RU2779252C1

RU2779252C1 - Excavator working equipment

Info

Publication number: RU2779252C1
Application number: RU2022103968A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Дмитриевич Трифанов; Александр Константинович Муравский
Filing date: 2022-02-16
Publication date: 2022-09-05

Abstract

FIELD: mining and construction industries.

SUBSTANCE: invention relates to the mining and construction industries, in particular to single-bucket excavators. The working equipment of the excavator contains a bucket with teeth, an arrow, a handle, a hydraulic drive for their control, sensors of the angular position of the boom, handle, bucket, connected to the movement control unit of the elements of the working equipment. The excavator bucket is equipped with a sensor of the angular position of the teeth connected to the control unit for the movement of the elements of the working equipment. Bucket teeth are fixed on a shaft, which is connected by levers to hydraulic cylinders controlled by means of a hydraulic distributor by a control unit for the movement of working equipment elements based on information from sensors of the angular position of the teeth, boom, handle and bucket.

EFFECT: ensuring the optimal cutting angle when moving the bucket or handle separately and the possible combination of working movements of the elements of the working equipment when using manual control of the boom, handle and bucket.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горной и строительной отраслям промышленности, в частности, к одноковшовым экскаваторам.The invention relates to the mining and construction industries, in particular, to single-bucket excavators.

Процесс копания экскаватором осуществляют поворотом ковша, поворотом рукояти и совмещением поворота ковша и рукояти, причём толщина стружки регулируется посредством подъёма или опускания стрелы. The process of digging with an excavator is carried out by turning the bucket, turning the handle and combining the rotation of the bucket and the handle, and the thickness of the chips is regulated by raising or lowering the boom.

При копании зубья ковша осуществляют процесс резания грунта, характеризующийся углом резания, т.е. углом между передней граню зуба и поверхностью среза. Угол резания может изменяться в зависимости от режима копания и влияет на величину силы резания зубьями ковша. When digging, the teeth of the bucket carry out the process of cutting the soil, which is characterized by a cutting angle, i.e. the angle between the front face of the tooth and the cut surface. The cutting angle can vary depending on the digging mode and affects the cutting force of the bucket teeth.

Обеспечение определенного оптимального значения угла резания позволяет снизить величину силы резания зубьями ковша, что позволяет уменьшить энергоёмкость процесса копания, производить разработку более прочных грунтов, расширить технологические возможности экскаватора.Ensuring a certain optimal value of the cutting angle makes it possible to reduce the cutting force of the bucket teeth, which makes it possible to reduce the energy intensity of the digging process, develop stronger soils, and expand the technological capabilities of the excavator.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является рабочее оборудование экскаватора, содержащее стрелу, рукоять, ковш, датчик углового положения стрелы, датчик углового положения рукояти, датчик углового положения ковша и блок управления движением элементов рабочего оборудования (EP 1835079 опубл. 19.09.2007). Данное устройство принято за прототип.The closest device for the same purpose to the claimed invention in terms of the totality of features is the working equipment of an excavator, containing an arrow, a handle, a bucket, an angle sensor of the boom, an angle sensor of the handle, an angle sensor of the bucket and a control unit for the movement of elements of the working equipment (EP 1835079 publ. 09/19/2007). This device is taken as a prototype.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является сложность обеспечения наименьшей энергоёмкости процесса копания движением элементов рабочего оборудования в отдельности и возможном совмещении рабочих движений при использовании ручного управления стрелой, рукоятью и ковшом.The disadvantage of the known device, adopted as a prototype, is the difficulty of ensuring the lowest energy intensity of the digging process by moving the elements of the working equipment separately and the possible combination of working movements when using manual control of the boom, stick and bucket.

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявленным устройством, – ковш с зубьями, стрела, рукоять, гидравлический привод для их управления, датчики углового положения стрелы, рукояти, ковша, соединенные с блоком управления движением элементов рабочего оборудования.Signs of the prototype, which are common with the claimed device, are a bucket with teeth, an arrow, a handle, a hydraulic drive for their control, sensors for the angular position of the boom, handle, bucket, connected to the control unit for the movement of elements of the working equipment.

Задача изобретения заключается в снижении энергоёмкости процесса копания и расширении технологических возможностей экскаватора.The objective of the invention is to reduce the energy intensity of the digging process and expand the technological capabilities of the excavator.

