RU2047692C1

RU2047692C1 - Working equipment for excavator

Info

Publication number: RU2047692C1
Application number: RU94007530A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Беляков
Original assignee: Николай Николаевич Беляков
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 1995-11-10

Abstract

FIELD: mining, excavating equipment. SUBSTANCE: working equipment of the excavator includes welded bucket comprising two lateral walls and bottom. Opposite sides of the bottom are equipped with working cutting edges. The bucket is hung from rotary back wall by the middle its part in such a manner that each its half overlaps bucket cross section, and may be rested on butts of bucket walls. Back wall of the bucket is hinged to the boom in such a manner that lengthwise axes of hanger hinges fixed to back wall of the bucket, and hanger to the handle of the back wall are displaced relative to one another. Bucket turning about the handle is carried out at the expense of effect of hydraulic cylinder on rear side of back rotary wall of the bucket. Reciprocal turning of the bucket and its back wall is carried out by mechanism placed on rear side of the back wall. This mechanism and the place where the effort is applied from hydraulic cylinder to turn the bucket are located on opposite sides of hanger hinge and the handle of the rear wall of the bucket. EFFECT: simplified design and excavator control, as well as increased reliability, improved safety, increased bucket capacity. 4 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в землеройном оборудовании, применяемом при проведении вскрышных и добычных работ. The invention relates to the mining industry and can be used in earthmoving equipment used in overburden and mining operations.

Известно рабочее оборудование экскаватора, включающее стрелу, рукоять с гидравлическими цилиндрами управления и цилиндрами управления ковшом, ковш с шарнирно установленной задней стенкой, перекрывающей его сечение при повороте ковша [1] Недостатком известного решения является его возможность работы лишь в одном режиме прямой лопаты, что значительно ограничивает возможности использования землеройного оборудования. Особенно это актуально в сложных горно-геологических условиях, когда возникает необходимость оперативно изменить схему ведения работ. Known working equipment of an excavator, including an arrow, a handle with hydraulic control cylinders and bucket control cylinders, a bucket with a pivotally mounted rear wall that overlaps its section when the bucket is rotated [1] A disadvantage of the known solution is its ability to work in only one straight shovel mode, which is significantly limits the use of earthmoving equipment. This is especially true in difficult mining and geological conditions, when there is a need to quickly change the scheme of work.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является рабочее оборудование погрузчика, содержащее стрелу, рукоять с гидроцилиндрами их подъема и поворота, ковш с двумя рабочими кромками, оборудованными зубьями и расположенными на противоположных сторонах ковша, и задней поворотной стенкой, причем последняя и сам ковш установлены на общей оси и соединены с рукоятью гидроцилиндрами поворота [2] Недостатками известного решения являются сложность управления положением задней стенки относительно ковша, что позволяет использовать его в основном на вспомогательных работах, а также высокая вероятность заклинивания задней стенки в случае попадания мелких камней в зазор между ней и днищем или боковыми стенками ковша. Кроме этого закрепление гидроцилиндра управления задней стенкой в средней части штанги не является предпочтительным в связи с высокими нагрузками в точке закрепления. Closest to the proposed invention in technical essence and the achieved result is the working equipment of the loader, containing an arrow, a handle with hydraulic cylinders for lifting and turning, a bucket with two working edges, equipped with teeth and located on opposite sides of the bucket, and a rear turning wall, the latter and the bucket itself is mounted on a common axis and connected to the handle by turning cylinders [2] The disadvantages of the known solution are the difficulty in controlling the position of the rear wall relative to itelno bucket, it can be used mainly in the auxiliary operations and also a high likelihood of jamming of the rear wall in case of contact with small stones into the gap between it and the bottom or side walls of the bucket. In addition, the fastening of the rear wall control hydraulic cylinder in the middle part of the rod is not preferable due to the high loads at the fastening point.

Предлагаемое изобретение позволяет упростить операции по управлению ковшом в процессе работы землеройной машины и при изменении режима работы, а также повысить надежность его работы. Кроме того, при работе экскаватора в режиме верхнего черпания уменьшается вероятность самопроизвольного выпадения крупных валунов из ковша за счет того, что свободная половина шарнирно установленной задней стенки, выступающей консольно, выполняет роль защитной или предохранительной стенки. За счет этого увеличивается безопасность работ. Данная стенка позволяет увеличить вместимость ковша за счет увеличения объема шапки грунта или пород, что также является одним из дополнительных преимуществ предлагаемого изобретения. The present invention allows to simplify the operation of controlling the bucket during the operation of the digging machine and when changing the operating mode, as well as to increase the reliability of its operation. In addition, when the excavator is in upper digging mode, the probability of spontaneous loss of large boulders from the bucket is reduced due to the fact that the free half of the pivotally mounted rear wall, acting cantilever, acts as a protective or safety wall. Due to this, the safety of work increases. This wall allows you to increase the capacity of the bucket by increasing the volume of the caps of soil or rocks, which is also one of the additional advantages of the invention.

