Экскаватор на понтонно - гусеничном шасси

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и применяется при выполнения работ на заболоченной местности и мягких грунтах.
Известен комплекс самоходный понтонный болотоходный (Патент RU 45703, кл. МПК B62D 55/27, опубликован 27.05.2005), содержащий гусеничный движитель, включающий, по крайней мере, один понтон, и дополнительный понтон. Башмаки, входящие в состав гусеничного движителя, в поперечном и продольном сечении выполнены в форме трапеции. Внутренние полости башмаков заполнены водонепроницаемым материалом. Цепь, входящая в состав гусеничного движителя, выполнена разборной. Катки цепи выполнены с ребордой и установлены на подшипниках. Гусеничный движитель выполнен с возможностью дополнительной установки ленточного полотна. Понтон или понтоны выполнены в виде блочной конструкции. Понтон или понтоны оборудованы водооткачивающими средствами. Комплекс выполнен с возможностью перемещения по воде.
К недостаткам указанного экскаватора относятся:
- катки цепи движителя установлены на подшипниках, что снижает ресурс движителя из-за быстрого износа подшипников вследствие попадания в них песка и грязи;
- катки цепи движителя снабжены ребордами, что усложняет технологию их изготовления и увеличивает их вес;
- башмаки гусеничного движителя в поперечном и продольном сечениях выполнены в форме трапеции, что затрудняет технологию их изготовления;
- внутренние полости башмаков заполнены водонепроницаем материалом, что требует дополнительных затрат при изготовлении;
- экскаватор снабжен дополнительным понтоном, увеличивающим вес экскаватора.
Известна также конструкция экскаватора - амфибии (Патент RU 169060, кл. МПК B62D 55/27, опубликован 02.03.2017), содержащая движители, понтоны, поворотную платформу с кабиной оператора и силовой механизм, при этом корпус понтона образован усиливающими фермами, а внутренняя полость понтона разделена герметичными перегородками на три секции, каждая из которых снабжена насосом для выброса воды через отверстие, расположенное в нижней части боковой поверхности корпуса понтона, на днище секций понтона закреплены соединенные с соответствующим обратным клапаном датчики поступления воды в понтон. В боковой поверхности корпуса каждой секции выполнен люк-лаз. К недостаткам указанной конструкции можно отнести:
- корпуса понтонов экскаватора образованы усиливающими фермами со сложной металлоемкой и нетехнологичной конструкцией с низким отношением водоизмещения к массе понтонов;
- наличие насоса для откачки воды и датчиков контроля поступления воды во внутренние полости понтонов ухудшает надежность их работы т.к. увеличивается вес понтонов и усложняется их эксплуатация.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции экскаватора, обеспечивающей получение технического результата, позволяющего устранить указанные выше недостатки, уменьшить вес конструкции, обеспечить ремонтопригодность, увеличить ресурс работы его сборочных единиц, повысить проходимость, плавучесть, надежность и долговечность экскаватора при его эксплуатации на заболоченной местности и мягких грунтах.
Этот технический результат достигается тем, что корпуса понтонов экскаватора выполнены в виде без ферменной несущей конструкции, собранной из сваренных между собой цельных металлических листов, усиленных изнутри ребрами жесткости, выполненными в виде перфорированных металлических полос, сваренных в ячеистую конструкцию. Катки цепей гусеничного движителя установлены (вместо подшипников) на сменных износостойких втулках. Корпуса направляющих, установленные на внешней стороне днища и верхней наружной поверхности понтонов, в которых вращаются гусеницы движителей, выполнены коробчатого сечения и снабжены перфорацией. Опорные поверхности, закрепленные на внешней стороне днища и верхней наружной поверхности корпуса понтонов, по которым перемещаются катки цепей движителей, и износостойкие пластины, установленные на боковых поверхностях направляющих и контактирующие с цепями движителей, выполнены сменными. Башмаки движителя - коробчатого сечения, внутри пустотелые и заварены с торцов. Система удаления воды из полости понтонов (в случае ее случайного попадания) выполнена в виде установленных в нижней части отсеков понтонов резьбовых пробок, выкручиваемых после завершения работ экскаватором, или обратных клапанов, срабатывающих от небольшого избыточного давления, создаваемого во внутренних полостях понтонов в процессе работы экскаватора.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на:
Фиг. 1 изображен общий вид экскаватора;
Фиг. 2 показана конструкция понтона в изометрии;
Фиг. 3 представлена конструкция движителя в изометрии;
Фиг. 4 изображены в изометрии конструктивные элементы цепи гусеничного движителя;
Фиг. 5 показано сечение А-А на Фиг. 2 (по направляющим, установленным на верхней внешней поверхности корпуса понтона);
Фиг. 6 показано сечение Б-Б на Фиг. 2 (по направляющим, установленным на внешней части днища понтона.
