RU2005855C1 - Power shovel - Google Patents
Power shovel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2005855C1 RU2005855C1 SU5002266A RU2005855C1 RU 2005855 C1 RU2005855 C1 RU 2005855C1 SU 5002266 A SU5002266 A SU 5002266A RU 2005855 C1 RU2005855 C1 RU 2005855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bucket
- lifting
- scooping
- pressure
- excavator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к машинам для экскавации и перемещения грунта, в частности к экскаваторам одноковшовым типа прямая лопата, преимущественно карьерным, используемым на открытых горных работах и в промышленном строительстве. The invention relates to machines for excavation and soil movement, in particular to single-bucket excavators of the type direct shovel, mainly quarry, used in open cast mining and in industrial construction.
Известны экскаваторы одноковшовые типа прямая лопата, включающие ходовую тележку и поворотную платформу с установленным на ней силовым и вспомогательным оборудованием, поворотными механизмами, кабиной управления и рабочим оборудованием, состоящим из стрелы с подвеской, рукояти с ковшом, двуногой стойки, подъемного и напорного механизма с приводами (1). Подъем ковша при черпании осуществляется посредством канатов, запасованных через головные блоки на стреле и наматываемых на барабан подъемной лебедки, установленной на поворотной платформе. Напорное усилие ковшу передается через рукоять посредством зубчато-реечной передачи от напорного механизма, устанавливаемого непосредственно на стреле, или посредством канатов, запасованных через систему блоков, располагаемых на стреле и рукояти и наматываемых на барабан напорной лебедки, установленной на поворотной платформе. Known single-bucket excavators of the direct shovel type, including a running trolley and a rotary platform with power and auxiliary equipment installed on it, rotary mechanisms, a control cabin and working equipment, consisting of an arrow with a suspension bracket, a handle with a bucket, a two-leg rack, a lifting and pressure mechanism with drives (1). Lifting the bucket when scooping is carried out by means of ropes stored through the head blocks on the boom and wound on the drum of a lifting winch mounted on a turntable. The pressure force is transmitted to the bucket through the handle by means of a rack and pinion transmission from the pressure mechanism installed directly on the boom, or by ropes stored through a system of blocks located on the boom and the handle and wound on a drum of a pressure winch mounted on a rotary platform.
Недостатками одноковшовых канатных экскаваторов типа прямая лопата являются: низкий КПД рабочего оборудования, влияющий на снижение производительности экскаватора. Известно, что производительность экскаватора обратно пропорциональна продолжительности цикла экскавации, т. е. с уменьшением продолжительности цикла производительность экскаватора повышается и наоборот. Продолжительность цикла экскавации складывается из продолжительности операции: черпании, поворотов платформы и разгрузки ковша. При неизменной продолжительности поворотов платформы и разгрузки ковша продолжительность цикла в конечном счете определяется продолжительность операций черпания. Между продолжительностью черпания и КПД рабочего оборудования существует известная зависимость. The disadvantages of single bucket rope excavators of the type of direct shovel are: low efficiency of the working equipment, which affects the decrease in productivity of the excavator. It is known that the performance of an excavator is inversely proportional to the duration of the excavation cycle, i.e., with a decrease in the duration of the cycle, the productivity of the excavator increases and vice versa. The length of the excavation cycle is the sum of the duration of the operation: scooping, turning the platform and unloading the bucket. With a constant duration of the platform rotations and unloading of the bucket, the cycle duration is ultimately determined by the duration of the digging operations. Between the duration of the scooping and the efficiency of the working equipment there is a known dependence.
tкоп= 
Кэ, Кр, КF - коэффициенты, характеризующие категорию пород и качество подготовки забоя;
Nп - мощность привода подъемного механизма, кВт;
ηp.o. - КПД рабочего оборудования.t cop =
To e , To r , To F - coefficients characterizing the category of rocks and the quality of the preparation of the face;
N p - drive power of the lifting mechanism, kW;
η po - the efficiency of the working equipment.
