RU2208094C2

RU2208094C2 - Wheel excavator

Info

Publication number: RU2208094C2
Application number: RU2001125236/03A
Authority: RU
Inventors: Н.В. Александренко; С.Н. Александренко
Original assignee: Александренко Николай Владимирович; Александренко Сергей Николаевич
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2003-07-10

Abstract

FIELD: road building machinery. SUBSTANCE: proposed wheel excavator has truck-tractor and working equipment including rotor secured on axle on end of boom whose pivot is installed on turnable, catching conveyor built into boom, outfeed conveyor. Rotor made in form of two wheels is arranged on hollow axle. Turnable consists of two platforms installed one over the other for movement relative to each other. Pivot of boom is installed on lower platform of turnable to provided extension of boom with rotor, moving them forward and backward and swinging in vertical plane. Catching conveyor is installed for movement along boom. Outfeed conveyor is installed on upper platform of turnable. Working equipment is furnished with extensible ripper. EFFECT: increased capacity at earth digging. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к землеройной погрузочной технике и может быть использовано при различных работах, связанных с разработкой грунта, строительстве автомобильных и железных дорог, прокладке технологических трубопроводов, разработке карьеров. The invention relates to earthmoving loading equipment and can be used in various works related to the development of soil, the construction of roads and railways, the laying of process pipelines, quarrying.

Известны экскаваторы роторные поворотные, имеющие гусеничный ход и рабочее оборудование в виде ротора, укрепленного на конце стрелы, пята которой шарнирно установлена на поворотной платформе, встроенный и разгрузочный конвейеры (Домбровский Н.Г. Многоковшовые экскаваторы: Конструкции, теория и расчет. -М.: Машиностроение, 1972. - С.18-21). Known rotary excavators with caterpillar running and working equipment in the form of a rotor mounted on the end of the boom, the heel of which is pivotally mounted on a turntable, built-in and unloading conveyors (Dombrovsky N.G. Bucket-wheel excavators: Designs, theory and calculation. -M. : Engineering, 1972. - S.18-21).

Известные конструкции роторных экскаваторов имеют большой вес, плохую маневренность, при транспортировке требуют демонтажа по частям. Резонансные явления при работе машины требуют решения вопроса обеспечения достаточной жесткости крепления стрелы, что усложняет и утяжеляет конструкцию. Known designs of bucket wheel excavators are heavy, poorly manoeuvrable, and require transportation in parts during transportation. Resonance phenomena during the operation of the machine require solving the issue of ensuring sufficient rigidity of the boom mounting, which complicates and aggravates the structure.

Известные конструкции ввиду их больших размеров и сложности требуют значительных затрат при их изготовлении и эксплуатации. Громоздкость известных роторных экскаваторов препятствует широкому применению их в строительстве. Создание конструкций машин, сочетающих высокую производительность роторных экскаваторов, оптимальные габариты и сравнительно небольшой вес является насущной задачей современного строительства. Known designs due to their large size and complexity require significant costs in their manufacture and operation. The bulkiness of known rotary excavators prevents their widespread use in construction. Creation of machine designs combining the high performance of bucket wheel excavators, optimal dimensions and relatively low weight is an urgent task of modern construction.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение маневренности машины, улучшение эксплуатационных качеств, снижение веса и стоимости машины, повышение производительности земляных работ при строительстве. The technical result of the claimed invention is to increase the maneuverability of the machine, improve performance, reduce the weight and cost of the machine, increase the productivity of earthworks during construction.

Технический результат обеспечивает конструктивное устройство роторного экскаватора, который представляет собой базовую машину-тягач, с рабочим оборудованием, укрепленным на поворотной платформе базовой машины. Ротор в виде двух колес, соединенных между собой, укреплен на конце стрелы на полой оси. Поворотная платформа состоит из двух площадок: верхней и нижней, имеющих независимое движение. На нижней площадке поворотной платформы находится пята стрелы экскаватора. The technical result provides a constructive device of a rotary excavator, which is a basic tractor machine, with working equipment mounted on a turntable of the basic machine. The rotor in the form of two wheels connected to each other is mounted on the end of the boom on the hollow axis. The turntable consists of two platforms: the upper and lower, with independent movement. On the lower platform of the turntable is the heel of an excavator boom.

