МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ МАШИН-ОРУДИЙ

Полезная модель относится к гидравлическим мобильным машинам-орудиям, в частности к экскаваторам прямого и обратного копания и других строительных машин.
Известно рабочее оборудование для гидравлических мобильных машин, содержащее поворотную платформу с размещенной на ней при помощи подвески, включающей поворотный рычаг и гидроцилиндр, телескопической стрелой с двумя подвижными секциями, при этом вторая подвижная секция снабжена вращающейся рукоятью и поворотной панелью с быстросъемным узлом крепления сменных рабочих органов (RU 77300 U1, 20.10.2008).
Недостатком оборудования является то, что им решаются только задачи смещения телескопической стрелы относительно базы машины и увеличения угла ее поворота.
Известно рабочее оборудование для гидравлических машин-орудий, содержащее один сочлененный семизвенный механизм с двумя степенями свободы привода нижней и верхней секций стрел и два, расположенных на нем автономных четырехзвенных гидромеханизма поворота рукояти и рабочего органа, при этом семизвенный механизм образован нижней секцией стрелы, верхней секцией стрелы, гидроцилиндром поворота нижней секции стрелы, гидроцилиндром поворота верхней секции стрелы и стойкой - поворотной платформой (http;//www.avtodor45.ru/stati/237-odnokovshovye-ekskavatory-s-gidravlicheskim-privodom, дата размещения на сайте не позднее 06.08.2013 - прототип).
Недостатками этой конструкции являются изначальная ориентация только на изменение зоны действия рабочего органа с целью возможности использования различных рабочих органов.
Задачей предложенной полезной модели является исключение в традиционном рабочем оборудовании однозначной взаимосвязи между длиной стрелы и расположением максимальной глубины копания относительно опорного контура машины, что позволило без увеличения длины стрелы и утяжеления машины отнести ее рабочую зону от опорного контура машины и этим реализовать возможность не толь разработки как сыпучих, так и тяжелых связных грунтов с одной стоянки машины на заданную глубину, но и значительно увеличить длину рабочей зоны до значений, обеспечивающих выполнение основных мелиоративных работ.
Техническим результатом полезной модели является увеличение зоны действия различных рабочих органов, достигнутого за счет значительного увеличения углов поворота гидроцилиндров поворота нижней и верхней секций стрел. Перемещение вверх, например, возможно до 9 метров, вниз - до 7 метров.
Технический результат достигается тем, что его многофункциональное рабочее оборудование для гидравлических машин-орудий содержит семизвенный механизм с двумя степенями свободы привода нижней и верхней секций стрел и два, расположенных на нем автономных четырехзвенных гидромеханизма поворота рукояти и рабочего органа, при этом семизвенный механизм образован нижней секцией стрелы, верхней секцией стрелы, гидроцилиндром поворота нижней секции стрелы, гидроцилиндром поворота верхней секции стрелы и стойкой - поворотной платформой. Оси шарниров крепления на поворотной платформе нижней секции стрелы и гидроцилиндра поворота верхней секции стрелы расположены на одной горизонтали и отстоят друг от друга на расстоянии равном 0,4-0,6 длины нижней секции стрелы, при этом расстояние между шарниром гидроцилиндра поворота нижней секцией стрелы и шарниром нижней секции стрелы не превышает 0,25-:-0,35 ее длины, а расстояние между шарниром сочленения секций стрел и шарниром гидроцилиндра поворота верхней секции стрелы превышает в 1,3-1,4 раза расстояние на поворотной платформе между шарнирами нижней секции стрелы и гидроцилиндра поворота верхней секции стрелы.
Размещение осей шарниров крепления на поворотной платформе нижней секции стрелы и гидроцилиндра поворота верхней секции стрелы на одной горизонтали и на расстоянии друг от друга равном 0,4-0,6 длины нижней секции стрелы, обусловлено тем, что нижняя секция стрелы поворачивается на максимальный угол около 70° в одну сторону и другую сторону. Это позволяет иметь заданные параметры рабочей зоны - глубины до 7 м и высоты выгрузки до 9 м.
Выполнение расстояния между шарниром гидроцилиндра поворота нижней секцией стрелы и шарниром нижней секции стрелы не превышающим 0,25-:-0,35 ее длины, определяется требованиями унификации всех 4 гидроцилиндров рабочего оборудования, а также габаритами поворотной платформы.
Выполнение расстояния между шарниром сочленения секций стрел и шарниром гидроцилиндра поворота верхней секции стрелы превышающим в 1,3-1,4 раза расстояние на поворотной платформе между шарнирами нижней секции стрелы и гидроцилиндра поворота верхней секции стрелы, обусловлено тем, что верхняя секция стрелы совершает поступательно-поворотное движение на расстоянии до 5 метров, в то время как в прототипе менее 1 м. Угол поворота нижней секции 140°, а гидроцилиндра поворота верхней секции стрелы - более 180°.
Для достижения технического результата - увеличения зоны действия рабочих органов: до 9 м - высоты выгрузки, до 15 м - радиуса копания и 7 м - глубины копания, необходимо использовать совокупность вышеуказанных соотношений.
