КОВШ СКРЕПЕРА
SCRAPER BUCKET

Изобретение относится к землеройной технике, а именно к скреперам.
Известен ковш скрепера (SU а.с. 1418425, E02F 3/64, 9/22), включающий боковые и заднюю выдвижную стенки, днище с режущим ножом, переднюю заслонку с направляющей плитой, установленной на валу и к концам его с внешних боковых сторон заслонки прикреплены рычаги с возможностью односторонней связи со штоками гидроцилиндров прижима, соединенных корпусами с боковыми стенками заслонки и сообщенных с гидроаккумулятором. В известном ковше скрепера направляющая плита оказывает давление на срезаемую стружку грунта упрочняя ее, что облегчает продвижение в ковш и его наполнение. Однако известный ковш имеет недостатки которые выражаются в том, что при отсутствии задней направляющей плиты в ковше обжатие стружки не эффективно и упрочение ее не существенно, а это снижает наполняемость ковша и производительность. Кроме того, угол отклонения стружки относительно днища уменьшается с увеличением объема грунта в ковше, тогда как этот угол необходимо увеличивать с переходом от первой фазы заполнения ковша ко второй и третьей фазам (Гальперин М.И., Домбровский Н.Г. Строительные машины: Учебник для вузов. - 3 изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа. 1980. с. 201-202).
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и принятый за прототип является ковш скрепера (SU а.с. 1532663, E02F 3/64), включающий боковые и заднюю выдвижную стенки, днище с режущим ножом, переднюю заслонку с прижимом в виде дугообразной плиты, установленные с возможностью ограниченного поворота в ковше за режущим ножом и внутри передней заслонки, заднюю и переднюю направляющие плиты с цилиндрическими поверхностями. Во втором известном ковше скрепера передняя и задняя направляющие плиты, а также прижим обеспечивают двустороннее обжатие срезаемой стружки грунта, что повышает ее прочность и проникающую способность при заполнении ковша, однако и этот ковш имеет недостатки. Так согласно описанию задняя направляющая плита при заполнении ковша удерживается неподвижным упором в положении близком к вертикали, а это препятствует движению грунта в первой фазе заполнения ковша, что увеличивает затраты энергии. Кроме того, при зафиксированной передней заслонке прижим оказывает переменное воздействие на грунт вследствие вертикального перемещения ковша при регулировании толщины стружки и вследствие неровности опорной поверхности, что ведет к снижению прочности стружки, и к вытекающим из этого последствий описанных выше. При ручном способе регулирования силы прижатия, управляя заслонкой с помощью гидрораспределителя, не удается обеспечить равномерное прижатие и это увеличивает сопротивление движению скрепера и усложняет управление рабочим процессом.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности за счет большей наполняемости ковша грунтом и упрощение управления рабочим процессом.
Указанный технический результат достигается тем, что ковш скрепера, включающий боковые и заднюю выдвижную стенки, днище с режущим ножом, переднюю заслонку с прижимом в виде дугообразной плиты, установленные с возможностью ограниченного поворота в ковше за режущим ножом и внутри передней заслонки соответственно заднюю и переднюю направляющие плиты с цилиндрическими поверхностями, снабжен гидроцилиндрами прижима направляющих плит, гидроаккумулятором и регулируемым редукционным гидроклапаном, при этом передняя направляющая плита установлена на валу и к концам его с внешних боковых сторон заслонки прикреплены рычаги с возможностью односторонней связи со штоками гидроцилиндров прижима, соединенных корпусами с боковыми стенками заслонки и сообщенных поршневыми полостями с гидроаккумулятором, который сообщен через регулируемый редукционный гидроклапан с напорной гидролинией и через вентиль с гидробаком, а задняя направляющая плита установлена на валу, к концам которого, с внешних сторон боковых стенок прикреплены рычаги с возможностью односторонней связи со штоками гидроцилиндров прижима, соединенных корпусами с боковыми стенками ковша и штоковые их полости снабжены пружинами, а поршневые полости сообщены гидролинией с поршневой полостью гидроцилиндра привода задней выдвижной стенки, причем гидрораспределитель гидроцилиндров передней заслонки выполнен четырехпозиционным с возможностью сообщения, в одной из позиций золотника, поршневых полостей этих гидроцилиндров с поршневой полостью гидроцилиндра задней выдвижной стенки. Упомянутые выше гидроцилиндры прижима передней и задней прижимных плит имеют штоки снабженные роликами.
Предлагаемый ковш скрепера отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. Решается задача повышения прочности срезаемой стружки грунта и оптимизация угла ее наклона в зависимости от объема грунта в ковше с автоматизацией управления передней заслонкой, что повышает наполняемость ковша и производительность при упрощении управления.
На фиг. 1 изображен ковш скрепера и гидросхема управления.