Крепление пяты стрелы обеспечивает выдвижение стрелы с ротором, движение их назад и вперед по оси базовой машины. Узел крепления пяты стрелы обеспечивает размах движения ротора в вертикальной плоскости при его работе. Внутри стрелы расположен приемный конвейер, с возможностью перемещения вдоль стрелы. На верхней площадке поворотной платформы расположен разгрузочный конвейер для вынимаемого грунта, благодаря чему этот разгрузочный конвейер имеет возможность поворота в горизонтальном направлении. В транспортном положении приемный и разгрузочный ковейеры совмещают. Mounting the boom heel ensures the extension of the boom with the rotor, moving them back and forth along the axis of the base machine. The attachment point of the boom heel provides a swing of the rotor in the vertical plane during its operation. Inside the boom is a receiving conveyor, with the ability to move along the boom. An unloading conveyor for excavated soil is located on the upper platform of the turntable, so that this unloading conveyor has the ability to rotate in the horizontal direction. In the transport position, the receiving and unloading covers are combined.

В качестве тягача используют переоборудованный танк с длиной опорной поверхности, равной 4230 мм. Внутри тягача расположены силовая установка для приведения его в движение и механизмы управления ходовой частью и рабочим оборудованием. A converted tank with a supporting surface length of 4230 mm is used as a tractor. A power plant is located inside the tractor for putting it into motion and control mechanisms for the chassis and working equipment.

Ротор представляет собой конструкцию из двух жестко соединенных между собой колес, насаженных на ось в виде полой цилидрической трубы, с возможностью вращения. Колеса ротора имеют спицы и обод и соединяются ковшами. Для большей жесткости и прочности конструкции возможно соединение колес ротора дополнительно металлическими стержнями. The rotor is a design of two wheels rigidly interconnected, mounted on an axis in the form of a hollow cylindrical pipe, with the possibility of rotation. The rotor wheels have spokes and a rim and are connected by buckets. For greater rigidity and structural strength, it is possible to connect the rotor wheels with additional metal rods.

Рабочее оборудование включает выдвижной рыхлитель, который крепится к стреле и расположен с одной из боковых сторон роторного колеса. Рыхлитель представляет собой рабочую головку, например, в виде булавы с резцами, укрепленную на стержне, вставленном в полую цилиндрическую трубу - футляр, с возможностью выдвижения из нее в рабочем состоянии. Рыхлитель может работать как механический и/или приводиться в движение ультразвуковой установкой. Work equipment includes a retractable cultivator, which is attached to the boom and is located on one of the sides of the rotor wheel. The cultivator is a working head, for example, in the form of maces with cutters, mounted on a rod inserted into a hollow cylindrical tube - case, with the possibility of extension from it in working condition. The cultivator can operate as a mechanical and / or driven ultrasonic unit.

Наличие в предлагаемом техническом решении мощной и мобильной ходовой части с расположенной сверху поворотной платформой имеет при изготовлении заявляемого экскаватора значительные преимущества. Необходимые системы для обеспечения работы машины и управления, кабина машиниста роторного экскаватора расположены внутри базовой машины, что создает максимально удобные и безопасные условия работы. The presence in the proposed technical solution of a powerful and mobile chassis with a rotary platform located on top has significant advantages in the manufacture of the claimed excavator. The necessary systems for ensuring the operation of the machine and control, the driver’s cab of a rotary excavator are located inside the base machine, which creates the most convenient and safe working conditions.

Сравнительно небольшой диаметр рабочего колеса (около 3 м), его облегченная конструкция, позволяют производить техническое обслуживание машины с небольшими затратами, намного сократить эксплуатационные расходы, исключить непроизводительные потери времени при работе. The relatively small diameter of the impeller (about 3 m), its lightweight design, allow the machine to be maintained at low cost, significantly reduce operating costs, and eliminate unproductive time losses during operation.

На фиг. 1 показана схема роторного экскаватора, вид сбоку; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - схема роторного колеса; на фиг. 4 - рыхлитель; на фиг. 5 - схема крепления рыхлителя. In FIG. 1 shows a diagram of a bucket wheel excavator, side view; in FIG. 2 - top view; in FIG. 3 is a diagram of a rotor wheel; in FIG. 4 - ripper; in FIG. 5 is a diagram of the mounting of the cultivator.

