Campo de Invenção
[001] O presente pedido reivindica a prioridade do pedido provisório norte- americano No 62/006,450, depositado em 2 de junho de 2014, cujo conteúdo total é aqui incorporado por referência.
[002] A presente invenção trata de máquinas de terraplanagem. Especificamente, a presente invenção trata de um equalizador para uma escavadeira de mineração.
[003] Uma escavadeira de mineração a cabo convencional inclui uma longarina, uma alça móvel acoplada à longarina, um mergulhão que está acoplado à alça, um equalizador que está acoplado ao mergulhão e um cabo de guindaste que está acoplado ao equalizador. O cabo do guindaste atravessa uma roldana da longarina acoplada a uma extremidade da longarina, sendo bobinado e despendido por um tambor de guindaste. O equalizador alinha o cabo do guindaste para ficar tangente à roldana da longarina, reduzindo o desgaste sobre o cabo.
[004] Durante uma fase de guindaste, o cabo é bobinado pelo tambor do guindaste, erguendo o mergulhão para cima através de um banco de material e liberando o material a ser escavado. Para liberar o material disposto dentro do mergulhão, uma porta do mergulhão é acoplada articuladamente ao mergulhão. Quando não travada ao mergulhão, a porta do mergulhão gira para fora a partir da parte inferior do mergulhão, liberando assim o material para fora através da parte inferior do mergulhão.
Sumário da Invenção
[005] Em conformidade com uma construção, uma montagem de equalizador para uma máquina de mineração inclui um equalizador de peça única fundida que possui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade oposta. A montagem também inclui uma tampa da primeira extremidade conFigurada para ser acoplada a um mergulhão da máquina de mineração, a tampa da primeira extremidade incluindo uma primeira bucha conFigurada para receber a primeira extremidade do equalizador. A montagem também inclui uma tampa da segunda extremidade conFigurada para ser acoplada ao mergulhão da máquina de mineração, a tampa da segunda extremidade incluindo uma segunda bucha conFigurada para receber a segunda extremidade do equalizador.
[006] Em conformidade com outra construção, um método de acoplamento de um equalizador a um mergulhão de uma máquina de mineração inclui inclinação de um eixo de rotação do equalizador em uma primeira direção, inserção de uma primeira extremidade do equalizador em um primeiro orifício no mergulhão, inclinação do eixo de rotação do equalizador em uma segunda direção oposta, e inserção de uma segunda extremidade do equalizador em um segundo orifício no mergulhão.
[007] Outros aspectos da invenção ficarão evidentes considerando-se a descrição detalhada e desenhos anexos.
Breve Descrição dos Desenhos
[008] A Figura 1 é uma vista lateral de uma escavadeira de mineração de acordo com uma realização.
[009] A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma parte da escavadeira de mineração da Figura 1 que ilustra um equalizador acoplado a um mergulhão.
[010] A Figura 2A é uma vista em perspectiva de comparação de um equalizador comumente utilizado.
[011] A Figura é uma vista frontal do equalizador da Figura 2.
[012] A Figura 3A é uma vista frontal de comparação do equalizador da Figura 2A.
[013] A Figura 4 é uma vista lateral do equalizador da Figura 2 que ilustra cabos guia ao equalizador, e um momento de derrube.
[014] A Figura 4A é uma vista lateral de comparação do equalizador da Figura 2A.
[015] As Figuras 5-7 são vistas em perspectiva do equalizador da Figura 2 sendo acoplados ao mergulhão.
[016] A Figura 8 é uma vista em perspectiva de uma tampa de extremidade utilizada para receber uma extremidade do equalizador da Figura 2.
[017] A Figura 9 é uma vista transversal do equalizador da Figura acoplado ao mergulhão.
[018] A Figura 9A é uma vista transversal de comparação do equalizador da Figura 2A acoplado ao mergulhão.
[019] A Figura 10 é uma vista em perspectiva de um equalizador de acordo com outra construção.
[020] Antes de qualquer das realizações da invenção serem explicadas detalhadamente, deve ser compreendido que a invenção não está limitada aos detalhes de construção e disposição de componentes apresentados na descrição a seguir ou ilustrados nos desenhos a seguir. A invenção é capaz de apresentar outras realizações e de ser praticada ou de ser realizada de diversas formas. Além disso, deve ser compreendido que a fraseologia e terminologia aqui utilizadas são para o fim de descrição e não devem ser consideradas limitativas.
