Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.IX.1967 54052 KI. 84 d, 3/04 MKP E 02 £ s/di UKD 621.879 Twórca wynalazku: prof. Ignacy Brach Wlasciciel patentu: Politechnika Warszawska, Katedra Maszyn Budow¬ lanych i Drogowych Warszawa (Polska) Koparka hydrauliczna Przedmiotem wynalazku jest koparka hydraulicz¬ na, która przy wyposazeniu w jeden z osprzetów stanowi koparke hydrauliczna przedsiebierna, lado¬ warke hydrauliczna lub dzwig z hakiem, chwyta¬ kiem dwulinowym lub zgarniakiem linowym.Znane sa koparki hydrauliczne przedsiebierne i podsiebierne. Zasadnicza ich wada jest niemoz¬ nosc zastosowania do nich osprzetu dzwigowego: chwytaka dwulinowego i zbieraka linowego. Nie mozna równiez stosowac najbardziej nowoczesnego osprzetu ladowarkowego. Niemniej zasadnicza wa¬ da dotychczas znanych hydraulicznych koparek przedsiebiernych jest ich niska wydajnosc spowo¬ dowana wielkim katem skrawania wywolanym wielkim katem przylozenia przy którym nie wy¬ stepuje skrawanie, lecz skrobanie. Wprawdzie ostatnia z wymienionych wad usunieto w najnow¬ szych rozwiazaniach stosowanych w koparce w której proces skrawania przebiega lukiem kolo¬ wym, a wiec przy stalym, dowolnie ustawianym kacie skrawania, jednakze zastosowana wysuwana górna belka, na której umieszczona jest os obrotu rekojesci, nie podparta na dlugosci wysuniecia, na¬ razona jest na bardzo wielkie momenty zginajace.Wymagalo to wielkich przekrojów tej belki i znacznego jej ciezaru. Koparka ta takze nie moze byc wyposazona w podany na wstepie osprzet, przez co ograniczone jest jej zastosowanie. Urza¬ dzenie wedlug wynalazku usuwa wady i niedogod¬ nosci opisanych poprzednio rozwiazan oraz przed- 2 stawia koparke o uniwersalnym zastosowaniu.Zgodnie z wynalazkiem osiagnieto to przez zasto¬ sowanie wysuwanych ram kratownicowych lub bla- chownicowych, stanowiacych sztywna calosc nie 5 narazona na zginanie poszczególnych jej elemen¬ tów. Ponadto te wysuwane ramy sluza jako pod¬ stawa do umieszczenia na nich osi obrotów dla róznego osprzetu: przedsiebiernego, podsiebierne¬ go, dzwigowego oraz osprzetu ladowarkowego. 10 Uzyskano dzieki temu znacznie prostsza, a jed¬ noczesnie sztywniejsza konstrukcje koparki. Przed¬ miot wynalazku uwidoczniony jest w przykladzie wykonania na rysunkach na których fig. 1 przed¬ stawia koparke z osprzetem przedsiebiernym ze 15 schematycznym pokazaniem dwóch polozen ram wysuwanych, fig. 2 widok z góry koparki z osprze¬ tem przedsiebiernym, fig. 3 widok osprzetu przed¬ siebiernego z przodu koparki, fig. 4 widok z boku mechanizmu wysuwania przeciwwagi, fig. 5 widok 20 mechanizmu wysuwania przeciwwagi z tylu ko¬ parki, fig. 6 widok z góry usztywnienia kratowego ram wysuwanych, fig. 7 widok z góry ram wysu¬ wanych zsunietych do osi koparki, fig. 8 widok z boku na wysuniete ramy, fig. 9 przedstawia ko- 25 parke z osprzetem podsiebiernym, fig. 10 koparka z osprzetem ladowarkowym, a fig. 11 koparke ze zmontowanym osprzetem dzwigowym. Na platfor¬ mie obrotowej 3 koparki umieszczone sa ramy wy¬ suwane 1, przy czym ramy te ze swymi dolnymi 30 belkami 2 przesuwaja sie po platformie 3 koparki 5405254052 i po przytwierdzonych do niej nizej dwóch wspor¬ nikach 4. Rekojesc 5, podwójna wraz z lyzka 6 obraca sie pod dzialaniem silownika 7 wokól punk¬ tu O' i przesuwa sie w pochwach 8 pod dziala¬ niem silowników 9 (fig. 3). Wysuwanie ram 1 od¬ bywa sie za pomoca silowników 10, ulozonych na platformie koparki 3.Czesc stala tych silowników jest przytwierdzona do platformy a glowica tloka, do belki 2 stanowia¬ cej dolna czesc ramy wysuwanej 1. Belki wysuwa¬ ne moga byc wykonane ze stali profilowej, z bla¬ chy gietej lub z rur. Ulozone na tych belkach ramy wysuwane i sa ze soba polaczone krata 