RU2764681C1

RU2764681C1 - Rotary mechanism of hydraulic excavator bucket

Info

Publication number: RU2764681C1
Application number: RU2021100297A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Нилов; Евгений Владимирович Федоров; Александр Александрович Скукин
Priority date: 2021-01-11
Filing date: 2021-01-11
Publication date: 2022-01-19

Abstract

FIELD: earthmoving equipment.SUBSTANCE: invention relates to machines for the development of soils, namely to working equipment of hydraulic desiccators. A rotary mechanism of a hydraulic excavator bucket includes a handle with a bucket and a hydraulic cylinder of a drive pivotally connected to it and a rocker arm that is pivotally connected to the hydraulic cylinder of the drive and a rod that is pivotally connected to the bucket. The bucket is pivotally connected to the handle and the rod. At the same time, the rocker arm is pivotally connected to the hydraulic cylinder of the drive and the rod with one end, and the other end is mounted on the handle in guides and equipped with a drive.EFFECT: increase in productivity and possibility of developing stronger soils.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к землеройным машинам, в частности к механизмам поворота ковша гидравлических экскаваторов.The invention relates to earth-moving machines, in particular to mechanisms for turning the bucket of hydraulic excavators.

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 неравномерное распределение усилия на кромке ковша при его работе.A known mechanism for turning the bucket of a hydraulic excavator, which consists in a swivel directly between the bucket and the rod of the hydraulic cylinder (Earthworks machines: A textbook for university students in the specialty "Lifting and transport, construction, road machines and equipment" / D.P. Volkov, V.Ya. Krikun, P. E. Totolin and others, edited by D. P. Volkov, Mashinostroyeniye, 1992, 448 pp. (p. 147, fig. 8.1 and 8.2)). The disadvantage of this design is the small angle of rotation of the bucket and the uneven distribution of force on the edge of the bucket during its operation.

Известен гидрофицированный привод поворота ковша одноковшовой машины (Пат. 2208095 Российской Федерации, МПК E02F 3/38. Гидрофицированный привод поворота ковша одноковшовой машины / А.Ю. Кобзов, П.Л. Коробка, Е.А. Перевощиков, В.В. Жмуров; Заявитель и патентообладатель Братский государственный технический университет, заявл. 19.11.2001; опубл. 10.07.2003), в котором передаточный механизм от гидроцилиндра к ковшу и рукояти выполнен из гидроцилиндров (один двустороннего действия), которые могут играть роль обычных тяг. В целом такое устройство позволяет повысить усилие на зубьях ковша и увеличить угол его поворота. Однако оно существенно изменяет угол резания и траекторию ковша при включении в работу двустороннего гидроцилиндра. Кроме того, такой гидрофицированный привод достаточно сложен и ненадежен в эксплуатации вследствие наличия в нем сразу двух гидроцилиндров, которые в большинстве случаев выполняют роль обычных механических тяг.Known hydraulic drive for turning the bucket of a bucket machine (Pat. 2208095 of the Russian Federation, IPC E02F 3/38. Hydraulic drive for turning the bucket of a bucket machine / A.Yu. Kobzov, P.L. Korobka, E.A. Perevoshchikov, V.V. Zhmurov ; Applicant and patent holder Bratsk State Technical University, filed November 19, 2001; published July 10, 2003), in which the transmission mechanism from the hydraulic cylinder to the bucket and the handle is made of hydraulic cylinders (one double-acting), which can play the role of conventional rods. In general, such a device allows you to increase the force on the bucket teeth and increase the angle of rotation. However, it significantly changes the cutting angle and the trajectory of the bucket when the double-sided hydraulic cylinder is turned on. In addition, such a hydraulic drive is rather complicated and unreliable in operation due to the presence of two hydraulic cylinders in it at once, which in most cases act as conventional mechanical rods.

Известен гидрофицированный привод поворота ковша одноковшовой машины (Пат. 2440465 Российской Федерации, МПК E02F 3/38. Гидрофицированный привод поворота ковша одноковшовой машины / А.Ю. Кобзов, В.В. Жмуров, И.О. Кобзова; Заявитель и патентообладатель Братский государственный университет. №2010115720/03; заявл. 20.04.2010; опубл. 20.01.2012, Бюл. №2.), в котором соединение гидроцилиндра и ковша выполнено в виде винтового устройства, содержащего три штока с проушинами и муфту, снабженную правой и левой резьбами, а рычаг выполнен в виде винтового устройства, содержащего два штока с проушинами и муфту, а также снабженные правой и левой резьбами.Known hydroficated drive for turning the bucket of a single-bucket machine (Pat. 2440465 of the Russian Federation, IPC E02F 3/38. Hydraulic drive for turning the bucket of a single-bucket machine / A.Yu. Kobzov, V.V. Zhmurov, I.O. Kobzova; Applicant and patent holder Bratsk State University No. 2010115720/03; application 04/20/2010; published 01/20/2012, Bull. No. 2.), in which the connection of the hydraulic cylinder and the bucket is made in the form of a screw device containing three rods with lugs and a coupling equipped with right and left threads, and the lever is made in the form of a screw device containing two rods with lugs and a coupling, and also equipped with right and left threads.