Ковш скрепера включает боковые 1, заднюю 2 выдвижную стенки и днище 3 с режущим ножом 4. Задняя выдвижная стенка 2 имеет привод в виде гидроцилиндров 5, соединенных с гидрораспределителем 6. Передняя заслонка 7 с гидроцилиндрами 8, сообщенными с гидрораспределителем 9. В передней нижней наружной части передней заслонки установлен прижим 10 в виде дугообразной плиты, а внутри заслонки установлена имеющая сферическую поверхность передняя направляющая плита 11. Плита 11 закреплена на валу 12, к концам которого с наружных сторон боковых стенок заслонки прикреплены рычаги 13, установленные с возможностью односторонней связи со штоками гидроцилиндров 14 прижима с роликами 15. Гидроцилиндры 14 поршневыми полостями соединены гидролиниями с гидроаккумулятором 16, сообщенным с напорной гидролинией через регулируемый редукционный гидроклапан 17 и через вентиль 18 с гидробаком. Задняя направляющая плита 19 со сферической поверхностью установлена на валу 20, на концах которого с наружных сторон боковых стенок 1 прикреплены рычаги 21, с возможностью односторонней связи со штоками гидроцилиндров 22 прижима, имеющих ролики 23. Гидроцилиндры 22 корпусами прикреплены к боковым стенкам 1 ковша и в их штоковые полости установлены пружины 24, а поршневые полости сообщены гидролинией 25 с поршневыми полостями гидроцилиндров 5 привода задней стенки. Кроме того, поршневые полости гидроцилиндров 5 сообщены гидролинией 26 с четырехпозиционным гидрораспределителем 9, выполненным с возможностью соединения, в одной из позиций золотника, поршневых полостей гидроцилиндров 5 со штоковыми полостями гидроцилиндров 8 привода передней заслонки 7.
Ковш скрепера, действует следующим образом.
Ковш скрепера на фиг. 1, изображен в рабочем положении с заглубленным ножом 4. Передняя заслонка приоткрыта, свободно опирается прижимом 10 на грунт, оказывая на него давление собственной силой тяжести. Поршневые полости гидроцилиндров 8 сообщены через гидрораспределитель 9 с гидробаком, а штоковые полости сообщены с поршневыми полостями гидроцилиндров 5, которые также соединены с поршневыми полостями гидроцилиндров 22. В начале первой фазы заполнения ковша, давление грунта на заднюю выдвижную стенку 2 отсутствует или еще мало, поэтому штоки гидроцилиндров 22 под действием пружин 24 вдвинуты и опирающиеся на них рычаги 21 определяют максимальное отклонение направляющей плиты 19 назад в сторону задней стенки 2. Передняя направляющая плита 11 также отклонена в эту же сторону и прижимает срезаемый грунт под действием гидроцилиндров 14, сообщенных с гидроаккумулятором 16, заряженным на заданную величину давления. По мере увеличения объема грунта в ковше увеличивается его давление на заднюю стенку 2 и на поршни гидроцилиндров 5. В поршневых полостях гидроцилиндров 5 и 22, а также в штоковых полостях гидроцилиндров 8 увеличивается давление рабочей жидкости. Под действием этого давления поршни и штоки гидроцилиндров 22, преодолевая усилие пружин 24, воздействуют на рычаги 21 и поворачивают на подъем направляющую плиту 19, увеличивая угол направления стружки грунта до оптимального значения, для второй и третьей фаз наполнения ковша. Передняя направляющая плита 11 также отклоняется влево, сохраняя прижимное воздействие на срезаемую стружку грунта, и величина этого воздействия определяется величиной давления зарядки гидроаккумулятора 16. В течении второй фазы наполнения ковша осуществляется заполнение передней части ковша и передней заслонки 7, что увеличивает давление прижима 10 на грунт. Это с одной стороны хорошо для упрочнения стружки и не очень хорошо с другой стороны из-за возрастания сопротивления перемещению скрепера. Однако возрастание давления рабочей жидкости в штоковых полостях гидроцилиндров 8, по мере увеличения объема грунта в ковше, уменьшает величину давления прижима 10 на грунт до оптимального значения, что снижает сопротивление перемещению скрепера и затраты энергии на перемещение.
Для разгрузки ковша золотник гидрораспределителя 6 перемещается влево, направляя рабочую жидкость из напорной гидролинии в поршневые полости гидроцилиндров 5, которая одновременно поступает в штоковые полости гидроцилиндров 8 и поршневые полости гидроцилиндров 22. С небольшим опережение, вследствие меньшего сопротивления, поднимается передняя заслонка 7 с направляющей плитой 11, которая под действием грунта и собственной силы тяжести поворачивается отвесно вниз, не препятствуя высыпанию грунта. Задняя направляющая плита 19 также совершает небольшой поворот влево. С увеличением давления рабочей жидкости начинает перемещаться вперед задняя выдвижная стенка 2 и вытеснять грунт из ковша, который, перемещаясь, поворачивает плиту 19 до опоры ее на режущий нож.
После разгрузки ковша, золотник гидрораспределителя 6 перемещается вправо, и задняя стенка 2 возвращается в исходное положение. Одновременно опускается передняя заслонка 7 и штоки гидроцилиндров 22. С началом нового рабочего цикла режущий нож 4 заглубляется в грунт, который перемещаясь в ковше, поворачивает переднюю 11 и заднюю 19 направляющие плиты до упора в штоки с роликами соответствующих гидроцилиндров 14 и 22, а затем повторяются все описанные выше этапы заполнения ковша скрепера грунтом.
Таким образом, использование предлагаемого ковша скрепера обеспечивает эффективное упрочнение срезаемой стружки грунта и оптимальное направление ее движения, в зависимости от величины объема грунта в ковше. Это снижает время заполнения ковша, повышает его наполняемость и соответственно производительность. Кроме того, снижаются энергозатраты и упрощается управление рабочим процессом, путем автоматизации управления передней заслонкой, а это снижает утомляемость машиниста и также способствует повышению производительности.