11 i 12 w celu uzyskania sztywnego polaczenia (fig. 6), waznego przy obrocie platformy. Ramy wysuwane sa z reguly rozstawione przy krawedziach platfor¬ my 3 i w ten sposób nie przeszkadzaja mechaniz¬ mom umieszczonym na platformie obrotowej. Kra¬ ta 12 sciany tylnej ram wysuwanych pozwala na ominiecie silnika i innych wystajacych czesci.Ramy wysuwane moga byc zsuniete do srodka to jest w poblizu osi podluznej platformy obroto¬ wej, przy czym wtedy dolna belka wysuwana 2 musi przebiegac pod mechanizmami lub wewnatrz ramy platformy i moze miec przekrój rurowy. Ra¬ my 1 musza w tylnej czesci wystawac poza kra¬ wedz platformy aby nie przeszkadzaly mechaniz¬ mom, a kraty 13 i 14 wiaza obydwie ramy (fig. 7).W przypadku kiedy wszystkie mechanizmy sa na¬ pedzane hydraulicznie, silnik spalinowy czy elek¬ tryczny 15 napedza pompy 16, zasilajace odpowied¬ nie silowniki. Do napedu sprzetu dzwigowego (chwytaka dwulinowego i zbieraka linowego) sto¬ suje sie wciagarke dwubebnowa 17 napedzana przez silniki hydrauliczne rotacyjne.Przy zastosowaniu ram wysuwanych na brze¬ gach platformy kabina operatora 18 umieszczona jest w osi platformy i moze byc zwiazana na stale z platforma 3 luib polaczona z ramami 1 i przez to wysuwana. W przypadku zsuniecia ram do osi platformy kabina pozostaje z boku. Mechanizmy sa przykryte oslona 19.W celu utrzymania stalej statecznosci, co jest wazne przy osprzecie przedsiebiernym, ladowarko- wym i dzwigowym, a mniej wazne przy osprzecie podsiebiernym, zastosowano wysuwana przeciw¬ wage 20, dzialajaca odciazajaco w ten sposób, ze kiedy rama wysuwana z pracujacym osprzetem posuwa sie do przodu, przeciwwaga przesuwa sie o taka sama lub odpowiednio zredukowana dlu¬ gosc do tylu i na odwrót za pomoca liny 22, która jest przymocowana do belki dolnej 2, a takze do przeciwwagi 20 za posrednictwem uchwytów 21 (fig. 4).W koparce z osprzetem podsiebiernym rama wy¬ suwana 1 pozbawiona jest przednich belek. Do obrotu wysiegnika 23 wykorzystuje sie os obrotu 0. (fig. 9). Na koncu wysiegnika w osi obrotu 24 ulozyskowana jest wahliwie rekojesc 5 lyzki 25.Lyzka obracana jest przez silownik 9a. Wysuniecie rekojesci dla danych warunków kopania ustalane jest za pomoca kolków ustalajacych 26. Obrót re¬ kojesci 5 i wysiegnika 23 napedzany jest przez si¬ lownik 27 tego samego typu lub identyczne jak w koparce przedsiebiernej.Przesuwanie ramy 1 równolegle do podstawy po¬ zwala na wykorzystanie koparki jako ladowarki.Dzwignia 28 ulozyskowana jest wahliwie w punk¬ cie obrotu 29 i uruchamiana jest przez silownik 7. 5 Podnoszenie lyzki 30 odbywa sie za posrednictwem równóleglobaku przegubowego 29, 32, 33, 34 poprzez uklad dzwigni 28, 31 i 36 (fig. 10 i 11), dajacy rów¬ nolegle calkowite lub czesciowe prowadzenie lyzki.Obrót lyzki 30 okolo jej osi obrotu 35 umieszczo- 10 nej na dzwigni kolankowej 36 odbywa sie za po¬ moca silownika 37. Mechanizm obrotu lyzki i jej sposób obracania oraz równoleglego prowadzenia moze byc rozwiazany dowolnie jednym ze znanych sposobów. 15 Przy zastosowaniu koparki z osprzetem dzwigo¬ wym do chwytaka dwulinowego i zgarniaka lino¬ wego, wysiegnik 38, osadzony w odpowiednim punkcie obrotu belki 2, jest zawieszony na ciegnie lub sztywnym precie 39 z mozliwoscia nastawiania ^ dlugosci przez dowolny mechanizm jak np. przez nakretke rzymska 40.Przez zastosowanie pary ram wysuwanych 1 pra¬ ca kopania jest znacznie usprawniona. Skrawanie nastepuje wzdluz luków kolowych zawsze jedna- 25 kowych przy danej wysokosci skarpy, przy czym ilosc luków zalezna jest od grubosci skiby, a ta znów od wysokosci skarpy H.Zaleta takiego skrawania jest minimalny kat skrawania gdyz nie ma potrzeby dawania kata 30 przylozenia, a zab wpisuje sie w luk zawsze jed¬ nakowego ksztaltu i promienia. Przez zmniejszenie kata skrawania mozna zwiekszyc pojemnosc lyzki nawet ponad 50%, czyli tym samym zwiekszyc wy¬ dajnosc koparki. 