RU2209885C1

RU2209885C1 - Single-bucket hydraulic excavator

Info

Publication number: RU2209885C1
Application number: RU2002114361/03A
Authority: RU
Inventors: В.И. Пындак; С.С. Муха
Original assignee: Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-08-10

Abstract

FIELD: earth-moving machinery; single-bucket hydraulic excavators. SUBSTANCE: proposed excavator contains transport base and fitted-on working equipment containing turnable column in form of freely turning pintle, boom with arm and working member, drive hydraulic cylinders and outriggers. Hydraulic cylinders are arranged at angle relative to each other, rods are interconnected and connected with boom by means of hinge joints, and housings of hydraulic cylinders are mounted on transport base by means of joints with two degrees of freedom. Working equipment is furnished with additional hydraulic cylinder, guides secured on boom and slider coupled with one end of additional hydraulic cylinder. Slider is made in form of carriage installed in guides. Other end of said hydraulic cylinder is coupled with horizontal axle of freely turning pintle. EFFECT: increased capacity. 6 dwg

Description

Изобретение относится к конструктивно-кинематическому исполнению неполноповоротных одноковшовых гидравлических экскаваторов на транспортной базе преимущественно малогабаритных агрегатов для выполнения небольших рассредоточенных объемов земляных и грузовых работ. The invention relates to a kinematic design of semi-rotary single-bucket hydraulic excavators on a transport base of mainly small-sized units for performing small dispersed volumes of earth and cargo operations.

Известен одноковшовый гидравлический экскаватор, включающий базовую машину и смонтированное на ней рабочее оборудование, содержащее стрелу, рукоять, рабочий орган, гидроцилиндры и элементы их управления; целенаправленное движение рабочего органа достигается за счет дополнительного гидрооборудования, воздействующего на гидроцилиндры (SU 1016433 А, МПК³ Е 02 F 3/38, 1983, пункт 2 формулы).Known bucket hydraulic excavator, including the base machine and mounted on it working equipment containing an arrow, a handle, a working body, hydraulic cylinders and their controls; targeted movement of the working body is achieved through additional hydraulic equipment acting on the hydraulic cylinders (SU 1016433 A, IPC ³ E 02 F 3/38, 1983, paragraph 2 of the formula).

Технический недостаток известного экскаватора: повышенные габариты и масса конструкции, усложнение системы управления, невозможность осуществления рациональной траектории движения стрелы за счет кинематики устройства. The technical disadvantage of the known excavator: increased dimensions and weight of the structure, the complexity of the control system, the inability to implement a rational trajectory of the arrow due to the kinematics of the device.

Известен также одноковшовый гидравлический экскаватор, включающий транспортную базу и смонтированное на ней рабочее оборудование, содержащее поворотную колонку в виде короткобазного свободно-поворотного штыря, стрелу с рукоятью и рабочим органом, приводные гидроцилиндры и выносные опоры, при этом цилиндры расположены под углом друг к другу, их штоки посредством шарнирного устройства соединены между собой и со стрелой, а корпусы цилиндров смонтированы на транспортной базе с помощью шарниров с двумя степенями свободы (см. RU 2083765 С1, МПК⁶ Е 02 F 1/00, 3/38, 1997, пункты 2, 3 формулы).Also known is a single-bucket hydraulic excavator, including a transport base and working equipment mounted on it, containing a rotary column in the form of a short-base freely-rotatable pin, an arrow with a handle and a working body, drive hydraulic cylinders and outriggers, while the cylinders are located at an angle to each other, their stocks through a pivot device connected to each other and with an arrow and cylinder housings mounted on a transport base by hinges with two degrees of freedom (see. RU 2083765 C1, IPC ⁶ 02 F 1/00, 3/38, 1997, paragraphs 2, 3 of the formula).

Технический недостаток этого экскаватора: недостаточно широкие функциональные возможности, не предусмотрено, в частности, регулирование зоны обслуживания и получение технологических скоростей оборудования. Technical disadvantage of this excavator: insufficiently wide functionality, it is not provided, in particular, regulation of the service area and obtaining technological speeds of the equipment.

Техническая задача: расширение функциональных возможностей путем регулирования зоны обслуживания и получения технологических скоростей оборудования. Technical task: expanding functionality by regulating the service area and obtaining technological speeds of the equipment.

