Ковш скрепера с загружателем
SCRAPER BOWL WITH A LOADER

Изобретение относится к землеройным машинам с ковшовым рабочим органом и загрузочным механизмом.
Известен скреперный ковш (RU 2049866, E02F 3/64), включающий днище с режущим ножом, боковые и заднюю стенки, загружатель с гидроприводом. В известном скреперном ковше загружатель выполнен в виде шнеков с приводами, установленными в дугообразных лотках, расположенных в днище на всю ширину и длину ковша. Недостатки известного скреперного ковша заключаются в сложности конструкции, содержащей шесть шнеков, в большой материалоемкости, а также в больших затратах энергии. Большие затраты энергии обусловлены тем, что, при перемещении срезанного грунта в заднюю часть ковша шнеками, происходит бесполезное перемешивание грунта в уже заполненной задней части ковша. Использование шнеков для разгрузки грунта из ковша также ведет к увеличению затрат энергии на трение грунта о лопасти шнеков и стенки лотков, поскольку грунт, двигаясь по спиралеобразной траектории, проходит путь во много раз больший, чем расстояние от задней стенки до передней части ковша.
Известен также ковш скрепера с загружателем, включающий днище с режущим ножом, боковые и заднюю выдвижную стенки с гидроприводом последней, переднюю заслонку и загружатель с гидроприводом (SU а.с. 1808921, E02F 3/64, 9/22). В этом известном ковше скрепера загружатель выполнен в виде расположенного в средней части ковша захвата, совершающего возвратно-поворотные движения, что обеспечивает перемещение грунта из средней части ковша в его переднюю и заднюю части с меньшими затратами энергии, в сравнении с первым известным устройством.
Однако и это известное техническое решение имеет недостаток, который заключается в том, что захват, перемещающий грунт из средней части ковша в переднюю и заднюю части, может иметь длину, ограниченную высотой ковша, поэтому не обеспечивается полное заполнение задней части ковша. Это ограничивает возможность повышения производительности за счет повышения емкости ковша, путем его удлинения.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, является, принятый заявителем за прототип, ковш скрепера с гребковым захватом (SU а.с. 1543017, E02F 3/64), включающий днище с режущим ножом, боковые стенки, заднюю выдвижную стенку с гидроприводом и переднюю заслонку, при этом в верхней части боковых стенок выполнены направляющие, в которых установлен загружатель с катками и гребковым захватом, соединенный с гидроцилиндрами его привода. Последнее известное техническое решение позволяет, в сравнении с предыдущими, заполнять грунтом ковш, имеющий увеличенную длину и соответственно увеличенный объем. Однако управление движениями гребкового захвата является ручным, поэтому машинист должен в ручном режиме одновременно управлять периодическими движениями гребкового захвата и выглублениями режущего ножа. Необходимость частого и быстрого изменения толщины вырезаемой стружки грунта обусловливает большое количество необходимых управляющих воздействий, которые машинист должен выполнять, управляя рабочим процессом. Это ведет к утомлению машиниста и снижению качества управления весьма важной операцией, а именно регулированием толщины срезаемой стружки, что вызывает излишнее буксование движителей и остановку скрепера при перегрузке или наоборот срезание грунта с малой толщиной стружки. В том и другом случаях удлиняется время рабочего цикла и снижается производительность. Кроме того, длина захвата ограничена и не обеспечивает полную загрузку задней части удлиненного ковша. Удлинение захвата недопустимо, поскольку он будет препятствовать выгрузке грунта из ковша.
Целью предлагаемого изобретения является устранение или уменьшение недостатков известных технических решений. Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в обеспечении возможности увеличения емкости ковша за счет его удлинения, а также в частичной автоматизации управления элементами рабочего процесса, Технический результат –  повышение производительности и облегчение управления рабочим процессом.
Решение поставленной технической задачи и достижение технического результата обеспечивается тем, что ковш скрепера с загружателем, включающий днище с режущим ножом, боковые стенки, заднюю выдвижную стенку с гидроцилиндром привода и переднюю заслонку, при этом в верхней части боковых стенок выполнены направляющие, в которых установлен загружатель с катками и гребковым захватом, соединенный с гидроцилиндрами его привода, снабжен фиксатором, гидроцилиндром привода фиксатора, электроуправляемым гидрораспределителем с соленоидами, регулируемым реле давления, регулируемым гидродросселем, реле времени, путевым выключателем и четырехпозиционным гидрораспределителем ручного управления.
Загружатель дополнительно содержит раму, к которой шарнирно прикреплены гребковый захват и фиксатор, соединенный шарнирно со штоком гидроцилиндра привода фиксатора, в поршневой полости которого установлен упругий элемент, а штоковая полость сообщена гидролинией с поршневой полостью гидроцилиндра привода задней выдвижной стенки.
Электроуправляемый гидрораспределитель соединен через регулируемый гидродроссель параллельно с четырехпозиционным гидрораспределителем ручного управления, а соленоиды электроуправляемого гидрораспределителя соединены электролиниями через реле времени с путевым выключателем загружателя и с регулируемым реле давления, сообщенным со штоковой полостью гидроцилиндра привода загружателя в одной из позиций золотника четырехпозиционного гидрораспределителя с ручным управлением.
Направляющие на боковых стенках выполнены двусторонними.
