|
(21), (22) Заявка: 2004132327/03, 04.11.2004
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
04.11.2004
(43) Дата публикации заявки: 20.04.2006
(46) Опубликовано: 20.09.2006
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
RU 2188279 C1, 27.08.2002. SU 55797 A, 30.09.1939. SU 118838 A, 03. 06.1959. SU 156111 A, 06.09.1963. SU 297756 A, 18.05.1971. SU 614177 A, 01.06.1978. SU 713953 A, 05.02.1980. SU 1323667 А1, 15.07.1987. US 4207692, 17.06.1980.
Адрес для переписки:
680035, г.Хабаровск, ул. Тихоокеанская, 136, Хабаровский государственный технический университет, отдел интеллектуальной собственности
|
(72) Автор(ы):
Клигунов Евгений Сергеевич (RU), Шемякин Станислав Аркадьевич (RU), Оникиенко Дмитрий Владимирович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Хабаровский государственный технический университет” (RU)
|
(54) СКРЕПЕР
(57) Реферат:
Изобретение относится к землеройно-транспортной технике, а именно к скреперам, и может быть использовано в строительстве и горной промышленности при выполнении земляных и вскрышных работ. Технический результат – повышение эффективности работы скрепера. Поставленная задача решается тем, что гидроцилиндры заднего гидромеханизма подъема-опускания закреплены шарнирно с одной стороны к проушинам на тяговой раме, а с другой – к проушинам ковша со стороны задней стенки. Промежуточная рама закреплена шарнирно с одной стороны к проушинам ковша, а с другой – к нижним плечам двух двуплечих рычагов, установленных шарнирно на задней оси. Между проушинами на тяговой раме и верхними плечами двуплечих рычагов размещены шарнирно два дополнительных гидроцилиндра. Кроме того, дополнительные гидроцилиндры и гидроцилиндры заднего гидромеханизма подъема-опускания ковша установлены с возможностью попеременного подключения к гидросистеме скрепера или гидросистеме гидроаккумуляторов, расположенных на скрепере, а диаметры отверстий для прохода гидравлической жидкости в трубопроводах и распределителях в сливной магистрали из штоковых полостей гидроцилиндров заднего гидромеханизма подъема-опускания ковша выполнены из условия падения задней части ковша при подключении к гидроаккумуляторам с ускорением, равным ускорению свободного падения. 5 ил.
Изобретение относится к землеройно-транспортной технике, а именно к скреперам, и может быть использовано в строительстве и в горной промышленности при выполнении земляных и вскрышных работ.
Известна конструкция скрепера, состоящая из тяговой рамы с упряжными тягами, ковша, переднего и заднего гидромеханизмов подъема-опускания ковша (Патент США №3100355 кл.37-126, опубл.1963). Независимая работа переднего и заднего гидромеханизмов подъема-опускания ковша позволяет выполнять резкое зарезание ножа в грунт при клиновой и гребенчатой технологическим схемам копания без столкновения днища с грунтом. Недостатки этой конструкции скрепера, во-первых, в том, что не реализуется одно из главных преимуществ заднего расположения гидромеханизма подъема-опускания ковша, которое заключается в возможности убрать упряжные тяги и за счет этого увеличить ширину ковша и удельную силу тяги при копании. Во-вторых, при такой конструкции возникает большой угол откренивания назад одноосных тягачей (до 20°) из-за опускания передней части ковша при работе переднего гидромеханизма подъема-опускания ковша за счет движения задних колес скрепера по отрываемой ковшом траншее и за счет опускания задней части ковша при работе заднего гидромеханизма подъема-опускания ковша. Значительный крен тягача назад ухудшает условия работы машиниста, уменьшает клиренс, ухудшаются условия работы двигателя и т.д.
В качестве наиболее близкого аналога принята конструкция скрепера, включающая базовый одноосный тягач, ковш, передний и задний гидромеханизмы подъема-опускания ковша, гидромеханизм подъема-опускания заслонки, заднюю стенку с гидромеханизмом ее передвижения, гидромеханизм поворота скрепера, промежуточную раму между ковшом и задней осью, тяговую раму, которая выполнена цельной с хоботом, с задней осью, поперечной балкой, буфером, двумя продольными балками, расположенными выше ковша и имеющими два подкоса со стороны буфера (патент России, №2188279, опубл.27.08.2002. Бюл. №24).