Схема воздействия от рукояти экскаватора на ковш непосредственно через заднюю стенку последнего в процессе поворота ковша при черпании по сравнению с прототипом позволяет уменьшить величину прилагаемого усилия, при этом имеется возможность расположения места закрепления штока гидроцилиндра с максимально возможным удалением от оси поворота ковша в шарнире (в пределе это может быть у тыльной стороны задней стенки в зоне ее контакта с рабочей кромкой днища ковша). The scheme of the impact from the handle of the excavator on the bucket directly through the rear wall of the latter during the rotation of the bucket when scooping, in comparison with the prototype, allows to reduce the amount of applied force, while it is possible to locate the hydraulic cylinder rod fixing location with the maximum possible distance from the bucket rotation axis in the hinge (in the limit this may be at the back of the rear wall in the area of its contact with the working edge of the bottom of the bucket).

Указанные технические результаты достигаются тем, что в рабочем оборудовании землеройной машины, содержащем стрелу, механизм ее подъема, ковш с двумя режущими кромками, расположенными на противоположных сторонах его днища, и задней поворотной стенкой, перекрывающей сечение ковша, а также механизм поворота ковша относительно задней стенки, при этом задняя стенка ковша выполнена из условия упора ее в торцы остальных его стенок, для чего соединяющий их шарнир установлен в средней ее части, механизм поворота ковша относительно стрелы взаимодействует непосредственно с задней его стенкой, на тыльной стороне которой установлен механизм взаимного поворота и фиксации ковша и его задней стенки, продольные оси шарниров установки на стреле задней стенки и соединения последней с ковшом расположены со смещением друг относительно друга, а механизм поворота и фиксации ковша относительно задней стенки и узел шарнирного закрепления гидроцилиндра поворота ковша относительно стрелы расположены по разные стороны от шарнира подвески задней стенки совместно с ковшом относительно стрелы. These technical results are achieved by the fact that in the working equipment of the digging machine containing the boom, its lifting mechanism, a bucket with two cutting edges located on opposite sides of its bottom, and a rear pivoting wall overlapping the section of the bucket, as well as a mechanism for rotating the bucket relative to the rear wall wherein the back wall of the bucket is made from the condition of abutting it against the ends of its other walls, for which the hinge connecting them is installed in its middle part, the bucket rotation mechanism relative to the boom is inter acts directly with its rear wall, on the back of which there is a mechanism for mutual rotation and fixation of the bucket and its rear wall, the longitudinal axis of the installation hinges on the arrow of the rear wall and the connection of the latter with the bucket are displaced relative to each other, and the mechanism of rotation and fixation of the bucket relative to the rear wall and the hinge assembly of the bucket rotation hydraulic cylinder relative to the boom are located on different sides of the rear wall hinge joint together with the bucket relative to the arrows .

Поскольку предложение отличается от прототипа рядом существенных признаков, обеспечивающих достижение указанного выше технического результата, оно соответствует критерию "Новизна". Since the proposal differs from the prototype in a number of essential features that ensure the achievement of the above technical result, it meets the criterion of "Novelty."

