Результат интеллектуальной деятельности: КОВШ ЭКСКАВАТОРА

Изобретение относится к горнодобывающей и строительной промышленности, в частности к рабочим органам экскаваторов с оборудованием - прямая лопата и фронтальных погрузчиков.

Известна конструкция ковша экскаватора, включающая соединенные с рукоятью днище, связанный с днищем посредством кронштейнов и шарниров козырек с боковыми стенками, дном и режущей кромкой и гидроцилиндры поворота козырька, шарнирно соединенные одними концами с днищем, а другими - с боковыми стенками козырька посредством жестко прикрепленных к последним рычагов (авторское свидетельство СССР №746048, кл. E02F 3/40, 1975). Данная конструкция ковша позволяет значительно уменьшить время разгрузки грунта, продолжительность рабочего цикла машины и тем самым повысить производительность и эффективность работы.

Однако раскрывающиеся ковши такой конструкции имеют существенный недостаток - сопротивление открыванию козырька значительно по величине и требует установки на ковше больших по массе и габаритам гидроцилиндров.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является конструкция ковша, включающая днище, козырек, гидроцилиндры поворота козырька, ролики, установленные на концах штоков гидроцилиндров и размещенные в направляющих днища, шарниры крепления козырька к днищу, выполненные в виде эксцентриков, эксцентриситет которых в исходном положении козырька направлен в сторону днища (авторское свидетельство СССР №1456512, кл. E02F 3/40. Опубл. 07.02.89. Бюл. №5). Эта конструкция позволяет значительно уменьшить энергоемкость процесса выгрузки за счет снижения сопротивлений открыванию козырька и массы гидроцилиндров; увеличить полезную вместимость ковша и производительность машины.

Однако наиболее энергоемкое движение козырька на подъем осуществляется давлением жидкости в штоковой полости гидроцилиндра. В этом случае усилие на штоке в 1,33-1,65 меньше, чем в поршневой полости гидроцилиндра. Это обстоятельство ведет к увеличению массы гидроцилиндров. Кроме того, эксцентриковые механизмы размещены внутри ковша, что приводит к уменьшению его вместимости, а следовательно, производительности.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является уменьшение массы гидроцилиндров открывания козырька при разгрузке грунта, а также увеличение вместимости ковша и, следовательно, производительности.

Поставленная задача достигается тем, что корпусы гидроцилиндров поворота козырька закреплены со стороны верхней кромки днища ковша, а проушины их штоков, опущенные вниз, соединены шарнирно поперечной штангой с проушинами тяг, верхние концы которых присоединены шарнирно к кронштейнам, закрепленным жестко к боковым стенкам козырька и с возможностью их перемещения в вертикальных прорезях в днище ковша; на каждой из тяг шарнирно закреплено не менее двух роликов в пределах перемещения в направляющих, закрепленных с тыльной стороны к днищу ковша.

Кроме того, эксцентрики поворота козырька расположены с внешних сторон боковых стенок козырька и имеют кожухи, закрепленные к козырьку.

Отличия от ближайшего аналога заключаются в ряде существенных признаков:

- корпусы гидроцилиндров поворота козырька закреплены со стороны верхней кромки днища ковша, а штоки направлены вниз;

- проушины штоков гидроцилиндров соединены не прямо к верхнему шарниру кронштейнов крепления козырька к тягам, а посредством поперечной штанги;

- эксцентрики поворота ковша вынесены из полости ковша и располагаются с внешних боковых стенок козырька.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен ковш экскаватора, вид сбоку; на фиг. 2 - вид A на днище ковша фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В по тяге с роликами на фиг. 2.

