Opublikowano dnia 19 marca 1959 r.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 41834 KI. S«=*/03 %M Ignacy Brach Warszawa, Polska 5/08 Wieloczerpokowa koparka kolowa Patent trwa od dnia 16 sierpnia 1956 r.Do kopania rowów przeznaczonych do ukla¬ dania rurociagów, ka'bli, do rowów odwadnia¬ jacych i do celów wojskowych oraz do kopania wykopów sluza koparki wieloczerpakowe lan¬ cuchowe i kolowe. Koparki kolowe sa korzy¬ stniejsze w stosunku do lancuchowych, na sku¬ tek wyeliminowania oporów tarcia lancucha oraz na skutek mozliwosci stosowania wiek¬ szych predkosci skrawania. Koparki kolowe wprowadza sie olbecnie coraz czesciej do usu¬ wania nadkladu w kopalnictwie odkirywkowym.Wydajnosc tych koparek wynika z podstawowe¬ go wzoru na obliczanie wydajnosci koparek wieloczerpakowych, a mianowicie: w = 3600V" " mVh Wydajnosc ta jest zalezna od u uzytecznej objetosci czerpaka... Vu sredniej predkosci obrotu srodka ciezkosci masy ziemi wypelniajacej czerpaki... vs odleglosci czerpaków... I (m).Na rysunku fig. 1 przedstawia schemat kola budowanego dotychczas, fig. 2 — sposób tworze-, nia sie cykloidy, stanowiacej droge zeibów czer¬ paków, fig. 3 — widok kola ze zsunietymi czer¬ pakami, fig. 4 — przekrój pionowy wzdluz linii d na fig. 3 przez kolo koparki, fig. 5 — widok kola ze zsunietymi czerpakami w formie dwóch pierscieni, fig. 6, kolo z czerpakami (bez den, fig. 7 — przekrój rurowy wzdluz linii x—x na fig. 6, fig. 8 — przekrój podluzny kola rurowego z wygarniaczern, fig. 9 — widok koparki z bo¬ ku, fig. 10 — widok koparki z tylu.Na skutek przyjetego ksztaltu czerpaka w for¬ mie zaokraglonej 'kostki o dlugosci boków a = \ Vu oraz zastosowania duzych rozstawien czerpaków l = 2a do 3a (rys. 1)" wydajnosc jest mala pomimo zastosowania wielkich predkosci skrawania dochodzacych do 2,5 m/sek.Opróznianie czerpaków odbywa-sie albo. przez zsyp materialu do boku po równi pochylej k (fig. 4) lub tez na urzadzenie odbierajace, jak np. przenosnik'tasmowy g (figi i), przy czyim w^tym przypadku czerpaki nie posiadaja den, lecz zawarty w nich urobek opiera sie o pierscien h, który posiada przerwe n góry w miejscu f, gdzie urobek wysypuje sie na wispomniany przenos- Przy grantach gliniastych urobek zle wydo¬ staje sie z czerpaków i bardzo czesto znaczna jego czesc nie wypada, lecz dostaje sie z powro¬ tem na dól pod kolo czerpiace, czemu jeszcze pomaga sila odsrodkowa dzialajaca na urobek.Zastosowanie wygarniaczy nie jest mozliwe, gdyz stoi temu na przeszkodzie dno czerpaka d.Przy koparkach kolowych do rowów, jakie dotychczas sie buduje, pionowa os kola czerpa¬ kowego jest zawsze prostopadla do plaszczyzny terenu, po której przesuwaja sie kola czy ga- siennice ciagnika* Brak jest urzadzen nastawia¬ jacych kolo czerpiace do pionu przy jezdzie po pochylosciach, co jest potrzebne przy rowach melioracyjnych i strzeleckich.Przedmiotem wynalazku jest koparka, która nie posiada wymienionych wyzej wad. Przez zsuniecie czerpaków i nadanie ich grzbietom odpowiedniego ksztaltu równoleglego do tworza¬ cej cykloddy oraz przez stworzenie czesciowego przekroju rurowego, uzyskuje sie znacznie wieksze wydajnosci przy tej samej srednicy ko¬ la czerpakowego, zbudowanego na podstawie dotychczasowych rozwiazan. Przekrój rurowy pozwala na zastosowanie wygarniacza. Ustawie¬ nie kola czerpiacego na podwoziu z mechaniz¬ mem do odchylania od pionu pozwala na pio¬ nowe ustawienie kola przy pracy pomimo po¬ chylenia terenu. Droga, która opisuje nóz (zab) czerpaka w procesie skrawania (fig. 2) jest od¬ wrócona cykloida wydluzona, przy czym pred¬ kosc posuwu jest odwrotnie proporcjonalna do kata rozstawienia czerpaków i jezeli czerpaki te sa rozstawione rzadko, jak to uwidoczniono na fig. 1, to wtedy nie tylko wydajnosc jest mala, ale i posuw kola, a wiec i calej maszyny, jest maty, co jest sprzeczne z konieczna ten¬ dencja zwiekszania postepu robót w jednostce czasu. Cykloida przy rzadko rozstawionych czer¬ pakach jest stroma, jak to widac z linii A (fig. 2). Przy zsunietych czerpakach cykloida bedzie bardziej nachylona, jak to widac z linii B i taka cykloida powinna 'byc miarodajna do okreslania ksztaltu czerpaków.Przez zsuniecie czerpaków (jak to widac na ifig. 3), az do styku dna z górnym brzegiem otworu wlotu czerpaka nastepnego, powieksza sie od razu liczbe czerpaków z 8 (fig. 1) do 20, a wiec przy tej samej predkosci obwodowej wydajnosc wzrosnie 2,5-krotnie. Warunkiem : osiagniecia dobrych