Экскаватор на понтонно-гусеничном шасси (экскаватор - амфибия) (Фиг. 1) представляет из себя землеройную одноковшовую гидравлическую машину, выполненную на ходовой части 1 в виде понтонов 2 с гусеничным движителем 3. Экскаватор состоит из установленной на опорно-поворотном устройстве 4 полноповоротной платформы 5, на которой размещены силовая установка 6, кабина оператора 7, стрела с рукоятью 8 и ковшом 9, управляемым гидроцилиндрами (позицией не обозначены). Экскаватор может быть оборудован технологическим модулем 10. Ходовая часть 1 выполнена в виде связанных между собой двумя траверсами 11 двух понтонов 2 с гусеничными движителями 3, снабженными собственными приводами на каждом (на чертежах не показаны).
Понтоны 2 размещены по бортам экскаватора и представляют из себя сварную конструкцию (Фиг. 2), выполненную в виде вытянутого горизонтально корпуса (кессона) 12 с несколькими герметичными отсеками 13, изолированными друг от друга перегородками 14. В случае разгерметизации одного из отсеков экскаватор остается на плаву. Для проведения профилактических и ремонтных работ (в случае их необходимости) в каждом отсеке выполнены технологические люки - лазы (на чертежах не показаны). Люки - лазы размещены на задней боковой стенке понтона. Для преодоления препятствий при движении экскаватора снизу спереди и снизу сзади днища 15 понтона выполнены радиусы въезда. Корпус 12 понтона является несущей конструкцией. Для увеличения его прочности и жесткости он выполнен в виде сваренных между собой цельных металлических листов (позицией не обозначены), подкрепленных изнутри ребрами жесткости из перфорированных металлических полос 16, сваренных между собой в виде ячеистой структуры. Корпус 12 снабжен двумя передними 17 и двумя задними 18 консолями, предназначенными для установки на них (Фиг. 1 и Фиг. 3) направляющего 19 и ведущего колеса 20 гусеничного движителя 3 (Фиг. 3), который состоит их трех - ручьевой цепи 21 с опорными катками 22 (Фиг. 4), установленными на сменных износостойких втулках 23. Цепи соединены между собой между собой при помощи поперечин (траков) 24 (Фиг. 3). Поперечина 24 в сечении - квадратная труба со скосами по краям из легированной стали. Труба выполнена пустотелой и заварена с торцов пластинами (на чертежах не показаны). Гусеница 25 движителя 3 смонтирована вокруг понтона 2 в направляющих 26 (Фиг. 2 и Фиг. 5) и 27 (Фиг. 2 и Фиг. 6), имеющих коробчатое сечение и установленных соответственно на верхней наружной поверхности корпуса 12 понтона и наружной поверхности днища 15 (Фиг. 2 и Фиг. 6), при этом гусеница 25 натянута между направляющим 19 и ведущим 20 колесами (Фиг. 1 и Фиг. 3). Направляющее и ведущее колеса выполнены в виде пустотелых валов (Фиг. 3) со смонтированными на них венцами (пзицией не обозначены). На верхней наружной поверхности корпуса 12 (Фиг. 5) и наружной поверхности днища 15 (Фиг. 6) смонтированы соответственно сменные опорные поверхности 28 и 29 из высоколегированной стали повышенной твердости, по которым движутся опорные катки 22 гусеницы 25 движителя. На направляющих 26 (Фиг. 5) и 27 (Фиг. 6) закреплены вертикально установленные сменные износостойкие пластины 30, контактирующие с элементами конструкции гусениц. Для снижения веса направляющие 26 и 27 снабжены перфорацией. Каждый герметичный отсек 13 понтона снабжен системой удаления воды 31 (Фиг. 1 и Фиг. 2), срабатывающей в случае случайного попадания воды во внутренние полости понтона в результате нарушения герметичности сварных швов или случайного повреждения одного из герметичных отсеков понтона. Такая система может быть выполнена в виде установленной на днище понтона резьбовой пробки, выкручиваемой после завершения экскаватором работ, или обратного клапана, срабатывающего от небольшого избыточного давления (например, 0,05-0,1 атм), создаваемого во внутренних полостях понтона в процессе работы экскаватора. Если первый вариант прост по конструкции, то второй вариант более предпочтителен, т.