RU2422593C1

RU2422593C1 - Energy-saving working equipment of single-bucket excavator at rotary column

Info

Publication number: RU2422593C1
Application number: RU2009145331/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Никитич Тарасов (RU); Владимир Никитич Тарасов; Ирина Владимировна Бояркина (RU); Ирина Владимировна Бояркина; Сергей Игоревич Овсянников (RU); Сергей Игоревич Овсянников
Original assignee: Владимир Никитич Тарасов
Priority date: 2009-12-07
Filing date: 2009-12-07
Publication date: 2011-06-27

Abstract

FIELD: construction. ^ SUBSTANCE: energy-saving working equipment of a single-bucket excavator on a rotary column comprises a top utility tractor, a rotary column, including a base and a head, a boom, a handle, a bucket, main hydraulic cylinders of a boom. The boom is hingedly connected to a head of a rotary column, and the main hydraulic cylinders of the boom are hingedly connected to the base of the rotary column and the boom. A balancing pneumatic hydraulic cylinder is connected to the base of the rotary column and the boom, and a piston cavity of the balancing pneumatic hydraulic cylinder is connected to a gas balloon charged with pressure of more than 10 MPa. At the same time the gas balloon volume makes more than five working volumes of the balancing pneumatic hydraulic cylinder, a hinged joint of which is arranged on the base of the rotary column with displacement relative to the boom hinged joint on the rotary column head, with the possibility to ensure compact arrangement at the upper and lower positions of the working equipment. ^ EFFECT: increased effectiveness and efficiency factor, improved design of the working equipment. ^ 1 dwg

Description

Изобретение относится к одноковшовым универсальным экскаваторам, монтируемым на колесных тракторах с помощью поворотной колонки.The invention relates to single-bucket universal excavators mounted on wheeled tractors using a rotary column.

Известно рабочее оборудование экскаватора - прямая и обратная лопаты - смонтированное на поворотной колонке на колесном тракторе [АС №372325, 01.03.1973, БИ №13], содержащее базовый трактор, поворотную колонку, стрелу, рукоять с шарнирно закрепленным ковшом, основные гидроцилиндры стрелы, дополнительное поворотное устройство.It is known the working equipment of an excavator - forward and reverse shovels - mounted on a rotary column on a wheeled tractor [AS No. 372325, 03/01/1973, BI No. 13], containing a base tractor, a rotary column, an arrow, a handle with an articulated bucket, the main hydraulic cylinders of the arrow, additional rotary device.

Недостатком этого устройства является расположение основного гидроцилиндра над стрелой. При выполнении операции подъема стрелы гидроцилиндр стрелы работает на деформацию растяжения, в результате чего нагрузку при подъеме стрелы воспринимает штоковая полость основного гидроцилиндра стрелы, имеющая меньшую активную площадь по сравнению с поршневой полостью этого гидроцилиндра.The disadvantage of this device is the location of the main hydraulic cylinder above the boom. During the operation of lifting the boom, the hydraulic cylinder of the boom works for tensile deformation, as a result of which the rod cavity of the main hydraulic cylinder of the boom has a load when lifting the boom, which has a smaller active area compared to the piston cavity of this hydraulic cylinder.

Другим недостатком устройства является сложная конструкция дополнительной поворотной колонки.Another disadvantage of the device is the complex design of the additional rotary column.

Наиболее близким по технической сущности из известных технических решений к предлагаемому устройству является рабочее оборудование одноковшового экскаватора на поворотной колонке [АС №267497, 01.04.1970, БИ №12], включающее базовый трактор, поворотную колонку, содержащую основание и оголовок, стрелу, рукоять, ковш, основные гидроцилиндры стрелы, при этом стрела шарнирно соединена с основанием поворотной колонки, а основной гидроцилиндр стрелы шарнирно соединен с оголовком поворотной колонки.The closest in technical essence of the known technical solutions to the proposed device is the working equipment of a single-bucket excavator on a rotary column [AS No. 267497, 04/01/1970, BI No. 12], including a base tractor, a rotary column containing a base and a head, an arrow, a handle, the bucket, the main boom hydraulic cylinders, while the boom is pivotally connected to the base of the rotary column, and the main boom hydraulic cylinder is pivotally connected to the head of the rotary column.