Базовый тягач 1 имеет поворотную платформу, состоящую из нижней площадки 2 и установленной над ней верхней поворотной площадки 3. Верхняя площадка 3 поворотной платформы может иметь вид кольца. The base tractor 1 has a rotary platform, consisting of a lower platform 2 and an upper rotary platform 3 installed above it. The upper platform 3 of the rotary platform may take the form of a ring.

На нижней площадке 2 поворотной платформы имеется опора 4, на которой закреплена пята стрелы 5 экскаватора. Крепление стрелы 5 обеспечивает возможность движения ее в вертикальном и горизонтальном направлениях, а также втягивание ее в транспортном положении и выдвижение при подготовке к работе. On the lower platform 2 of the turntable there is a support 4, on which the heel of the boom 5 of the excavator is fixed. Mounting the boom 5 provides the ability to move it in the vertical and horizontal directions, as well as retracting it in the transport position and extending it in preparation for work.

Стрела 5 представляет собой прочную и жесткую пространственную конструкцию, например, в виде металлических ферм, выдерживающую значительные вибрационные нагрузки. Boom 5 is a solid and rigid spatial structure, for example, in the form of metal trusses that can withstand significant vibration loads.

Внутри стрелы 5 расположен роликовый приемный конвейер 6, соединенный с приемным устройством 7, выполненным в виде бункера (показан пунктиром на фиг. 1). В него поступает вынимаемый ковшами грунт, который по мере заполнения приемного бункера 7 поступает на приемный конвейер 6. Inside the boom 5 there is a roller receiving conveyor 6 connected to a receiving device 7 made in the form of a hopper (shown by a dotted line in Fig. 1). It receives soil removed by buckets, which, as the receiving hopper 7 is filled, enters the receiving conveyor 6.

Конец стрелы 5 имеет жесткое соединение с осью 8. Ось 8 представляет собой полую трубу, по краям которой расположены рабочие колеса ротора 9. Колеса ротора имеют спицы 10 и обод 11 и вращаются вокруг оси 8 с помощью подшипника 12, в гнезда которого вставлены спицы 10. Между спицами колес ротора установлены рабочие ковши 13. The end of the boom 5 has a rigid connection with the axis 8. The axis 8 is a hollow pipe along the edges of which the impellers of the rotor 9 are located. The rotor wheels have spokes 10 and a rim 11 and rotate around the axis 8 with the help of a bearing 12, into the slots of which the spokes 10 are inserted . Between the spokes of the wheels of the rotor mounted bucket 13.

Ротор 9 снабжен гидромотором 14 и приводным устройством 15 в виде червячной передачи. The rotor 9 is equipped with a hydraulic motor 14 and a drive device 15 in the form of a worm gear.

Для обеспечения дополнительной жесткости конструкции ротора, колеса дополнительно могут скрепляться между собой стержнями. To provide additional rigidity of the rotor design, the wheels can additionally be fastened together by rods.

Управление движением ротора осуществляют при помощи гидроцилиндра 16, установленного на основной нижней площадке 2 поворотной платформы. В частном случае выполнения крепления, на площадку 2 укладывают швеллерный пол и к нему крепят гидроподъемник 16. The motion of the rotor is controlled by a hydraulic cylinder 16 mounted on the main lower platform 2 of the turntable. In the particular case of mounting, a channel floor is laid on platform 2 and a hydraulic hoist 16 is attached to it.

Для технического обслуживания предусмотрена площадка 17, примыкающая с одной стороны к конструкции стрелы. For maintenance, a platform 17 is provided adjacent to the boom structure on one side.

На верхней площадке 3 поворотной платформы расположен разгрузочный конвейер 18 для удаления вынимаемого грунта или погрузки его в автомашину. On the upper platform 3 of the turntable there is an unloading conveyor 18 for removing the soil to be removed or loading it into the car.

