КОВШ КАНАТНО-СКРЕБКОВОГО ЭКСКАВАТОРА
CABLEWAY EXCAVATOR BUCKET

Уровень техники
Канатно-скребковые экскаваторы можно разделить как подпадающие под один из основных типов: так называемые «традиционные» канатно-скребковые и универсальные копающе-выгружающие (UDD). Традиционный канатно-скребковый экскаватор использует один грузоподъемный канат и для возможности углового регулирования ковша экскаватора канат для выгрузки соединяет тяговый канат с передним концом ковша посредством шкива, который, в свою очередь, соединен с грузоподъемным канатом. В отличие от UDD канатно-скребковый экскаватор использует два, передний и задний, грузоподъемных каната, которые оборудованы так, что могут работать независимо друг от друга, таким образом, без взаимосоединяющего каната для выгрузки.
В случае традиционного тягового каната один грузоподъемный канат соединен с противоположными боковыми стенками ковша посредством укороченных наклонных подъемных цепей. Аналогично, в случае UDD тяговый канат, задний грузоподъемный канат соединен с противоположными боковыми стенками ковша посредством укороченных наклонных подъемных цепей. В каждом случае подъемные цепи соединены с нижними, задними областями соответствующих боковых стенок ковша посредством выравнивания по оси цапф. Также в каждом случае и для создания зазора между укороченными наклонными подъемными цепями и боковыми стенками ковша во время наклона/поворота ковша вокруг оси качания используется распорка для увеличения размеров эффективного угла скоса между подъемными цепями, и эффективная ширина ковша уменьшается (т.е. боковые стенки идут на конус внутрь) в области, в которой может произойти взаимное влияние между подъемными цепями и боковыми стенками ковша.
В зависимости от типа тягового каната и размеров ковша в любом данном случае, распорка обычно имеет вес в диапазоне 500-2000 кг, и это создает две проблемы. Это налагает соразмерное снижение веса полезной нагрузки ковша во время каждого рабочего цикла, и повреждение ковша регулярно происходит из-за столкновений, происходящих между распоркой и ковшом во время работ экскаватора. Также при снижении ширины ковша для избегания взаимного влияния с подъемными цепями объем полезной нагрузки соразмерно снижается во время каждого рабочего цикла.
Известны три разных подхода для устранения необходимости в распорке, что минимизирует указанные выше проблемы. В одном случае оси качания подъемной цепи перемещены к верхнему ободу боковых стенок ковша, но это сложности с разгрузкой груза вследствие наклонной оси ковша, когда он сдвигается на уровень выше центра тяжести ковша. В другом случае оси качания подъемной цепи перемещены внутрь ковша, но это привело к снижению емкости полезной нагрузки ковша и к столкновениям с подъемными цепями. В третьем случае оси качания передвинуты к задней стенке ковша, но размещены на или ниже уровня центра тяжести ковша и наклонены под углом, чтобы приблизительно соответствовать углам наклона подъемных цепей. Это приводит к избыточному износу из-за того, что оси поворота расположены под углом относительно осей качания ковша.
Сущность данного изобретения
В широком определении данное изобретение обеспечивает создание ковша канатно-скребкового экскаватора, имеющего два отделенных друг от друга рычага, соединенных шарнирно с задней стенкой ковша и соединяющихся с парой укороченных наклонных подъемных цепей. Каждый из поворотных рычагов может вращаться вокруг оси вращения, которая проходит поперечно ковшу и в принципе параллельно задней стенке и помещается ниже края задней стенки, а поворотные рычаги имеют форму, позволяющую относительное перемещение ковша и поворотных рычагов на угол более 90°, тем самым ковш можно передвинуть из в принципе вертикального положения для сохранения угла более 0° к горизонтали.
Факультативно, каждый поворотный рычаг может иметь такую форму, которая может обеспечить относительное перемещение ковша и поворотных рычагов на угол более 90° и которая поэтому избегает возможности взаимодействия поворотного рычага и ковша. Таким образом, каждый поворотный рычаг можно образовать, например, двумя частями рычага, которые отделены тупым углом. В качестве еще одного примера, каждый поворотный рычаг может иметь шарнирную (т.е. «бумеранговую) форму и имеет форму, проходящую вокруг обода ковша с зазором между поворотным рычагом и ободом стенки ковша, когда ковш находится в положении переноса.
Желательно, чтобы два поворотных рычага имели одну ось поворота (шарнирную ось), в таком случае положение общей оси поворота может факультативно определить на основе случая к случаю, принимая во внимание рабочие требования к ковшу, например, для ударной рубки на 75° высокой стенки или/и «донное» рытье. В одном варианте осуществления изобретения общая ось поворота находится на линии, проходящей через заднюю стенку ковша и центр тяжести (CG) ненагруженного ковша. Конкретнее, ось поворота может находиться немного выше CG и в конкретном варианте осуществления изобретения ось поворота может находиться над уровнем CG и по линии, образующей угол α менее 15° от днища ковша. Желательно, чтобы угол α находился между 0° и 15°.
