РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ КАРЬЕРНОГО КАНАТНОГО ЭКСКАВАТОРА
MINE ROPE EXCAVATOR WORKING TOOLS

Изобретение относится к горным машинам, используемым при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, а более конкретно к карьерным экскаваторам с рабочим оборудованием типа «прямая лопата» и электромеханическим приводом главных механизмов.
Известен гидравлический карьерный экскаватор (Патент RU №2121041, Публ. 1998.10.27), содержащий рукоять, на которой шарнирно установлен ковш. Ковш состоит из подвижной задней стенки, днища и боковых стенок, представляя собой две шарнирно-сочлененные части, одной из которых является его задняя стенка. На подвижной задней части выполнены гнезда, в которые входят фиксаторы, установленные на боковых стенках ковша. Фиксирование задней стенки ковша позволяет избежать частичной разгрузки ковша от грунта при его разработке. Выгрузка породы из ковша осуществляется размыканием частей ковша двумя гидроцилиндрами, установленными на задней стенке ковша. При повороте передней челюсти она поднимается вверх, что позволяет устанавливать ковш в непосредственной близости от кузова автосамосвала. Однако применение такой схемы выгрузки породы из ковша в канатном карьерном экскаваторе с вращательно-поступательным механизмом напора невозможно из-за отсутствия доступных и приемлемых средств гидравлической связи между элементами гидропривода, расположенными на разных звеньях рабочего оборудования, сопряжение которых между собой допускает их относительное поступательное перемещение.
Известно рабочее оборудование экскаватора карьерного гусеничного типа ЭКГ-10 (Экскаваторы карьерные гусеничные типа ЭКГ-10. Руководство по эксплуатации 3536.00.00.000РЭ, ОАО «Ижорские заводы», Санкт-Петербург, 2000 г.), содержащее ковш, включающий переднюю и заднюю литые стенки, а также две боковые стенки, днище ковша, зубья, подвеску ковша и механизм торможения днища ковша. Механизм открывания днища ковша состоит из двигателя, на валу которого установлен канатный барабан. Канат огибает блок, установленный на седловом подшипнике, и через систему рычагов выдергивает засов из отверстия в пяте передней стенки ковша в момент разгрузки.
Недостатком рабочего оборудования всех известных канатных карьерных экскаваторов является то, что выгрузка породы из ковша этих экскаваторов осуществляется открыванием днища, которое свободно поворачивается относительно корпуса ковша при выдергивании защелки, удерживающей днище в закрытом положении. Проблема возникает при выгрузке породы в кузов автосамосвала. Чтобы днище ковша при повороте не задевало ни кузова, ни породы в нем, машинист экскаватора вынужден устанавливать ковш высоко над кузовом автосамосвала. В результате падения всей находящейся в ковше породы со значительной высоты происходит усиленная динамическая нагрузка на транспортное средство, что существенно сокращает его срок службы.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание рабочего оборудования карьерного канатного экскаватора, позволяющее устанавливать ковш при разгрузке в непосредственной близости к транспортному средству, плавное регулирование скорости выгрузки ковша и создание подлежащих транспортировке по железной дороге ковшей большого объема.
Поставленная задача решается тем, что рабочее оборудование канатного карьерного экскаватора содержит стрелу, рукоять, механизм напора, коромысло и ковш. Ковш выполнен в виде шарнирно-сочлененных между собой соразмерных задней и передней створок и коромысла, причем шарниры имеют общую ось вращения. Задняя створка ковша жестко соединена с рукоятью. Ковш снабжен гидроприводным механизмом разведения задней и передней створок, содержащим пару рычагов, установленных на задней створке, соединенных с передней створкой посредством тяг и пару гидроцилиндров, цилиндры которых соединены с рукоятью шарнирно. Штоки гидроцилиндров также шарнирно соединены с рычагами. Боковые стенки задней створки выполнены полыми.