35 Po podniesieniu lyzki z poziomu podstawy kopar¬ ki do góry moze koparka swobodnie przejezdzac z miejsca na miejsce. Wysuwanie lyzki do dolu umozliwia zjezdzanie koparka w dól do wykopu.Jest to równiez potrzebne i wygodne przy ko- 4P paniu plytkich wykopów w gruntach kamienistych, przy których nie mozna kopac wzdluz torów kolo¬ wych, lecz w sposób dowolny.Przez dodanie tego wysuwu rekojesci pozostawia sie taka mozliwosc pracy jak przy dotychczasowych 45 koparkach hydraulicznych i linowych. Tor, który moze opisywac zab lyzki jest zawarty miedzy lu¬ kiem a, przy podniesieniu lyzki do góry, i b, przy wysunieciu lyzki do dolu.Praca koparki z osprzetem podsiebiernym prze- 50 biega od najdalszego zasiegu M" do najblizszego M' po stopniowym przesunieciu o grubosc skiby punktu obrotu z polozenia 0" do 0. Kopanie odby¬ wa sie okreslonymi lukami kolowymi, przy czym te luki beda zawsze jednakowe jezeli kopanie od- 55 bywa sie na jednakowa glebokosc H i opuszcza¬ nie punktu obrotu 24 do tej samej glebokosci. Ko¬ panie bedzie sie odbywalo tymi jednakowymi lu¬ kami do luku d przy stalym i jak najmniejszym kacie skrawania. Taki przebieg kopania mozna la- 60 two zautomatyzowac.Wiadomo jest natomiast, ze przy wszystkich do¬ tychczasowych koparkach tak linowych jak i hy¬ draulicznych kazdy ruch kopania jest przypadko¬ wy i zalezny od zrecznosci operatora. 65 Praca w glab w pozycji A i podnoszenie do po-54952 5 zycji B oraz wysypywanie odbywa sie jak w zna¬ nych koparkach.Zastosowanie wysuwanych ram w ladowarce po- - zwala na przesuw lyzki o wielkosc m, bez po¬ trzeby najazdu na halde czy do ruchu cala ko- 5 parka w czasie napelniania lyzki. Po zblizeniu sie do haldy i dojechaniu do punktu P maszyna nie posuwa sie juz dalej przy uzyciu mechanizmu jaz¬ dy, jak to sie dzieje przy wszystkich ladowarkach czolowych, lecz dalszy wysuw lyzki nastepuje przez 10 wysuw ramy 1. Obracajac lyzke równoczesnie na¬ pelnia sie ja przy uzyciu silownika 37. ^* Po napelnieniu nastepuje obrót calej koparki i wysypanie urobku do stojacego obok samochodu, czy innego srodka transportu, przy czym ruch wy¬ suniecia ramy pozwala na nastawienie lyzki nad 15 samochodem do wysypywania.Umieszczenie osprzetu ladowarkowego na ramie 3. koparki ma wielka zalete w stosunku do istnie¬ jacych ladowarek czolowych nie majacych ruchu - obrotu, które wymagaja po napelnieniu wycofania 20 calej maszyny i jej obracania przez mechanizm jazdy. Powoduje to straty energii oraz wydluzenie cyklu pracy co najmniej dwukrotnie w porówna¬ niu z ladowarka obrotowa. Wysuwanie lyzki la- 4. dowarki z rama 1 ma jeszcze i te zalete ze nie 25 jest wymagany naped mechanizmu jazdy na obyd¬ wie osie przy podwoziach na kolach ogumionych, co jest konieczne przy dotychczasowych ladowar¬ kach czolowych, albowiem w czasie napelniania i dzialania silownika 9a moze nastepowac unosze- 30 nie tylnych kól koparki i niemoznosc dalszej jazdy przy napedzie tylko na te os.Taki przypadek tu nie zachodzi, gdyz mecha¬ nizm jazdy w czasie napelniania nie jest konieczny.Ramy wysuwane w koparce z osprzetem dzwi- 35 gowym znacznie upraszczaja konstrukcje, umozli¬ wiaja mianowicie sztywne zawieszenie wysiegni¬ ka 38. Zmiana wysiegu haka z punktu S do S' (fig. 11) odbywa sie przez ramy 1. Gdyby wysu¬ wu nie bylo nalezaloby opuscic wysiegnik za po- 40 moca osobnego mechanizmu, zmieniajac kat na¬ chylenia np. z kata 45° do 30° i osiagnac odleg¬ losc L, przy przesunieciu kola linowego do polo¬ zenia T. Mechanizm podnoszenia posiada jak zwyk¬ le dwa bebny 17 ze sprzeglami i hamulcami. 45 5. 6. 6 PL