к. при случайном попадании воды она будет автоматически удаляться в процессе выполнения экскаватором технологических операций и обеспечивать его плавучесть.
Технологический модуль 10, является дополнительным
противовесом, выполненным в виде закрытого или открытого «кунга», в верхней части которого размещено вспомогательное оборудование (сварочное, насосное, грузоподъемное, газогенераторное и др. оборудование и ЗИП), а нижняя часть заполнена материалом с высоким удельным весом, например песком или металлической дробью. Включение противовеса (в виде песка или дроби) в состав технологического модуля и размещение его в задней части полноповоротной платформы позволяет уменьшить массу самого противовеса. В процессе эксплуатации вес такого противовеса может при необходимости корректироваться. Технологический модуль повышает равновесие экскаватора и способствует повышению его основных землеройных качеств и проходимости на болотистых и обводненных грунтах с низкой несущей способностью.
Вместо ковша может быть установлен другой рабочий орган, например, фреза, бурильная установка, роторный рыхлитель, установка для сбора водорослей и др.
Экскаватор работает следующим образом. Механическая энергия от силовой установки через гидравлический привод передается на гусеничные движители. Гусеницы движителя вращаются вокруг корпусов понтонов, опираясь катками на опорные поверхности и перемещаясь в направляющих, за счет чего экскаватор перемещается по мягкому грунту, болотистой почве, плавает по воде. Плавучесть обеспечивается понтонами.
Управление экскаватором вправо - влево осуществляется с помощью бортового привода (на чертеже не показан). Привод - бортовая передача со встроенным гидромотором. Управление гидромотором - от трансмиссии экскаватора. Башмаки гусениц, которые выполнены коробчатого сечения со скосами, пустотелыми и заваренными с торцов обеспечивают проходимость и устойчивость при передвижении по мягкому грунту и возможность осуществления маневров при перемещении экскаватора по воде. С помощью различного навесного оборудования экскаватор выполняет следующие функции: производит очистку и углубление водоемов, собирает водоросли, производит бурение скважин и многое другое.
Патентуемая полезная модель за счет применения новой технологичной несущей конструкции корпусов понтонов, выполненной в виде цельных листов, подкрепленных изнутри ребрами жесткости из перфорированных полос, сваренных в ячеистую конструкцию, обладает повышенной прочностью и устойчивостью оболочки понтона и повышенной плавучестью за счет высокого отношения водоизмещающего объема к массе понтонов, а, значит, обладает повышенной надежностью, проходимостью, маневренностью, управляемостью и устойчивостью на воде. За счет применения в конструкции корпуса понтонов сменных опорных поверхностей и износостойких пластин, установленных на направляющих, и сменных износостойких втулок катков цепи движителя достигается высокая степень ремонтоспосбности и ресурса работы экскаватора.