Согласно изобретению рабочее оборудование снабжено дополнительным гидроцилиндром, направляющими, закрепленными на стреле, и ползуном, который связан с одним концом дополнительного цилиндра и выполнен в виде каретки, расположенной в направляющих, при этом другой конец упомянутого цилиндра связан с горизонтальной осью свободно-поворотного штыря. According to the invention, the working equipment is equipped with an additional hydraulic cylinder, guides mounted on the boom, and a slider that is connected to one end of the additional cylinder and is made in the form of a carriage located in the guides, while the other end of the cylinder is connected with the horizontal axis of the freely rotatable pin.

На чертежах, на фиг. 1 изображен общий вид экскаватора, вид сбоку; на фиг. 2 то же, со сменным грузоподъемным оборудованием; на фиг. 3 - вид сверху на экскаватор; на фиг. 4 - вид спереди на экскаватор; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 6 - вид Б на фиг. 1. In the drawings, in FIG. 1 shows a general view of the excavator, side view; in FIG. 2 the same, with removable lifting equipment; in FIG. 3 - top view of the excavator; in FIG. 4 - front view of the excavator; in FIG. 5 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 6 is a view B in FIG. 1.

Одноковшовый гидравлический экскаватор включает транспортную базу 1 - малогабаритное транспортно-технологическое средство, например тракторное самоходное шасси. На транспортной базе смонтировано рабочее оборудование со сменными рабочими органами - экскавационным (фиг. 1) и грузоподъемным (фиг. 2). Рабочее оборудование включает поворотную колонку в виде короткобазного свободно-поворотного штыря 2, стрелу 3, рукоять 4, экскавационный рабочий орган 5, сменную грузовую надставку 6 с крюком (сменный рабочий орган). Для приведения в действие стрелы предусмотрены приводные гидроцилиндры 7 и 8, для рукояти - гидроцилиндр 9, для рабочего органа гидроцилиндр 10. В состав рабочего оборудования входят также выносные опоры 11 и другие устройства. A single-bucket hydraulic excavator includes a transport base 1 - a small-sized transport and technological means, for example, a tractor self-propelled chassis. On the transport base mounted working equipment with interchangeable working bodies - excavation (Fig. 1) and lifting (Fig. 2). The working equipment includes a swivel column in the form of a short-base free-swivel pin 2, an arrow 3, a handle 4, an excavating working body 5, a replaceable cargo extension 6 with a hook (replaceable working body). To actuate the boom, driving cylinders 7 and 8 are provided, for the handle - a hydraulic cylinder 9, for a working body a hydraulic cylinder 10. The working equipment also includes outriggers 11 and other devices.

Приводные гидроцилиндры 7 и 8 расположены под углом друг к другу, их штоки посредством специального шарнирного устройства 12 соединены между собой и со стрелой 3. Противоположные концы (корпусы) этих цилиндров смонтированы на транспортной базе 1 с помощью шарниров 13 с двумя степенями свободы. Рабочее оборудование снабжено дополнительным гидроцилиндром 14, направляющими 15, закрепленными на стреле 3, и ползуном. Последний связан с одним концом (штоком) дополнительного гидроцилиндра 14 и выполнен в виде каретки 16, расположенной в направляющих 15. При этом другой конец (корпус) упомянутого гидроцилиндра 14 связан с горизонтальной осью 17 свободно-поворотного штыря 2. Гидроцилиндр 14 имеет ограниченные скорости перемещения штока. The drive hydraulic cylinders 7 and 8 are located at an angle to each other, their rods through a special hinge device 12 are connected to each other and to the boom 3. The opposite ends (cases) of these cylinders are mounted on the transport base 1 using hinges 13 with two degrees of freedom. The working equipment is equipped with an additional hydraulic cylinder 14, guides 15, mounted on the boom 3, and a slider. The latter is connected with one end (rod) of the additional hydraulic cylinder 14 and is made in the form of a carriage 16 located in the guides 15. The other end (body) of the said hydraulic cylinder 14 is connected with the horizontal axis 17 of the freely rotatable pin 2. The hydraulic cylinder 14 has limited movement speeds stock.