КПД рабочего оборудования для одноковшовых канатных мехлопат - величина практически одинаковая, независимо от емкости ковша и исполнения напорного механизма (канатного или зубчато-реечного) и составляет в среднем 0,45. Это значит, что только 45% энергии, потребляемой подъемным механизмом, расходуется на черпание, а остальные 55% - на преодоление статических нагрузок от движущихся частей самого рабочего оборудования. Величину КПД рабочего оборудования определяет форма кривой изменения статических нагрузок при черпании, присущая для экскаваторов этого типа, характеризующихся наличием в рабочем оборудовании стрелы и рукояти с ковшом, перемещающейся в седловых подшипниках, и подъемом ковша посредством канатов, малое усилие черпания на режущей кромке ковша при черпании у подошвы забоя, влияющее на снижение производительности экскаватора; наличие в рабочем оборудовании экскаватора быстроизнашивающихся деталей, влияющих на увеличение эксплуатационных расходов и на снижение надежности работы экскаватора. К таким деталям относятся: подъемные и напорные канаты, сменные скользящие вкладыши, оси и втулки подвески ковша и др. ; карьерные одноковшовые канатные экскаваторы мехлопаты не могут быть переоборудованы для работы в качестве обратной мехлопаты; карьерные одноковшовые канатные экскаваторы мехлопаты не обладают свойством частичного самоподъема ходовой тележки. При работе экскаватора на слабых грунтах нередки случае просадок ходовой тележки. Ликвидация экскаваторов из просадок карьерных экскаваторов, обладающих большой массой, сопряжена со значительными как материальными затратами (лес, канаты, привлечение дополнительной вспомогательной техники и др. ), так и с трудозатратами и, в конечном счете с простоем самого экскаватора. Карьерные экскаваторы обладают большой установленной мощностью приводов, однако канатная подвеска стрелы не позволяет ее использовать для частичного самоподъема ходовой тележки, который также необходим при производстве ремонтных работ и техническом обслуживании экскаватора. Efficiency of working equipment for single-bucket rope mechanical shovels - the value is almost the same, regardless of the bucket capacity and the execution of the pressure mechanism (cable or rack-and-pinion) and averages 0.45. This means that only 45% of the energy consumed by the lifting mechanism is spent on scooping, and the remaining 55% is used to overcome static loads from moving parts of the working equipment itself. The value of the efficiency of the working equipment is determined by the shape of the curve of static loads during scooping, inherent for excavators of this type, characterized by the presence in the working equipment of an arrow and a handle with a bucket moving in the saddle bearings, and the bucket lifting by means of ropes, a small scooping force on the cutting edge of the bucket when scooping at the bottom of the face, which affects the decrease in excavator performance; the presence in the working equipment of the excavator of wearing parts that affect the increase in operating costs and reduce the reliability of the excavator. Such details include: lifting and pressure ropes, replaceable sliding bushings, axles and bushings of the bucket suspension, etc.; mine shovels, rope shovels, mine shovels cannot be converted to work as reverse mechanical shovels; mining single-bucket rope excavators mechanical shafts do not have the property of partial self-raising of a running trolley. When the excavator is working on soft soils, the case of drawdowns of the undercarriage is not uncommon. The elimination of excavators from subsidence of quarry excavators, which have a large mass, is associated with significant material costs (timber, ropes, additional auxiliary equipment, etc.), as well as labor costs and, ultimately, downtime of the excavator itself. Mining excavators have a large installed drive power, however, the rope suspension of the boom does not allow it to be used for partial self-lifting of the undercarriage, which is also necessary for repair work and maintenance of the excavator.
Известны также одноковшовые гидравлические экскаваторы мехлопаты, включающие ходовую тележку и поворотную платформу с установленным на ней силовым и вспомогательным оборудованием, поворотными механизмами, кабиной управления и рабочим оборудованием, состоящим из стрелы, рукояти с ковшом, гидравлических цилиндров, приводящих в движение стрелу и рукоять с ковшом и гидравлического оборудования, располагаемого на поворотной платформе. Also known are single-bucket hydraulic excavators, mechanical shovels, including a running trolley and a rotary platform with power and auxiliary equipment installed on it, rotary mechanisms, a control cabin and working equipment, consisting of an arrow, a handle with a bucket, hydraulic cylinders that drive the arrow and a handle with a bucket and hydraulic equipment located on a turntable.
Недостатками карьерных одноковшовых гидравлических мехлопат являются:
- низкая эффективность их использования в тяжелых и скальных забоях. По отечественному и зарубежному опыту карьерные гидравлические мехлопаты целесообразно применять на легких и средних породах;
- низкая надежность и недолговечность гидропривода рабочего оборудования.The disadvantages of career single bucket hydraulic mechanical shafts are:
- low efficiency of their use in heavy and rock faces. According to domestic and foreign experience, career hydraulic shovels are advisable to use on light and medium rocks;
- low reliability and fragility of the hydraulic drive of the working equipment.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению как по технической сущности, так и по наибольшему количеству совпадающих существенных признаков из выше описанных аналогов является тип карьерных одноковшовых канатных экскаваторов мехлопат (3). К совпадающим существенным признакам относятся: стрела, рукоять, ковш, двуногая стойка, тип привода подъемного и напорного механизмов. Двуногая стойка у прототипа выполняет функцию удержания стрелы в рабочем положении, а у заявляемого изобретения - функцию размещения на ней напорного механизма. Карьерные одноковшовые канатные экскаваторы мехлопаты выполняют основную долю всего объема открытых горных работ, относятся к числу наиболее прогрессивных технических решений и занимают приоритетное положение среди остальных аналогов как по своему количеству, находящемуся в эксплуатации, так и по уровню технической разработки. Closest to the proposed invention both in technical essence and in the largest number of matching essential features of the above described analogues is the type of single-bucket mining rope excavators mehlopat (3). The matching essential features include: boom, stick, bucket, biped, type of drive for lifting and pressure mechanisms. The biped stand of the prototype performs the function of holding the boom in the working position, and the claimed invention has the function of placing the pressure mechanism on it. Mining shovels, mine shovels, carry out the main share of the total volume of open pit mining, are among the most advanced technical solutions and occupy a priority position among other analogues both in terms of their number in operation and the level of technical development.