Данная конструкция скрепера позволяет:
– увеличить удельную силу тяги из-за возможности увеличения ширины ковша за счет отсутствия упряжных тяг ковша по боковым стенкам ковша;
– уменьшить потери “шапки” грунта при транспортировке, поскольку продольные балки тяговой рамы играют роль дополнительных бортов;
– улучшить условия труда машиниста и условия работы двигателя из-за значительного уменьшения угла откренивания назад базового тягача при копании.
Недостатком этой конструкции является то, что без дополнительных интенсификаторов загрузки увеличить наполняемость ковша только за счет постановки заднего гидромеханизма подъема-опускания возможно лишь незначительно. Следует также учесть, что существующие интенсификаторы загрузки, как правило, громоздки и занимают значительный полезный объем внутри ковша.
Техническая задача изобретения – повышение эффективности работы скреперов.
Указанная задача решается тем, что гидроцилиндры заднего гидромеханизма подъема-опускания закреплены шарнирно с одной стороны к проушинам на тяговой раме, а с другой – к проушинам ковша со стороны задней стенки; промежуточная рама закреплена шарнирно с одной стороны к проушинам ковша, а с другой – к нижним плечам двух двуплечих рычагов, установленных шарнирно на задней оси; между проушинами на тяговой раме и верхними плечами двуплечных рычагов размещены шарнирно два дополнительных гидроцилиндра. Кроме того, дополнительные гидроцилиндры и гидроцилиндры заднего гидромеханизма подъема-опускания ковша установлены с возможностью попеременного подключения к гидросистеме скрепера или к гидросистеме гидроаккумуляторов, расположенных на скрепере, а диаметры отверстий для прохода гидравлической жидкости в трубопроводах и распределителях в сливной магистрали из штоковых полостей гидроцилиндров заднего гидромеханизма подъема-опускания ковша выполнены из условия падения задней части ковша при подключении к гидроаккумуляторам с ускорением, равным ускорению свободного падения.
Отличия от ближайшего аналога заключаются в ряде существенных признаков:
– скрепер оборудован гидроаккумуляторами, периодически включаемыми в период зачерпывания грунта;
– гидроцилиндры заднего гидромеханизма подъема-опускания ковша закреплены шарнирно к проушинам тяговой рамы и ковша;
– установлены дополнительные гидроцилиндры между проушинами на тяговой раме и верхними плечами двуплечих рычагов, размещенных шарнирно на задней оси скрепера;
– промежуточная рама присоединена к нижним плечам двуплечих рычагов, а не к задней оси скрепера.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен скрепер сбоку в транспортном положении, на фиг.2 – скрепер в плане, на фиг.3 – вид сбоку на ковш (схема рабочих движений ковша при зарезании ножа ковша в грунт), на фиг.4 – вид сбоку на ковш (схема рабочих движений ковша в процессе копания), на фиг.5 – вид сбоку на ковш (схема рабочих движений ковша в процессе подбора призмы волочения).
Скрепер состоит из базового тягача 1, к которому через седловой шарнир 2 закреплена тяговая рама 3, образованная путем сварки из хобота 4, поперечной балки 5 с кронштейнами 6, двух продольных балок 7, двух подкосов 8, задней оси 9 и бампера 10. К поперечной балке 5 через кронштейны 6 шарнирно прикреплен передний гидромеханизм 11 подъема-опускания передней части ковша 12.
Рабочее оборудование скрепера содержит заслонку 13, гидромеханизм подъема-опускания заслонки 14, заднюю стенку 15 с гидромеханизмом ее перемещения 16. На ковше 12 с днищем 17 установлен нож 18, проушины 19. На задней оси 9 шарнирно размещены два двуплечих рычага 20 с верхними 21 и нижними 22 плечами. На тяговую раму 3 со стороны подкосов 8 приварены проушины 23. Между проушинами 23 на тяговой раме и проушинами 19 ковша установлен задний гидромеханизм подъема-опускания ковша 24, а между проушинами 23 на тяговой раме и верхними плечами 21 на двуплечих рычагах 20 установлены дополнительные гидроцилиндры 25. Промежуточная рама 26 размещена шарнирно между проушинами 19 и нижними плечами 22 двуплечих рычагов 20. На тяговой раме 3 размещены гидроаккумуляторы 27.
