EA045118B1

EA045118B1 - EXCAVATOR UNIT

Info

Publication number: EA045118B1
Application number: EA202100138
Authority: EA
Inventors: Анна Ивановна Середа
Original assignee: Анна Ивановна Середа
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2023-10-30

Description

Изобретение относится к дорожно-строительному машиностроению, в частности экскаваторам, и предназначено для расширения их функциональных возможностей путем трансформации ковшового экскаватора с телескопической стрелой в ковшовый экскаватор с шарнирно-сочлененной стрелой.The invention relates to road construction machinery, in particular excavators, and is intended to expand their functionality by transforming a bucket excavator with a telescopic boom into a bucket excavator with an articulated boom.

Из уровня техники известны экскаваторы с различным рабочим оборудованием, обеспечивающим расширение технических и эксплуатационных возможностей экскаваторных установок.Excavators with various working equipment are known from the prior art, providing expansion of the technical and operational capabilities of excavator installations.

Так предложена конструкция экскаватора-планировщика с телескопическим стреловым оборудованием [1]. Экскаватор включает самоходное шасси, поворотную платформу, телескопическую стрелу с подвижной и неподвижной секциями и наклонный участок неподвижной стрелы, шарнирно соединенный с поворотной платформой с возможностью изменения углового положения. Гидроцилиндр выдвижения стрелы имеет внутренние трубопроводы для гидравлической связи гидравлического распределителя гидроцилиндра поворота ковша с указанным выше гидроцилиндром, что исключает шланговые соединения и позволяет осуществить поворот стрелы.Thus, the design of a leveling excavator with telescopic boom equipment has been proposed [1]. The excavator includes a self-propelled chassis, a rotating platform, a telescopic boom with movable and fixed sections, and an inclined section of the fixed boom, hingedly connected to the rotating platform with the ability to change the angular position. The boom extension hydraulic cylinder has internal pipelines for hydraulic connection of the hydraulic distributor of the bucket rotation hydraulic cylinder with the above-mentioned hydraulic cylinder, which eliminates hose connections and allows the boom to rotate.

Известен экскаватор, рабочее оборудование которого позволяет переоборудовать экскаваторную ковшовую машину с обратной лопатой на прямую и обратно [2]. Стрела экскаватора имеет выемку, в которую свободно проходит верхняя часть рукояти, а пята стрелы и гидроцилиндры управления стрелой расположены в центре платформы. Для переоборудования с прямой лопаты на обратную манипулируют одной парой гидроцилиндров и наклоняют стрелу в правое положение. Далее манипулируют другой парой гидроцилиндров, переводят рукоять через нулевое положение, при этом, когда рукоять составляет прямую со стрелой, один из гидроцилиндров второй пары и кольцевая часть указанной рукояти занимают положение с другой стороны стрелы.An excavator is known, the working equipment of which makes it possible to convert an excavator bucket machine with a backhoe into a straight line and back [2]. The excavator boom has a recess into which the upper part of the handle freely fits, and the boom heel and boom control hydraulic cylinders are located in the center of the platform. To convert from a forward shovel to a reverse shovel, one pair of hydraulic cylinders is manipulated and the boom is tilted to the right position. Next, another pair of hydraulic cylinders is manipulated, the handle is moved through the zero position, and when the handle is straight with the boom, one of the hydraulic cylinders of the second pair and the annular part of the specified handle occupy a position on the other side of the boom.

Недостатком известных экскаваторов является технически узкое повышение их функциональных возможностей, и касается улучшения отдельных характеристик рабочего оборудования, касающихся либо работы гидравлического оборудования, или расположения ковшовой лопаты.The disadvantage of known excavators is the technically narrow increase in their functionality, and concerns the improvement of individual characteristics of the working equipment, relating to either the operation of hydraulic equipment or the location of the shovel.

