RU208562U1

RU208562U1 - Hydraulic excavator working equipment rotation device

Info

Publication number: RU208562U1
Application number: RU2021132718U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Нилов; Алексей Владимирович Демидов; Евгений Владимирович Федоров; Ратибор Сергеевич Коновалюк
Original assignee: Коновалюк Сергей Николаевич
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2021-12-23

Abstract

Полезная модель относится к строительно-дорожному машиностроению, в частности к гидравлическим одноковшовым экскаваторам, и может быть использована при проектировании землеройных машин. Техническим результатом, обеспечиваемым заявленной полезной моделью, является возможность закрепления рабочего оборудования под любым углом относительно несущей конструкции с полной разгрузкой механизма вращения от разноименных нагрузок, принимаемых рабочим оборудованием при эксплуатации. Устройство вращения рабочего оборудования гидравлического экскаватора включает связанные между собой рукоять, гидроцилиндр привода ковша, коромысло, тяги и несущую плиту, шарнирно соединенную с тягами и рукоятью, при этом несущая плита снабжена механизмом вращения рабочего оборудования, отличается тем, что механизм вращения рабочего оборудования соединен с поворотной плитой, на которой установлено рабочее оборудование, причем поворотная плита и несущая плита соединены фиксаторами.The utility model relates to road construction engineering, in particular to hydraulic shovels, and can be used in the design of earth-moving machines. The technical result provided by the claimed utility model is the possibility of fixing the working equipment at any angle relative to the supporting structure with complete unloading of the rotation mechanism from opposite loads taken by the working equipment during operation. The device for rotating the working equipment of a hydraulic excavator includes an interconnected handle, a bucket drive hydraulic cylinder, a rocker arm, rods and a carrier plate pivotally connected to the rods and a handle, while the carrier plate is equipped with a mechanism for rotating the working equipment, characterized in that the mechanism for rotating the working equipment is connected to a rotary plate, on which the working equipment is installed, and the rotary plate and the carrier plate are connected by clamps.

Description

Полезная модель относится к строительно-дорожному машиностроению, в частности к гидравлическим одноковшовым экскаваторам, и может быть использована при проектировании землеройных машин.The utility model relates to road construction machinery, in particular to hydraulic single-bucket excavators, and can be used in the design of earth-moving machines.

Из уровня техники известны следующие решения.The following solutions are known from the prior art.

Известен механизм поворота ковша гидравлического экскаватора, заключающийся в шарнирном соединении непосредственно ковша и штока гидроцилиндра (Машины для земляных работ: Учебник для студентов вузов по специальности «Подъемно- транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» / Д.П. Волков, В.Я. Крикун, П.Е. Тотолин и др.; Под общ. ред. Д.П. Волкова. – Машиностроение, 1992 - 448 с. (с. 147, рис. 8.1 и 8.2)). Недостатком такой конструкции является малый угол поворота ковша и то, что оно не обеспечивает быструю смену ковша для работы выше или ниже уровня стоянки.The known mechanism for turning the bucket of a hydraulic excavator, which consists in the articulated connection of the bucket and the rod of the hydraulic cylinder (Machines for earthworks: A textbook for university students in the specialty "Hoisting and transport, construction, road machines and equipment" / DP Volkov, V. Ya. Krikun, P.E. Totolin and others; Under the general editorship of D.P. Volkov. - Mechanical engineering, 1992 - 448 p. (P. 147, Fig. 8.1 and 8.2)). The disadvantage of this design is the small angle of rotation of the bucket and the fact that it does not provide a quick change of the bucket for work above or below the parking level.

Известно рабочее оборудование гидравлического экскаватора, включающее рукоять, ковш, гидравлический цилиндр, коромысло, тягу и соединяющие их шарниры (Машины для земляных работ: Учебник для студентов вузов по специальности «Подъемно- транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» / Д.П. Волков, В.Я. Крикун, П.Е. Тотолин и др.; Под общ. ред. Д.П. Волкова. - Машиностроение, 1992 - 448 с. (с. 152, рис. 9.1 и с.157, рис. 9.7г)). Такая конструкция механизма поворота ковша является наиболее распространенной. Введение в конструкцию коромысла и тяги позволило увеличить угол поворота ковша экскаватора, кроме того, такое устройство не позволяет разрабатывать грунт выше уровня стоянки (оборудование - прямая лопата).Known working equipment of a hydraulic excavator, including a handle, a bucket, a hydraulic cylinder, a rocker arm, a thrust and the joints connecting them (Machines for earthworks: A textbook for university students in the specialty "Hoisting and transport, construction, road machines and equipment" / D.P. Volkov, V.Ya. Krikun, P.E. Totolin and others; Under the general editorship of D.P. Volkov. - Mechanical engineering, 1992 - 448 p. (P. 152, fig. 9.1 and p. 157, fig. . 9.7d)). This design of the bucket swing mechanism is the most common. The introduction of a rocker arm and a thrust into the design made it possible to increase the angle of rotation of the excavator bucket, in addition, such a device does not allow mining the soil above the parking level (equipment - a straight shovel).

