одноковшовый гидравлический экскаватор

Формула изобретения

Одноковшовый гидравлический экскаватор, включающий транспортную базу и смонтированное на ней рабочее оборудование, содержащее поворотную колонку в виде свободно-поворотного штыря, стрелу с рукоятью и рабочим органом, приводные гидроцилиндры и выносные опоры, при этом гидроцилиндры расположены под углом друг к другу, их штоки посредством шарнирного устройства соединены между собой и со стрелой, а корпусы гидроцилиндров смонтированы на транспортной базе с помощью шарниров с двумя степенями свободы, отличающийся тем, что рабочее оборудование снабжено дополнительным гидроцилиндром, направляющими, закрепленными на стреле, и ползуном, который связан с одним концом дополнительного гидроцилиндра и выполнен в виде каретки, расположенной в направляющих, при этом другой конец упомянутого гидроцилиндра связан с горизонтальной осью свободно-поворотного штыря.

Описание изобретения к патенту

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.

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).

Технический недостаток известного экскаватора: повышенные габариты и масса конструкции, усложнение системы управления, невозможность осуществления рациональной траектории движения стрелы за счет кинематики устройства.

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).

Технический недостаток этого экскаватора: недостаточно широкие функциональные возможности, не предусмотрено, в частности, регулирование зоны обслуживания и получение технологических скоростей оборудования.

Техническая задача: расширение функциональных возможностей путем регулирования зоны обслуживания и получения технологических скоростей оборудования.

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.

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.

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.

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.

Одноковшовый гидравлический экскаватор работает следующим образом.

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.

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.

В итоге в предлагаемом экскаваторе достигается расширение функциональных возможностей путем регулирования зоны обслуживания и получения технологических скоростей оборудования.