SU1609879A1 - Рабочее оборудование роторного экскаватора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к землеройному машиностроению, а именно к приводам роторных экскаваторов. Цель - повышение надежности работы за счет снижени  динамических усилий в металлоконструкци х. Роторный экскаватор включает стрелу 1 с подвеской 2, ротор 3 с приводом и редуктором /Р/ 5. Между хвостовиком 9 Р 5 и стрелой размещены верхн   и нижн   группы пружин 7,8. Корпуса верхнего и нижнего гидроцилиндров /ГЦ/ 12,13 шарнирно соединены со стрелой, а шток 14 ГЦ 12 шарнирно св зан с хвостовиком 9 Р 5. В магистраль 16, соедин ющую штоковую и поршневую полости ГЦ 12, встроено гидравлическое сопротивление 15. Подвижно посаженна  на шток 17 верхнего ГЦ 2 направл юща  втулка /НВ/ 18 шарнирно св зана с хвостовиком 9 Р 5. С возможностью взаимодействи  с НВ 18 на штоке 17 ГЦ 12 размещен упор 19, между которым и корпусом ГЦ 12 установлена возвратна  пружина 20. Верхний и нижний ГЦ 12,13 имеют обратные клапаны 24,22, соедин ющие их штоковые и поршневые полости. Поршнева  полость верхнего ГЦ 12 соединена с его штоковой полостью через предохранительный клапан 23. Группы пружин 7,8 в сочетании с ГЦ 12,13 образуют опору хвостовика 9 Р 5. Уменьшение жесткости опоры Р 5 приводит к тому, что процесс стопорени  ротора раст гиваетс  во времени и динамические усили  в металлоконструкци х экскаватора уменьшаютс . 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к земл.ерой- ному машиностроению, а именно к приводам роторных экскаваторов

Целью изобретени   вл етс  повыше- н ле надежности работы за счет снижени  динамических усилий в металлоконструкци х ,,.

На фиг.1 представлена блок-схема

предлагаемого устройства в положении соответствующем номинальному режиму р|аботы экскаватора; на фиг. 2 - гра- ф|ики изменени  усили  в опоре хвосто- редуктора о

Роторный экскаватор содержит стре- ф- 1 с подвеской 2, ротор 3 с приво- 4 и редуктором 5 установленным 4а валу 6 ротора, верхнюю 7 и нижнюю 4 группь, пружин, размещенные между Хвостовиком 9 редуктора и стрелой. ; Винтовой регул тор 10 с ползуном 1 установлен между стрелой и верхней Группой пружин. Корпуса верхнего 12 и нижнего 13 гидроцилиндров, шарнир- Мо соединены со стрелой, а шток 14 нижнего гидроцилиндра шарнирно св зан с хвостовиком редуктора. Регулируемое гидравлическое сопротивление 15 устроено в трубопровод 16, соедин ющий между собой щтоковзпо и поршневую полости нижнего гидроцилиндра. Подвижно посаженна  на шток 17 верхнего гидрогдалиндра направл юща  втулка 18 шарнирно св зана с хвостовиком .редуктора . Упор 19 размещен на штоке верх- него гидроцилиндра с возможностью взаимодействи  с направл ющей втулкой . Между штоком верхнего гидроцилиндра и его корпусом установлена возвратна  пружина 20. Обратный кла- пан 21 включен последовательно с гулируемым гидравлическим сопротивле нйем. Другой обратный клапан 22 соедин ющий между собой поршневую и

5

35

;

0

30 45 50 55

штоковую полости нижнего гидроцилиндра , подключен к указанным полост м в направлении, противоположном обратному клапану 21. Поришева  полость верхнего гидрощ-шиндра соединена с его штоковой полостью Ч эрез предохранительный клапан 23, Обратный клапан 24 установлен таким образом, чтобы обеспечить свободный проток жидкости из штоковой полости верхнего гидроцилиндра в поршневую его полость с Поршневые полости каждого из гидроцилиндров подключены к одному из гидроаккумул торов 25 и 26. Группы 7,8 пружин в сочетании с гидроцилиндрами 12 и .13 .образуют опору хвостовика редуктора «

При отсутствии окру даого усили  F,/ на ковшах ротора 3 нижн   группа

К

40

пружин нагружена частью силы Fg т жести редуктора 5 с приводом 4, а также усилием предварительного сжати , создаваемого верхней группой 7 пру- зкин при помощи винтового регул тора 10 с ползуном 11,

При работе экскаватора в номинальном реткиме в забое с неоднородными прочностными свойствами изменение окруйШого усили  7 на роторе сопровождаетс  перемещением Y хвостовика 9 редуктора и соответствующим изменением реакции F в опоре хвостовика 9 по отношению к их номинальным значени м YHOJVJ и FHOM, В номинальном и близком к нему режимах работы экскаватора жесткость опоры -хвостовика: 9 редуктора определ етс  суммой жесткостей верхней 7 и нижней 8 групп пружин (участок графика на фиг, 2), что способствует устойчивости процесса копани  (отсутствию автоколебаний рабочего органа из-за .чрезмерной податливости конструкции)