Известно рабочее оборудование одноковшовых гидравлических экскаваторов (Пат. 2310044 Российской Федерации, МПК Е02F 3/38. Рабочее оборудование одноковшовых гидравлических экскаваторов / Хребто И.Ф., Хребто Е.С., Богданов А.М., Хребто С.И.; Заявитель и патентообладатель Южно-российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт). № 2005139253/03; заявл. 15.12.2005; опубл. 10.11.2007, Бюл. № 31. 10 с.), у которого телескопическая рукоять имеет механизм вращения (поворота) относительно своей продольной оси и обеспечивает разработку грунта как выше, так и ниже уровня стоянки. Такое устройство полностью разгружает механизм вращения от усилий копания. Однако оно отличается большой громоздкостью и сложностью. Known operating equipment for single-bucket hydraulic excavators (Pat. 2310044 Russian Federation, IPC E02F 3/38. Operating equipment for single-bucket hydraulic excavators / Hrebto I.F., Hrebto E.S., Bogdanov A.M., Hrebto S.I .; Applicant and patent holder South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). No. 2005139253/03; Appl. 15.12.2005; publ. 10.11.2007, Bul. No. 31.10 p.), in which the telescopic handle has a rotation mechanism (turning ) relative to its longitudinal axis and ensures the development of the soil both above and below the parking level. Such a device completely relieves the rotation mechanism from the digging forces. However, it is very cumbersome and complex.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для быстрой замены рабочего органа в описании к патенту на полезную модель № 114972, МПК E02F3/43 от 16.12.2011, опубл. 20.04.2012, содержащее сварную конструкцию, собранную на несущей плите, оснащенную отверстиями для крепления на рукояти цилиндрическими пальцами и имеющую привод, состоящий из червячного редуктора и гидромотора. Closest to the claimed technical solution is a device for quick replacement of the working body in the description of the patent for a useful model No. 114972, IPC E02F3 / 43 from 16.12.2011, publ. 04/20/2012, containing a welded structure, assembled on a base plate, equipped with holes for attachment to the handle with cylindrical fingers and having a drive consisting of a worm gear and a hydraulic motor.

Известное устройство обеспечивает быструю смену рабочего органа и его поворот на 360°, однако оно применительно к рабочему оборудованию экскаватора (прямая или обратная лопата) существенно уменьшает радиус копания (на 10-12% для экскаватора IV размерной группы), что приводит к уменьшению реальной вместимости ковша. Устройство обладает невысокой надежностью вследствие нагрузки элементов механизма привода (вращателя) силовым потоком от большого усилия копания, что существенно увеличивает размеры всего устройства.The known device provides a quick change of the working body and its rotation by 360 °, however, as applied to the working equipment of an excavator (forward or backward shovel), it significantly reduces the digging radius (by 10-12% for an excavator of IV size group), which leads to a decrease in the actual capacity bucket. The device has a low reliability due to the load of the elements of the drive mechanism (rotator) with a power flow from a large digging force, which significantly increases the size of the entire device.

Техническая проблема, решаемая заявленной полезной моделью, заключается в обеспечении копания грунта выше и ниже уровня стоянки без смены ковша при полной разгрузке механизма привода (вращения) от силового потока со стороны усилия копания.The technical problem solved by the claimed utility model is to ensure digging of the soil above and below the level of the parking lot without changing the bucket with complete unloading of the drive (rotation) mechanism from the power flow from the side of the digging force.

Поставленная задача решается включением в выполнении механизма вращения ковша с поворотной плитой, соединенной с несущей плитой ковша фиксаторами с возможностью их отсоединения с небольшим зазором при снятии фиксаторов для поворота рабочего оборудования в нужное положение.The task is solved by including in the implementation of the mechanism of rotation of the bucket with a rotary plate, connected to the supporting plate of the bucket by clamps with the possibility of their detachment with a small gap when removing the clamps to rotate the working equipment to the desired position.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявленной полезной моделью, является возможность закрепления рабочего оборудования под любым углом относительно несущей конструкции с полной разгрузкой механизма вращения от разноименных нагрузок, принимаемых рабочим оборудованием при эксплуатации.The technical result provided by the claimed utility model is the possibility of fixing the working equipment at any angle relative to the supporting structure with complete unloading of the rotation mechanism from opposite loads taken by the working equipment during operation.