Целью изобретения является повышение производительности и надежности экскаватора и уменьшение эксплуатационных расходов, а также недопущение критических нагрузок на ковш при частичном самоподъеме ходовой тележки, расширение эксплуатационных возможностей экскаватора и уменьшение высоты установки привода напорного механизма. The aim of the invention is to increase the productivity and reliability of the excavator and reduce operating costs, as well as avoiding critical loads on the bucket with partial self-raising of the undercarriage, expanding the operational capabilities of the excavator and reducing the installation height of the drive of the pressure mechanism.
Поставленная цель достигается тем, что экскаватор снабжен механизмом черпания, установленным на поворотной платформе и состоящим из кинематически связанных друг с другом подъемного и напорного механизмов, причем напорный механизм снабжен опорным элементом, выполненным из двух трехлучевых упоров, жестко соединенных между собой и со стрелой, установленным шарнирно на поворотной платформе совместно со стрелой, а зубчатая передача приводов подъемного и напорного механизмов выполнена в виде зубчатых сегментов, входящих в зацепление с приводными шестернями, установленными на геометрической оси шарниров соединения поворотной платформы со стрелой, причем зубчатые сегменты привода подъемного механизма жестко связаны с рукоятью и установлены с центром в шарнирном соединении рукояти со стрелой, а зубчатые сегменты привода напорного механизма закреплены на опорном элементе с центром в шарнирном соединении его со стрелой и поворотной платформой, при этом привод напорного механизма установлен на двуногой стойке. This goal is achieved by the fact that the excavator is equipped with a scooping mechanism mounted on a rotary platform and consisting of lifting and pressure mechanisms kinematically connected to each other, and the pressure mechanism is equipped with a supporting element made of two three-beam stops rigidly connected to each other and to an arrow mounted pivotally on a rotary platform together with a boom, and the gear transmission of the drives of the lifting and pressure mechanisms is made in the form of gear segments engaged with water gears mounted on the geometric axis of the hinges connecting the turntable with the boom, and the gear segments of the lifting mechanism drive are rigidly connected to the handle and are centered in the articulation of the handle with the boom, and the gear segments of the pressure mechanism drive are mounted on the support element with the center in the articulation it with an arrow and a rotary platform, while the drive of the pressure mechanism is mounted on a biped.
Кроме того, поставленная цель достигается тем, что:
зубчатые сегменты подъемного и напорного механизмов снабжены упорами;
экскаватор снабжен специальной подставкой, выполненной в форме опорного башмака, закрепляемой на рукояти вместо ковша;
ковш снабжен приспособлением для перевода ковша в положение обратной лопаты;
поворотная платформа выполнена с проемами для прохода напорных сегментов.In addition, the goal is achieved by the fact that:
the gear segments of the lifting and pressure mechanisms are equipped with stops;
the excavator is equipped with a special stand, made in the form of a support shoe, fixed on the handle instead of a bucket;
the bucket is equipped with a device for translating the bucket into the position of the backhoe;
the rotary platform is made with openings for the passage of pressure segments.
Повышение производительности достигается путем снижения продолжительности цикла экскавации за счет сокращения времени на выполнение операции черпания, достигаемого в свою очередь повышением КПД механизма черпания и увеличенной мощностью, затрачиваемой на черпание. The increase in productivity is achieved by reducing the length of the excavation cycle by reducing the time to perform the digging operation, which in turn is achieved by increasing the efficiency of the digging mechanism and the increased power spent on digging.
В предлагаемом экскаваторе так же, как и в других землеройных машинах, операция черпания осуществляется подъемным механизмом, напорное движение при этом создается напорным механизмом. Однако в отличие от известных технических решений новое конструктивное исполнение экскаватора обеспечивает расширение функциональных возможностей напорного механизма: в конце операции черпания путем возвратного движения напорных механизм также совершает черпание совместно с подъемным механизмом. In the proposed excavator, as well as in other earthmoving machines, the scooping operation is carried out by the lifting mechanism, the pressure movement is created by the pressure mechanism. However, unlike the known technical solutions, the new design of the excavator provides the expansion of the functionality of the pressure head mechanism: at the end of the scooping operation by means of the return movement of the pressure head, the mechanism also scoops together with the lifting mechanism.
