РОТОРНО-НАКЛОННЫЙ МЕХАНИЗМ

Полезная модель относится к области строительных и дорожных машин, ею могут быть оборудованы практически все виды гидравлической техники, например, экскаваторы, и может быть использована как механизм для вращения и наклона навесного оборудования и его быстрой смены без выхода оператора из кабины.
Известно устройство для поворота рабочего оборудования экскаватора в описании к изобретению №2187602, МПК E02F 9/12 от 05.04.2001, опубл. 20.08.2002, содержащее установленную на его раме поворотную колонну, жестко связанную с коаксиально установленным в ней шлицевым валом, подшипниковые опоры которого закреплены на раме, и механизм поворота колонны. Механизм поворота колонны выполнен в виде высокомоментного роторно-планетарного гидродвигателя, шлицевое отверстие ротора которого сопряжено непосредственно со шлицевым валом, а корпус гидродвигателя связан с рамой посредством рычага, жестко закрепленного на корпусе, и поводка, шарнирно связанного с рычагом и с рамой.
Недостатки: недостаточно высокая надежность механизма.
Ввиду того, что механизм поворота расположен между колонной и рамой экскаватора ограничивается угол поворота рабочего оборудования устройства возникает неравномерная предельная, переменная нагрузка в винтовых соединениях при эксплуатации на грунтах повышенной прочности, что обусловливает низкую надежность механизма.
Известно устройство для поворота рабочего оборудования гидравлического экскаватора в описании патента WO 2007/097698 от 30.08.2007. (США), содержащее устройство поворота, верхняя часть которого крепится к переходнику, смонтированному непосредственно на стреле экскаватора, а к нижней части устройства поворота присоединено, при помощи винтов, основание для установки на него ковша.
Недостатки: недостаточно высокая надежность механизма.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому механизму является устройство для быстрой замены рабочего органа в описании к патенту на полезную модель №114972, МПК E02F 3/43 от 16.12.2011, опубл. 20.04.2012, содержащее сварную конструкцию, собранную на несущей плите и оснащенную отверстиями для крепления на рукояти цилиндрическими пальцами, отличающееся тем, что содержит привод, состоящий из червячного редуктора, гидромотора, одного или двух гидроцилиндров наклона со штоком в каждом, гидроцилиндра гидрозамка, шарнирно закрепленный цилиндрическими осями на переходнике с возможностью поворота от штока гидроцилиндра через ось и захват, гидрораспределитель навесного оборудования и гидрораспределитель управления потоками рабочей жидкости, приводящий в движение выходной вал гидромотора, через червячный редуктор, поворачивающий захват с закрепленным на нем навесным оборудованием и осуществляющий реверсивное вращение относительно оси рукояти экскаватора, к которой при помощи гидрозамка, обеспечивающего его надежную фиксацию, крепится рабочее оборудование.
Недостатки: недостаточно высокая надежность механизма.
В прототипе основание с установленным на нем ковшом крепится к устройству поворота при помощи винтов. В процессе эксплуатации неравномерно распределяется нагрузка между крепежными винтами. В винтовых соединениях при копании грунтов высокой прочности возникают предельные, напряжения, которые разрушают винты, что обусловливает низкую надежность механизма. Механизм поворота ковша может выполнять земельные работы только на грунтах легкой категории. При разработке грунтов средней категории происходит частичное раскрытие контактных стыков винтовых соединений, в результате чего не выполняется условие работоспособности затянутых соединений при переменной нагрузке. Необходимо обязательно контролировать затяжку винтовых соединений.
Технический результат: повышение надежности роторно-наклонного механизма.
Технический результат в роторно-наклонном механизме, включающем переходник для крепления к рукояти, опору, соединенную с переходником, на которую монтируется подшипниковое опорно-поворотное устройство, основание, соединенное с подшипниковым опорно-поворотным устройством, с установленным гидромотором, гидроцилиндр наклона навесного оборудования, достигается тем, что в отверстие подшипникового опорно-поворотного устройства установлен коллектор с буртиками, с роторным узлом, состоящим из вала, смонтированного в подшипниках с установленной на его цапфе муфтой.
За счет установки коллектора с буртиками, с роторным узлом, состоящим из вала, смонтированного в подшипниках с установленной на его цапфе муфтой в отверстие подшипникового опорно-поворотного устройства изменятся силовой поток в конструкции механизма, разгружаются винтовые соединении с выравниванием нагрузки между винтами при эксплуатации на грунтах повышенной прочности, что обусловливает повышение надежности заявляемого механизма.
Буртики коллектора не дают разъединиться конструкции при копании грунта, а винты выполняют вспомогательную страховочную функцию.