Заявленный технический результат достигается за счет конструкции устройства вращения ковша гидравлического экскаватора, включающего связанные между собой рукоять, гидроцилиндр привода ковша, коромысло, тяги и несущую плиту, шарнирно соединенную с тягами и рукоятью, при этом несущая плита снабжена механизмом вращения рабочего оборудования. Механизм вращения рабочего оборудования соединен с поворотной плитой, на которой установлено рабочее оборудование, причем несущая плита и поворотная плита соединены фиксаторами.The claimed technical result is achieved due to the design of the device for rotating the bucket of a hydraulic excavator, including the connected handle, the hydraulic cylinder of the bucket drive, the rocker arm, the rods and the base plate, pivotally connected to the rods and the handle, while the base plate is equipped with a mechanism for rotating the working equipment. The mechanism of rotation of the working equipment is connected to the rotary plate on which the working equipment is installed, and the base plate and the rotary plate are connected by clamps.

За счет соединения несущей плиты и поворотной плиты фиксаторами, которые снимаются при необходимости смены угла установки рабочего оборудования, после чего между несущей плитой и поворотной плитой образуется небольшой зазор, можно произвести поворот рабочего оборудования на необходимый угол без разбора конструкции и без трения между плитами, после чего зафиксировать его в нужном положении фиксаторами. При этом вся нагрузка, принимаемая оборудованием при работе (например, при копании), передается несущей плите и не затрагивает элементы механизма вращения, что позволяет уменьшить размеры механизма вращения и увеличить радиус копания ковша по сравнению с известными устройствами.Due to the connection of the base plate and the rotary plate with clamps, which are removed if it is necessary to change the angle of installation of the working equipment, after which a small gap is formed between the supporting plate and the rotary plate, it is possible to rotate the working equipment to the required angle without disassembling the structure and without friction between the plates, after then fix it in the desired position with clamps. In this case, all the load taken by the equipment during operation (for example, when digging) is transferred to the base plate and does not affect the elements of the rotation mechanism, which makes it possible to reduce the size of the rotation mechanism and increase the digging radius of the bucket in comparison with known devices.

Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее.The solution is further explained by referring to the figures, which show the following.

Фиг. 1 - вид устройства в исходном положении для копания ниже уровня стоянки.FIG. 1 is a view of the device in the initial position for digging below the parking level.

Фиг. 2 - вид устройства в верхнем положении при копании выше уровня стоянки. FIG. 2 is a view of the device in the upper position when digging above the parking level.

Фиг. 3, 4 - схема взаимодействия элементов устройства вращения рабочего оборудования.FIG. 3, 4 - a diagram of the interaction of the elements of the device for rotating the working equipment.

Фиг. 5 - вид устройства со стороны рукояти.FIG. 5 is a view of the device from the side of the handle.

Фиг. 6 - вид устройства в конечном положении при копании ниже уровня стоянки.FIG. 6 is a view of the device in the final position when digging below the parking level.

Фиг. 7 - вид устройства в начальном положении при копании выше уровня стоянки.FIG. 7 is a view of the device in the initial position when digging above the parking level.

Механизм вращения ковша гидравлического экскаватора включает рукоять 1, гидроцилиндр привода ковша 2, коромысло 3, тяги 4 и несущую плиту 5.The bucket rotation mechanism of a hydraulic excavator includes a handle 1, a bucket drive hydraulic cylinder 2, a rocker arm 3, rods 4 and a carrier plate 5.