В патенте [3] раскрыто крепление универсальное сменного рабочего оборудования дорожноземлеройной машины и экскаватора, применяемых в военной отрасли. Техническое решение включает стационарную часть с силовыми осями, которая крепится на сменное рабочее оборудование, и подвижную часть крепления, содержащую плиту, гидроцилиндры и упор, входящий в зацепление с силовой осью стационарной части. Последнюю монтируют на торцевую часть стрелы экскаватора с гидравлическим приводом для работы гидроцилиндров, установленных в подвижной плите.The patent [3] discloses a universal fastening for replaceable working equipment of a road-digger and excavator used in the military industry. The technical solution includes a stationary part with power axes, which is mounted on replaceable working equipment, and a movable part of the fastening containing a plate, hydraulic cylinders and a stop that engages with the power axis of the stationary part. The latter is mounted on the end part of the excavator boom with a hydraulic drive to operate hydraulic cylinders installed in the movable plate.

Недостатком аналога является узкая специализация конструкции крепления универсального, которая не решает задачу трансформации экскаватора с телескопической стрелой, в экскаватор с шарнирносочлененной стрелой.The disadvantage of the analogue is the narrow specialization of the universal fastening design, which does not solve the problem of transforming an excavator with a telescopic boom into an excavator with an articulated boom.

В качестве прототипа выбран экскаватор, содержащий шасси, на котором установлена поворотная платформа с рабочим оборудованием, включающим телескопическую стрелу с гидроприводом [4]. Начальная секция телескопической стрелы кинематически соединена с поворотной платформой, а конечная секция соединена с ковшом. Механизм подъема и опускания стрелы снабжен трехплечим рычагом, шарнирно установленным на поворотной платформе, и гидроцилиндром его поворота относительно платформы. Плечо а трехплечевого рычага шарнирно соединено с цилиндром гидроцилиндра, шток которого соединен с начальной секцией стрелы. Начальная секция телескопической стрелы кинематически соединена с поворотной платформой посредством второго плеча b рычага.An excavator containing a chassis on which a rotating platform with working equipment is installed, including a telescopic boom with a hydraulic drive, is selected as a prototype [4]. The initial section of the telescopic boom is kinematically connected to the rotary platform, and the final section is connected to the bucket. The mechanism for raising and lowering the boom is equipped with a three-arm lever, pivotally mounted on the turntable, and a hydraulic cylinder for turning it relative to the platform. Shoulder a of the three-arm lever is pivotally connected to the cylinder of the hydraulic cylinder, the rod of which is connected to the initial section of the boom. The initial section of the telescopic boom is kinematically connected to the rotating platform through the second arm b of the lever.

Такое выполнение рабочего оборудования экскаватора позволяет при увеличении угла опускания стрелы сохранить момент силы, действующей на нее от гидроцилиндра, за счет сохранения плеча этой силы при повороте трехплечего рычага.This design of the working equipment of the excavator allows, when the lowering angle of the boom increases, to preserve the moment of force acting on it from the hydraulic cylinder, by maintaining the leverage of this force when turning the three-arm lever.

Недостатком прототипа является низкая универсальность рабочего оборудования, содержащего только телескопическую стрелу и не обеспечивающего трансформацию экскаватора одного типа - с телескопической стрелой в другой тип экскаватора - с шарнирно-сочлененной стрелой.The disadvantage of the prototype is the low versatility of the working equipment, which contains only a telescopic boom and does not provide transformation of an excavator of one type - with a telescopic boom - into another type of excavator - with an articulated boom.

Целью изобретения является повышение универсальности рабочего оборудования и создание экскаваторной машины, которая бы обеспечивала использование на одном шасси с поворотной платформой разного типа рабочего оборудования.The purpose of the invention is to increase the versatility of working equipment and to create an excavator machine that would allow the use of various types of working equipment on the same chassis with a turntable.

Техническим результатом изобретения является повышение универсальности рабочего оборудования. Техническим результатом является также возможность быстрого монтажа-демонтажа на одно и то же шасси с поворотной платформой телескопической стрелы с ковшом или шарнирно-сочлененной стрелы экскаватора с ковшом.The technical result of the invention is to increase the versatility of working equipment. The technical result is also the possibility of quick installation and dismantling of a telescopic boom with a bucket or an articulated boom of an excavator with a bucket on the same chassis with a rotating platform.