wyników przy tego rodzaju konstrukcji jest takie ustawienie przedniej sciany czerpaka z nozem skrawajacym, alby prze¬ krój przedniej scianki dawal linie nieco cofnieta w stosunku do przebiegu cykloidy.W przeciwnym przypadku przednia sciana czerpaka bedzie sie wgmiatac w grunt i zwezac szerokosc koniecznej strugi. Do uzyskania dostatecznie duzego otworu wlotowego, potrzebnego przy wtraceniach ka¬ mienistych w gruncie, dno czerpaka wymaga zaokraglenia dla uzyskania szerokosci d (fig. 3), która jest wieksza od szerokosci strugi. Istnieje dalsza mozliwosc zblizenia czerpaków (fig. 5).Czerpaki sa zsuniete tak dalece, ze dolna kra¬ wedz czerpaka górnego stanowi górna krawedz czerpaka dolnego. Tego rodzaju rozwiazanie da¬ je mala poprawe wydajnosci w stosunku do rozwiazania na fig. 3, daje jednakze wieksza sztywnosc przez stworzenie dwóch mocnych pierscieni kolowych, stanowiacych .boczne scia¬ ny czerpaków. To rozwiazanie prowadzi do os¬ tatecznego rozwiazania, dajacego najlepsze wy¬ niki pod wzgledem wydajnosci, a mianowicie do kola rurowego o przekroju prostokatnym g (fig. 6 i 7), na którym umieszczone sa nasadki czerpakowe k z nozami skrawajacymi z. Od strony wewnetrznej kola przekrój rurowy jest ograniczony pierscieniem h, podobnie jak w rozwiazaniu z czerpakami. Tego rodzaju kola mozna uzyc bez obawy przesypywania i obsy¬ pywania sie gruntu. Odsypywanie nastepuje czesciowo, lecz tylko do granic naturalnego ka¬ ta usypu a (fig. 8), po czym na skutek ciaglego napelniania sie rury przez otwory nasadek czer¬ pakowych urobek plynie calym przekrojem az do wysypu. Kolo rurowe z rura stosunkowo waska zostalo juz zastosowane, jednakze tylko do kól poprzecznych do zdejmowania nakladu w kopalnictwie odkrywkowym, Nie zostalo na¬ tomiast dotad zastosowane do kól w koparkach podluznych do rowów. Kolo takie pozwala na zastosowanie wygarniacza w (fig. 8), wygarnia¬ jacego z calego przekroju rurowego. Urobek mieszczacy sie w. nasadkach czerpakowych spadnie^ równoczesnie z materialem wygarnie¬ tym. Przy czerpakach typu zsunietego (fig. 5) mozna zastosowac wygarniacze widlaste, przy odpowiednim wddlastym uksztaltowaniu den czerpaków.Rozwiazanie maszyny kopiacej z zastosowa¬ niem .kola rurowego, czy z czerpakami zsunie¬ tymi, nie rónni sie od rozwiazan dotychczas sto¬ sowanych z innymi typami kól. Kolo rurowe a pedzane za pomoca przekladni od silnika c. Wy- — 2 —sypjrwanie urobku odbywa sie na przenosnik d, który jest przesuwany na prawa lub lewa stro¬ ne rowu. Przy rowach trapezowych stosuje sie slimaki scinajace / znane w innych rozwiaza¬ niach.W celu ustawiania kola kopiacego pionowo, w przypadku jazdy ciagnika ciagnacego kopar¬ ke po pochylosci, zastosowano urzadzenie po¬ zwalajace na odchylanie kola kopiacego od osi ciagnika o kat a do osi x—x (fig. 10). Do (tego celu sluzy przegub g laczacy koparke z ciagni¬ kiem, pozwalajacy na wahanie kola roboczego okolo dwóch osi, to jest osi poziomej y—y rów¬ noleglej do kierunku jazdy i pozwalajacej na wychylanie koparki na bok oraz osi poziomej h prostopadlej do kierunku jazdy, pozwalajacej na podnoszenie kola do góry za pomoca lin Je i cy¬ lindrów hydraulicznych luib wciagarek m. Do wychylania kola do Iboku okolo osi y—y wy¬ starcza podciaganie jednej z lin Je, a popusz¬ czanie drugiej. Jezeli chce sie glebiej luib plycej wpuscic kolo kopiace w ziemie lub calkowicie wyjac kolo ponad teren, dziala sie wtedy ukla¬ dem lin I z cylindrami lub wciagankami n, za pomoca których podnosi sie przegub g w pro¬ wadnicach. Do równoleglego podnoszenia ramy kola czerpakowego nalezy równoczesnie pod¬ ciagac liny fc i Z. Zamiast przegubu o dwóch osiach obrotu mozna stosowac przegub kulisty lub przegub Cardana, co pozwala na lepsze skrecania kola przy pracy. Uklady lin k i l mo¬ ga byc przestawiane pad wzgledem ich przezna¬ czenia, to znaczy, ze wychylanie kola czerpako¬ wego do boku moze odbywac sie za pomoca lin Z. Koparka moze byc ciagniona za pomoca zwyklego ciagnika, którego rama winna byc wydluzona, aby mozna bylo na niej umiescic silnik lacznie z odpowiednim generatorem elek¬ trycznym do zasilania silników elektrycznych ustawionych na koparce. Ciagnik moze miec równiez charakter specjalny na stale zwiazany z koparka. Aby utrzymac statecznosc ciagnika przy podnoszeniu kola czerpakowego, nalezy przy ciagniku typowym podeprzec wydluzona rame ciagnika osia z kolami ogumionymi s. In¬ ne szczególy koparki odpowiadaja koparkom wykonywanym. PL