Сущность изобретения заключается в создании нового механизма черпания, обеспечивающего участие напорного механизма в операции черпания, за счет чего существенно повышается усилие черпания на режущей кромке ковша и подошвы забоя и происходит увеличение мощности черпания. The essence of the invention is to create a new scooping mechanism, ensuring the participation of the pressure mechanism in the scooping operation, due to which the scooping force on the cutting edge of the bucket and bottom of the bottom is significantly increased and the scooping power is increased.
Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "Новизна". При изучение других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие предполагаемое изобретение от прототипа не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "Существенные отличия". Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with its criterion of "Novelty." When studying other well-known technical solutions in this technical field, the features that distinguish the alleged invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution according to the criterion of "Significant differences".
На фиг. 1 изображен предлагаемый одноковшовый экскаватор, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид в плане; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 1 (показана схема взаимного расположения стрелы и привода подъемного механизма); на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 1 (представляющий схему установки привода напорного механизма на двуногой стойке); на фиг. 5 - вид на экскаватор в аксонометрической проекции; на фиг. 6 - общий вид предлагаемого экскаватора, переоборудованного для использования в качестве обратной лопаты; на фиг. 7 - то же, в положении частичного самоподъема ходовой тележки; на фиг. 8 обозначены технологические параметры черпания, где Hчmax - наибольшая высота черпания;
Rчmax - наибольший радиус черпания;
hчmax - наибольшая глубина черпания ниже уровня стояния;
S - продвижение забоя за одно передвижение ходовой тележки;
на фиг. 9 - общий вид экскаватора в положении погрузки экскавируемого материала в транспортные средства; на фиг. 10 - кривые изменения статических нагрузок, действующих в подъемном и напорном механизмах при черпании.In FIG. 1 shows the proposed bucket excavator, General view; in FIG. 2 - same, plan view; in FIG. 3 is a view along arrow A in FIG. 1 (shows a diagram of the relative position of the boom and the drive of the lifting mechanism); in FIG. 4 is a view along arrow B in FIG. 1 (representing a mounting diagram of a pressure gear drive on a biped); in FIG. 5 - view of the excavator in axonometric projection; in FIG. 6 is a general view of the proposed excavator, converted for use as a backhoe; in FIG. 7 - the same, in the position of partial self-raising of the undercarriage; in FIG. 8 denotes the technological parameters of digging, where H h max - the maximum height of digging;
R h max - the largest radius of scooping;
h h max - the greatest depth of digging below the level of standing;
S - advancement of the face for one movement of the undercarriage;
in FIG. 9 is a general view of the excavator in the position of loading the excavated material in vehicles; in FIG. 10 - curves of changes in static loads acting in lifting and pressure mechanisms when scooping.
Экскаватор содержит ходовую тележку 1 с установленной на ней поворотной платформой 2, на которой смонтирован механизм черпания, состоящий из подъемного и напорного механизмов. The excavator contains a running
Подъемный механизм состоит из стрелы 3, закрепленной посредством шарнирного устройства 4 на поворотной платформе 2, сочлененной со стрелой 3 с помощью шарнира 5, рукояти 6 с ковшом 7 и привода. Шарнирное устройство 4 выполнено из двух шарнирных опор, закрепленных по бокам передней части поворотной платформы 2. Привод подъемного механизма состоит из электродвигателя 8, редуктора 9 и зубчатой передачи привода, выполненной из двух связанных между собой жесткой связью 10 зубчатых сегментов 11, входящих в зацепление с приводными шестернями 12. Установка привода производится таким образом, что обеспечивается возможность возвратно-наклонного движения стрелы 3 относительно оси О-О шарнирного устройства 4. Это достигается за счет совмещения геометрических осей шарниров устройства 4 и приводных шестерен 12 (геометрическая ось О-О на фиг. 2). The lifting mechanism consists of an
Зубчатые сегменты 11 привода подъемного механизма с помощью жесткой связи 13 прикреплены к рукояти 6, совершающей при работе экскаватора вместе с ковшом 7 возвратно-поворотные движения относительно оси О1-О1 шарнирного соединения рукояти 6 со стрелой 3. Для ограничения движения зубчатых сегментов 11 предусмотрены упоры 14.