Конструкция заявляемого экскаватора снабжена рыхлителем для разработки твердых и мерзлых грунтов. Рыхлитель состоит из рабочей головки 19, насаженной на стержень 20, входящий в полую цилиндрическую трубу, выполняющую роль футляра 21. Футляр рыхлителя крепится с наружной стороны роторного колеса 9 к конструкции стрелы при помощи механизма крепления 22. В нерабочем состоянии стержень рыхлителя 20 полностью помещен в футляр 21. Управление действием рыхлителя осуществляется при помощи механического привода. При необходимости рыхлитель снабжают мощным электрическим генератором. Механизм крепления рыхлителя 22 обеспечивает рыхлителю необходимое направление. The design of the inventive excavator is equipped with a cultivator for the development of hard and frozen soils. The cultivator consists of a working head 19, mounted on a rod 20, which is part of a hollow cylindrical pipe acting as a case 21. The cultivator case is attached from the outside of the rotor wheel 9 to the boom structure using the fastening mechanism 22. In the inoperative state, the cultivator rod 20 is completely placed in case 21. The action of the ripper is controlled by a mechanical drive. If necessary, the cultivator is equipped with a powerful electric generator. The mounting mechanism of the ripper 22 provides the ripper the necessary direction.

Работа экскаватора происходит следующим образом. The work of the excavator is as follows.

В транспортном положении стрела 5 экскаватора находится во втянутом положении, ротор 9 поднят на переднюю панель ходовой части и зафиксирован, приемный и разгрузочный конвейеры сближены. In the transport position, the excavator boom 5 is in the retracted position, the rotor 9 is raised to the front panel of the chassis and fixed, the receiving and unloading conveyors are brought together.

При подготовке к работе снимают фиксатор рабочего оборудования, включают привод рабочего оборудования, выдвигают стрелу 5 и устанавливают роторное колесо 9 в рабочее положение. Расположение экскаватора зависит от профиля дороги и поставленной задачи. Управление движением роторного экскаватора, в частности, осуществляется пятью гидроцилиндрами и восемью гидромоторами. In preparation for work, remove the clamp of the working equipment, turn on the drive of the working equipment, extend the boom 5 and set the rotor wheel 9 to the working position. The location of the excavator depends on the profile of the road and the task. The motion control of a rotary excavator, in particular, is carried out by five hydraulic cylinders and eight hydraulic motors.

На малой скорости тягач занимает рабочую позицию. После включения привода рабочего оборудования, гидромотора поворотной платформы, устанавливают рабочую скорость вращения ротора в зависимости от глубины траншеи или забоя и категории грунта. Одновременно приводят в движение на малой скорости приемный конвейер экскаватора. Затем включают разгрузочный конвейер 18. Положение приемного конвейера 6 устанавливают в зависимости от угла падения вырабатываемого грунта. At low speed, the tractor takes up a working position. After turning on the drive of the working equipment, the rotary platform hydraulic motor, the working rotor speed is set depending on the depth of the trench or face and the category of soil. At the same time, the receiving conveyor of the excavator is driven at low speed. Then include the discharge conveyor 18. The position of the receiving conveyor 6 is set depending on the angle of incidence of the produced soil.

При высоте забоя, равной двум метрам, работу начинают снизу. Ротор срезает грунт и передает его в приемный бункер 7. По мере его наполнения грунт поступает на приемный конвейер 6, с которого передается на конвейер 18, а затем в кузов большегрузного автомобиля. When the height of the face, equal to two meters, work begins from the bottom. The rotor cuts the soil and transfers it to the receiving hopper 7. As it is filled, the soil enters the receiving conveyor 6, from which it is transmitted to the conveyor 18, and then to the body of a heavy truck.

При высоте забоя около четырех метров работу ведут сверху вниз. At a bottom height of about four meters, work is carried out from top to bottom.

Высота копания и ширина горизонтального фронта работ при одном проходе базового тягача определяются длиной выноса стрелы ротора. Производительность экскаватора зависит от диаметра ротора, объема ковшей и рабочей скорости вращения роторного колеса. The digging height and the width of the horizontal front of the work with one pass of the base tractor are determined by the length of the extension of the rotor boom. Excavator performance depends on the diameter of the rotor, the volume of buckets and the working speed of rotation of the rotor wheel.