Такое устройство позволяет достаточно просто изменять угол резания, что необходимо при работе на грунтах различной прочности, однако не позволяет принципиально изменять распределение усилий на зубьях ковша по углу поворота в процессе копания в самом процессе заполнения ковша.Such a device makes it possible to quite simply change the cutting angle, which is necessary when working on soils of various strengths, however, it does not allow fundamentally changing the distribution of forces on the bucket teeth along the angle of rotation during digging in the process of filling the bucket itself.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является рабочее оборудование экскаватора (Полезная модель RU 68538 U1, Рабочее оборудование экскаватора / А.И. Демиденко, Н.А. Гончаров; Заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)» № RU 2007122960/22 U; заявл. 18.06.2007; опубл. 27.11.2007) у которого тяга между ковшом и коромыслом выполнена в виде гидроцилиндра. Такое устройство позволяет кратковременно увеличивать усилие на зубьях ковша в процессе разработки грунта, при этом резко изменяется угол резания ковша и меняется его траектория ковша, что крайне отрицательно сказывается на энергоемкости его разработки.The closest to the claimed technical solution is the working equipment of the excavator (Useful model RU 68538 U1, Working equipment of the excavator / A.I. Demidenko, N.A. Goncharov; Applicant and patent holder State educational institution of higher professional education "Siberian State Automobile and Road Academy ( SibADI)" No. RU 2007122960/22 U; declared 06/18/2007; published 11/27/2007) in which the thrust between the bucket and the rocker arm is made in the form of a hydraulic cylinder. Such a device allows for a short-term increase in the force on the bucket teeth during the development of the soil, while the cutting angle of the bucket changes sharply and its trajectory of the bucket changes, which has an extremely negative effect on the energy intensity of its development.

Изобретение направлено на расширение области максимальных усилий на зубьях ковша по его углу поворота (увеличение усилия копания во второй фазе заполнения ковша грунтом). Это достигается тем, что ковш шарнирно соединен с рукоятью и тягой, при этом коромысло одним концом шарнирно соединено с гидроцилиндром привода и тягой, а другим концом установлено на рукояти в направляющих и снабжено приводом.The invention is aimed at expanding the region of maximum forces on the teeth of the bucket along its angle of rotation (increasing the digging force in the second phase of filling the bucket with soil). This is achieved by the fact that the bucket is pivotally connected to the handle and rod, while the rocker at one end is pivotally connected to the drive hydraulic cylinder and rod, and the other end is mounted on the handle in guides and provided with a drive.

Сущность заявляемого устройства пояснена чертежами, где на фиг. 1 представлен привод при верхнем положении ковша (разгрузка обратной лопаты); на фиг. 2 зафиксирован момент постепенного увеличения усилия на зубьях ковша; фиг. 3 иллюстрирует момент, перемещения коромысла на новое положение, когда привод развивает максимальное усилие на зубьях ковша за счет работы гидроцилиндра привода; фиг. 4 показан момент работы привода с увеличенным усилия на зубьях ковша; на фиг. 5 представлен завершающий момент поворота ковша.The essence of the proposed device is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows the drive in the upper position of the bucket (unloading the backhoe); in fig. 2 fixed the moment of gradual increase in force on the bucket teeth; fig. 3 illustrates the moment when the rocker moves to a new position, when the drive develops maximum force on the bucket teeth due to the operation of the drive hydraulic cylinder; fig. 4 shows the moment of operation of the drive with increased effort on the bucket teeth; in fig. 5 shows the final turning point of the bucket.

Механизм поворота ковша гидравлического экскаватора включает рукоять 1, ковш 2, гидроцилиндр привода 3, коромысло 4, тягу 5, гидроцилиндр 6 и направляющие 7.The mechanism for turning the bucket of a hydraulic excavator includes a handle 1, a bucket 2, a drive hydraulic cylinder 3, a rocker arm 4, a rod 5, a hydraulic cylinder 6 and guides 7.