В предлагаемом экскаваторе заявляется двухрядное исполнение зубчатых сегментов 11 привода подъемного механизма, хотя возможен и вариант однорядного исполнения с приводом от одной приводной шестерни 12, расположенной по центру продольной оси экскаватора. Однако в этом случае при черпании будут возникать крутящие моменты, действующие на рукоять 6, дополнительно нагружая ее. Поэтому вариант двухрядного исполнения зубчатых сегментов 11 подъемного механизма, исключающий указанный недостаток, является предпочтительным. The proposed excavator declares a double-row design of the
Напорный механизм экскаватора состоит из опорного элемента 15, выполненного из двух трехлучевых упоров, соединенных жесткой связью 16 и установленных вместе со стрелой 3 на поворотной платформе 2 с помощью шарнирного устройства 4. Жесткой связью 17 опорный элемент 15 связан с верхней частью стрелы 3. The pressure mechanism of the excavator consists of a
Привод напорного механизма включает установленные на двуногой стойке 18 электродвигатель 19, редуктор 20 и зубчатую передачу привода. Корпус редуктора 20 закреплен на двуногой стойке 18 с помощью цапф 21 и крышек 22. Зубчатая передача привода выполнена как и в подъемном механизме из двух жестко связанных между собой зубчатых сегментов, входящих в зацепление с приводными шестернями 24 напорного механизма. С целью уменьшения высоты установки напорного привода на двуногой стойке 18 в поворотной платформе 2 выполнены проемы 25 для прохода зубчатых сегментов 23 напорного механизма. Упоры 26 служат для ограничения движения зубчатых сегментов 23, совершающих при работе экскаватора возвратно-поворотные движения. Переоборудование механизма черпания для использования экскаватора в качестве обратной лопаты осуществляется путем перестановки ковша 7 с поворотом его относительно продольной оси рукояти 6 на 180о, при этом угол наклона режущей кромки ковша регулируется длиной вставки 27. При частичном самоподъеме ходовой тележки на ковш могут воздействовать критические нагрузки, для устранения которых ковш отсоединяют от экскаватора, а вместо него устанавливают специальную подставку 28, выполненную в форме опорного башмака.The pressure mechanism drive includes an
Цикл экскавации осуществляется следующим образом. Исходное положение: ковш 7 находится в нижнем крайнем положении. При включении привода подъемного механизма на подъем, а привода напорного механизма на напор происходит движение режущей кромки ковша 7 по траектории черпания, как это показано на фиг. 8. Степень заглубления режущей кромки ковша в грунт регулируется напорным механизмом. Примерно со средины операции черпания напорный механизм изменяет направление движения с напора на возврат, после чего происходит совместное черпание подъемным и напорным механизмами. Степень заглубления режущей кромки ковша в грунт при этом регулируется отстаиванием скорости движения одного из механизмов по отношению к скорости движения другого. The excavation cycle is as follows. Starting position: bucket 7 is in the lower extreme position. When the drive of the lifting mechanism is turned on to lift, and the pressure mechanism is driven to pressure, the cutting edge of the bucket 7 moves along the scooping path, as shown in FIG. 8. The degree of penetration of the cutting edge of the bucket into the ground is regulated by a pressure mechanism. Approximately from the middle of the scooping operation, the pressure mechanism changes the direction of movement from pressure to return, after which there is a joint scooping with lifting and pressure mechanisms. The degree of penetration of the cutting edge of the bucket into the soil is regulated by upholding the speed of one of the mechanisms relative to the speed of the other.
На фиг. 10а изображена идеальная диаграмма движения подъемного механизма с номинальной скоростью Vпном при черпании на полные параметры Hчmax от точки А до точки В на траектории, изображенной на фиг. 8, где tч- продолжительность черпания.In FIG. 10a shows an ideal motion diagram of a lifting mechanism with a nominal speed V bed when scooping on the full parameters H h max from point A to point B on the trajectory shown in FIG. 8, where t h is the duration of digging.