Одноковшовый гидравлический экскаватор работает следующим образом. Single bucket hydraulic excavator operates as follows.

Вывешивание транспортной базы 1 (с рабочим оборудованием) на выносных опорах 11, работа рукоятью 4 с помощью гидроцилиндра 9, заполнение и разгрузка экскавационного рабочего органа 5 (или перемещение грузовой надставки 6 с крюком) за счет работы гидроцилиндра 10 производятся в обычном порядке. Подъем и опускание (изменение угла возвышения) стрелы 3 (вместе с рукоятью 4 и рабочим органом 5 или надставкой 6) и горизонтальный разворот стрелы осуществляются за счет работы приводных гидроцилиндров 7, 8 и частично дополнительного гидроцилиндра 14. При задействовании экскавационного рабочего органа 5 (фиг. 1) предварительно выдвигают шток дополнительного гидроцилиндра 14, который перемещает по направляющим 15 на стреле 3 каретку 16 со специальным шарнирным устройством 12 и одновременно с этим уменьшает угол возвышения стрелы 3 вместе с рукоятью 4 (при неработающих цилиндрах 7, 8). Вследствие этого экскавационное рабочее оборудование и, в частности, его рабочий орган 5 действуют в зоне, приближенной к грунту, и ниже поверхности грунта (при копании). При задействовании сменной грузовой надставки 6 с крюком (фиг. 2) предварительно втягивают шток дополнительного гидроцилиндра 14, который смещает по направляющим 15 каретку 16 с шарнирным устройством 12, увлекая их в сторону поворотной колонки 2, и одновременно с этим увеличивает угол возвышения стрелы 3 вместе с рукоятью 4 и надставкой 6 (также при неработающих цилиндрах 7, 8). За счет этого высота подъема рукояти 4 и грузовой надставки 6 с крюком увеличивается, т.е. возрастает погрузочная высота агрегата, что необходимо для проведения грузовых операций, при этом исключается опускание конца надставки с крюком ниже поверхности грунта. Погрузочная высота возрастает и за счет наличия самой грузовой надставки 6 - третьего звена шарнирно сочлененной стрелы. Hanging the transport base 1 (with working equipment) on the outriggers 11, working with the handle 4 using the hydraulic cylinder 9, filling and unloading the excavating working body 5 (or moving the cargo extension 6 with a hook) due to the operation of the hydraulic cylinder 10 are carried out in the usual manner. Raising and lowering (changing the elevation angle) of the boom 3 (together with the handle 4 and the working body 5 or extension 6) and the horizontal rotation of the boom are carried out due to the operation of the drive hydraulic cylinders 7, 8 and partially additional hydraulic cylinder 14. When using the excavating working body 5 (Fig. . 1) pre-extend the rod of the additional hydraulic cylinder 14, which moves along the guides 15 on the boom 3 the carriage 16 with a special hinge device 12 and at the same time reduces the elevation angle of the boom 3 together with the handle ju 4 (with idle cylinders 7, 8). As a result, excavation work equipment and, in particular, its working body 5 operate in an area close to the soil and below the surface of the soil (when digging). When using a removable extension extension 6 with a hook (Fig. 2), the rod of the additional hydraulic cylinder 14 is preliminarily retracted, which displaces the carriage 16 with the hinge device 12 along the guides 15, dragging them towards the rotary column 2, and at the same time increases the elevation angle of the boom 3 together with handle 4 and extension 6 (also with idle cylinders 7, 8). Due to this, the lifting height of the handle 4 and the cargo extension 6 with the hook increases, i.e. increases the loading height of the unit, which is necessary for cargo operations, while excluding lowering the end of the extension with a hook below the ground surface. The loading height also increases due to the presence of the cargo extension 6 - the third link of the articulated boom.

