ОПОРНАЯ РАМА ШАГАЮЩЕГО ЭКСКАВАТОРА

Полезная модель относится к горному машиностроению и может быть использована в качестве одной из опор, принимающей нагрузки от поворотной части шагающего экскаватора-драглайна.
Из уровня техники известна рама шагающего экскаватора в качестве «базы опорной». Известная рама выполнена с возможностью установки на ней центральной цапфы, препятствующей сдвигу относительно нее поворотной платформы, содержит верхний и нижний настилы, систему взаимно пересекающихся кольцевых и радиальных балок между ними, роликовый и рельсовый круг под опорные катки, принимающие нагрузки от поворотной платформы. Согласно назначению экскаватора-драглайна, конструкция его рамы испытывает высокие нагрузки, а нижняя ее часть должна работать при давлении на грунт порядка 1 МПа. [каталог МП «МОНТОРЕМ», «Запасные части к экскаватору ЭШ 10/70А (ЭШ 13/50)», Кемерово, 1992 г.].
В уровне техники широко распространена конструкция опорной рамы, выполненная в виде круглой плиты, состоящей из отдельных транспортабельных частей. Конструкция опорной рамы содержит нижний опорный настил, верхний настил, наружную вертикальную кольцевую стенку и систему взаимно пересекающихся вертикальных продольных и поперечных стенок, образующих пространственную раму, разбивающую опорную плиту на отдельные секции. Например, известна опорная рама, дополнительно к верхнему настилу которой приварены кольцевые постели под нижний рельсовый круг и зубчатый венец с утолщенным вварным цельным опорным листом под цапфу центральную. Опорная плита снабжена вертикальной кольцевой стенкой, установленной концентрично наружной вертикальной кольцевой стенке и сопряженной с вертикальными продольными и поперечными стенками. При этом составные части в зонах верхнего и нижнего настилов сопряжены друг с другом внахлестку и скреплены призонными - пасованными болтами, а крепления частей в местах сопряжения их с вертикальными боковыми стенами выполнены в виде высокопрочных болтов и электрозаклепок. Кроме того, угловые секции боковых частей круговой плиты дополнительно снабжены радиальными стенками, сопряженными с кольцевыми стенками и верхним и нижним настилами (патент на полезную модель № RU142619, дата публикации 19.12.2013).
Недостаток данного технического решения заключается в сложности монтажных работ при сборке конструкции опорной рамы.
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является опорная рама, содержащая верхний и нижний настилы, систему взаимно пересекающихся кольцевых и радиальных балок, разделяющих раму на секции, одна из которых центральная. Для доступа в секции в верхнем настиле и радиальных балках имеются люки. Крайняя кольцевая балка выполнена толщиной не менее 20 мм и снабжена кольцевым выступом, служащим для захвата рамы при шагании. Опорная рама содержит ребра, вваренные между верхним настилом и кольцевым выступом, в верхнем настиле имеется сплошной лист под роликовый круг, а на опорной части нижнего настила по всему периметру приварены зубообразные платики [Патент на полезную модель № RU96584, дата публикации 10.08.2010].
Основным недостатком ближайшего аналога является недостаточная надежность и долговечность конструкции опорной рамы, являющиеся следствием низкой сопротивляемости изгибающим моментам, возникающим в процессе копания или шагания экскаватора.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является недостаточная жесткость опорной рамы шагающего экскаватора.
Технический результат заключается в увеличении срока службы деталей и узлов опорно-поворотного устройства экскаватора.
Сущность заявляемого устройства заключается в следующем.
Опорная рама шагающего экскаватора содержит верхний и нижний настилы и расположенную между ними систему взаимно пересекающихся кольцевых и радиальных балок, разделяющих раму на секции. В отличие от ближайшего аналога, крайняя кольцевая балка имеет кольцевой выступ, выполненный в виде горизонтального кольцевого пояса и вертикальной обечайки, расположенной между верхним настилом и горизонтальным кольцевым поясом.
Количество кольцевых балок зависит от необходимой жесткости конструкции опорной рамы, предпочтительным вариантом является выполнение трёх кольцевых балок - крайней, средней и центральной. Крайняя кольцевая балка по периметру может быть усилена Г-образной балкой. Крайняя кольцевая балка предпочтительно выполнена толщиной не менее 20 мм.