Технический результат достигается тем, что в экскаваторной установке, содержащей шасси, поворотную платформу, рабочее оборудование, средство для кинематического соединения рабочего оборудования с поворотной платформой, механизм подъема и опускания рабочего оборудования в виде гидроцилиндров, согласно изобретению, поворотная платформа в качестве средства кинематического соединения с рабочим оборудованием на передней части содержит стойку с верхними и передними проушинами, а рабочее оборудование выполнено в виде съемной телескопической стрелы, имеющей начальную секцию с нижними проушинами и среднюю секцию, причем стойка дополнительно снабжена съемным адаптером, выполненным в виде П-образной жесткой конструкции с боковыми стенками в форме неравнобокой трапеции и содержит в верхней части по одной сдвоенной проушине с отверстиями на каждой боковойThe technical result is achieved by the fact that in an excavator installation containing a chassis, a turntable, working equipment, a means for kinematically connecting the working equipment with the turntable, a mechanism for raising and lowering the working equipment in the form of hydraulic cylinders, according to the invention, the turntable as a means of kinematic connection with the working equipment on the front part contains a rack with upper and front lugs, and the working equipment is made in the form of a removable telescopic boom having an initial section with lower lugs and a middle section, and the rack is additionally equipped with a removable adapter made in the form of a U-shaped rigid structure with side walls in the shape of an unequal trapezoid and contains in the upper part one double eyelet with holes on each side

- 1 045118 стенке для крепления к нижним проушинам начальной секции съемной телескопической стрелы, а в нижней части содержит две проушины, выполненные с возможностью крепления к передним проушинам стойки поворотной платформы, а также проушину с отверстием на выступающих за габариты боковых стенках задней части верхней планки, и две передние проушины с отверстиями на каждой боковой стенке для крепления гидроцилиндров; гидроцилиндры механизма подъема и опускания съемного рабочего оборудования содержат нижние проушины, выполненные с возможностью крепления к передним проушинам передней части адаптера с установленной на поворотной платформе съемной телескопической стрелой, а штоки гидроцилиндров снабжены проушинами с возможностью крепления к средней секции съемной телескопической стрелы.- 1 045118 wall for fastening to the lower eyes of the initial section of the removable telescopic boom, and in the lower part contains two eyes made with the possibility of attachment to the front eyes of the turntable stand, as well as an eye with a hole on the side walls of the rear part of the upper bar protruding beyond the dimensions, and two front eyes with holes on each side wall for attaching hydraulic cylinders; The hydraulic cylinders of the mechanism for raising and lowering the removable working equipment contain lower lugs designed to be attached to the front lugs of the front part of the adapter with a removable telescopic boom installed on the turntable, and the hydraulic cylinder rods are equipped with lugs that can be attached to the middle section of the removable telescopic boom.

Съемная телескопическая стрела содержит конечную секцию для соединения с ковшом.The removable telescopic boom contains an end section for connection to the bucket.

Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1-6.The essence of the invention is illustrated by drawings in Fig. 1-6.

На фиг. 1 представлена экскаваторная установка с телескопической стрелой.In fig. Figure 1 shows an excavator installation with a telescopic boom.

На фиг. 2 - экскаваторная установка с шарнирно-сочлененной стрелой.In fig. 2 - excavator installation with an articulated boom.

На фиг. 3 - вид поворотной платформы с телескопической стрелой.In fig. 3 - view of a rotating platform with a telescopic boom.

На фиг. 4 - вид поворотной платформы с шарнирно-сочлененной стрелой.In fig. 4 is a view of a rotating platform with an articulated boom.

На фиг. 5 - вид адаптера спереди.In fig. 5 - front view of the adapter.

На фиг. 6 - вид адаптера сзади.In fig. 6 - rear view of the adapter.