Механизм поворота ковша гидравлического экскаватора работает следующим образом. Для разработки грунта оператор устанавливает все элементы механизма в исходное положение: гидроцилиндром 6 в направляющих 7 перемещает коромысло 4 влево до упора (фиг. 1), а гидроцилиндром привода 3 через тягу 5 и коромысло 4 поворачивает ковш 2 в крайнее верхнее положение.The mechanism for turning the bucket of a hydraulic excavator works as follows. To develop the soil, the operator sets all the elements of the mechanism to their original position: using the hydraulic cylinder 6 in the guides 7 moves the rocker arm 4 to the left until it stops (Fig. 1), and the hydraulic cylinder of the drive 3 through the rod 5 and the rocker arm 4 turns the bucket 2 to the uppermost position.

Для разработки грунта поворотом ковша 2 относительно рукояти 1 оператор подает гидравлическую жидкость в бесштоковую полость гидроцилиндра привода 3, шток которого начинает перемещаться. Далее движение через коромысло 4 и тягу 5 передается ковшу 2, который поворачивается относительно рукояти 1 и выполняет разработку грунта (фиг. 2). В силу кинематики механизма поворота ковша 2 усилия на его зубьях сначала увеличиваются, а потом начинают уменьшаться. Уменьшение усилия на зубьях ковша 2 отрицательно сказывается на процессе его наполнения грунтом и снижает производительность экскаватора.To develop the soil by turning the bucket 2 relative to the handle 1, the operator supplies hydraulic fluid to the rodless cavity of the drive hydraulic cylinder 3, the rod of which begins to move. Further, the movement through the rocker 4 and the thrust 5 is transferred to the bucket 2, which rotates relative to the handle 1 and performs the development of the soil (Fig. 2). Due to the kinematics of the bucket 2 rotation mechanism, the forces on its teeth first increase, and then begin to decrease. Reducing the force on the teeth of bucket 2 adversely affects the process of filling it with soil and reduces the performance of the excavator.

После того, как плечо h между коромыслом 4 и гидроцилиндром привода 3 начинает уменьшаться (примерно в этот же момент начинается уменьшение усилия на зубьях ковша 2), оператор гидроцилиндром 6 перемещает коромысло 4 в направляющих 7 в крайнее правое положение (фиг. 3). В результате увеличивается плечо h₁ между гидроцилиндром привода 3 и коромыслом 4, что способствует увеличению усилия на зубьях ковша 2 и расширяет зону высоких значений усилий.After the shoulder h between the rocker arm 4 and the drive hydraulic cylinder 3 begins to decrease (at about the same moment the force on the teeth of the bucket 2 begins to decrease), the operator uses the hydraulic cylinder 6 to move the rocker arm 4 in the guides 7 to the extreme right position (Fig. 3). As a result, the shoulder h ₁ between the hydraulic cylinder of the drive 3 and the rocker arm 4 increases, which contributes to an increase in the force on the teeth of the bucket 2 and expands the zone of high forces.

Заполнение ковша завершается обычным образом за счет выдвижения штока гидроцилиндра привода 3 при расширенной зоне высоких усилии на зубьях ковша 2 (фиг. 4), что способствует сокращению времени копания и позволяет разрабатывать более прочные грунты.The filling of the bucket is completed in the usual way by extending the rod of the hydraulic cylinder of the drive 3 with an expanded zone of high force on the teeth of the bucket 2 (Fig. 4), which helps to reduce digging time and allows you to develop more durable soils.

Предложенный механизм поворота ковша гидравлического экскаватора позволяет увеличивать зону высоких усилий на зубьях ковша во второй фазе его наполнения грунтом, что обеспечивает экскаватору увеличение производительности и позволяет разрабатывать белее прочные грунта.The proposed mechanism for turning the bucket of a hydraulic excavator allows you to increase the zone of high forces on the teeth of the bucket in the second phase of its filling with soil, which provides the excavator with an increase in productivity and allows you to develop more durable soil.

Claims

The mechanism for turning the bucket of a hydraulic excavator, including a handle with a bucket and a drive hydraulic cylinder pivotally connected to it, and a rocker arm that is pivotally connected to the drive hydraulic cylinder and a linkage that is pivotally connected to the bucket, characterized in that the bucket is pivotally connected to the handle and linkage, while the rocker arm at one end it is pivotally connected to the drive hydraulic cylinder and rod, and at the other end it is mounted on the handle in guides and provided with a drive.