Скрепер работает следующим образом. При спуске в карьер или движении по отвалам, когда скрепер по условиям техники безопасности и низкого качества дорог не может реализовать всю мощность двигателя в скорость перемещения, производится зарядка гидроаккумуляторов 27.
В начальный момент копания при одновременном подъеме заслонки 13 с помощью гидромеханизма 14 и опускании передней части ковша 12 из положения I в положение II (фиг.3), за счет работы переднего гидромеханизма 11 подъема-опускания ковша нож 18 ковша 12 зарезается в грунт и начинает срезать стружку, которая поступает внутрь ковша. После прохода скрепером расстояния, при котором задние пневмоколеса опускаются в отрытую ковшом 12 траншею, включают от гидросистемы скрепера задний гидромеханизм 24 подъема-опускания ковша. Гидромеханизм 24, за счет поворота промежуточной рамы 26 относительно шарниров ее крепления к нижним плечам 22 двуплечих рычагов 20, опускает заднюю часть ковша до положения, при котором днище 17 ковша становится параллельным поверхности срезаемого грунта или на 2…3° с завалом вниз задней части ковша относительно передней (из положения II в положение III, фиг.3). При таком движении ковш 12 поворачивается относительно шарниров в проушинах штоков гидроцилиндров переднего гидромеханизма 11, находящихся в запертом положении. В запертом положении находятся также и дополнительные гидроцилиндры 25.
При опускании передней и задней частей ковша сопротивление заполнению ковша грунтом при копании меньше, чем при положении днища 17 с наклоном в сторону ножа 18.
Во второй стадии копания, когда ковш частично заполнен и дальнейшее продвижение грунта внутрь ковша затруднено, в работу включают задний гидромеханизм 24 подъема-опускания ковша, который периодически подключается к гидросистемам скрепера или гидроаккумуляторов 27 (электрогидравлическая схема управления работой заднего гидромеханизма не показана). В этой стадии задний гидромеханизм 24, подключаясь к гидросистеме скрепера, поднимает заднюю часть ковша в положение II (фиг.3), а затем, переключаясь на гидросистему гидроаккумуляторов 27, под давлением гидравлической жидкости из гидроаккумуляторов в бесштоковую полость гидроцилиндров заднего гидромеханизма, заставляет совершать каждый раз резкое (импульсное) падение ковша 12 вниз в положение III (фиг.3) с ускорением движения задней части ковша не менее ускорения свободного падения. Для обеспечения движения вниз задней части ковша с ускорением свободного падения диаметры отверстий для прохода гидравлической жидкости в трубопроводах и распределителях в сливной магистрали из штоковых полостей гидроцилиндров заднего гидромеханизма подъема-опускания ковша увеличены. При таких импульсных движениях ковша вниз при одновременном поступательном движении вперед грунт, заполнивший ковш, зависает над днищем, что способствует уменьшению сопротивления продвижению его в сторону задней стенки 15. Кроме того, при импульсных движениях ковша 12 вниз режущая кромка ножа 18 внедряется в массив грунта на большую глубину, что способствует увеличению толщины срезаемой стружки и пробивной способности стружки внутрь грунта, заполнившего ковш. В данном случае с помощью гидроаккумуляторов 27 достигается так называемая гребенчатая (клевками) схема работы скрепера при копании. Режущая кромка ножа 18, с учетом поступательного движения скрепера и последующего подъема ковша с помощью заднего гидромеханизма 24 подъема-опускания ковша, движется по сложной траектории “АВ” (фиг.3).