Descrição Detalhada da Invenção
[021] A Figura 1 ilustra uma escavadeira (10). A escavadeira (10) inclui uma base móvel (15), trilhas de movimentação (20), uma plataforma giratória (25), o quadro giratório (30), uma longarina (35), uma extremidade inferior (40) da longarina (35) (também denominada base de longarina), uma extremidade superior (45) da longarina (35) (também denominada ponto de longarina), cabos de tensão (50), um membro de tensão de pórtico (55), um membro de compressão de pórtico (60), uma roldana (65) giratória montada na extremidade superior (45) da longarina (35), um mergulhão (70), uma porta do mergulhão (75) articuladamente acoplada ao mergulhão (70), cordas de guindaste (80) (um mostrado), um tambor de guindaste (não mostrado), uma alça de mergulhão (85), um bloco de sela (90), uma haste expedidora (95) e uma unidade de transmissão (também denominada propulsão de fechamento, não mostrada). A estrutura rotacional (25) permite a rotação do quadro superior (30) em relação à base inferior (15). A plataforma giratória (25) define um eixo rotacional (100) da escavadeira (10). O eixo rotacional (100) é perpendicular a um plano (105) definido pela base (15) e geralmente corresponde a um grau de superfície do solo ou suporte.
[022] A base móvel (15) é apoiada pelas trilhas de movimentação (20). A base móvel (15) apoia a plataforma giratória (25) e o quadro giratório (30). A plataforma giratória (25) é capaz de rotação de 360 graus em relação à base móvel (15). A longarina (35) é articuladamente conectada na extremidade inferior (40) ao quadro giratório (30). A longarina (35) é presa estendendo-se para cima e para fora em relação ao quadro giratório (30) pelos cabos de tensão (50), que são ancorados ao membro de tensão de pórtico (55) e ao membro de compressão de pórtico (60). O membro de compressão de pórtico (60) é montado no quadro giratório (30).
[023] O mergulhão (70) é suspenso da longarina (35) pelos cabos do guindaste (80). Os cabos (80) do guindaste são enrolados sobre a roldana (65) e são acoplados a um equalizador (110), que é acoplado ao mergulhão (70). Os cabos (80) do guindaste são ancorados ao tambor do guincho (não mostrado) do quadro giratório (30). O tambor do guincho é acionado pelo menos por um motor elétrico (não mostrado), que incorpora uma unidade de transmissão (não mostrada). Conforme o tambor do guincho gira, os cabos (80) do guindaste são liberados para baixar o mergulhão (70) ou puxado para erguer o mergulhão (70). A alça do mergulhão (85) também é acoplada ao mergulhão (70). A alça do mergulhão (85) é apoiada de forma deslizante no bloco de sela (90), e o bloco de sela (90) é articuladamente montado à longarina (35) na haste expedidora (95). A alça do mergulhão (85) inclui uma formação de prateleira e dente que emprega uma roda dentada (não mostrada) montada no bloco de sela (90). A roda dentada é acionada por um motor elétrico e unidade de transmissão (não mostrado) para estender ou retrair a alça do mergulhão (85) em relação ao bloco de sela (90).
[024] Uma fonte de energia elétrica (não mostrada) é montada no quadro giratório (30) para prover energia a um motor elétrico do guindaste (não mostrado) para acionamento do tambor do guindaste, um ou mais motores elétricos de fechamento (não mostrado) para acionamento da unidade de transmissão de fechamento, e um ou mais motores elétricos de balanço (não mostrado) para girar a plataforma giratória (25). Cada motor de fechamento, guindaste e de balanço é acionado por seu próprio controlador de motor, ou é alternativamente acionado em resposta a sinais de controle de um controlador (não mostrado).
[025] Em referência à Figura 2, o mergulhão (70) inclui uma primeira projeção de encaixe (115) (por exemplo, um puxão) e uma segunda projeção de encaixe (120) (por exemplo, um puxão) que se estendem a partir da parede traseira (125) do mergulhão (70). O equalizador (110) é disposto entre a primeira e a segunda projeções de encaixe (115, 120).
[026] Em relação à Figura 3, o equalizador (110) é uma estrutura de peça única fundida que inclui uma primeira extremidade (130) e uma segunda extremidade oposta (135). Na construção ilustrada, a primeira e a segunda extremidades (130, 135) são projeções cilíndricas. A primeira extremidade (130) se acopla à primeira projeção de encaixe (115) e a segunda extremidade (135) se acopla à segunda projeção de encaixe (120).