На фиг. 10 б изображена диаграмма движения напорного механизма со скоростью, обеспечивающей движение режущей кромки ковша по требуемой траектории в соответствии с номинальной скоростью подъемного механизма. Примерно посредине от общей продолжительности черпания в точке Б, обозначенной на траектории (фиг. 8), происходит изменение направления движения напорного механизма. На участке А-Б траектории черпания происходит напорное движение Вперед, при этом режущая кромка ковша прижимается к грунту, а подъемный механизм обеспечивает внедрение ковша в грунт и частичное его наполнение. После точки Б напорный механизм осуществляет возвратное движение Назад, при этом происходит совместное черпание подъемным и напорным механизмами. Скорость же движения режущей кромки ковша в этом случае определяется как геометрическая сумма скоростей обеих механизмов. На фиг. 8 для одной из промежуточных точек Х на траектории черпания на участке Б-В изображено геометрическое сложение двух скоростей, где vп - скорость подъемного механизма, вектор которой направлен перпендикулярно к линии Lр, соединяющей режущую кромку ковша с центром шарнирного соединения рукояти со стрелой;
vн - скорость напорного механизма, вектор которой направлен перпендикулярно к линии Rнх, соединяющей режущую кромку ковша с центром шарнирного соединения стрелы на поворотной платформе;
vтр - результирующая скорость движения режущей кромки, направленная по касательной к траектории в точке Х.In FIG. 10 b shows a motion diagram of the pressure head mechanism at a speed that ensures the movement of the cutting edge of the bucket along the desired path in accordance with the rated speed of the lifting mechanism. Approximately in the middle of the total scooping time at point B, indicated on the trajectory (Fig. 8), a change in the direction of movement of the pressure mechanism occurs. On the plot A-B of the scooping trajectory, the forward movement of Forward occurs, while the cutting edge of the bucket is pressed to the ground, and the lifting mechanism ensures the introduction of the bucket into the soil and its partial filling. After point B, the pressure mechanism carries out a return movement back, while there is a joint scooping of lifting and pressure mechanisms. The speed of movement of the cutting edge of the bucket in this case is determined as the geometric sum of the speeds of both mechanisms. In FIG. 8 for one of the intermediate points X on the scooping trajectory in section BB shows the geometrical addition of two speeds, where v p is the speed of the lifting mechanism, the vector of which is directed perpendicular to the line L p connecting the cutting edge of the bucket with the center of the hinge of the handle with the boom;
v n - the speed of the pressure mechanism, the vector of which is directed perpendicular to the line R nx connecting the cutting edge of the bucket with the center of the swivel boom on the turntable;
v Tr - the resulting velocity of the cutting edge, directed tangentially to the trajectory at point X.
Для заглубления режущей кромки ковша в забой необходимо уменьшить скорость напорного механизма vн, в этом случае вектор результирующей скорости vтр будет отклоняться в сторону груди забоя; для уменьшения толщины срезаемой стружки - снизить скорость подъемного механизма vп, а для вывода режущей кромки из забоя при наполненном ковше - остановить подъемный механизм и продолжить движение напорного механизма в том же возвратном направлении, в этом случае при vп= О результирующая скорость движения режущей кромки ковша vтр как по направлению, так и по величине будет совпадать со скоростью напорного механизма vн. При необходимости отвода ковша от груди забоя на более значительное расстояние нужно также продолжить возвратное движение напорного механизма, а подъемным опустить ковш до нужного положения.To deepen the cutting edge of the bucket into the face, it is necessary to reduce the speed of the pressure mechanism v n , in this case, the vector of the resulting speed v tr will deviate towards the chest of the face; to reduce the thickness of the cut chips, reduce the speed of the lifting mechanism v p , and to remove the cutting edge from the bottom when the bucket is full, stop the lifting mechanism and continue the pressure mechanism in the same return direction, in this case, when v p = O, the resulting speed of the cutting the edges of the bucket v Tr both in direction and in magnitude will coincide with the speed of the pressure mechanism v n . If it is necessary to withdraw the bucket from the bottom of the face to a greater distance, you must also continue the return movement of the pressure mechanism, and lift the bucket to lower the bucket to the desired position.
Таким образом, мощность, затрачиваемая на черпание на участке траектории А-Б, определяется мощностью подъемного механизма, а на участке Б-В - мощностью подъемного и напорного механизмов. Thus, the power spent on scooping in the section of the AB path is determined by the power of the lifting mechanism, and in the section BB in the power of the lifting and pressure mechanisms.
На фиг. 10 в и 10 д изображены кривые изменения статических нагрузок Qпст, действующих в подъемных механизмах как предлагаемого экскаватора, так и известного при черпании на полные параметры.In FIG. 10 c and 10 d show the curves of changes in static loads Q pst acting in the lifting mechanisms of the proposed excavator, as well as known when scooping for full parameters.
К статическим нагрузкам в подъемных механизмах относятся движущиеся части;
- у предлагаемого экскаватора - рукоять с порожним ковшом, зубчатый сегмент с жесткой связью;
- у известного - рукоять с порожним ковшом и его подвеской.Static loads in lifting mechanisms include moving parts;
- the proposed excavator has a handle with an empty bucket, a gear segment with a rigid connection;
- the famous - handle with an empty bucket and its suspension.
Кроме того, на фигурах обозначены:
FПном - номинальное усилие, развиваемое подъемным механизмом при черпании с номинальной скоростью;
fп - усилие черпания;
fпmax - наибольшее усилие в начале черпания.In addition, the figures indicate:
F Phnom - the nominal force developed by the lifting mechanism when scooping at rated speed;
f p - scooping force;
f pmax - the greatest effort at the beginning of scooping.