Предложенный ковш скрепера с загружателем, отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. Так, загружатель в предложенном ковше скрепера совершает в автоматическом режиме возвратно поступательные рабочие и холостые движения гребкового захвата, обеспечивая перемещение срезаемого грунта на всю длину ковша, которую возможно увеличить.
На чертеже изображен ковш скрепера с загружателем и электрогидравлическая схема управления.
Ковш скрепера с загружателем содержит днище 1 с режущим ножом, боковые стенки 2, заднюю выдвижную стенку 3 с гидроцилиндром 4 привода и переднюю заслонку 5. В верхней части боковых стенок 2 выполнены двусторонние направляющие, а в них установлен загружатель. Загружатель содержит катки 6, прикрепленные к раме 7, к которой шарнирно прикреплены гребковый захват 8 на шарнирах 9 и фиксатор 10 с гидроцилиндром 11 привода. В поршневой полости гидроцилиндра 11 установлен упругий элемент, а штоковая его полость сообщена гидролинией с поршневой полостью гидроцилиндра 4 привода задней выдвижной стенки. Загружатель соединен со штоками гидроцилиндров 12 привода.
Полости гидроцилиндров 12 сообщены с гидрораспределителем 13 ручного управления и через регулируемый гидродроссель 14 с параллельно соединенным   электроуправляемым  гидрораспределителем 15. Соленоиды гидрораспределителя 15 электролиниями управления соединены с реле времени 16 и с путевым выключателем 17 через реле 18, а также с реле давления 19 через реле 20. Реле давления 19 гидролинией сообщено с гидрораспределителем 13, который выполнен четырехпозиционным. В одной из позиций золотника гидрораспределитель соединяет реле давления 19 со штоковой полостью гидроцилиндра 12 привода загружателя. Обеспечивается автоматическое управление возвратно-поступательным движением загружателя. Гидрораспределитель 13 позволяет также осуществлять и ручное управление загружателем. В цепи управления имеется выключатель 21, установленный с возможностью взаимодействия с органом управления гидрораспределителем 13.
Ковш скрепера с загружателем действует следующим образом.
В исходном нерабочем состоянии все элементы устройства занимают позиции, изображенные на чертеже. С началом срезания грунта и заполнения ковша, золотник гидрораспределителя 13 переводят из нейтральной позиции вправо в крайнюю позицию, в которой реле давления 19 сообщается со штоковой полостью гидроцилиндра 12 привода загружателя. Одновременно выключатель 21 задействует электросхему управления и путевой выключатель 17 через реле 18 включает реле времени 16. Реле времени через заданный интервал включает перемещение золотника гидрораспределителя 15 вправо в позицию, сообщающую через регулируемый гидродроссель 14 штоковые полости гидроцилиндров 12 с напорной гидролинией, а поршневые полости с гидробаком. Загружатель перемещается вправо и гребковый захват 8, удерживаемый фиксатором 10, перемещает грунт к задней стенке 3. При упоре перемещаемого грунта в заднюю стенку 3 повышается давление в штоковых полостях гидроцилиндров 12 и в соединенном с ними реле давления 19. По достижении заданной величины давления, реле 19 через реле 20 выключает питание правого соленоида гидрораспределителя 15 и включает питание левого соленоида переключающего золотник влево. Поршневые полости гидроцилиндров 12 сообщаются с напорной гидролинией, а штоковые полости сообщаются с гидробаком. Загружатель перемещается в переднюю часть ковша и захват 8, свободно по-ворачиваясь на шарнирах 9, скользит нижней частью по поверхности грунта. Достигнув положения, определяемого путевым выключателем 17, движение загружателя прекращается и выключатель 17, отключив левый соленоид, вновь, через реле 18, включает реле времени 16. Реле времени через заданный интервал включает перемещение загружателя вправо, автоматически повторяя описанные действия до за-полнения ковша грунтом. Величина перемещения загружателя автоматически уменьшается по мере заполнения ковша, благодаря реле давления 19. При этом величину давления, включающего реле, возможно регулировать, сообразуясь со свойствами разрабатываемого грунта. Скорость движения захвата 8 устанавливается регулируемым гидродросселем 14, а частота движения устанавливается реле времени 16.
Разгрузка ковша производится традиционно открытием передней заслонки и перемещением вперед задней выдвижной стенки. При подаче от напорной гидролинии рабочей жидкости в поршневые полости гидроцилиндров 4, она также поступает в штоковую полость гидроцилиндра 11 и шток его поднимает фиксатор 10, разблокируя захват 8. Захват  поворачивается на шарнирах 9, не препятствуя движению грунта, перемещаемого задней выдвижной стенкой. После освобождения ковша от грунта и обратном движении задней стенки, поршневые полости гидроцилиндров 4 и штоковая полость гидроцилиндра 11 сообщаются с гидробаком, а захват 8 под действием силы гравитации возвращается в исходное положение.
Таким образом, предложенный ковш скрепера с загружателем обеспечивает, в сравнении с прототипом, возможность увеличения емкости ковша за счет его удлинения, а также повышение наполняемости, что в конечном итоге повышает производительность. Облегчается управление рабочим процессом за счет автоматизации управления движениями захвата. Кроме того, возможность регулирования скорости и частоты движения захвата, расширяет эксплуатационные возможности и снижает затраты энергии на привод загружателя.