Недостатком устройства является несовершенная конструкция верхней установки основного гидроцилиндра стрелы, в которой при подъеме стрелы с грузом в ковше работает штоковая полость, имеющая меньшую площадь, по сравнению с поршневой полостью этого гидроцилиндра. Кроме того, штоковая полость основного гидроцилиндра стрелы менее защищена от потерь рабочей жидкости, так как через уплотнение имеет прямое сообщение с атмосферой. В данном устройстве нарушен принцип рационального использования гидроцилиндра, согласно которому в наиболее тяжелых операциях рекомендуется использовать поршневую полость, а в менее нагруженных операциях - штоковую полость гидроцилиндра.The disadvantage of this device is the imperfect design of the upper installation of the main hydraulic cylinder of the boom, in which when lifting the boom with a load in the bucket, the rod cavity has a smaller area compared to the piston cavity of this hydraulic cylinder. In addition, the rod cavity of the main boom hydraulic cylinder is less protected from loss of working fluid, as it has direct communication with the atmosphere through the seal. In this device, the principle of rational use of the hydraulic cylinder is violated, according to which it is recommended to use a piston cavity in the most difficult operations, and the rod cylinder cavity in less loaded operations.

Рабочее оборудование одноковшового экскаватора по АС №372325 и АС №267497 является энергозатратным, так как при подъеме полезного груза в ковше затрачивается значительная энергия на преодоление сил тяжести стрелы, рукояти, ковша.The working equipment of a single-bucket excavator according to AS No. 372325 and AS No. 267497 is energy-consuming, since when lifting a payload in the bucket considerable energy is expended to overcome the gravity of the boom, stick, bucket.

Задачей изобретения является усовершенствование конструкции рабочего оборудования экскаватора на поворотной колонке и создание устройства, обеспечивающего уравновешивание сил тяжести стрелы, рукояти, ковша.The objective of the invention is to improve the design of the working equipment of the excavator on the swivel column and create a device that provides balancing of the gravity of the boom, stick, bucket.

Поставленная задача изобретения решена тем, что в известном устройстве, включающем базовый трактор, поворотную колонку, включающую основание и оголовок, стрелу, основные гидроцилиндры стрелы, согласно изобретению стрела шарнирно соединена с оголовком поворотной колонки, основные гидроцилиндры стрелы шарнирно соединены с основанием поворотной колонки и стрелой, дополнительно введен уравновешивающий пневмогидроцилиндр, который шарнирно соединен с основанием поворотной колонки и стрелой, поршневая полость уравновешивающего пневмогидроцилиндра соединена с газовым баллоном, заряженным давлением более 10 МПа, при этом объем газового баллона составляет более пяти рабочих объемов уравновешивающего пневмогидроцилиндра, шарнир которого расположен на основании поворотной колонки со смещением относительно шарнира стрелы на оголовке поворотной колонки, с возможностью обеспечения компактного расположения в нижнем и верхнем положениях стрелы.The object of the invention is solved by the fact that in the known device including a base tractor, a rotary column including a base and a head, an arrow, the main hydraulic cylinders of the boom, according to the invention, the arrow is pivotally connected to the head of the rotary column, the main hydraulic cylinders of the boom are pivotally connected to the base of the rotary column and boom , an additional balancing pneumohydrocylinder is introduced, which is pivotally connected to the base of the rotary column and the boom, the piston cavity of the balancing pneumogy the cylinder is connected to a gas cylinder charged with a pressure of more than 10 MPa, while the volume of the gas cylinder is more than five working volumes of a balancing pneumatic cylinder, the hinge of which is located on the base of the rotary column with an offset relative to the boom hinge on the head of the rotary column, with the possibility of a compact arrangement in the lower and upper boom positions.