Заявляемый роторно-наклонный механизм позволяет машине, не меняя своей позиции, выполнять различные технические работы, в том числе копание грунтов повышенной прочности, как прямой, так и обратной лопатой с наклоном рабочего оборудования в обе стороны и его не ограниченным вращением с повышением надежности механизма.
Наличие отличительных от прототипа существенных признаков позволяет признать заявляемое техническое решение новым.
Из сравнительного анализа поворотных устройств не выявлены технические решения, содержащие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого механизма, поэтому заявляемый механизм отвечает критерию изобретательского уровня.
Возможность применения заявляемого изобретения в промышленности позволяет признать его соответствующим критерию промышленной применимости.
Сущность заявляемого технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами, где показано: на фиг. 1 - изображен общий вид роторно-наклонного механизма; на фиг. 2 - изображен разрез А-А роторно-наклонного механизма
Заявляемое устройство состоит из трех сварных узлов, соединенных между собой: основания 7, опорно-поворотного устройства 6, переходника 1. Переходник 1 состоит из установленного на нем гидроцилиндра 2 поворота навесного оборудования в обоих направлениях. К гидроцилиндру 2 и переходнику 1 посредством шарниров 3 прикреплена опора 4, к которой посредством винтов 5 прикреплено подшипниковое опорно-поворотное устройство 6, в котором вращение червячного колеса 12 осуществляется посредством гидромотора 11. К опорно-поворотному устройству 6 при помощи винтов 5 крепиться основание 7 для автоматического крепления навесного оборудования посредством ригелей 8. В отверстие опорно-поворотного устройства 6 закреплен коллектор 9 с буртиками (на чертеже не указаны), в котором установлен роторный узел 10, буртики не дают разъединиться конструктивным элементам при копании грунта. Роторный узел 10 состоит из вала 14 с установленной на его цапфе муфтой 13, который смонтирован в подшипниках 15 и 16. Внутри коллектора 9 с буртиками и вала 14 имеются четыре сквозных отверстия для прохождения по ним рабочей жидкости к гидравлическим устройствам. Вал 14 имеет центральное сквозное отверстие для прокладывания в нем электрических проводов. Для предотвращения утечек рабочей жидкости в коллекторе 9 с буртиками и роторном узле 10 предусмотрены уплотнительные устройства.
Роторно-наклонный механизм работает следующим образом. Роторно-наклонный механизм навешивают на рукоять манипулятора машины, например, на рукоять экскаватора. Для этого в отверстия переходника 1 и рукояти машины вставляют оси, после чего переходник 1 неподвижно за-закрепляют на рукояти машины. Затем машинист при помощи рычагов управления подводит рукоять с вывешенным наклонно-поворотным механизмом к навесному оборудованию и вставляет навесное оборудование в пазы основания 7. Машинист при помощи гидравлической системы управления (на рис. условно не показан) производит фиксацию навесного оборудования на основании 7 при помощи ригелей 8, которые имеют возможность линейного перемещения вдоль собственной оси. В результате этого роторно-наклонный механизм с установленным на нем рабочим оборудованием готов к работе. Посредством выдвижения или втягивания штока гидроцилиндра 2 могут производиться наклоны вправо или влево, соответственно, в вертикальной плоскости опоры 4, опорно-поворотного устройства 6, основания 7 с рабочим оборудованием относительно осей 3, шарнирно соединяющие переходник 1 с опорой 4. При помощи гидромотора 11 можно вращать червячное колесо 12 вокруг собственной оси, которое, по сути, является наружным кольцом подшипникового опорно-поворотного устройства 6. Вращение от червяного колеса посредством винтов 5 передается на основание 7 с установленным на нем рабочим оборудованием. Вращение от основания 7 посредством муфты 13 передается на вал 14 роторного узла 10, смонтированного в коллекторе 9 с буртиками. Вал 14 вращается на подшипниках 15 и 16, которые, при работе машины, воспринимают одностороннюю осевую нагрузку направленную вниз и радиальные нагрузки во всех направлениях, соответственно. При выполнении рабочих операций роторный узел 10 предотвращает перекручивание гидравлических шлангов, а так же осуществляет силовое замыкание от основания 7 к переходнику 1, придавая дополнительную жесткость конструкции роторно-наклонного механизма.
Заявляемый роторно-наклонный механизм позволяет машине, не меняя своей позиции, выполнять различные технические работы, в том числе копание грунтов повышенной прочности, как прямой, так и обратной лопатой с наклоном рабочего оборудования в обе стороны, и может использоваться практически на всех видах гидравлической техники не только для земельных работ, но и для дорожного строительства, работ на железных дорогах, внутригородских работ по благоустройству, аварийно-ремонтных, транспортно-логистических и других видов работ.
Использование заявляемого устройства позволит выполнять земельные-работы на грунтах повышенной прочности с повышением надежности роторно-наклонного механизма.