КОВШ ЭКСКАВАТОРА

Полезная модель относится к строительно-дорожным машинам, в частности к одноковшовым экскаваторам, и может быть использована при проектировании землеройных машин.
Известно рабочее оборудование экскаватора, [Авторское свидетельство РФ патент №2020133428, МГЖ кл. E02F 3/40, 2006], содержащее ковш, состоящий из двух боковых стенок и связанного с ним днища с режущими элементами, выполненными в виде зубьев, жестко установленных на передней кромке, и проушинами. Рабочая поверхность ковша оснащена сквозными отверстиями, которые обеспечивают воздушную прослойку между грунтом и рабочей поверхностью. На противоположной поверхности днища жестко закреплены продольные ребра в шахматном порядке относительно режущих элементов, которые в свою очередь образуют каналы. При этом ковш снабжен дополнительным откидным днищем, шарнирно установленным в нижней части крепления проушин к днищу и оснащенным фиксирующими замками.
Недостатком указанного рабочего оборудование экскаватора является, высокая энергоемкость при низкой производительности, что связано с частыми остановками для очистки каналов от грунта. Так как разрабатываемый грунт может содержать твердые частицы различной фракции и формы, которые могут попадать в канал и забивать его. В связи с этим потребуются периодические остановки для долговременной механической очистки каналов ковша от забившего их грунта.
Наиболее близким аналогом к заявляемому является ковш экскаватора [Авторское свидетельство РФ патент №214201, МПК кл. E02F 3/40, E02F 3/407, 2022], состоящий из двух боковых стенок, связанного с ними основного днища, на рабочей поверхности которого выполнены сквозные отверстия со вставленными в них воздушными форсунками, связанными с тыльной стороны с пневматической системой экскаватора и дополнительного откидного днища, установленного шарнирно позади основного днища с возможностью фиксирования.
3
Недостатком указанной конструкции является высокая энергоемкость при низкой производительности и технической надежности при работе на влажных и липких грунтах. Влажный и липкий грунт создает большие силу трения скольжения и прилипания к днищу ковша при заборе и разгрузке, повышающие энергоемкость работы. Для надежного удаления воздушным потоком всей массы грунта, прилипшего к днищу ковша, аналогично изложенной теории в [Кленин Н.И., Киселев С.Н., Левшин А.Г. Сельскохозяйственные машины. - М.: КолосС, 2008. - С. 597], необходимо обеспечить достаточный удельный расход воздуха в м на каждый килограмм удаляемого грунта. Имеющиеся в указанной конструкции воздушные форсунки при малой площади сечения их выходного отверстия не обеспечивают требуемый удельный расход воздуха, а при большой площади сечения пневмосистема экскаватора не обеспечит требуемый удельный расход воздуха через большое количество форсунок, а форсунки будут забиваться грунтом. В связи с этим потребуются снижающие производительность периодические остановки для долговременной механической очистки отверстий воздушных форсунок. Кроме того, большое количество форсунок снижают прочность днища ковша и его техническую надежность.
Техническим результатом полезной модели является снижение энергоемкости при увеличении производительности и технической надежности при работе на влажных и липких грунтах.
Технический результат достигается за счет того, что по боковым краям тыльной стороны основного днища приварены ребра жесткости, не доходящие на 0,2 метра до нижней режущей части днища, между ребрами основное днище имеет вырез, заполненный цилиндрическими роликами, прилегающими друг к другу и установленными своими осями перпендикулярно боковым стенкам с возможностью вращения в подшипниках скольжения, вставленных в отверстия в ребрах жесткости.
Указанная совокупность существенных признаков обеспечивает появление у заявляемого ковша экскаватора новых свойств, отличных от прототипа.
Таким образом, заявленные признаки полезной модели соответствуют критерию «новизна».
На фиг. 1 изображена схема ковша экскаватора в аксонометрии.
Ковш экскаватора, состоящий из двух боковых стенок 6, связанного с ними основного днища 1, на рабочей поверхности которого выполнены сквозные отверстия со вставленными в них воздушными форсунками 2, связанными с тыльной стороны с пневматической системой экскаватора и дополнительного откидного днища 8, установленного шарнирно позади основного днища с возможностью фиксирования, отличающийся тем, что по боковым краям тыльной стороны основного днища приварены ребра жесткости 3, не доходящие на 0,2 метра до нижней режущей части 9 днища 1, между ребрами 3 основное днище 1 имеет вырез, заполненный цилиндрическими роликами 5, прилегающими друг к другу и установленными своими осями перпендикулярно боковым стенкам с возможностью вращения в подшипниках скольжения 4, вставленных в отверстия в ребрах жесткости 3.
Ковш экскаватора работает следующим образом.
Перед работой дополнительное откидное днище 8, установленное с помощью шарнира 7, переводят и фиксируют в нижнем положении, прикрывая механизм подачи воздуха к форсункам 2 от контакта с грунтом. После работы откидное днище 8 переводят и фиксируют в верхнем положении для доступа к механизму подачи воздуха и форсункам для очистки от грунта или их ремонта.
В начале срезания липкого влажного грунта нижняя режущая часть 9 срезает пласт грунта и направляет его в полость ковша образованную боковыми стенками 6 и основным днищем 1. В процессе заполнения ковша грунт движется по днищу 1. Возникают силы трения скольжения и прилипания, препятствующие движению грунта, и увеличивающие энергоемкость работы. В зоне днища 1, образованной роликами 5 продвижению грунта препятствуют не силы трения скольжения и прилипания, а значительно меньшая сила сопротивления качения роликов, что снижает энергоемкость работы по сравнению с аналогом.
При разгрузке ковша, грунт под действием силы тяжести движется вниз по днищу 1, вращая ролики 5. Вращаясь, прилегающие друг к другу ролики 5 самоочищаются от прилипшего грунта.
Меньшее, по сравнению с аналогом, количество воздушных форсунок 2 позволяет пневмосистеме экскаватора создавать через каждую форсунку воздушный поток с большим удельным расходом воздуха, что обеспечивает повышение качества очистки днища ковша в зонах между ребрами жесткости 3 и боковыми стенками 6 при разгрузке. При заборе грунта воздушный поток из форсунок 2 снижает силу трения скольжения по днищу 1 в вышеназванных зонах, способствуя снижению энергоемкости работы.
Ребра жесткости 3 повышают жесткость днища ковша и его техническую надежность и обеспечивают надежное крепление роликов 5. Таким образом, обеспечивается заявленный технический результат.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство РФ патент №2020133428, МПК кл. E02F 3/40, 2006.
2. Авторское свидетельство РФ патент №214201, МПК кл. E02F 3/40, E02F 3/407, 2022.
3. Кленин Н.И., Киселев С.Н., Левшин А.Г. Сельскохозяйственные машины. - М.: КолосС, 2008. - С. 597.