Схема соединения ковша со стрелой через шарнирно установленную его заднюю стенку, при которой поворот ковша осуществляется вокруг продольной оси подвески задней стенки, зафиксированной относительно ковша на время черпания и доставки грунта, является новой. Силовое усилие от стрелы для обеспечения этого поворота осуществляется через упомянутую зафиксированную заднюю стенку. Кроме этого, данная схема позволяет использовать вторую часть задней стенки, консольно выступающую за габариты ковша, в качестве элемента, предотвращающего самопроизвольное выпадание крупных кусков породы в процессе переноски, а также повышающего вместимость ковша за счет увеличения объема шапки грунта или породы. Подобные элементы в известных технических решениях отмеченных выше свойств не проявляют. Прием смещения друг относительно друга продольных осей шарниров подвески ковша к поворотной задней стенке и подвески задней стенки к стреле, позволяющий уменьшить величины прилагаемых усилий при повороте различных элементов в шарнире за счет оборудования плеча, равного величине смещения между упомянутыми осями, также не известен. The connection diagram of the bucket with the boom through its rear wall pivotally mounted, in which the bucket is rotated around the longitudinal axis of the rear wall suspension, fixed relative to the bucket during excavation and soil delivery, is new. The force from the boom to ensure this rotation is through the aforementioned fixed rear wall. In addition, this scheme allows the use of the second part of the back wall, which cantilever protrudes beyond the dimensions of the bucket, as an element that prevents spontaneous loss of large pieces of rock during transportation, as well as increasing the capacity of the bucket by increasing the volume of the soil or rock cap. Similar elements in the known technical solutions of the above properties do not show. The reception of displacement relative to each other of the longitudinal axes of the hinges of the bucket suspension to the pivoting rear wall and the suspension of the rear wall to the boom, which makes it possible to reduce the applied forces when the various elements in the hinge are rotated due to the shoulder equipment, equal to the displacement between the mentioned axes.

Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии предложения критерию "Изобретательский уровень". The above allows us to conclude that the proposal meets the criterion of "Inventive step".

На фиг. 1 представлен общий вид экскаватора с рабочим оборудованием; на фиг. 2 вид по стрелке А, на фиг. 1 повернуто; на фиг. 3 вид по стрелке Б на фиг. 1 повернуто; на фиг. 4 рабочее оборудование при работе в режиме "прямая лопата"; на фиг. 5 то же, в режиме "обратная лопата"; на фиг. 6 принципиальная схема установки ковша и его задней стенки на стреле посредством общего шарнира; на фиг. 7 принципиальная схема подвески задней стенки к ковшу, шарнирно соединенному со стрелой; на фиг. 8 принципиальная схема подвески ковша к стреле при неподвижно закрепленной на ней задней стенке; на фиг. 9 принципиальная схема автономной подвески ковша и его задней стенки к стреле. In FIG. 1 shows a General view of the excavator with working equipment; in FIG. 2 is a view along arrow A, in FIG. 1 rotated; in FIG. 3 is a view along arrow B in FIG. 1 rotated; in FIG. 4 working equipment when working in the "direct shovel" mode; in FIG. 5 the same, in the "backhoe" mode; in FIG. 6 is a schematic diagram of the installation of the bucket and its rear wall on the boom through a common hinge; in FIG. 7 is a schematic diagram of the suspension of a rear wall to a bucket pivotally connected to an arrow; in FIG. 8 is a schematic diagram of the suspension of the bucket to the boom with the rear wall fixed on it; in FIG. 9 is a schematic diagram of the autonomous suspension of the bucket and its rear wall to the boom.

Рабочее оборудование экскаватора 1 связано с основным его агрегатом посредством шарнирно установленной стрелы 2, выполненной из двух частей, шарнирно соединенных между собой. Одна из них шарнирно соединена с базовым агрегатом экскаватора 1, а вторая, рукоятная часть 3 с рабочим оборудованием. Передача усилия в процессе рабочего цикла осуществляется посредством гидроцилиндров 4 подъема и опускания стрелы и гидроцилиндров 5 поворота рукоятной части 3 относительно второй части стрелы 2. The working equipment of the excavator 1 is connected with its main unit through a pivotally mounted boom 2, made of two parts, pivotally connected to each other. One of them is pivotally connected to the base unit of the excavator 1, and the second, arm part 3 with working equipment. The transfer of force during the working cycle is carried out by means of hydraulic cylinders 4 for raising and lowering the boom and hydraulic cylinders 5 for turning the arm part 3 relative to the second part of the boom 2.