Технический результат – обеспечение оптимального угла резания при движении ковша или рукояти в отдельности и возможном совмещении рабочих движений элементов рабочего оборудования при использовании ручного управления стрелой, рукоятью и ковшом.EFFECT: providing an optimal cutting angle when moving the bucket or handle separately and possibly combining the working movements of the elements of the working equipment when using manual control of the boom, handle and bucket.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном рабочем оборудовании экскаватора, содержащем ковш с зубьями, стрелу, рукоять, гидравлический привод для их управления, датчики углового положения стрелы, рукояти, ковша, соединенные с блоком управления движением элементов рабочего оборудования, согласно изобретению, ковш экскаватора снабжен датчиком углового положения зубьев, соединенным с блоком управления движением элементов рабочего оборудования, а зубья ковша закреплены на валу, который рычагами связан с гидроцилиндрами, управляемыми посредством гидрораспределителя блоком управления движением элементов рабочего оборудования на основании информации от датчиков углового положения зубьев, стрелы, рукояти и ковша.The specified technical result is achieved by the fact that in the known working equipment of the excavator, containing a bucket with teeth, an arrow, a handle, a hydraulic drive for their control, sensors of the angular position of the boom, handle, bucket, connected to the control unit for the movement of elements of the working equipment, according to the invention, the bucket the excavator is equipped with a sensor of the angular position of the teeth connected to the unit for controlling the movement of the elements of the working equipment, and the teeth of the bucket are fixed on the shaft, which is connected by levers to the hydraulic cylinders controlled by the hydraulic distributor by the unit for controlling the movement of the elements of the working equipment based on information from the sensors of the angular position of the teeth, boom, handle and ladle.

Отличием предлагаемого устройства от прототипа является наличие на ковше датчика углового положения зубьев, установка зубьев ковша на валу, который рычагами связан с гидроцилиндрами, управляемыми посредством гидрораспределителя блоком управления движением элементов рабочего оборудования на основании информации от датчиков углового положения зубьев, стрелы, рукояти и ковша. The difference between the proposed device and the prototype is the presence on the bucket of the sensor of the angular position of the teeth, the installation of the teeth of the bucket on the shaft, which is connected by levers to the hydraulic cylinders controlled by the control unit by the control unit for the movement of the elements of the working equipment based on information from the sensors of the angular position of the teeth, boom, handle and bucket.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволят обеспечить оптимальный угол резания при движении ковша или рукояти в отдельности и возможном совмещении рабочих движений элементов рабочего оборудования при использовании ручного управления стрелой, рукоятью и ковшом. Благодаря этому снижается энергоёмкость процесса копания и расширяются технологические возможности экскаватора.Distinctive features in conjunction with the well-known will provide the optimal cutting angle when moving the bucket or handle separately and the possible combination of working movements of the elements of the working equipment when using manual control of the boom, handle and bucket. Due to this, the energy intensity of the digging process is reduced and the technological capabilities of the excavator are expanded.

На фиг. 1 изображен экскаватор, вид сбоку; на фиг. 2 изображен общий вид ковша экскаватора; на фиг.3 - разрез А-А; на фиг. 4 – электрогидравлическая схема устройства.In FIG. 1 shows an excavator, side view; in fig. 2 shows a general view of the excavator bucket; figure 3 - section A-A; in fig. 4 - electro-hydraulic diagram of the device.

Рабочее оборудование экскаватора (фиг.1) включает ковш 1 с зубьями 2, рукоять 3, стрелу 4, гидравлический привод для их управления, датчики углового положения стрелы 5, рукояти 6 и ковша 7. Рабочее оборудование экскаватора укреплено на поворотной платформе 8. The working equipment of the excavator (figure 1) includes a bucket 1 with teeth 2, a handle 3, an arrow 4, a hydraulic drive for their control, sensors for the angular position of the boom 5, a handle 6 and a bucket 7. The working equipment of the excavator is mounted on a turntable 8.

Ковш 1 с зубьями 2 шарнирно соединен с рукоятью 3, которая связана со стрелой 4, укрепленной на поворотной платформе 8. Гидравлический привод рабочего оборудования позволяет изменять положение стрелы, рукояти и ковша посредством гидроцилиндров. Датчики углового положения стрелы 5, рукояти 6 и ковша 7 устанавливаются, соответственно, на стреле 4, рукояти 6 и ковше 7 с возможностью измерения.Bucket 1 with teeth 2 is pivotally connected to the handle 3, which is connected to the boom 4, mounted on a turntable 8. The hydraulic drive of the working equipment allows you to change the position of the boom, handle and bucket by means of hydraulic cylinders. Sensors of the angular position of the boom 5, the handle 6 and the bucket 7 are installed, respectively, on the boom 4, the handle 6 and the bucket 7 with the possibility of measurement.