Задействование рабочего органа 5 или грузовой надставки 6 обеспечивается сочетанием работы всех пяти гидроцилиндров 7-10 и 14. В частности, при экскавационных операциях работой только одного гидроцилиндра 7 или 8 реализуется поворот стрелы 3 (вместе с ее оборудованием) в горизонтальной плоскости влево или вправо для разгрузки рабочего органа и возвращение в положение для копания. Одновременно с этим происходит некоторое перемещение стрелы в вертикальной плоскости. Изменение параметров кинематики стрелы 3 - траектории движения и угловой скорости - носит оптимальный для экскавационных операций характер. Например, горизонтальный поворот стрелы происходит с монотонным возрастанием, а затем убыванием ее угла возвышения с одновременным изменением угловой скорости поворота стрелы- повышением по мере увеличения угла горизонтального разворота для разгрузки рабочего органа 5 и уменьшением - при возвращении в положение для копания. При копании или разгрузке рабочего органа можно задействовать дополнительный гидроцилиндр 14 для технологических скоростей рабочего органа 5, причем если длины цилиндров 7 и 8 не равны между собой (стрела развернута в горизонтальной плоскости), то подъем (опускание) стрелы 3 с оборудованием с помощью гидроцилиндра 14 сопровождается ее дополнительным разворотом в соответствующую сторону. Эволюции и необходимые степени свободы стрелы 3 и гидроцилиндров 7, 8 относительно транспортной базы 1 и этих цилиндров относительно стрелы обеспечивают: поворотная колонка с вертикальной и горизонтальной осями вращения; шарниры 13 с двумя степенями свободы; специальное шарнирное устройство 12 со многими степенями свободы. При задействовании сменной грузовой надставки 6 с крюком дополнительный гидроцилиндр 14 кроме увеличения погрузочной высоты агрегата может использоваться при технологических операциях, где требуются конечные "ползучие" скорости. Будучи соединенным одним концом с горизонтальной осью 17 свободно-поворотного штыря 2 гидроцилиндр 14 перемещается вместе со стрелой 3. The involvement of the working body 5 or extension 6 is provided by the combination of all five hydraulic cylinders 7-10 and 14. In particular, during excavation operations with only one hydraulic cylinder 7 or 8, the boom 3 (together with its equipment) is rotated left or right in a horizontal plane unloading the working body and returning to the digging position. At the same time, there is some movement of the boom in a vertical plane. Changing the parameters of the kinematics of boom 3 - the trajectory of motion and angular velocity - is optimal for excavation operations. For example, the horizontal rotation of the boom occurs with a monotonous increase, and then its angle of elevation decreases with a simultaneous change in the angular velocity of rotation of the boom, increasing with increasing horizontal rotation angle to unload the working body 5 and decreasing when it returns to the digging position. When digging or unloading the working body, you can use an additional hydraulic cylinder 14 for the technological speeds of the working body 5, and if the lengths of the cylinders 7 and 8 are not equal to each other (the arrow is deployed in a horizontal plane), then the lifting (lowering) of the boom 3 with the equipment using the hydraulic cylinder 14 accompanied by its additional turn in the corresponding direction. The evolution and necessary degrees of freedom of the boom 3 and hydraulic cylinders 7, 8 relative to the transport base 1 and these cylinders relative to the boom provide: a rotary column with vertical and horizontal axes of rotation; hinges 13 with two degrees of freedom; special articulated device 12 with many degrees of freedom. When using a removable cargo extension 6 with a hook, an additional hydraulic cylinder 14, in addition to increasing the loading height of the unit, can be used in technological operations where final creeping speeds are required. Being connected at one end to the horizontal axis 17 of the freely rotatable pin 2, the hydraulic cylinder 14 moves with the boom 3.

В итоге в предлагаемом экскаваторе достигается расширение функциональных возможностей путем регулирования зоны обслуживания и получения технологических скоростей оборудования. As a result, the proposed excavator achieves the expansion of functionality by regulating the service area and obtaining technological speeds of the equipment.

Claims

A single-bucket hydraulic excavator, including a transport base and working equipment mounted on it, containing a rotary column in the form of a freely-rotatable pin, an arrow with a handle and a working body, drive hydraulic cylinders and outriggers, while the hydraulic cylinders are located at an angle to each other, their rods by the hinge devices are interconnected and with the boom, and the cases of hydraulic cylinders are mounted on a transport base using hinges with two degrees of freedom, characterized in that the working equipment The cylinder is equipped with an additional hydraulic cylinder, guides mounted on the boom, and a slider that is connected to one end of the additional hydraulic cylinder and is made in the form of a carriage located in the guides, while the other end of the hydraulic cylinder is connected with the horizontal axis of the freely rotatable pin.