Ковш 6 установлен на рукояти 3 с возможностью поворота относительно нее, для чего он шарнирно соединен с поворотной задней стенкой 7, которая в свою очередь подвешена к концу рукояти 3, с расположением шарнира подвески в средней части стенки 7 таким образом, чтобы каждая из его половин перекрывала сечение ковша 6 (точного равенства указанных половин задней стенки 7 между собой не требуется). К тыльной стороне задней стенки 7 прикреплен гидравлический домкрат 8 управления поворотом ковша 6, при этом другой конец данного домкрата соединен с рукоятью 3 с возможностью поворота в местах его установки. Кроме этого, на тыльной стороне задней стенки 7 ковша 6 расположен механизм 9 поворота ковша 6 относительно его задней стенки 7. Данный механизм может быть выполнен в виде гидроцилиндра или на основе принципа действия, например реечного, и закрыт защитным кожухом 10. Данный механизм взаимодействует с упорным выступом боковой стенки ковша 6, который выполнен по другую сторону от места шарнирного закрепления ковша к задней поворотной стенке 7 относительно днища. The bucket 6 is mounted on the handle 3 with the possibility of rotation relative to it, for which it is pivotally connected to the pivoting rear wall 7, which in turn is suspended to the end of the handle 3, with the suspension hinge located in the middle of the wall 7 so that each of its halves overlapped the cross section of the bucket 6 (exact equality of these halves of the rear wall 7 is not required). A hydraulic jack 8 for controlling the rotation of the bucket 6 is attached to the rear side of the rear wall 7, while the other end of this jack is connected to the handle 3 with the possibility of rotation in the places of its installation. In addition, on the back side of the rear wall 7 of the bucket 6 there is a mechanism 9 for turning the bucket 6 relative to its rear wall 7. This mechanism can be made in the form of a hydraulic cylinder or based on an operating principle, for example, rack and pinion, and is closed by a protective casing 10. This mechanism interacts with persistent protrusion of the side wall of the bucket 6, which is made on the other side from the place of hinging the bucket to the rear rotary wall 7 relative to the bottom.

Размеры задней поворотной стенки 7 выбраны таким образом, чтобы в каждом из выбранных режимов работы ковша 6 она упиралась с помощью механизма 9 в торцы его стенок (боковых и/или днище) и перекрывала при этом сечение ковша 6. The dimensions of the rear rotary wall 7 are selected so that in each of the selected modes of operation of the bucket 6, it rests with the help of the mechanism 9 at the ends of its walls (side and / or bottom) and overlaps with the cross section of the bucket 6.

Ковш 6 выполнен сварным и состоит из двух боковых стенок и днища, противоположные стороны которого оборудованы рабочими режущими кромками 11, которые могут быть снабжены зубьями. The bucket 6 is made welded and consists of two side walls and a bottom, the opposite sides of which are equipped with working cutting edges 11, which can be equipped with teeth.

Наиболее рациональной схемой компоновки является расположение места подвески ковша 6 на задней стенке 7 и узла закрепления штока гидроцилиндра 8 на тыльной стороне стенки 7 по разные стороны от узла ее подвески вместе с ковшом 6 на рукояти 3, а также смещение друг относительно друга продольных осей шарниров задней стенки 7 на рукояти 3 подвески к ней ковша 6. The most rational layout scheme is the location of the suspension bracket of the bucket 6 on the rear wall 7 and the cylinder rod fixing unit 8 on the rear side of the wall 7 on opposite sides of its suspension assembly together with the bucket 6 on the handle 3, as well as the rear axles of the rear hinges offset from each other wall 7 on the handle 3 of the suspension to her bucket 6.

Устройство работает следующим образом. В зависимости от принятой схемы работ ковш 6 может работать в режимах "прямая" и "обратная" лопата. Перевод ковша 6 из одного режиме в другой осуществляется при помощи механизма 9, который обеспечивает взаимное перемещение ковша 6 и его задней поворотной стенки 7 друг относительно друга, а также их взаимную фиксацию, при этом шток гидроцилиндра (механизма 9) передает усилие ковшу 6 через выступы на боковых его стенках и осуществляет их взаимный поворот. Частичное раскрытие ковша 6 используется в процессе рабочего цикла для выгрузки грунта или породы, а поворот его на полный угол с прижатием боковых стенок и/или днища к противоположной, консольно выступающей части задней стенки 7 обеспечивает изменение режима работы ковша 6. The device operates as follows. Depending on the accepted scheme of work, the bucket 6 can operate in the modes of “direct” and “back” shovel. The transfer of the bucket 6 from one mode to another is carried out using a mechanism 9, which provides mutual movement of the bucket 6 and its rear rotary wall 7 relative to each other, as well as their mutual fixation, while the hydraulic cylinder rod (mechanism 9) transfers force to the bucket 6 through the protrusions on its side walls and carries out their mutual rotation. Partial opening of the bucket 6 is used during the working cycle to unload the soil or rock, and its rotation by a full angle with the side walls and / or the bottom pressed against the opposite, cantilevered protruding part of the rear wall 7 provides a change in the operation mode of the bucket 6.