Новые технические решения всей совокупностью своих существенных признаков благодаря применению в канатном экскаваторе гидравлического привода в механизмах напора и открывания ковша позволяют, сохраняя преимущества прототипа, упростить конструкции стрелы, рукояти, ковша и механизма напора. Кроме того, разъемный ковш можно транспортировать по железной дороге. А регулируемый гидроприводный механизм разведения створок ковша исключает динамический удар, что существенно увеличивает срок службы транспортных средств, работающих в составе единого технологического комплекса в паре с экскаватором.
Неизвестным является рабочее оборудование карьерного канатного экскаватора с ковшом, выполненным в виде двух створок, имеющих шарниры, посредством которых передняя створка разъемного ковша и подвеска подъемного каната соединены с задней створкой ковша, имеют общую ось вращения, а приводной механизм замыкания и размыкания створок ковша содержит рычаг, взаимодействующий с передней створкой посредством тяги, которая может быть расположена как на внешней стороне боковой стенки задней створки, так и внутри боковой стенки, если она выполнена полой.
Расположение шарниров, соединяющих створки между собой и с подвеской подъемного каната, на общей для этих шарниров оси вращения позволяет минимизировать усилие в канате механизма подъема ковша и усилие в гидроприводном механизме открывания - закрывания створок.
По сравнению с прототипом настоящее изобретение имеет существенные отличия, обладает новыми функциональными свойствами, отсутствующими в известном рабочем оборудовании канатного карьерного экскаватора.
На фигуре изображено рабочее оборудование карьерного экскаватора, состоящее из стрелы 1, рукояти 2 и ковша 3 с коромыслом 4. Ковш 3 выполнен разъемным в виде шарнирно-сочлененных створок задней 5 и передней 6 и снабжен гидроприводным механизмом открывания-закрывания створок. Задняя створка 5 неподвижно соединена с двухбалочной рукоятью 2 и шарнирно соединена с коромыслом 4, причем шарнир, соединяющий обе створки между собой, и шарнир, соединяющий заднюю створку 5 с коромыслом 4, имеют общую ось вращения 7. Гидроприводной механизм открывания-закрывания створок содержит два гидроцилиндра 8, каждый из которых установлен с двух сторон рукояти 2 (или на каждой балке, если рукоять двухбалочная), два рычага 9, ось каждого из которых закреплена на внешней стороне задней створки 5, и две тяги 10, на боковых стенках задней створки 5 (или в полостях боковых стенок задней створки 5, если боковые стенки, выполнены полыми). Каждый рычаг 9 одним плечом шарнирно соединен со штоком соответствующего гидроцилиндра 8, а другим плечом взаимодействует посредством соответствующей тяги 10 с передней створкой 6.
Рабочий цикл одноковшового экскаватора при разработке грунтов состоит из следующих последовательно выполняемых операций: копание грунта и заполнение ковша 3 грунтом - створки ковша 5 и 6 сведены вместе, штоки гидроцилиндров 8 втянуты. Подъем ковша 3 с грунтом из забоя, поворот ковша к месту разгрузки. Разгрузка грунта из ковша 3 в отвал или в транспортные средства происходит следующим образом: выдвигаются штоки гидроцилиндров 8 и поворачивают рычаги 9, которые посредством тяг 10 отодвигают переднюю створку ковша 6 от задней створки 5. Отведение створки 6 вверх позволяет максимально приблизить ковш 3 к транспортному средству и минимизировать динамический удар. Затем порожний ковш 3 поворачивают к забою и опускают в исходное положение для следующей операции копания.
Оснащение экскаватора разъемным ковшом, выполненным в виде двух шарнирно-сочлененных между собой створок, снабженных гидроприводным механизмом их открывания-закрывания, позволит подводить ковш почти вплотную к кузову автосамосвала, регулировать динамику процесса выгрузки породы из ковша. Конструкция ковша делает возможным использование железнодорожного транспорта для доставки ковшей большой вместимости к месту монтажа экскаватора, используя возможность разнимать такие ковши на две створки, каждая из которых имеет допустимые габаритные размеры.