ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ КОВШ

Заявляемая полезная модель относится к области экскавационных работ и может быть применима в строительстве и при ведении открытых горных работ. Полезная модель энергоэффективного ковша основана на преобразовании конструктивного исполнения ковша экскаватора схемы «обратная лопата» любого типоразмера.
Известна стандартная конструкция ковша (Одноковшовые экскаваторы НКМЗ /Ю.Я. Вуль, Ю.Т. Калашников, А.В. Сапилов, И.М. Харахаш. М., Недра, 1978, 47-49 с.). Известный ковш представляет собой сварнолитую конструкцию и состоит из корпуса, в верхнюю часть которого вварен литой козырек из марганцевой стали, оснащенный съемными коронками. Передняя стенка ковша выполнена по радиусу для улучшения условий резания. К корпусу ковша шарнирно крепится днище.
Недостатком известной конструкции ковша является то, что у него имеется выступающая режущая кромка, негативно сказывающаяся на жесткости конструкции.
Известно так же конструктивное исполнение ковша (Справочник по техническим характеристикам и применению. KOMATSU. Издание 24. - Япония. - 2003. - 148 с.) с выступающей формой передней кромки ковша. Основными элементами являются плоские боковины с наваренными пластинчатыми элементами усиления, сопряженные сварным соединением с задней стенкой, изогнутой по криволинейному контуру и имеющей ребра жесткости, и режущей кромкой прямолинейного сечения с клиновидным выступом для фиксации на нем адаптеров со сменными коронками. Подобное решение направлено на уменьшение затрат мощности при внедрении ковша в грунт. Недостатком является то, что клиновидный выступ вызывает увеличение внутренних напряжений и ухудшение прочностных характеристик ковша.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному устройству по, совокупности признаков является конструктивное исполнение ковша гидравлического экскаватора "Энергосберегающий ковш", патент
№118325 RU. Ковш прототип является сварной конструкцией из листового металла. Основными элементами являются плоские боковины, сопряженные сварным соединением с задней стенкой, изогнутой по криволинейному контуру, и режущей кромкой изогнутого сечения с радиусным вырезом, на которой крепятся механически или сваркой зубъя или адаптерные узлы со сменными коронками.
Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, являются сложность монтажа режущей кромки к другим конструктивным элементам ковша, а так же неплотное примыкание адаптеров или зубьев (сменных быстроизнашиваемых элементов) на торце режущей кромки, что уменьшает надежность их фиксации, а как следствие - меньший срок службы.
Задачей, предлагаемого конструктивного исполнения являются: создание эффекта центрирования горной массы и, тем самым, улучшение наполняемости и производительности, благодаря симметричному ступенчатому клиновидному вырезу на режущей кромке, а так же уменьшение затрат на изготовление и монтаж режущей кромки, относительно рассматриваемого прототипа.
Техническим результатом заявляемого конструктивного исполнения энергоэффективного ковша является уменьшение сопротивления при копании, увеличение коэффициента наполняемости и производительности.
Указанный технический результат достигается тем, что в конструкции энергоэффективного ковша используется передняя кромка с измененной геометрией торца, а именно она имеет симметричный ступенчатый клиновидный вырез на режущей кромке.
На фиг. 1 схематично показано условное конструктивное исполнение заявленного энергоэффективного ковша с измененной геометрией режущей кромки, а именно она имеет симметричный ступенчатый клиновидный вырез; на фиг. 2 - взаимодействие ковша и его конструктивных элементов с грунтом.
Заявляемая полезная модель энергоэффективного ковша (фиг. 1) является сварной конструкцией, основными элементами которой являются плоские боковины 1, сопряженные сварным соединением с задней стенкой 2, изогнутой по криволинейному контуру, и плоской режущей кромкой 3 с симметричным ступенчатым клиновидным вырезом.
На фиг. 1 на режущей кромке 3 представлена конструктивная особенность измененного исполнения энергоэффективного ковша, которая способствует:
созданию эффекта центрирования горной массы, а так же улучшение наполняемости и производительности, благодаря симметричному ступенчатому клиновидному вырезу на режущей кромке;
уменьшению затрат на изготовление и монтаж режущей кромки, относительно рассматриваемого прототипа.
Ковш (фиг. 2) действует под усилием гидроприводов экскаватора и предназначен для разработки грунта 4 в направлении 5 к экскаватору. Внедряясь режущей кромкой 3 в грунт, зачерпывает и транспортирует вскрышную массу 6 до карьерного транспорта или места отвала или перегрузки.
За основу изменения конструкции взята идея упрощения и удешевления конструктивного исполнения режущей кромки при использовании плоского исполнения, а так же улучшение коэффициента зачерпывания горной массы вследствие симметричного ступенчатого клиновидного исполнения выреза торцевой части режущей кромки. Данный эффект подтвержден методами имитационного моделирования, стендовыми испытаниями и испытаниями опытных образцов.
Таким образом, заявляемое исполнение энергоэффективного ковша позволяет получить следующие результаты:
уменьшение стоимости изготовления, ремонта, металлоемкости конструктивного исполнения режущей кромки ковша относительно прототипа на 25-30%;
предлагаемая конструкция симметричной ступенчатой режущей кромки позволяет в значительной степени улучшить наполняемость ковша, сократить затраты мощности при экскавации и увеличить производительность на 3-8%, что подтверждено опытными испытаниями.