[027] Em referência às Figuras 3 e 4, o equalizador (110) inclui um primeiro elemento de recepção de cabo (140) (Figuras 3 e 4) e um segundo elemento de recepção de cabo (145) (Figura 4). Ambos os elementos de recepção de cabo (140, 145) são dispostos entre a primeira e a segunda extremidades (130, 135). O primeiro elemento de recepção de cabo (140) é disposto em uma parte frontal (150) do equalizador (110) e o segundo elemento de recepção de cabo (145) é disposto sobre a parte traseira (155) do equalizador (110). Na construção ilustrada, o primeiro e segundo elementos de recepção de cabo (140, 145) são projeções em formato de “D” formados integralmente ao longo das partes frontal e traseira (150, 155). O primeiro e segundo elementos de recepção de cabo (140, 145) recebem e guiam os cabos (80) do guindaste. Em algumas construções, os elementos de recepção de cabo (140, 145) incluem uma ranhura ou ranhuras que recebem os cabos (80) do guindaste. Em algumas construções, os elementos de recepção de cabo (140, 145) incluem outros formatos além daquele ilustrado (por exemplo, circular, oval, etc.). Os elementos de recepção de cabo (140, 145) apoiam os cabos (80) do guindaste e alinham os cabos (80) do guindaste para ficarem tangentes à roldana (65), reduzindo assim o desgaste nos cabos (80) do guindaste.
[028] Em referência contínua às Figuras 3 e 4, o equalizador (110) inclui ainda um elemento de blindagem (160). O elemento de blindagem (160) é disposto na parte frontal (150) do equalizador (110). O elemento de blindagem (160) é um elemento de sacrifício que protege o restante do equalizador (110) do contato da roldana (65) e contra dano ao equalizador (110). O elemento de blindagem (160) absorve o contato contra a roldana (65) no caso de o mergulhão (70) e o equalizador (110) estarem próximos à roldana (65) (por exemplo, quando os cabos (80) do guindaste são puxados firmemente). Na construção ilustrada, o elemento de blindagem (160) é uma placa delgada que possui uma abertura (165) (Figura 3). Conforme ilustrado na Figura 4, pelo menos uma parte do elemento de blindagem (160) se estende a um ângulo discreto em relação ao elemento de recepção de cabo (140), sendo espaçado substancialmente ao longo de todo o elemento de blindagem (160) a partir do elemento de recepção de cabo (140), formando assim um espaço (170) entre o elemento de blindagem (160) e o elemento de recepção de cabo (140). Pelo menos uma parte do elemento de blindagem (160) se dobra e/ou flexiona no espaço (170) quando o elemento de blindagem (160) entra em contado com a roldana (65). As demais construções incluem diferentes formatos, orientações e localizações para o elemento de blindagem (160).
[029] Em referência à Figura 3, o equalizador (110) inclui um eixo de rotação (175). Uma vez acoplado ao mergulhão (70), o equalizador (110) pode girar sobre o eixo de rotação (175). Em algumas construções, o equalizador (110) pode girar até aproximadamente 180 graus sobre o eixo de rotação (175). Em outras construções, o equalizador (110) pode girar além de 180 graus.
[030] Em referência às Figuras 3 e 5-7, o equalizador (110) possui um comprimento geral (177) (Figura 3), conforme medido ao longo do eixo de rotação (175) que é maior que o espaço (178) (Figuras 5-7) que se estende entre a primeira e segunda projeções de encaixe (115), (120) no mergulhão (70).
[031] Em referência às Figuras 5-7, o equalizador (110) é acoplado ao mergulhão através de uma série de quatro etapas. Na primeira etapa, ilustrada na Figura 5, o equalizador (110) e o eixo de rotação (175) são ambos inclinados em uma primeira direção de tal modo que a primeira extremidade (130) é reduzida e pode deslizar parcialmente sobre o orifício (180) na primeira projeção de encaixe (115).
[032] Na segunda etapa, ilustrada na Figura 6, o equalizador (110) e o eixo de rotação (175) são ambos inclinados para trás em uma direção oposta de tal modo que a primeira extremidade (130) é erguida e pode deslizar além do orifício (180), e de tal modo que a segunda extremidade (135) pode deslizar para baixo ao longo e adjacente a uma superfície externa (185) da segunda projeção de encaixe (120) em direção a um segundo orifício (190) na segunda projeção de encaixe (120).
