машины рабочий орган взаимодействует с разрабатываемым грунтом. Каждая секция, закрепленная шарнирно, поворачивается на некоторый небольшой угол и воздействует на шток гидропневматического демпфера, поршень которого вытесняет рабочую жидкость через регулируемый гидродроссель 7 в гидроаккумулятор 9. Воздействие секции рабочего оборудования на грунт вызывает появление нормальной Fn и касательной Ft составляющих, которые создают напряжение сжатия и скола грунта соответственно. При сколе грунта секция быстро возвращается в исходное положение под действием давления рабочей жидкости, поступающей из гидроаккумулятора 9, через обратный гидроклапан 8 и регулируемый гидродроссель 7, в рабочую полость гидропневматического демпфера 6. Непрерывно повторяющиеся явления скола грунта вызывают периодические повторяющиеся небольшие угловые перемещения секций, что облегчает разрушение грунта. Кроме того, упругая связь в виде гидроаккумулятора между элементами рабочего оборудования и секцией непосредственно взаимодействующей с грунтом, уменьшат динамические нагрузки, передаваемые на рабочее оборудование и базовую машину.
При частичном выглублении рабочего органа, например, на такую величину, когда верхняя секция оказывается над поверхностью разрабатываемого грунта, датчик перемещения устройства 13 отключает электромагнит пневмоклапана, подающего газовую смазку в эту секцию из ресивера 12. Пневмоклапаны нижних секций остаются открытыми, и газовая смазка продолжает поступать в коллекторы соответствующих секций. В случае большего выглубления рабочего органа, аналогичным образом осуществляется последовательное перекрытие пневмоклапанов, подающих газовую смазку в газовые коллекторы других секций рабочего органа. При полностью выглубленном рабочем органе, все пневмоклапаны оказываются перекрытыми, что исключает потери газовой смазки. В случае заглубления рабочего органа осуществляется автоматическое и последовательное включение всех пневмоклапанов 11. Параметры системы газовой смазки регулируют в соответствии с условиями эксплуатации, путем регулирования величины давления в газовом ресивере 12 с помощью изменения силы упругости пружины управляемого гидроклапана 17 и манометра 18. Управляемый гидроклапан 17 автоматически включает и выключает гидродвигатель 16 привода компрессора 15, обеспечивая поддержание заданной величины давления в ресивере.
Параметры гидропневматических демпферов настраиваются в соответствии с эксплуатационными условиями (вид, прочность и состояние грунта), путем регулирования давления зарядки гидроаккумуляторов 9 с помощью изменения упругости пружин регулируемых редукционных гидроклапанов 10, а также с помощью регулируемых гидродросселей 7.
Таким образом предложенный каналокопатель, в сравнении с прототипом, обеспечивает повышение производительности за счет уменьшения сопротивления копанию, путем облегчения скола грунта подвижными секциями рабочего органа, соединенными с гидрлопневматическими демпферами. Одновременно сниижение сопротивления копанию, уменьшает буксование движителей и затраты энергии на буксование. Кроме того, упругие свойства демпферов снижают величину динамических нагрузок, передаваемых на рабочее оборудование и базовую машину, что повышает надежность каналокопателя.