На фиг. 1 представлена кинематическая схема многофункционального рабочего оборудования.
На фиг. 2 - схематически представлена работа обратной лопаты (гидроцилиндр нижней секции не показан).
На фиг. 3 - схематически представлена работа прямой лопаты.
Все возможности присущие как прямодействующему экскавационному и погрузочному рабочему оборудованию, так и экскавационному рабочему оборудованию обратного копания должны иметь место и обеспечиваться предложенной кинематической схемой рабочего оборудования.
Все заданные параметры назначения машины должны реализовываться единой кинематической схемой рабочего оборудования.
Многофункциональное рабочее оборудование для гидравлических машин-орудий содержит, по меньшей мере, один сочлененный семизвенный механизм с двумя степенями свободы привода нижней секции 1 и верхней секций 2 стрел и два, расположенных на нем автономных четырехзвенных гидромеханизма поворота рукояти и рабочего органа 12. Семизвенный механизм образован нижней секцией 1 стрелы, верхней секцией 2 стрелы, гидроцилиндром 3 поворота нижней секции стрелы, гидроцилиндром 4 поворота верхней секции стрелы и стойкой - поворотной платформой 5. Оси шарнира 6 крепления на поворотной платформе нижней секции стрелы и шарнира 7 гидроцилиндра поворота верхней секции 2 стрелы расположены на одной горизонтали и отстоят друг от друга на расстоянии равном 0,4-0,6 длины нижней секции 1 стрелы. Расстояние между шарниром 13 гидроцилиндра поворота нижней секцией стрелы и шарниром 6 нижней секции стрелы не превышает 0,25-:-0,35 ее длины. Расстояние между шарниром 8 сочленения секций стрел и шарниром 9 гидроцилиндра поворота верхней секции стрелы превышает в 1,3-1,4 раза расстояние на поворотной платформе между шарниром 6 нижней секции стрелы и шарниром 7 гидроцилиндра поворота верхней секции стрелы.
Технический результат предложенного технического решения достигается только в пределах указанных выше соотношений, что подтверждается проведенными экспериментами.
Работа обратной лопаты
Работу рабочего оборудования - обратной лопаты рассмотрим на примере совмещения разработки котлована глубиной 6,0 м в несвязном грунте с углом естественного откоса 35 град. и мелиоративного канала с заложением 1:1,5. В исходном положении К1, P1.C1 (см. фиг. 2) ковш К установлен в точке М максимального радиуса копания равным 15 м на уровне стоянки машины. Звено А (нижняя секция стрелы) находится в крайнем правом положении, звено Б - гидроцилиндр с полностью выдвинутым штоком (положение Б1), а звено С (верхняя секция стрелы) - стрела - полностью отвернута и занимает крайнее правое положение. Вся вертикальная площадь забоя обратной лопаты условно разделена на шесть зон. Наиболее удаленная зона забоя №1 разрабатывается только поворотом рукояти (Р1-Р2) и ковша (К1-К2). Звенья А, Б, и С - находятся в исходном первом положении. Зона забоя №2 разрабатывается поворотом рукояти (Р3-Р4) и ковша (К1-К3). При этом стрела С повернута по часовой стрелке из положения С1 с положение С2 посредством втягивания штока гидроцилиндра (звено Б).
Зона забоя №3 также разрабатывается поворотом рукояти (Р5-Р6) и ковша (К4-К5). Стрела С дальнейшим втягиванием штока звена Б переведена в положение С3.
Зона забоя №4 соответствует разработки котлованов глубиной до шести метров в тяжелых связных грунтах. При этом, стрела переходит в крайнее нижнее четвертое положение - С4. Грунт разрабатывается поворотом рукояти (Р7-Р8). Ведущее звено А переведено из положения А1 в положение А2.
Две следующие зоны забоя разрабатываются, когда звенья А и Б занимают положение - A3 и Б3, а стрела положение С5. Зона №5 соответствует (положениям рукояти Р9-Р10).
Самая верхняя зона забоя №6 разрабатывается когда звено А и звено Б находятся в позициях А4 и Б4, а стрела - в позиции С6 рукояти Р11-Р12.
Работа прямодействующего оборудования
Исходным положением при работе прямой лопатой при экскавации грунта с подъемом рабочего оборудования является полностью повернутое влево положение звена А, (А4), звена Б, занимающего положения (Б4) и стрелы положением С7 (см. фиг. 3). Машина установлена на дно котлована глубиной 7 м и производит разработку котлована в грунтах любой категории прочности тем же рабочим оборудованием, которым обратная может отрыть котлован глубиной 6 м только в тяжелых связных грунтах. При проведении погрузочных работ нижняя секция стрелы - Звено А занимает положение А5, звено Б-Б6, а верхняя секция стрелы положение С9.
Планировочные работы на уровне стоянки машины с ходом ковша 5-6 м осуществляются планировочным или погрузочным ковшом при совмещенном движении рукояти и нижней и верхней секций стрелы. При этом звенья семизвенного механизма могут занимать положения: А4, А5, А6, А7 и А8; Б4, Б5, Б6, Б7 и Б8; С8, С9, С10 и С11.