[033] Na terceira etapa, ilustrada na Figura 7, o equalizador (110) e o eixo de rotação (175) são inclinados para trás mais além de tal modo que a segunda extremidade (135) pode deslizar completamente no segundo orifício (190).
[034] Na quarta etapa, ilustrada nas Figuras 7-9, as tampas de extremidade (195) (por exemplo, cartuchos de bucha) são acopladas às primeira e segunda projeções de encaixe (115), (120). As tampas de extremidade (195) controlam uma localização axial e radial do equalizador (110). Conforme ilustrado na Figura 8, cada uma das tampas de extremidade (195) inclui um compartimento (200), um lacre (205) disposto radialmente para dentro do compartimento (200), e uma bucha (210) dispostas radialmente para dentro do lacre (205). O compartimento (200) inclui uma aba externa (215) que inclui orifícios (220). As demais construções da tampa da extremidade (195) incluem diferentes números e disposições das abas (215) e orifícios (220). Em algumas construções, a tampa da extremidade (195) não inclui um lacre (205), ou inclui um tipo de lacre diferente (205) que aquele mostrado.
[035] Em referência à Figura 9, parafusos (225) são inseridos através dos orifícios (220) para parafusar as tampas de extremidade (195) às primeira e segunda projeções de encaixe (115), (120), travando assim o equalizador (110) entre a primeira e a segunda projeções de encaixe (115), (120) ao longo do eixo de rotação (175), mas permitindo ainda que o equalizador (110) gire sobre o eixo de rotação (175). Conforme ilustrado na Figura 9, as buchas (210) recebem a primeira e a segunda extremidade (130), (135) e permitem que a primeira e a segunda extremidade (130), (135), e o equalizador (110) como um todo, girem sobre o eixo de rotação (175) em relação ao mergulhão (70).
[036] O equalizador (110) provê vantagens sobre um equalizador do tipo de pino mais tradicional, como o equalizador (310) ilustrado nas Figuras 2A, 3A, 4A e 9A. Por exemplo, e conforme ilustrado nas Figuras 2A e 3A, o equalizador (310) é uma estrutura de máquina grande fabricada e utilizada para conectar os cabos do guindaste a um mergulhão. O equalizador (310) é geralmente maior e mais volumoso que o equalizador (110) ilustrado nas Figuras 2 e 3 correspondentes. Em algumas construções, o equalizador (310) pesa aproximadamente 8.000 libras a mais que o equalizador (110). Em algumas construções, o equalizador (310) pesa aproximadamente 10.500 libras, ao passo que o equalizador (110) pesa aproximadamente 3.700 libras. Em algumas construções, o equalizador (110) pesa aproximadamente entre 3.500 libras e 4.000 libras. As demais construções incluem diferentes variações. Esse peso reduzido se traduz diretamente na força de corte aperfeiçoada e cargas úteis maiores para a escavadeira (10).
[037] Conforme ilustrado nas Figuras 4A e 9A, o equalizador (310) inclui orifícios (315), (320) em ambas as extremidades do equalizador (310). Para montar o equalizador (310), um pino (325) (por exemplo, de 9 pés de comprimento, e pesando aproximadamente 1.200 libras) é inserido através dos orifícios (315), (320) e através dos orifícios (180), (190) na primeira e segunda projeções de encaixe (115), (120). A combinação tanto do equalizador (310) quanto do pino (325) é desvantajosamente pesada, e apenas uma pequena parte (por exemplo, menor que 4 pés) do pino (325) termina sendo utilizada como uma superfície de apoio sobre a qual o equalizador (310) e o mergulhão 70 giram em relação um ao outro. A inserção do pino (320) também é difícil e demorada devido à necessidade de alinhar os orifícios (315), (320), (180) e (190) antes de inserir o pino (325), combinado com o peso geral dos componentes que são alinhados.
[038] Em contraste, e conforme descrito acima, o equalizador (110) é integralmente fundido como uma peça única de material, com duas extremidades cilíndricas opostas (130), (135) que se projetam axialmente ao longo do eixo de rotação (175) e são dimensionadas para serem recebidas dentro das buchas (210). Em algumas construções, as extremidades (130), (135) não são cilíndricas (por exemplo, possuem mais de um formato cônico) para corresponder com uma bucha não cilíndrica de formato similar (210). O equalizador (110), por si, assume o lugar do pino (325) devido à primeira e segunda extremidades (130), (135) serem rotativamente recebidas e dispostas dentro das buchas (210). Em algumas construções, um sistema de mergulhão e equalizador inclui apenas o mergulhão, o equalizador (110) e duas tampas de extremidade (195). Essa combinação do mergulhão, o equalizador (110) e duas tampas de extremidade (195), sem a necessidade de um pino adicional, é suficiente para o movimento rotacional relativo do mergulhão (70) e do equalizador (110). Em algumas construções, o equalizador de peça única fundida (110) e as tampas de extremidade (195) juntos formam um kit de montagem que pode ser utilizado em uma variedade de diferentes máquinas de mineração (por exemplo, como uma retromontagem ou provida como um produto pós-comercialização).