Ковш экскаватора содержит (фиг. 2, 3 ) боковые стенки 9, заднюю стенку 10, зубья 2, жестко соединенные между собой, валом 11 и рычагами 12. Гидроцилиндры 13, шарнирно соединенные с боковыми стенками 9 и рычагами 12, обеспечивают поворот зубьев 2 относительно стенок ковша, что позволяет при процессе копания изменять угол резания αр. Для управления гидроцилидрами 13 применяется гидрораспределитель 14. Измерение углового положения рабочего оборудования, производится датчиками углового положения зубьев 15 (измеряется угол φ), стрелы 5 (измеряется угол α), рукояти 6 (измеряется угол β), ковша 7 (измеряется угол γ). Управление работой устройства осуществляется блоком управления движением элементов рабочего оборудования 16 (фиг . 4). The excavator bucket contains (Fig. 2, 3) side walls 9, the back wall 10, the teeth 2, rigidly connected to each other, the shaft 11 and the levers 12. The hydraulic cylinders 13, pivotally connected to the side walls 9 and the levers 12, ensure the rotation of the teeth 2 relative to bucket walls, which allows changing the cutting angle αp during the digging process. To control the hydraulic cylinders 13, a hydraulic distributor 14 is used. The angular position of the working equipment is measured by sensors of the angular position of the teeth 15 (the angle φ is measured), the boom 5 (the angle α is measured), the handle 6 (the angle β is measured), the bucket 7 (the angle γ is measured). The operation of the device is controlled by the control unit for the movement of elements of the working equipment 16 (Fig. 4).

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При процессе копания информация от датчиков углового положения зубьев 15, стрелы 5, рукояти 6, ковша 7 передается в блок управления движением элементов рабочего оборудования 16, который определяет требуемое положение зубьев 2 относительно стенок ковша для обеспечения оптимального значения угла резания αр и подает сигнал управления на гидрораспределитель 14, который осуществляет управление гидроцилиндрами 13, что позволяет посредством рычагов 12 и вала 11 поворачивать зубья 2 относительно стенок ковша и устанавливать их в требуемое положение для обеспечения оптимального значения угла резания αр.During the digging process, information from the sensors of the angular position of the teeth 15, the boom 5, the handle 6, the bucket 7 is transmitted to the control unit for the movement of the elements of the working equipment 16, which determines the required position of the teeth 2 relative to the walls of the bucket to ensure the optimal value of the cutting angle αp and sends a control signal to hydraulic distributor 14, which controls the hydraulic cylinders 13, which allows using the levers 12 and the shaft 11 to rotate the teeth 2 relative to the walls of the bucket and set them to the required position to ensure the optimal value of the cutting angle αр.

Преимущество заявляемого устройства состоит в том, что при использовании ручного управления стрелой, рукоятью и ковшом появляется возможность обеспечивать оптимальный угол резания зубьями ковша при копании поворотом ковша, поворотом рукояти и совмещением поворота ковша и рукояти, а так же подъёма или опускания стрелы, что позволяет снизить энергоёмкость процесса копания и расширить технологические возможности экскаватора.The advantage of the proposed device is that when using manual control of the boom, handle and bucket, it becomes possible to provide the optimal cutting angle of the bucket teeth when digging by turning the bucket, turning the handle and combining the rotation of the bucket and handle, as well as raising or lowering the boom, which allows to reduce energy intensity of the digging process and expand the technological capabilities of the excavator.

Claims

Working equipment of an excavator, containing a bucket with teeth, an arrow, a handle, a hydraulic drive for their control, sensors for the angular position of the boom, handle, bucket, connected to the movement control unit for the elements of the working equipment, characterized in that the excavator bucket is equipped with a sensor the angular position of the teeth connected to the control unit for the movement of the elements of the working equipment, and the teeth of the bucket are fixed on the shaft, which is connected by levers to the hydraulic cylinders controlled by the control unit for the movement of the elements of the working equipment based on information from the sensors of the angular position of the teeth, boom, handle and bucket.