ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА
MINE EXCAVATOR ROTARY SUPPORT

Изобретение относится к карьерным экскаваторам, а именно к опорно-поворотным устройствам, также может быть использовано в подъемниках и выемочно-погрузочных машинах, предназначенных для перемещения грузов, разработки и погрузки в транспортные средства или отвал полезных ископаемых.
Известно опорно-поворотное устройство карьерного экскаватора, содержащее верхний и нижний рельсы, роликовый круг, ролики, зубчатый венец и связанные с ним детали, которые образуют механический роликовый круг (Руководство по обслуживанию и ремонту механизмов экскаватора 2800ХРВ, Р&Н Mining Equipment - Technical Communications, 2002 Harnischfeger Corporation, p.3.22-3.33). Двигатель поворота приводит в движение вал поворота и ведущую шестерню. Ведущая шестерня приходит в зацепление с зубчатым венцом поворота и вращает верхнюю раму на ходовой тележке. Верхняя рама поддерживается на конических роликах, которые катаются по обработанной верхней и нижней дорожке качения роликов. Ролики имеют коническую форму для обеспечения контакта с рельсами без проскальзывания. Ролики установлены на круговом сепараторе на пальцах в отверстиях на равных расстояниях вокруг несущей обоймы. Во время работы машины роликовый узел перемещается между верхним и нижним рельсами, покрытыми распыленной смазкой из автоматической системы смазки.
Недостатком опорно-поворотного устройства экскаватора 2800ХРВ Р&Н является относительно небольшой диаметр роликового круга и ограниченное количество роликов, что приводит к высоким нагрузкам на его опорные поверхности, верхний и нижний рельсы и ролики, в связи с чем, для эксплуатации экскаватора требуется качественная подготовка подошвы забоя с уклоном не более 3°.
Прототипом выбрано опорно-поворотное устройство согласно изобретению по патенту US №5205657 А, 27.04.1993 г. Опорно-поворотное устройство включает поворотный круг с верхней и нижней кольцевыми направляющими, а также внешний и внутренний сепараторы. Каждая кольцевая направляющая имеет опорную поверхность, которые противоположны одна другой и имеют промежуток между собой. Ряд конических роликов находятся в роликовом контакте с опорными поверхностями направляющих, а каждый ролик монтируется на валике. Внутренний сепаратор соединяет концы валиков соседних роликов со стороны меньших концов роликов. Внутренний сепаратор включает элемент, который устанавливается сверху на боковую сторону направляющей, чтобы передавать упорные нагрузки от роликов через сепаратор на направляющую.
Изобретение также относится к такому поворотному кругу, в котором второй, внешний, сепаратор соединяет противоположные концы валиков соседних роликов и есть элементы, соединяющие внешний сепаратор с внутренним сепаратором так, чтобы упорные нагрузки передавались от роликов на внешний сепаратор и через элементы соединения на внутренний сепаратор.
Применение двух сепараторов, внешнего и внутреннего, снижает ремонтопригодность опорно-поворотного устройства, а значит, долговечность и надежность экскаватора.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание надежного устойчивого с равномерным распределением нагрузок ремонтопригодного опорно-поворотного устройства карьерного экскаватора в виде кольцевой опоры посредством увеличения диаметра кольцевых направляющих относительно нижней рамы экскаватора, а также снижения нагрузки непосредственно на каждый ролик.
Техническая задача решается выполнением опорно-поворотного устройства в виде роликового круга, содержащего кольцевые упорные направляющие - нижнюю, установленную на нижней раме ходовой тележки, и верхнюю, размещенную на нижнем поясе поворотной платформы, на кольцевых направляющих установлены рельсы с опорными поверхностями, между которыми размещены конические ролики с цилиндрическими осями. Оси роликов соединены с сепаратором, на них установлены изолирующие вкладыши и прокладки, а в центре каждой оси, с внешней стороны роликового круга, расположены масленки.
Диаметр упорных направляющих соизмерим с шириной нижней рамы; верхний и нижний рельсы снабжены пазами в которых расположены планки, закрепленные болтами на кольцевых направляющих. На внутренних торцах роликов выполнены реборды, причем кромки внутренних торцов рельсов и сопряженная с ним поверхность реборды выполнены дугообразными. Отношение внешнего диаметра реборды к максимальному расстоянию между опорными поверхностями рельсов>1,1- Оси выполнены удлиненными, относительно реборды и внешних торцов роликов. Сепаратор представляет собой кольцевую обечайку, размещенную внутри роликового круга, на которой шпильками зафиксированы оси, между ребордами роликов и кольцевой обечайкой расположены прокладки, а с внешней стороны роликов на оси установлены шайбы.