Заключительной стадией копания является подбор образовавшейся призмы волочения. Для этой цели ковш 12 переводится с помощью переднего гидромеханизма 11 подъема-опускания ковша в положение V (фиг.4), при котором нож 18 выглубляется из грунта и находится на уровне дневной поверхности массива. Далее включаются в работу дополнительные гидроцилиндры 25, которые попеременно подключаются к гидросистемам скрепера или гидроаккумуляторов 27. При подключении дополнительных гидроцилиндров 25 к гидроаккумуляторам 27 жидкость из них поступает в бесштоковые полости гидроцилиндров и импульс силового воздействия через штоки гидроцилиндров, двуплечие рычаги 20, промежуточную раму 26 передается на ковш 12, который из положения V переходит в положение VI (фиг.5). При таком движении ковша режущая кромка ножа 18 движется по траектории “CD”. Обратное движение ковша 12, более медленное, происходит за счет подключения штоковых полостей дополнительных гидроцилиндров 25 к гидросистеме скрепера. Обратное движение ковша наслаивается на поступательное движение скрепера. В связи с этим ковш 12 и его нож 18 продвигаются вперед медленно, а режущая кромка ножа опускается к дневной поверхности массива. Затем дополнительные гидроцилиндры снова подключаются к гидроаккумуляторам 27 и цикл повторяется. За несколько циклов импульсных движений ковша вперед производится подбор грунта в призме волочения в ковш и на этом процесс копания заканчивается. С помощью гидромеханизма подъема-опускания заслонки 14 ковш закрывается заслонкой 13, а затем с помощью переднего 11 и заднего 24 гидромеханизмов подъема-опускания переводится в транспортное положение I (фиг.3). Для избежания потери “шапки” грунта при транспортировке верхние кромки боковых стенок ковша подтягиваются вплотную к продольным балкам 7 тяговой рамы 3.
Разгрузка ковша проводится обычным путем с помощью задней стенки 15 под воздействием гидромеханизма 16.
Существенные признаки, отличающие скрепер от ближайшего аналога, позволяют получить следующий технический результат:
– отсутствие внутри ковша каких-либо интенсификаторов загрузки, занимающих его полезный объем и препятствующих, как правило, разгрузке грунта из ковша;
– возможность загружать более длинные ковши, чем у существующих скреперов, с высоким коэффициентом заполнения и, следовательно, повысить производительность скрепера;
– повысить заполняемость ковша скрепера также за счет полного подбора грунта в призме волочения;
– устранить отдачу значительной части мощности двигателя скрепера на привод интенсификатора загрузки и тем самым повысить эффективность работы скрепера в целом.
Формула изобретения
Скрепер, включающий базовый одноосный тягач, ковш с ножом, заслонкой, задней стенкой, гидромеханизмы переднего и заднего подъема – опускания ковша, подъема – опускания заслонки, разгрузки ковша, промежуточную раму между задней осью и ковшом, цельную тяговую раму с хоботом, поперечной балкой, задней осью, бампером, продольными балками, расположенными выше ковша и параллельными в транспортном положении боковым стенкам ковша и соприкасающимся с ними, отличающийся тем, что гидроцилиндры заднего гидромеханизма подъема – опускания ковша закреплены шарнирно с одной стороны к проушинам на тяговой раме, а с другой – к проушинам ковша со стороны задней стенки; промежуточная рама закреплена шарнирно с одной стороны к проушинам ковша, а с другой – к нижним плечам двух двуплечих рычагов, установленных шарнирно на задней оси; между проушинами на тяговой раме и верхними плечами двуплечих рычагов размещены шарнирно два дополнительных гидроцилиндра; дополнительные гидроцилиндры и гидроцилиндры заднего гидромеханизма подъема – опускания ковша установлены с возможностью попеременного подключения к гидросистеме скрепера или к гидросистеме гидроаккумуляторов, расположенных на скрепере, а диаметры отверстий для прохода гидравлической жидкости в трубопроводах и распределителях в сливной магистрали из штоковых полостей гидроцилиндров заднего гидромеханизма подъема – опускания ковша выполнены из условия падения задней части ковша при подключении к гидроаккумуляторам с ускорением, равным ускорению свободного падения.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 05.11.2006
Извещение опубликовано: 20.06.2008 БИ: 17/2008
|
|