Ковш экскаватора содержит днище 1, соединенное шарнирно с рукоятью 2, проушины 3 для крепления гидромеханизма 4 поворота ковша. В верхней части днища 1 с внешней стороны боковых стенок 5 козырька 6 выполнены кронштейны 7, с которыми соединены центральные оси 8 эксцентриков 9, выполненных в виде шатунов, периферийные оси 10 которых соединены с козырьком 6, при этом эксцентриситет направлен в сторону днища 1 при исходном положении козырька 6. К днищу 1 со стороны верхней кромки 11 шарнирно прикреплены корпусы гидроцилиндров 12 поворота козырька 6 со штоковой 13 и бесштоковой 14 полостями, а также параллельно корпусам гидроцилиндров 12 жестко направляющие 15. К штокам 16 гидроцилиндров 12 посредством проушин 17 шарнирно присоединена поперечная штанга 18, которая также шарнирно присоединена к нижним проушинам 19 тяг 20, находящимся вместе с двумя роликами 21 в направляющих 15. Верхние части тяг 20 с помощью осей 22 присоединены к рычагам 23, которые в свою очередь жестко присоединены к боковым стенкам 5 козырька 6. В днище 1 в зоне направляющих 15 выполнены прорези 24 параллельно корпусам 12 гидроцилиндров для прохождения рычагов 23. Эксцентрики 9 закрыты от поломок кожухами 25, жестко закрепленными к боковым стенкам 5 козырька 6.

Ковш экскаватора работает следующим образом. Процесс копания и зачерпывания грунта не имеет отличий по сравнению с работой ковшей известных конструкций. Нагрузки, действующие на зубья и режущую кромку козырька 6 во время копания, воспринимаются днищем 1 ковша. Во время разгрузки ковша штоки 16 гидроцилиндров 12 выдвигаются из корпусов, при этом работают бесштоковые полости 14, в которых создается давление на поршни и штоки, значительно большее, чем в штоковых. Штоки 16 передают усилие на поперечную штангу 18, а с нее на тяги 20 и рычаги 23, которые вызывают открывание козырька 6. Под воздействием усилия со стороны тяг 20 рычаги 23, которые перемещаются в прорезях 24, заставляют эксцентрик 9 поворачиваться относительно центральных осей 8, соединенных с днищем ковша. 1. Вместе с эксцентриками 9 поворачиваются и переферийные оси 10 относительно осей 8. В связи с эксцентрическим закреплением козырька 6 с помощью эксцентриков 9 и осей 10 относительно осей 8 при выдвижении штоков 16 гидроцилиндров 12 козырек 6 не только поворачивается относительно осей 8, но и опускается вниз и отходит от днища 1 ковша. В результате этого дно, режущая кромка, зубодержатели и рыхлительные зубья козырька 6 при определенной скорости движения штоков гидроцилиндров 12 выдергиваются из-под грунта, заполнившего область козырька 6, и при этом исчезает трение между дном козырька 6 и грунтом. Не требуется в начальный момент открытия ковша поднимать грунт, находящийся над дном козырька 6, исчезает сдвиг «шапки» грунта в сторону днища 1 режущей кромкой и рыхлительными зубьями козырька 6.

Закрытие порожнего ковша происходит при втягивании штоков гидроцилиндров 12 поворота козырька 6. Наличие направляющих 15 на днище 1 для роликов 21 отнимает у механизма поворота козырька и тяг 20 лишние степени свободы и позволяет строго ориентировать движение козырька 6 и тяг 20 при открывании и закрывании ковша. Размещение эксцентриков 9 и кожухов 25 вне полости ковша не влияет на процесс копания грунтов, поскольку эти элементы находятся в верхней части козырька.

Существенные признаки, отличающие ковш экскаватора от ближайшего аналога, позволяют получить следующий технический результат:

- уменьшение массы и габаритов гидроцилиндров открывания ковша и массы ковша в целом;

- снижение затрат на изготовление гидроцилиндров раскрытия ковша;

- уменьшение энергозатрат на процесс раскрытия ковша;

- с уменьшением массы и габаритов гидроцилиндров поворота козырька, а также вынос эксцентриков за боковые стенки появляется возможность повысить полезную вместимость ковша, а следовательно, и производительность.