и обеспечивает необходимую степень снижени  динамических усилий в металлоконструкци х экскаватора - стреле, подвеске и топ.- при резких изменени х, нагрузки FJ, на роторе 3, Гашение коким образом, чтобы в течение второго полупериода колебаний получить задан- ную степень снижени  их амплитуд. При возникновении перегрузки на

роторе, например при стопорении ралебаний хвостовика 9, возникающих при бочего органа, окружна  сила F| на близости частоты изменени  окружного усили  Fy- собственной частоте колебаний металлоконструкций экскаватора.

обеспечиваетс  за счет рассеивани  энергии в регулируемом гидравлическом сопротивлении 15 в те периоды времени , когда хвостовик 9 движетс  вниз.

роторе возрастает, и хвостовик 9 перемещаетс  вверх, дополнительно сжи- 10 ма  верхнюю группу 7 пружин и одновременно уменьша  сжатие нижней группы 8 пружин. Величина усили  предварительного сжати  группы 7 пружин выбрана таким образом, что когда нагруз- Клапан 22 при этом закрыт, и жидкость ка на рабочий орган возрастает в К через клапан 21 и регулируемом гидрав- раз, где К - заданный коэффициент лическое сопротивление 15 поступает перегрузки, происходит отрыв хвостови- из поршневой полости гидрощ-1линдра ка 9 от нижней группы 8 пружин. В ре- 13 в штоковзш. Когда хвостовик 9 дви- зультате эти пружн:иы выключаютс  из жетс  вверх, клапан 21 закрыт, и жид- 20 работы, и суммарна  жесткость пруткин кость через клапан 22 свободно перете- кает из одной ;полости гидроцилиндра 13 в другую, вследствие чего этот гидроцилиндр не оказывает сопротивление указанному движению хвостовика. Данна  особенность предложенного устройства позвол ет снизить реакцшо в опоре хвостовика 9, а следовательно , уменьшить по сравнению с известуменьшаетс . Дл  указанного режима зависимость между перемещением у хвостовика 9 и реакцией F в опоре представлена на фиг. 2 участком BD. 25 Уменьшение жесткости опоры редуктора приводит к тому, что процесс стопоре- ни  ротора раст гиваетс  во времени, и динамические усили  в металлоконструкци х экскаватора уменьшаютс .

ким образом, чтобы в течение второго полупериода колебаний получить задан- ную степень снижени  их амплитуд. При возникновении перегрузки на

роторе возрастает, и хвостовик 9 перемещаетс  вверх, дополнительно сжи- ма  верхнюю группу 7 пружин и одновременно уменьша  сжатие нижней группы 8 пружин. Величина усили  предварительного сжати  группы 7 пружин выбрана таким образом, что когда нагруз- ка на рабочий орган возрастает в К раз, где К - заданный коэффициент перегрузки, происходит отрыв хвостови- ка 9 от нижней группы 8 пружин. В ре- зультате эти пружн:иы выключаютс  из работы, и суммарна  жесткость пруткин

уменьшаетс . Дл  указанного режима зависимость между перемещением у хвостовика 9 и реакцией F в опоре представлена на фиг. 2 участком BD. Уменьшение жесткости опоры редуктора приводит к тому, что процесс стопоре- ни  ротора раст гиваетс  во времени, и динамические усили  в металлоконструкци х экскаватора уменьшаютс .

ным устройством динамические усили , зо счет деформации упругих элементов

в течение первого полупериода колебаний происходит поглощение основной () части кинетической энергии движзпцихс  масс. Остальна  часть энергии, соответствуюр а  площади DEFM графика на фиг. 2, поглощаетс  гидроцилиндром 12. При выборе зазора направл юща  втулка 18 доходит до упора 19 и заставл ет шток 17 гидроцилиндра 12 перемещатьс  вверх, в результате чего жидкость перетекает из поршневой полости гидроцилиндра 12 в штоковую через предохранительный клапан 23, что обеспечивает посто нство демпфирующего усили  со стороны гидроцилиндра 12 (участок EF характеристики на фиг. 2). Гидроаккумул тор 25 компенсирует разность объемов поршневой и штоковой полостей гидро- цилиндра 12.