Предложенное изобретение осуществляет уравновешивание сил тяжести стрелы, рукояти, ковша за счет соединения поршневой полости уравновешивающего пневмогидроцилиндра с газовым баллоном, заряженным давлением более 10 МПа, объем газового баллона составляет более трех рабочих объемов уравновешивающего пневмогидроцилиндра, указанные параметры газового баллона обеспечивают энергосберегающие режимы работы рабочего оборудования, снижающие нагруженность двигателя, гидронасосов и увеличивающие производительность экскаватора.The proposed invention performs the balancing of the gravity of the boom, stick, bucket by connecting the piston cavity of the balancing pneumatic cylinder to a gas cylinder with a charged pressure of more than 10 MPa, the volume of the gas cylinder is more than three working volumes of the balancing pneumatic cylinder, the specified parameters of the gas cylinder provide energy-saving operating modes of the working equipment reducing the load on the engine, hydraulic pumps and increasing the productivity of the excavator.

Изобретение поясняется чертежом, где показан общий вид экскаваторного оборудования на поворотной колонке.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the excavation equipment on the rotary column.

Изобретение содержит колесный трактор 1, поворотную колонку 2 с оголовком 3 и основанием 4, стрелу 5, рукоять 6, ковш 7, основные гидроцилиндры 8 стрелы, уравновешивающий пневмогидроцилиндр 9, газовый баллон 10.The invention comprises a wheeled tractor 1, a rotary column 2 with a tip 3 and a base 4, an arrow 5, a handle 6, a bucket 7, the main hydraulic cylinders 8 of the arrow, balancing the pneumohydrocylinder 9, a gas cylinder 10.

Энергосберегающее рабочее оборудование одноковшового экскаватора на поворотной колонке работает следующим образом.Energy-saving working equipment of a single-bucket excavator on a swivel column works as follows.

Поворотная колонка 2 позволяет осуществлять установку стрелы и ковша в плане при копании грунта и разгрузке ковша в транспортные средства. Из верхнего положения, после выгрузки грунта из ковша, происходит опускание рабочего оборудования в забой для выполнения операции копания грунта. При опускании рабочего оборудования штоки основных гидроцилиндров 8 втягиваются в гидроцилиндры, при этом уравновешенное рабочее оборудование никаких дополнительных сопротивлений на штоках основных гидроцилиндров 8 не создает. После заполнения ковша грунтом осуществляется подъем рабочего оборудования путем выдвижения штоков основных гидроцилиндров 8 стрелы. При этом уравновешивающий пневмогидроцилиндр 9 обеспечивает уравновешивание сил тяжести стрелы 5, рукояти 6, ковша 7, которые вследствие этого не совершают работу при подъеме стрелы.The rotary column 2 allows you to install the boom and bucket in plan when digging the ground and unloading the bucket in vehicles. From the upper position, after unloading the soil from the bucket, the working equipment is lowered into the face for the operation of digging the soil. When lowering the working equipment, the rods of the main hydraulic cylinders 8 are drawn into the hydraulic cylinders, while the balanced working equipment does not create any additional resistance on the rods of the main hydraulic cylinders 8. After filling the bucket with soil, the working equipment is lifted by extending the rods of the main hydraulic cylinders 8 of the boom. In this case, the balancing pneumohydrocylinder 9 provides balancing of the gravity of the boom 5, the handle 6, the bucket 7, which, as a result, do not perform work when lifting the boom.

Вследствие этого при подъеме рабочего оборудования с загруженным ковшом двигатель расходует энергию и топливо только на подъем полезного груза в ковше. Изобретение позволяет получить значительную экономию топлива двигателем и повысить производительность машины.As a result, when lifting work equipment with a loaded bucket, the engine consumes energy and fuel only to lift payload in the bucket. The invention allows to obtain significant engine fuel economy and increase machine performance.

Claims

Energy-saving working equipment for a single-bucket excavator on a swivel column, comprising a base tractor, a swivel column including a base and a head, an arrow, a handle, a bucket, main boom hydraulic cylinders, characterized in that the boom is pivotally connected to the head of the rotary column, and the main boom hydraulic cylinders are pivotally connected to the base of the rotary column and the boom, the balancing pneumohydrocylinder is pivotally connected to the base of the rotary column and the boom, the piston cavity of the balancing pneumatic the hydraulic cylinder is connected to a gas cylinder charged with a pressure of more than 10 MPa, while the volume of the gas cylinder is more than five working volumes of a balancing pneumohydraulic cylinder, the hinge of which is located on the base of the rotary column with an offset relative to the boom hinge on the head of the rotary column, with the possibility of providing a compact arrangement in the upper and lower positions of the working equipment.