Экскаваторная установка 1 содержит шасси 2, поворотную платформу 3, рабочее оборудование в виде выдвижной телескопической стрелы 18 с начальной секцией 30 с нижними проушинами 17 и конечной секцией 25, соединенной с ковшом 31, или шарнирно-сочлененной стрелы 8 из двух звеньев первого звена 33 и второго звена 35, соединенного с ковшом 36; стойку 4 с верхними проушинами 5 и передними проушинами 9 и дополнительный съемный адаптер 14 П-образной жесткой конструкции с боковыми стенками 21 в форме неравнобокой трапеции, для кинематического соединения рабочего оборудования с поворотной платформой 3; съемный адаптер 14 П-образной жесткой конструкции имеет в нижней части две проушины 24 для крепления к передним проушинам 9 стойки 4, две передние проушины 19 с отверстиями 26 на каждой боковой стенке 21 для крепления гидроцилиндров 12, а в верхней части имеет по одной сдвоенной проушине 15 с отверстиями 22 на каждой боковой стенке 21 для крепления рабочего оборудования; верхняя планка 23 П-образного адаптера 14 на задней части выполнена выступающей за габариты боковых стенок 21 с образованием проушины 27 с отверстием 28, продольная ось которого перпендикулярна боковым стенкам 21 неравнобокой трапеции; механизм подъема и опускания рабочего оборудования в виде гидроцилиндров 12 с нижней проушиной 11 для крепления к передним проушинам 19 передней части адаптера 14, или к передним проушинами 9 стойки 4 и с проушинами 13 штоков 37 для крепления к средней секции 38 телескопической стрелы 18 или к средней части 29 шарнирно-сочлененной стрелы 8.Excavator installation 1 contains a chassis 2, a rotating platform 3, working equipment in the form of a retractable telescopic boom 18 with an initial section 30 with lower eyes 17 and a final section 25 connected to a bucket 31, or an articulated boom 8 of two links of the first link 33 and a second link 35 connected to the bucket 36; stand 4 with upper lugs 5 and front lugs 9 and an additional removable adapter 14 of a U-shaped rigid structure with side walls 21 in the shape of an unequal trapezoid, for kinematic connection of the working equipment with the turntable 3; a removable adapter 14 of a U-shaped rigid structure has two eyes 24 in the lower part for fastening to the front eyes 9 of the rack 4, two front eyes 19 with holes 26 on each side wall 21 for attaching hydraulic cylinders 12, and in the upper part it has one double eye 15 with holes 22 on each side wall 21 for fastening working equipment; the upper bar 23 of the U-shaped adapter 14 on the rear part is made protruding beyond the dimensions of the side walls 21 to form an eye 27 with a hole 28, the longitudinal axis of which is perpendicular to the side walls 21 of the unequal trapezoid; mechanism for raising and lowering working equipment in the form of hydraulic cylinders 12 with a lower eye 11 for attachment to the front eyes 19 of the front part of the adapter 14, or to the front eyes 9 of the rack 4 and with eyes 13 of the rods 37 for attachment to the middle section 38 of the telescopic boom 18 or to the middle parts 29 of the articulated boom 8.

Изобретение реализуют следующим образом.The invention is implemented as follows.