Рукоять 1 шарнирно связана с гидроцилиндром 2 привода ковша со стороны поршневой полости. Коромысло 3 выполнено в виде жесткой пластины и шарнирно связано с одной стороны со штоком гидроцилиндра 2 и с другой стороны шарнирно соединено с рукоятью 1. Несущая плита 5 шарнирно соединена с рукоятью 1 посредством шарнирных элементов, ответные части которых жестко закреплены на рукояти и на несущей плите. Тяги 4 представляют собой жесткие пластины, соединенные между собой, либо одну пластину с поперечным сечением примерно 30×100 мм. Тяги 4 шарнирно соединены со штоком поршня гидроцилиндра 2 с одной стороны и с несущей плитой 6 - с другой стороны.The handle 1 is pivotally connected to the hydraulic cylinder 2 of the bucket drive from the side of the piston cavity. The rocker arm 3 is made in the form of a rigid plate and is pivotally connected on one side with the rod of the hydraulic cylinder 2 and on the other side is pivotally connected to the handle 1. The carrier plate 5 is pivotally connected to the handle 1 by means of hinge elements, the counterparts of which are rigidly fixed on the handle and on the carrier plate ... The rods 4 are rigid plates connected to each other, or one plate with a cross section of about 30 × 100 mm. The rods 4 are pivotally connected to the piston rod of the hydraulic cylinder 2 on one side and to the bearing plate 6 on the other side.

На несущей плите 5 установлен механизм вращения 6 рабочего оборудования 7 (ковш) с приводом, на поворотной части механизма вращения 6 рабочего оборудования установлена поворотная плита 8 со съемными фиксаторами 9. Фиксаторы 9 могут иметь различную конструкцию. В настоящем устройстве предпочтительно применять малогабаритные клиновые фиксаторы с гидроприводом. В данном случае фиксаторы 9 жестко устанавливаются на поворотной плите 8.On the base plate 5 there is a rotation mechanism 6 of the working equipment 7 (bucket) with a drive, on the rotary part of the rotation mechanism 6 of the working equipment there is a rotary plate 8 with removable clamps 9. The clamps 9 can have a different design. In the present device, it is preferable to use small-sized hydraulic wedge clamps. In this case, the latches 9 are rigidly mounted on the rotary plate 8.

Ступица 10 поворотной плиты 8 установлена на валу 11 механизма вращения 6 рабочего оборудования 7 посредством упругих элементов 12, которые могут быть выполнены из тарельчатых пружин соответствующей жесткости. Рабочее оборудование - ковш 7 жестко соединен с поворотной плитой 8. Соединение ковша 7 и поворотной плиты 8 можно выполнить съемным (варианты различные, предпочтительны клиновые соединения), также ковш 7 и поворотную плиту 8 возможно изготовить за одно целое. Главное - они при работе должны представлять единую жесткую вращающуюся конструкцию.The hub 10 of the rotary plate 8 is mounted on the shaft 11 of the rotation mechanism 6 of the working equipment 7 by means of elastic elements 12, which can be made of disc springs of appropriate rigidity. Working equipment - the bucket 7 is rigidly connected to the rotary plate 8. The connection of the bucket 7 and the rotary plate 8 can be made removable (various options, wedge connections are preferable), also the bucket 7 and the rotary plate 8 can be made in one piece. The main thing is that during operation they must represent a single rigid rotating structure.

Механизм вращения ковша гидравлического экскаватора работает следующим образом. Перед выполнением операций копания оператор должен жестко закрепить рабочее оборудование (ковш) 7 на поворотной плите 8 механизма вращения 6. Для выполнения операций копания оператор устанавливает рабочее оборудование (ковш) 7 в рабочее положение, соответствующее копанию выше или ниже уровня стоянки экскаватора. Для этого он сначала отключает фиксаторы 9, для чего разъединяет кинематически поворотную плиту 8 и несущую плиту 5, а затем механизмом вращения 6 поворачивает поворотную плиту 8 в рабочее положение (фиг. 1), например, для копания ниже уровня стоянки экскаватора. При этом упругие элементы 12 перемещают освобожденную от фиксаторов 9 ступицу 10 в осевом направлении, обеспечивая зазор «а» (фиг. 3, 4) между поворотной плитой 8 и несущей плитой 5. Механизм вращения (фиг. 5) устанавливает рабочее оборудование (ковш) 7 в положение для копания ниже уровня стоянки машины (фиг. 1), а оператор фиксирует рабочее положение ковша 7 включая фиксаторы 9, которые выбирают зазор «а» между поворотной плитой 8 и несущей плитой 5 и жестко их соединяют, деформируя при этом упругие элементы 12. Далее оператор выполняет разработку грунта ниже уровня стоянки обычным образом.The bucket rotation mechanism of a hydraulic excavator works as follows. Before carrying out digging operations, the operator must rigidly fix the working equipment (bucket) 7 on the rotary plate 8 of the rotation mechanism 6. To perform digging operations, the operator sets the working equipment (bucket) 7 to the working position corresponding to digging above or below the excavator parking level. To do this, he first disengages the latches 9, for which he disconnects the kinematically rotary plate 8 and the bearing plate 5, and then with the rotation mechanism 6 turns the rotary plate 8 into the working position (Fig. 1), for example, for digging below the excavator parking level. In this case, the elastic elements 12 move the hub 10, released from the latches 9, in the axial direction, providing a gap "a" (Fig. 3, 4) between the rotary plate 8 and the carrier plate 5. The rotation mechanism (Fig. 5) sets the working equipment (bucket) 7 to the position for digging below the parking level of the machine (Fig. 1), and the operator fixes the working position of the bucket 7 including the latches 9, which select the gap "a" between the rotary plate 8 and the carrier plate 5 and rigidly connect them, while deforming the elastic elements 12. The operator then proceeds to excavate below the parking level in the usual manner.