Все усилия: Qпст, FПном, fп являются приведенными:
- в предлагаемом экскаваторе - к диаметру приводных шестерен;
- в известном экскаваторе - к диаметру навивки подъемного каната.All efforts: Q pst , F Phnom , f p are reduced:
- in the proposed excavator - to the diameter of the drive gears;
- in a known excavator - to the diameter of the winding of the hoisting rope.
Мощность и энергия, затрачиваемая на преодоление статических нагрузок, пропорциональна величине этих нагрузок, поэтому из сравнения кривых (фиг. 10 в и 10 д) следует, что у предлагаемого экскаватора затраты энергии на преодоление статических нагрузок, действующих в подъемном механизме, значительно меньше, чем у прототипа, что в конечном счете существенно повышает КПД механизма черпания. The power and energy spent on overcoming static loads is proportional to the magnitude of these loads, therefore, from a comparison of the curves (Fig. 10 c and 10 d) it follows that the proposed excavator energy consumption to overcome the static loads acting in the lifting mechanism is much less than the prototype, which ultimately significantly increases the efficiency of the scooping mechanism.
На фиг. 10 г изображена кривая изменения статических нагрузок в напорном механизме. Форма кривой и величины статических нагрузок Qнстаналогичны таковым в подъемном механизме.In FIG. 10 g shows the curve of the change in static loads in the pressure mechanism. The shape of the curve and the magnitude of the static loads Q nst are similar to those in the lifting mechanism.
Из анализа кривых статических нагрузок, изображенных на фиг. 10 в и 10 г, следует:
- кривые статических нагрузок как в подъемном, так и в напорном механизмах при черпании у подошвы забоя близко приближаются к горизонтальной оси, чем и объясняется повышение усилия черпания и напора. При этом необходимо отметить, что усилие напора в напорном режиме не может быть реализовано, т. к. оно значительно превосходит требуемое при черпании. Напорное усилие в напорном движении реализуется при частичном самоподъеме ходовой тележки;
- по мере увеличения высоты черпания кривые статических нагрузок резко поднимаются вверх, и при высоте Hчmax статические нагрузки с груженым ковшом превосходят номинальное движущее усилие Fпном и Fнном. При этом усилия черпания fп и fн в верхней части забоя значительно уменьшаются, что является одной из причин низкой эффективности черпания на полные параметры Hчmax, характеризующегося затягиванием продолжительности операции черпания. То же самое следует отметить и для известного экскаватора.From the analysis of the static load curves shown in FIG. 10 in and 10 g, it follows:
- curves of static loads in both lifting and pressure mechanisms when scooping at the bottom of the bottom close to the horizontal axis, which explains the increase in scooping and pressure. It should be noted that the pressure force in the pressure mode cannot be realized, since it significantly exceeds that required when scooping. Pressure force in pressure movement is realized with partial self-lifting of the undercarriage;
- as the scooping height increases, the curves of static loads sharply rise up, and at a height of H h max, the static loads with a loaded bucket exceed the rated driving force F pn and F nn . In this case, the scooping forces f p and f n in the upper part of the face are significantly reduced, which is one of the reasons for the low efficiency of scooping on the full parameters H h max , characterized by delaying the duration of the scooping operation. The same should be noted for a well-known excavator.
Однако при черпании на высоту в пределах 0,6 Hчmax статические нагрузки с груженым ковшом находятся в пределах номинального движущего усилия, что позволяет производить наполнение ковша за более короткое время. На фиг. 10 этот режим работы обозначен вертикальной пунктирной линией. У известного экскаватора эта высота черпания находится в пределах высоты напорного вала. Режим работы предлагаемого экскаватора с черпанием в пределах 0,6 Hчmax является наиболее оптимальным, т. к. при этом способе эффективная мощность и КПД механизма черпания имеют наибольшие значения.However, when scooping to a height within 0.6 H h max, static loads with a loaded bucket are within the nominal driving force, which allows filling the bucket in a shorter time. In FIG. 10, this mode of operation is indicated by a vertical dashed line. For a well-known excavator, this scooping height is within the height of the pressure shaft. The operating mode of the proposed excavator with scooping within 0.6 H h max is the most optimal, because with this method the effective power and efficiency of the scooping mechanism have the greatest values.