По желанию, изобретение можно осуществить в традиционных и UDD скребковых экскаваторах, но оно имеет большее применение и может легче осуществляться в UDD, то есть когда один подъемный канат соединен с поворотными рычагами у заднего конца ковша и при присоединении ко второму подъемному канату обычно имеет укороченные наклонные подъемные цепи у переднего «конца» ковша.
Изобретение можно полнее понять из следующего описания показанного на иллюстрациях осуществления ковша для использования в экскаваторе UDD. Описание снабжено ссылками на сопроводительные чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематическое представление канатно-скребкового экскаватора UDD, модифицированного с включением варианта осуществления изобретения и в рабочей (например, разработка открытым способом) обстановке.
Фиг 2 - вид в перспективе элемента ковша канатно-скребкового экскаватора,
Фиг.3А - вид с конца скрапа одного поворотного рычага ковша, видимого в направлении стрелки 3, показанной на фиг.2.
Фиг.3В - вид с конца скрапа альтернативного вида поворотного рычага, опять видимого в направлении стрелки 3 на фиг.2.
Фиг.4 - вид сбоку ковша, когда он подвешен в рабочем положении в отношении почти вертикальной стенки в месте производства земляных работ.
Фиг.5 - вид сбоку ковша, когда он подвешен в несущем положении над горизонтальным днищем места производства земляных работ.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Как показано на фиг.1, канатно-скребковый экскаватор содержит канатный ковш 10, который подвешен к стреле 11 в виде фермы посредством переднего и заднего подъемного каната 12 и 13 и который соединен с силовой установкой 14 с тяговым канатом 15. Ковшом 10 можно маневрировать посредством подъемных и тяговых канатов 12, 13 и 15 во время операций копания и выгрузки. Например, ковшом можно маневрировать во время так называемой ударной вырубки, как показано на фиг.4 во время выполнения земляных работ, во время операции переноса, как показано на фиг 5 и также во время операции выгрузки, например, в сторону или сзади места земляных работ. Стрела 11 может обычно иметь длину 120 м, и ковш может обычно иметь ширину 4,5 м с переносящей емкостью 54 куб.м.
Ковш 10 сконструирован в основном обычным образом, то есть он включает в себя полностью отлитое переднее кольцо 16, которое включает арковую штангу 17, с которой передний подъемный канат 12 соединен серьгой посредством укороченных наклонных подъемных цепей 18. Замещающие зубья экскаватора 19 установлены на переднем кольце 16, и тяговый канат 15 соединен с выступающими вперед приливами 16А переднего кольца посредством укороченных наклонных цепей 20.
От переднего кольца 16 назад проходят днище 21 ковша и параллельные боковые стенки 22, которые конусно сужаются к задней (или торцевой) стенке 23, которая имеет высоту в диапазоне 50%-70% от высоты боковых стенок.
В отличие от ковшей экскаваторов из уровня техники, ковш, показанный на фиг.2-5, имеет пару разъединенных поворотных рычагов 24, соединенных с возможностью вращения вокруг оси с задней стенкой 23 ковша. Поворотные рычаги соединены с задним подъемным канатом 13 посредством укороченных наклонных подъемных цепей 25, уравнивающего соединителя 26 и подъемного блока 27 сцепления. Два поворотных рычага 24 соединены посредством поворотных шкворней 28 к частям прилива 28А задней стенки 23, и они могут вращаться вокруг общей оси 29, которая расположена ниже обода 30 задней стенки ковша. Ось поворота 29 проходит в горизонтальном направлении (т.е. параллельно поперечному направлению днища 21 ковша) и потому параллельно оси, вокруг которой наклоняется (те вращается) ковш при движении между установленными углами для операций копания, переноса и разгрузки.
Поворотные рычаги 24 имеют форму (как показано на виде в разрезе), чтобы позволить передвижение ковша 10 относительно поворотных рычагов на угол более 90°, так что ковш можно перемещать из в принципе вертикального положения, показанного на фиг.4, до угла переноса δ, большего 0° и обычно от 0° до примерно 20° к горизонтали, как показано на фиг.5. Таким образом, как показано, каждый поворотный рычаг 24 имеет форму бумеранга (или аркообразной) и имеет такие размеры, чтобы проходить вокруг обода 30 задней стенки ковша с зазором (между поворотным рычагом и обода ковша), когда ковш находится в крайнем положении переноса.
В показанном варианте осуществления изобретения общая ось поворота 29 поворотных рычагов 24 помещена на уровне чуть выше (ненагруженного) CG ковша и по линии, которая составляет угол α от 0° до 15° (и обычно примерно 5°) от днища 21 ковша.
Как видно в конце вертикального разреза (фиг.3А и 3В), альтернативные виды поворотных рычагов 24 (т.е. поворотных рычагов 24А и 24В) имеют участки 31 по своей длине, которые наклонены вовнутрь, чтобы сочленяться со скошенным углом подъемных цепей 25.