На автомобильное шасси 2 устанавливают поворотную платформу 3 экскаваторной установки 1. На передней части платформы 3 выполнена стойка 4 с верхними проушинами 5 и передними проушинами 9, к которой затем крепят дополнительный съемный адаптер 14 П-образной жесткой конструкции с боковыми стенками 21 в форме неравнобокой трапеции. Съемный адаптер 14 П-образной жесткой конструкции (см. фиг. 5, 6) содержит в нижней части две проушины 24 для крепления к передним проушинам 9 стойки 4, две передние проушины 19 с отверстиями 26 на каждой боковой стенке 21 для крепления гидроцилиндров 12, а в верхней части имеет по одной сдвоенной проушине 15 с отверстиями 22 на каждой боковой стенке 21 для крепления рабочего оборудования - телескопической стрелы 18. Верхняя планка 23 П-образного адаптера 14 на задней части выполнена выступающей за габариты боковых стенок 21 с образованием проушины 27 с отверстием 28, продольная ось которого перпендикулярна боковым стенкам 21 неравнобокой трапеции. Для установки адаптера 14 проушины 5 и 9 стойки 4 посредством шарнирных пальцев 6 и 10 соединяют с двумя проушинами 24 адаптера 14, верхние проушины 15 адаптера 14 посредством шарнирного пальца 16 соединяются с нижними проушинами 17 начальной секция 30 телескопической стрелы 18, передние проушины 19 адаптера 14 посредством пальцев 20 соединяются с нижними проушинами 11 гидроцилиндров 12 подъема телескопической стрелы 8, а проушины 13 штоков 37 гидроцилиндров 12 шарнирно крепят в верхних проушинах 21 средней секции 38 телескопической стрелы 18 с ковшом 31 на конечной секции 25 (см. фиг. 1, 3).A rotating platform 3 of an excavator installation 1 is installed on the automobile chassis 2. On the front of the platform 3 there is a stand 4 with upper lugs 5 and front lugs 9, to which an additional removable adapter 14 of a U-shaped rigid structure with side walls 21 in the shape of an unequal trapezoid is then attached. . The removable adapter 14 of the U-shaped rigid structure (see Fig. 5, 6) contains in the lower part two eyes 24 for fastening to the front eyes 9 of the rack 4, two front eyes 19 with holes 26 on each side wall 21 for fastening hydraulic cylinders 12, and in the upper part it has one double eyelet 15 with holes 22 on each side wall 21 for fastening working equipment - a telescopic boom 18. The upper bar 23 of the U-shaped adapter 14 on the rear part is made protruding beyond the dimensions of the side walls 21 to form an eyelet 27 with hole 28, the longitudinal axis of which is perpendicular to the side walls 21 of the unequal trapezoid. To install the adapter 14, the eyes 5 and 9 of the rack 4 are connected by means of hinge pins 6 and 10 to two eyes 24 of the adapter 14, the upper eyes 15 of the adapter 14 are connected by means of a hinge pin 16 to the lower eyes 17 of the initial section 30 of the telescopic boom 18, the front eyes 19 of the adapter 14 by means of fingers 20 they are connected to the lower eyes 11 of the hydraulic cylinders 12 for lifting the telescopic boom 8, and the eyes 13 of the rods 37 of the hydraulic cylinders 12 are pivotally mounted in the upper eyes 21 of the middle section 38 of the telescopic boom 18 with a bucket 31 on the end section 25 (see Fig. 1, 3) .

При смене рабочего оборудования на экскаваторной установке 1 на поворотную платформу 3 на шасси 2 вместо телескопической стрелы 18 с ковшом 31 монтируют шарнирно-сочлененную стрелу 8 с ковшом 36 (см. фиг. 4, 2). Для этого предварительно, в обратном порядке, демонтируют телескопическую стрелу 18 и снимают адаптер 14, при этом извлекают шарнирные пальцы 6 и 10 из проушин 5 и 9 стойки 4 и удаляют проушины 24 адаптера 14 из проушин 5 и 9 на стойке 4. Затем на поворотную платформу 3 устанавливают шарнирно-сочлененную стрелу 8 рабочего оборудования. Для этого верхние проушины 5 стойки 4 посредством шарнирного пальца 6 соединяются с нижней проушиной 7 шарнирно-сочлененной стрелы 8. Передние проушины 9 стойки 4 посредством пальцев шарнирных 10 соединяются с нижними проушинами 11 гидроцилиндров 12 подъема шарнирно-сочлененной стрелы 8. Проушины 13 штоков 37 гидроцилиндров 12 шарнирно крепятся на средней части шарнирно- 2 045118 сочлененной стрелы 8. Шарнирно-сочлененная стрела 8 состоит из двух звеньев - начального звена 33, конечного звена 35, при этом начальная часть 32 первого 33 звена снабжена нижней проушиной 7 для крепления к верхним проушинам 5 стойки 4 на поворотной платформе 3, а конечная часть 34 звена 35 соединена с ковшом 36.When changing the working equipment on the excavator installation 1 to the rotary platform 3 on the chassis 2, instead of a telescopic boom 18 with a bucket 31, an articulated boom 8 with a bucket 36 is mounted (see Fig. 4, 2). To do this, first, in reverse order, dismantle the telescopic boom 18 and remove the adapter 14, while removing the hinge pins 6 and 10 from the eyes 5 and 9 of the rack 4 and removing the eyes 24 of the adapter 14 from the eyes 5 and 9 on the rack 4. Then to the rotary platform 3 is installed with an articulated boom 8 of the working equipment. To do this, the upper eyes 5 of the rack 4 are connected by means of a hinge pin 6 to the lower eye 7 of the articulated boom 8. The front eyes 9 of the rack 4 are connected by means of hinge pins 10 to the lower eyes 11 of the hydraulic cylinders 12 for lifting the articulated boom 8. Eyes 13 of the rods 37 of the hydraulic cylinders 12 are hingedly mounted on the middle part of the articulated boom 8. The articulated boom 8 consists of two links - the initial link 33, the final link 35, while the initial part 32 of the first 33 link is equipped with a lower eye 7 for attachment to the upper eyes 5 racks 4 on the turntable 3, and the end part 34 of the link 35 is connected to the bucket 36.