По окончании перегрузки на роторе

передающиес  от ротора на металлокон- струкгщи при импульсном изменении нагрузки на рабочем органе. Объ сн етс  это тем, что, когда под действием окружного усили  Fy. хвостовик 9 движетс  вверх, то на него действуют лишь упругие силы от пружин, а сила в зкого сопротивлени  со стороны гидро- цилиндра 13 отсутствует. В то же вре- м  в номинальном режиме работы экскаватора зазор ;, между направл ющей втулкой 18 и упором 19 не выбран, вследствие чего втулка 18 свободно перемещаетс  вдоль оси штока 17 и гидроцилиндр 1.2 также не оказывает сопротивление движению 1свостовика 9 Поскольку величина силы в зкого сопротивлени  гидроцилиндра пропорциональна скорости движени  его штока и при резких импульсных воздействи х на ротор 3 эта; величина в извест- ,ном устройстве велика по сравнению с упругими силами пружин, то отсутствие силы в зкого сопротивлени  со стороны гидроцилиндров 12, 13 в течение полупериода колебаний позвол ет снизить первый после приложени  импульса пик динамических усилий в металлоконструкци х. Гидравлическое сопротивление 15 отрегулировано та-

40

45

50

хвостовик 9 под действием силы Fp веса и усили  сжати  группы 7 пружин опускаетс , и возвратна  пружина 20 Отпускает шток 17 в исходное положе- 5 ние до -упора в гидроцилиндра. При ЭТОМ жидкость перетекает из штоковой полости тидроцилиндра 12 в поршневую через обратный клапан 24. Возвратна  пружина 20 преодолевает в осхвостовик 9 под действием силы Fp веса и усили  сжати  группы 7 пружин опускаетс , и возвратна  пружина 20 Отпускает шток 17 в исходное положе- ние до -упора в гидроцилиндра. При ЭТОМ жидкость перетекает из штоковой полости тидроцилиндра 12 в поршневую через обратный клапан 24. Возвратна  пружина 20 преодолевает в осCJBHOM трение в уплотнени зс, Поэтому й жесткость на один-два пор дка ние жесткости пружин групп 1 . 8 к мо- 4т не учитыватьс  в расчете«

На фиг, 2 площадь треугольника CJG соответствует потенциальной энергии деформации упругих элементов опо- р4 хвостовика - редуктора известного устройства, а площадь многоугольника IQ AI.DRFH - потенциальной энергии, погло- щг.емой в предложенном устройстве, Как показывает сравнение., при равен- с ве поглощаемой энергии максимальное значение 2 усили  в опоре редзгктора в предложенном устройстве ниже максимального значени  F;, усили  в известном устройстве. Следовательно5 Ч($ски€ усили  передающиес  через на стрелу, ее подвеску и другие Q м гталлоконструкции экскаватора в предложенном устройстве.ниже5 чем в изВ JCTHOM.

ф|орму,ла изобретени  25

: 1, Рабочее оборудование роторного экскаватора, включающее установлен- н|ый на стреле с подвеской ротор с п риводоМ9 имеющим редуктор с квосто- о в), св занным со стрелой верхними и нижними группами пружин и верхним

F

HOfI

и нижним гидроцилиндрамк, корпуса которых шарнирно св заны с хвостовиком редуктора, и регулируемое гидравлическое сопротивление, встроенное в магистраль, соедин ющз то мелсду собой штоковую и поршневую полости нижнего гидроцилиндра5 отличающеес  тем, что, с целью повышени  наделсности работы за счет снижени  динамических усилий в металлоконст- ру1 :ци х, шток верхнего гидро1щлинд- ра снабжен направл ющей подвижной втулкой, шарнирно св занной с хвостовиком редуктора, закрепленным на штоке упором, установленньм с возможностью взаимодействи  с направл ющей втулкой, возвратной пру :шной, размещенной между упором верхнего гидроцилиндра и его корпусом, при этом верхний и нижний гидроцилиндры снабжены обратными клапанами, соедин ютцими шс щтоковые и поршневые полости, а верхний гидроцилиндр снабжен предохранительным клапаном, размещенным между поршневой и штоковой его полост ми «

2д Рабочее оборудование по п 1, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что оно снабжено винтовым регул тором с ползуном, установленным- между стрелой и верхней группой п;оулсин.

f

Уг 9 2 У

Claims (2)

1. и нижним гидроцилиндрамк, корпуса которых шарнирно связаны с хвостовиком редуктора, и регулируемое гидравлическое сопротивление, встроенное в магистраль, соединяющую между собой штоковую и поршневую полости нижнего гидроцилиндра, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет снижения динамических усилий в металлоконструкциях, шток верхнего гидроцилиндра снабжен направляющей подвижной втулкой, шарнирно связанной с хвостовиком редуктора, закрепленным на штоке упором, установленным с возможностью взаимодействия с направляющей втулкой, возвратной пружиной, размещенной между упором верхнего гидроцилиндра и его корпусом, при этом верхний и нижний гидроцилиндры снабжены обратными клапанами, соединяющими ж; штоковые и поршневые полости, а верхний гидроцилиндр снабжен предохранительным клапаном, размещенным между поршневой и штоковой его полостями.
2. 2„ Рабочее оборудование по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено винтовым регулятором с ползуном, установленным- между стрелой и верхней группой пружин.