В отношении устройства отдельных узлов механизма черпания возможны другие варианты исполнения некоторых узлов. Для приведения в возвратно-поворотные движения подъемного и напорных сегментов может быть применен один из способов:
- путем фрикционного сцепления гладких поверхностей сегментов с гладкими шкивами, насаженными на тихоходный вал привода. При этом одна из поверхностей армируется фрикционным материалом. Передача окружного усилия от шкивов к сегментам осуществляется за счет сил трения между шкивами и сегментами;
- путем электромагнитного сцепления с использованием известного принципа действия электродвигателей с дуговым статором.With respect to the arrangement of individual nodes of the scooping mechanism, other embodiments of certain nodes are possible. To bring the lifting and pressure segments into reciprocating movements, one of the following methods can be applied:
- by friction coupling smooth surfaces of segments with smooth pulleys mounted on a low-speed drive shaft. In this case, one of the surfaces is reinforced with friction material. The transmission of the circumferential force from the pulleys to the segments is carried out due to the friction forces between the pulleys and the segments;
- by electromagnetic coupling using the well-known principle of operation of electric motors with an arc stator.
Возможны и другие способы привода сегментов, однако наиболее приемлемым вариантом передачи окружного усилия является зубчатое зацепление. There are other possible ways of driving segments, however, gearing is the most suitable option for transmitting circumferential force.
Для предохранения механизма черпания при возникновении динамических нагрузок в его приводах предусмотрены муфты предельного момента известных конструктивных решений. Кроме того, для предотвращения ударов сегментных упоров 14 и 26 о приводные шестерни 12 и 24 в схемах управления приводами механизма черпания предусмотрены концевые выключатели. (56) Подерни Р. Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ. М. : Недра, 1985, с. 129-130, рис. 9.1. To protect the scooping mechanism in the event of dynamic loads, clutches of the ultimate torque of known design solutions are provided in its drives. In addition, to prevent impacts of the segment stops 14 and 26 on the drive gears 12 and 24, limit switches are provided in the drive control circuits of the scooping mechanism. (56) Poderni R. Yu. Mining machines and complexes for open works. M.: Nedra, 1985, p. 129-130, fig. 9.1.
Беляков Ю. И. Проектирование экскаваторных работ. - М. : Недра, 1983г. , стр. 310. Belyakov Yu. I. Design of excavation works. - M.: Nedra, 1983. p. 310.
Подерни Р. Ю. Горные машины и комплексы для открытых работ. - М. : Недра, 1985, с. 133, рис. 9.4. Poderni R. Yu. Mining machines and complexes for open works. - M.: Nedra, 1985, p. 133, fig. 9.4.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5002266 RU2005855C1 (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Power shovel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5002266 RU2005855C1 (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Power shovel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005855C1 true RU2005855C1 (en) | 1994-01-15 |
Family
ID=21585194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5002266 RU2005855C1 (en) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | Power shovel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2005855C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110306612A (en) * | 2019-06-28 | 2019-10-08 | 三一重机有限公司 | A kind of scalable equipment, closed-loop synchronization control system and excavator |
-
1991
- 1991-09-11 RU SU5002266 patent/RU2005855C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110306612A (en) * | 2019-06-28 | 2019-10-08 | 三一重机有限公司 | A kind of scalable equipment, closed-loop synchronization control system and excavator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1709256B1 (en) | Marine backhoe dredge | |
| WO1982000486A1 (en) | Slurry trench method and apparatus for constructing underground walls | |
| US3603010A (en) | Backhoe excavator with endless bucket attachment | |
| US4592696A (en) | Material working machines | |
| US4268214A (en) | Excavator front end | |
| RU2005855C1 (en) | Power shovel | |
| CN109914512B (en) | River sludge cleaning device for water conservancy | |
| EP0077684B1 (en) | Earthmoving machine | |
| CN209779728U (en) | dig dress all-in-one convenient to overhaul | |
| CN206736993U (en) | A kind of excavator of rotatable scraper bowl | |
| RU2086734C1 (en) | Bucket-wheel excavator | |
| US4488849A (en) | Power shovel | |
| SU422821A1 (en) | DEVICE FOR AUTOMATIC SUPPORT OF ADMISSIBLE DYNAMIC LOADS ON THE ATTACHMENT OF THE ROTOR EXCAVATOR | |
| CN108360586A (en) | A kind of multi-functional digging machine | |
| CN210288523U (en) | Excavator suitable for side wall operation | |
| CN220267697U (en) | Novel shield constructs quick-witted hobbing cutter structure and blade disc | |
| CN219863030U (en) | Concrete foundation trench digging device | |
| CN217419788U (en) | Novel milling and excavating machine for grooving protective structure of roadbed slope | |
| CN101694103B (en) | Bottom propelling excavator | |
| CN215752644U (en) | Excavator chassis reinforced structure | |
| CN211340902U (en) | Practical coal mine mining loader | |
| RU2266371C1 (en) | Hydraulic shovel backhoe implement | |
| SU881219A1 (en) | Trench filling-up device | |
| CN102979114B (en) | Only chain excavates and promotes translation bulk material series mechanical | |
| CN208792388U (en) | A kind of multi-functional digging machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20090912 |