[039] As etapas de montagem para o equalizador (110) são mais fáceis e rápidas que as etapas de montagem para o equalizador (310) e o pino (325), pelo menos em parte, porque não é necessário um pino para prender o equalizador (110) ao mergulhão (70). Apenas as tampas de extremidade (195) são adicionadas assim que o equalizador (110) tiver sido inserido nos orifícios (180), (190). Entretanto, em algumas construções, o equalizador (110) pode ser ajustado com um pino, similar ao pino (325), para facilitar o movimento rotacional do equalizador (110) e do mergulhão (70). Por exemplo, em algumas construções, um pino é estendido através da primeira e da segunda extremidade (130), (135) ao longo do eixo de rotação (175), e o pino isoladamente (ou em combinação com a primeira e a segunda extremidade (130), (135)) possibilita a rotação do equalizador (110) e do mergulhão (70).
[040] Em referência às Figuras 4 e 4A, o equalizador (110) também inclui um centro de gravidade (400), que está mais próximo do eixo de rotação (175) que o centro de gravidade (405) do equalizador (310) está para um eixo de rotação (330). Por exemplo, em algumas construções, o centro de gravidade (400) para o equalizador (110) é de apenas 4 polegadas do eixo de rotação (175), enquanto o centro de gravidade (405) para o equalizador (310) é de 8 polegadas do eixo de rotação (330). Devido à proximidade do centro de gravidade (400) com o eixo de rotação (175), há muito pouco momento de derrube (definido como o produto do peso do equalizador e a distância do centro de gravidade a partir do eixo de rotação) no equalizador (110). Isto torna difícil dobrar os cabos (80) do guindaste, uma vez que o momento de derrube é pequeno. Em algumas construções, o momento de derrube do equalizador (110) é aproximadamente 86% menor que o do equalizador (310). Em algumas construções, o momento de derrube para o equalizador (110) é de aproximadamente 1.200 pés-libras, ao passo que o momento de derrube para o equalizador (310) é de aproximadamente 7.000 pés-libras. Em algumas construções, o momento de derrube para o equalizador (110) encontra-se entre aproximadamente 1.100 pés-libras e 1.300 pés-libras. As demais construções incluem diferentes variações.
[041] A Figura 10 ilustra um equalizador alternativo (410). O equalizador (410) é configurado para ser acoplado ao mergulhão (70). Em algumas construções, o equalizador é uma estrutura fundida. Conforme ilustrado na Figura 10, um único pino (415) se estende através do equalizador (410) e para fora das extremidades (420) e (425). Os elementos de fixação (430) são acoplados às extremidades do pino (415) para evitar ou inibir que o pino (415) deslize para fora do equalizador (410). Similar ao equalizador (110), o equalizador (410) inclui um elemento de blindagem (435). O elemento de blindagem (435) é disposto sobre a parte frontal (440) do equalizador (410). O elemento de blindagem (435) é um elemento de sacrifício que protege o restante do equalizador (410) de entrar em contato com a roldana (65) e danificar o equalizador (410). O elemento de blindagem (435) absorve o contato contra a roldana (65) no caso de o mergulhão (70) e o equalizador (410) estarem próximos à roldana (65) (por exemplo, quando os cabos (80) do guindaste são puxados firmemente). O equalizador (410) também inclui pelo menos um elemento de recepção de cabo (445).
[042] Em algumas construções, as extremidades (420), (425) do equalizador (410) são configuradas para deslizar nos orifícios (180), (190) (por exemplo, de forma similar que àquela do equalizador (110) descrita acima desliza nos orifícios (180), (190)), anterior à inserção do pino (415) e assim realizar o acoplamento dos elementos de fixação (430) ao pino (415).
[043] Embora a invenção tenha sido descrita detalhadamente em referência às realizações preferidas, existem variações e modificações dentro do escopo e do espírito de um ou mais aspectos independentes da invenção, conforme descrita.