В процессе заполнения ковша 6 породой происходит поворот его относительно рукояти 3 за счет передачи усилия от гидроцилиндра 8 через тыльную сторону задней стенки 7. In the process of filling the bucket 6 with rock, it rotates relative to the handle 3 due to the transfer of force from the hydraulic cylinder 8 through the back side of the rear wall 7.

Применение экскаваторов, снабженных данным рабочим оборудованием, на карьерах горнодобывающих предприятий позволит уменьшить ширину уступа за счет отработки одним и тем же экскаватором заходки, расположенной на отметке этого уступа, а также нижележащей заходки. Это позволит сократить площадь отчуждаемых земель, а также затраты на перенос путей автомобильного или железнодорожного транспорта. The use of excavators equipped with this working equipment in the quarries of mining enterprises will make it possible to reduce the width of the ledge by working out the same excavator located at the mark of this ledge, as well as the underlying entry. This will reduce the area of alienated land, as well as the cost of moving tracks by road or rail.

Данное рабочее оборудование может быть установлено не только на экскаваторах; им могут быть оборудованы скрепера, а также погрузчики, в т. ч. и шахтные, при этом возможны различные варианты его установки на стреле 2 (или ее рукоятной части 3), представленные на фиг. 6-8; подвеска ковша 6 и его задней стенки 7 на общем шарнире (фиг. 6), когда последняя выполнена V-образной формы с перегибом в месте ее шарнирной подвески; подвески ее к ковшу 6, соединенному с рукоятью 3 (фиг. 3), когда также целесообразно использовать заднюю стенку 7 сложной формы; жесткое соединение стенки 7 (или ее половинок) к рукояти 3 под углом к продольной оси последней таким образом, чтобы шарнирно установленный ковш 6 находился в пространстве, ограниченном половинками задней стенки 7, с углом раскрытия не свыше 180^о (фиг. 8); или подвеска и ковша 6 и его задней стенки на стреле 2 (или ее рукоятной части 3) на собственных шарнирах (фиг. 9).This working equipment can be installed not only on excavators; they can be equipped with a scraper, as well as loaders, including mine loaders, while various options for its installation on the boom 2 (or its arm part 3), shown in FIG. 6-8; the suspension of the bucket 6 and its rear wall 7 on a common hinge (Fig. 6), when the latter is made V-shaped with an inflection in the place of its hinged suspension; suspending it to a bucket 6 connected to the handle 3 (Fig. 3), when it is also advisable to use the rear wall 7 of complex shape; a rigid connection of the wall 7 (or its halves) to the handle 3 at an angle to the longitudinal axis of the latter so that the articulated bucket 6 is in the space bounded by the halves of the rear wall 7, with an opening angle of not more than 180 ^about (Fig. 8); or the suspension and the bucket 6 and its rear wall on the boom 2 (or its grip part 3) on their own hinges (Fig. 9).

Схемы управления ковшом 6 и его задней стенкой 7 в каждом из этих вариантов могут быть различными, при этом в качестве силовых элементов применяются не только гидро-, но и пневмоцилиндры, различного рода механизмы реечного типа, полиспастные системы. The control schemes for the bucket 6 and its rear wall 7 in each of these options can be different, while not only hydraulic, but also pneumatic cylinders, various rack and pinion mechanisms, and tackle systems are used as power elements.

Claims

1. WORKING EQUIPMENT OF THE EARTHING MACHINE, containing an arrow with its lifting mechanism, a bucket with two cutting edges on opposite sides of the bottom and a rear pivoting wall overlapping the bucket section and the bucket turning mechanism relative to the rear wall, characterized in that the working equipment is equipped with a bucket fixing mechanism relative to its rear wall, which has a hinge located in the middle of its rotation relative to the bucket to provide emphasis on the ends of its other walls.

2. The equipment according to claim 1, characterized in that the bucket is connected to the boom by means of a suspension placed on the rear pivoting wall, and the bucket rotation mechanism relative to the boom is mounted to interact with its rear wall, the rear side of which is equipped with its rotation mechanism relative to the bucket, and fixing their mutual position.

3. The equipment according to claim 1, characterized in that the longitudinal axis of the hinge of fastening on the arrow of the rear wall of the bucket and the hinge of the connection with the latter are shifted relative to one another.

4. The equipment according to claim 1, characterized in that the mechanism of rotation and fixation of the bucket relative to the rear wall and the hinge assembly of the hydraulic cylinder for turning the bucket relative to the handle are located on opposite sides of the hinge of the rear wall suspension together with the bucket relative to the handle.