Для доступа в секции, образованные разделением рамы кольцевыми и радиальными балками, в верхнем настиле и радиальных балках могут быть выполнены люки.
Радиальные балки могут быть выполнены одинаковых или разных размеров, в зависимости от расстояния между кольцевыми балками, а также необходимого сочетания оптимальной материалоемкости и жесткости конструкции, монтированными по кругу с шагом, обеспечивающим необходимую частоту расположения балок, от 5 до 30 градусов.
Верхний настил может быть выполнен составным и включать сплошной лист под роликовый круг, приваренный к крайней кольцевой балке или по периметру верхнего настила. Также, верхний настил выполнен с возможностью установки центральной цапфы.
По верхней поверхности нижний настил может быть усилен Г-образными балками, обеспечивающими дополнительную жесткость и сопротивляемость изгибающим моментам, возникающим в процессе копания или шагания экскаватора, то есть увеличивающими изгибную жесткость нижнего настила.
Ширина кольцевого пояса должна обеспечивать возможность взятия опорной рамы за него с помощью захватов поворотной платформы, которые при копании вращаются относительно оси экскаватора и, соответственно, относительно кольцевого пояса. Вертикальная обечайка может быть расположена на любом расстоянии от крайней кольцевой балки, обеспечивая соединение горизонтального кольцевого пояса и верхнего настила. Вертикальная обечайка может быть выполнена сплошной или составной, например, из дугообразных вертикальных листов. Толщина обечайки может быть выполнена в два раза меньше толщины кольцевого пояса с целью снижения материалоемкости.
Размеры конструктивных элементов, в том числе их толщина, выбираются исходя из прочностных характеристик используемого материала, а также в зависимости от массы экскаватора и принимаемого удельного давления на грунт.
Стыки конструкции рамы могут быть выполнены любым известным из уровня техники способом, в том числе стыковочные швы могут быть выполнены сварными или для сборки стыков конструкции могут быть использованы Г-образные балки или высокопрочные болты.
За счет наличия кольцевого выступа увеличивается жесткость соединения крайней кольцевой балки и верхнего настила. При шагании экскаватора нагрузка от захватов поворотной платформы передается кольцевому выступу, нагрузка на край верхнего настила уменьшается, что в свою очередь повышает износостойкость конструкции опорной рамы. Опытным путем выявлено, что вышеуказанные существенные признаки позволяют добиться увеличения жесткости опорной рамы дополнительно не менее, чем на 20%, за счет усиления ее конструкции, что в свою очередь увеличит срок службы деталей и узлов опорно-поворотного устройства, как минимум на 15%.
Вышеописанные отличительные существенные признаки обеспечивают решение проблемы недостающей жесткости конструкции опорной рамы шагающего экскаватора, за счет чего достигается технический результат по увеличению срока службы деталей и узлов опорно-поворотного устройства экскаватора.
Заявляемая полезная модель может быть выполнена из известных  материалов, с использованием сборочно-сварочных операций.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - вид опорной рамы сбоку с вертикальным сечением.
Фиг. 2 - вид опорной рамы снизу.
Опорная рама представляет собой круглую плиту, имеющую верхний 1 и нижний 2 настилы, кольцевые балки - крайнюю 3, среднюю 4 и центральную 5, а также радиальные балки 6 и 7, смонтированные по кругу с шагом в 15 градусов. Крайняя кольцевая балка 3 расположена по краю рамы, выполнена из листа толщиной 20 мм и усилена по периметру Г-образной балкой 8. Нижний настил рамы 2 выполнен из листа толщиной 20 мм и усилен Г-образными балками 9. В верхнем настиле 1 имеется сплошной лист 10 под роликовый круг. Крайняя кольцевая балка 3 снабжена кольцевым выступом, выполненным в виде горизонтального кольцевого пояса 11 и вертикальной обечайки 12, приваренной между верхним настилом 1 и горизонтальным кольцевым поясом 11 так, чтобы соединять их края. В верхнем настиле 1 (не показано на чертежах) и радиальных балках 6 и 7 выполнены люки 12 для доступа в секции рамы. Для сборки стыков конструкции рамы использованы высокопрочные болты (не показано на чертежах).
Принцип действия заявляемой полезной модели заключается в следующем.
При шагании экскаватора нагрузка от захватов передается кольцевому выступу, то есть усиленной крайней кольцевой балке 3, и от поворотной части экскаватора - балкам 4, 5.