При смене рабочего оборудования - шарнирно-сочлененной стрелы 8 на телескопическую стрелу 18 предусмотрена возможность быстрого подключения подводящих шлангов (на чертеже не показано) гидроцилиндров 12 к гидравлической системе экскаваторной установки 1.When changing the working equipment - an articulated boom 8 to a telescopic boom 18, it is possible to quickly connect the supply hoses (not shown in the drawing) of the hydraulic cylinders 12 to the hydraulic system of the excavator unit 1.

Конструкция поворотной платформы 3 обеспечивает необходимую устойчивость экскаваторной установки 1 как при работе с шарнирно-сочлененной стрелой 8, так и при работе с телескопической стрелой 18, при этом управление экскаваторной установкой 1 осуществляется из кабины 39 оператора.The design of the rotating platform 3 provides the necessary stability of the excavator unit 1 both when working with an articulated boom 8 and when working with a telescopic boom 18, while the excavator unit 1 is controlled from the operator's cabin 39.

Источники информации.Information sources.

1. RU № 94006829 А1, 27.04.1997.1. RU No. 94006829 A1, 04/27/1997.

2. RU № 2012724 С1, 18.05.1994.2. RU No. 2012724 C1, 05/18/1994.

3. RU № 162800 U1, 27.06.2016.3. RU No. 162800 U1, 06/27/2016.

4. RU № 2325485 С1, 27.05.2008 (прототип).4. RU No. 2325485 C1, 05/27/2008 (prototype).

Claims

1. Excavator installation (1), containing a chassis (2), a rotating platform (3), working equipment, a means for kinematically connecting the working equipment with the rotating platform (3), a mechanism for raising and lowering working equipment in the form of hydraulic cylinders (12), different in that the rotary platform (3) as a means of kinematic connection with the working equipment on the front part contains a stand (4) with upper (5) and front (9) eyes, and the working equipment is made in the form of a removable telescopic boom (18) having an initial section (30) with lower lugs (17) and a middle section (38), wherein the stand (4) is additionally equipped with a removable adapter (14), made in the form of a U-shaped rigid structure with side walls (21) in the shape of an unequal trapezoid and contains in the upper part one double eyelet (15) with holes (22) on each side wall (21) for attaching to the lower eyelets (17) of the initial section (30) of a removable telescopic boom (18), and in the lower part contains two eyes (24), designed to be attached to the front lugs (9) of the rack (4) of the turntable (3), as well as an lug (27) with a hole (28) on the side walls (21) protruding beyond the dimensions of the rear part of the top bar (23 ), and two front eyes (19) with holes (26) on each side wall (21) for attaching hydraulic cylinders (12); The hydraulic cylinders (12) of the mechanism for raising and lowering removable working equipment contain lower lugs (11), designed to be attached to the front lugs (19) of the front part of the adapter (14) with a removable telescopic boom (18) installed on the rotating platform (3), and the rods (37) of the hydraulic cylinders (12) are equipped with eyes (13) with the ability to be attached to the middle section (38) of a removable telescopic boom (18).

2. Excavator installation according to claim 1, characterized in that the removable telescopic boom (18) contains an end section (25) for connection with the bucket (31).