Вкладыши роликов выполнены из литого полиамида, содержащего равномерно распределенную твердую смазку.
Выполнение опорно-поворотного устройства, в котором диаметр упорных направляющих соизмерим с шириной нижней рамы, позволяет создать равномерное распределение нагрузок на гусеничную раму посредством увеличения площади опоры и количества роликов.
Выполнение сепаратора в виде кольцевой обечайки, которая размещена внутри роликового круга делает свободным доступ к его составляющим - таким образом удобным в обслуживании и ремонтопригодным.
Крепление верхнего и нижнего рельса, между опорными поверхностями которых, прокатываются конические ролики, посредством планок, закрепленных болтами на направляющих, обеспечивает устойчивость опорно-поворотного устройства, удерживает рельсы в горизонтальной и вертикальной плоскости и позволяет избежать смятия опорных поверхностей вследствие местных пластических деформаций под действием вибрационных и ударных нагрузок, повышает надежность опорно-поворотного устройства.
Выполнение реборды на конических роликах удерживает ролики на опорных поверхностях, предотвращает их деформацию и усталостное выкрашивание в виде раковин и отслаивания под действием переменных контактных напряжений. А выполнение ширины реборды удовлетворяющей соотношению ее внешнего диаметра к максимальному расстоянию между опорными поверхностями рельсов≥1,1, позволяет удерживать ролики на опорных поверхностях. Изготовление сопряженных поверхностей реборды и кромки рельсов дугообразными, устраняет возможность возникновения концентрации напряжений, присущие кромкам и углам.
Прокладки, установленные на оси между ребордой роликов и сепаратором, устраняют контакт между ними, а также предохраняют более мягкую, в сравнении с роликом, сталь сепаратора. Кроме того, т.к. толщина реборды уменьшается при трении о рельсы, регулируя ширину прокладки, можно предотвращать перекосы и деформации в системе рельсы - ролик - кольцевая обечайка (сепаратор).
На фигурах 1, 2 и 3 изображено опорно-поворотное устройство общий вид, поворотная платформа (вид снизу) и в разрезе соответственно.
На фиг.1 показаны роликовый круг 1, симметричные кольцевые упорные направляющие 2 и 3, а также сепаратор 4 в виде кольцевой обечайки, размещенный внутри роликового круга 1. Нижняя упорная направляющая 2 установлена на нижней раме ходовой тележки 5, а верхняя несущая направляющая 3, установлена на нижнем поясе поворотной платформы 6 (фиг.2 и фиг.3). На кольцевых упорных направляющих 2 и 3 установлены рельсы 7, между опорными поверхностями которых размещены конические ролики 8. В роликах 8 размещены цилиндрические оси 9 с изолирующими вкладышами 10. На осях 9 между коническими роликами 8 и сепаратором 4 находятся прокладки 11. Масленки 12 установлены в центрах осей 9 с внешней стороны роликового круга 1. Нижняя опорная направляющая 2 соизмерима с нижней рамой 5, а на верхнем и нижнем рельсах 7 выполнены пазы 13 в которых размещены планки 14, закрепленные болтами 15 на кольцевых направляющих 2 и 3. На внутренних торцах конических роликов 8 выполнены реборды 16. Внутренние кромки рельсов 7 выполнены дугообразными, так же, как и сопряженное им соединение ролика 8 с ребордой 16. Оси 9 шпильками 17 крепятся к сепаратору 4. На осях 9 между ребордой 16 ролика 8 установлены прокладки 11, а с внешней стороны роликов 9 находятся шайбы 18, ограничивающие их радиальное перемещение.
Опорно-поворотное устройство работает следующим образом (фиг. 1, 2 и 3).
При работающем приводе, шестерни привода поворота, обкатываясь вокруг зубчатого венца (на фигурах не показано), сообщают вращение упорной направляющей 3, установленной на нижнем поясе поворотной платформы. Ролики 8 катятся по опорной поверхности рельса 7 закрепленного на направляющей 2 и нижней раме 5. Конические ролики 8 воспринимают осевые и радиальные нагрузки, а также момент, действующий на подвижную несущую направляющую 3.
Предлагаемое опорно-поворотное устройство позволяет получить равномерное распределение нагрузок на нижнюю раму ходовой тележки, избежать деформации и раскатывания опорных поверхностей, а также облегчить доступ к узлам и механизмам.