Для поворота ковша в положение, необходимое для копания грунта выше уровня стоянки (фиг. 7), оператор отключает фиксаторы 9 и поворачивает механизмом вращения 6 поворотную плиту 8 в новое рабочее положение (фиг. 2). При этом упругие элементы 12 перемещают ступицу 10, освобожденную от фиксаторов 9 поворотной плиты 8, в осевом направлении, обеспечивая зазор «а» (фиг. 3, 4) между поворотной плитой 8 и несущей плитой 5. Механизм вращения устанавливает рабочее оборудование (ковш) 7 в положение для копания выше уровня стоянки машины (фиг. 7), а оператор фиксирует новое рабочее положение ковша 7, включая фиксаторы 9, которые выбирают зазор «а» между поворотной плитой 8 несущей плитой 5 и жестко их соединяют, деформируя при этом упругие элементы 12.To turn the bucket to the position required for digging the ground above the parking level (Fig. 7), the operator disengages the latches 9 and rotates the rotating plate 8 to a new working position by the rotation mechanism 6 (Fig. 2). In this case, the elastic elements 12 move the hub 10, released from the latches 9 of the rotary plate 8, in the axial direction, providing a gap "a" (Fig. 3, 4) between the rotary plate 8 and the carrier plate 5. The rotation mechanism sets the working equipment (bucket) 7 to the position for digging above the parking level of the machine (Fig. 7), and the operator fixes the new working position of the bucket 7, including the latches 9, which select the gap "a" between the rotary plate 8 of the bearing plate 5 and rigidly connect them, thus deforming the elastic elements 12.

Механизма вращения ковша гидравлического экскаватора позволяет закреплять на поворотной плите рабочее оборудование - ковш или инструмент, например гидромолот, монтажную лестницу, фрезу и прочий инструментарий, под любым углом. Он полностью разгружает механизм вращения 6 рабочего оборудования 7 (ковш) с приводом от несвойственных ему высоких разноименных нагрузок, действующих на ковш 7 и рукоять 1. Это обстоятельство позволяет существенно уменьшить размеры механизма вращения 6 и увеличить радиус копания ковша 7 экскаватора по сравнению с существующими моделями.The bucket rotation mechanism of a hydraulic excavator allows attachment of working equipment - a bucket or a tool, such as a hydraulic hammer, an assembly ladder, a milling cutter and other tools - to the swivel plate at any angle. It completely unloads the rotation mechanism 6 of the working equipment 7 (bucket) driven by unusual high opposite loads acting on the bucket 7 and stick 1. This circumstance can significantly reduce the size of the rotation mechanism 6 and increase the digging radius of the excavator bucket 7 in comparison with existing models ...

Механизма вращения ковша гидравлического экскаватора обеспечивает полную разгрузку механизма вращения от усилий со стороны ковша и существенное уменьшение радиуса копания по сравнению с прототипом при сохранении быстрой смены оборудования прямой на обратную лопату, в связи с чем увеличивается усилие копания и производительность экскаватора, особенно при выполнении зачистных работ.The bucket rotation mechanism of a hydraulic excavator provides complete unloading of the rotation mechanism from the forces from the bucket and a significant reduction in the digging radius compared to the prototype while maintaining a quick change of equipment from a straight line to a backhoe, and therefore increases the digging force and productivity of the excavator, especially when performing cleaning operations ...

Claims

A device for rotating the working equipment of a hydraulic excavator, which includes a handle, a bucket drive hydraulic cylinder, a rocker arm, rods and a base plate, pivotally connected to the rods and a handle, which are connected to each other, while the base plate is equipped with a mechanism for rotating the working equipment, characterized in that the mechanism for rotating the working equipment is connected with a rotary plate on which the working equipment is installed, and the rotary plate and the base plate are connected by clamps.