Поворотная платформа дает возможность стреле с ротором поворачиваться на 90 и на 180^o. Это позволяет за один проход вырабатывать грунт с погрузкой его в транспортные средства со всей площади двухпутной дороги
При разработке твердых пород приводят в движение рыхлительную установку. Ее рабочую часть - головку, имеющую, например, вид булавы 19, выдвигают из полого цилиндра - футляра 21 и приводят в движение при помощи механического привода.The rotary platform allows the boom with the rotor to rotate 90 and 180 ^o . This allows you to develop soil in one pass with loading it into vehicles from the entire area of the double-track road
In the development of hard rock, a ripper is set in motion. Its working part, the head, which, for example, has the shape of a club 19, is pulled out of a hollow cylinder - a case 21 and set in motion by means of a mechanical drive.

При снабжении рыхлителя ультразвуковым приводом электромагнитные колебания генератора при помощи магнитострикционного преобразователя переходят в упругие механические волны, а рабочая головка, являющаяся концентратором и преобразователем энергии, распределяет сильные вибрации излучателя на небольшом участке, что позволяет при малых затратах энергии эффективно разрушать твердые и мерзлые породы. When the ripper is equipped with an ultrasonic drive, the electromagnetic oscillations of the generator are converted into elastic mechanical waves by means of a magnetostrictive transducer, and the working head, which is a concentrator and energy converter, distributes strong vibrations of the emitter over a small area, which makes it possible to effectively destroy hard and frozen rocks at low energy costs.

Высокая маневренность тягача, а также возможность движения ротора не только в вертикальном направлении, но и перемещение его в горизонтальном направлении за счет вращения поворотной платформы обеспечивают выполнение работ с малыми затратами и высокой производительностью. Машину можно применять с большой эффективностью при строительстве в стесненных условиях, значительно сокращать сроки ведения работ при дорожном строительстве. The high maneuverability of the tractor, as well as the possibility of the rotor moving not only in the vertical direction, but also moving it in the horizontal direction due to the rotation of the turntable, ensure low-cost and high-performance work. The machine can be used with great efficiency in construction in cramped conditions, significantly reduce the time of work in road construction.

Применяя заявляемый роторный экскаватор, можно вести выемку грунта круглый год, обеспечивая непрерывность технологического процесса. Using the inventive rotary excavator, it is possible to excavate all year round, ensuring the continuity of the process.

Компактное малогабаритное оборудование позволяет легко транспортировать машину, как на железнодорожной платформе, так и своим ходом. Compact small-sized equipment makes it easy to transport the machine, both on the railway platform and on its own.

Изобретением решается задача рационального использования списанной боевой техники. Это позволяет значительно сократить затраты на производство надежных и производительных землеройных машин. The invention solves the problem of the rational use of decommissioned military equipment. This can significantly reduce the cost of manufacturing reliable and productive digging machines.

Источник информации
1. Домбровский Н. Г. Многоковшовые экскаваторы: Конструкции, теория и расчет. - М.: "Машиностроение", 1972. - С.18-21.Sourse of information
1. Dombrovsky N. G. Shovels: Designs, theory and calculation. - M.: "Mechanical Engineering", 1972. - S.18-21.

Claims

1. A rotary excavator having a tractor and working equipment, including a rotor mounted on an axis at the end of the boom, the heel of which is mounted on a turntable, a receiving conveyor integrated in the boom, and an unloading conveyor, characterized in that the rotor in the form of two wheels is located on hollow axis, the turntable consists of two platforms located one above the other and having the ability to move relative to each other, the heel of the boom is installed on the lower platform of the turntable with the ability to provide extension the rotor, movement of back and forth, as well as swing motion in a vertical plane, the receiving conveyor is mounted for movement along the arm, a discharge conveyor is mounted at the top of the turntable, and the work equipment has a retractable ripper.

2. The excavator according to claim 1, characterized in that the rotor is made in the form of a rigid structure of two wheels having spokes and a rim, between which work buckets are located, and the hollow axis of the rotor is made in the form of a hollow pipe.

3. The excavator according to claim 1, characterized in that the retractable cultivator is made in the form of a mace with cutters mounted on a rod inserted into a hollow cylindrical pipe, with the possibility of extension from it in working condition, fixed to the boom from the side of the side surface of the rotor wheel and has a mechanical and / or ultrasonic drive.