Результат интеллектуальной деятельности: Ковш экскаватора

Изобретение относится к строительной и горнодобывающей отраслям, а именно к одноковшовым экскаваторам с оборудованием прямая лопата, погрузочным оборудованием, а также к одноковшовым фронтальным погрузчикам.

Известна конструкция ковша экскаватора, включающая соединенное с рукоятью днище, связанный с днищем посредством кронштейнов и шарниров козырек с боковыми стенками, дном и режущей кромкой, гидроцилиндры поворота козырька, шарнирно соединенные корпусами с днищем, а штоками с рычагами козырька (авторское свидетельство СССР №766048, кл. E02F 3/40, 1975).

Однако, такие ковши имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что при открытии козырька, когда требуется преодолевать наибольшие сопротивления, работают штоковые полости гидроцилиндров, которые обеспечивают усилие в 1,33…1,65 раз меньше, чем при работе поршневых полостей гидроцилиндров. Это обстоятельство ведет к увеличению массы гидроцилиндров и всего рабочего оборудования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является конструкция ковша, у которого днище, козырек, гидроцилиндры поворота козырька, закрепленные на днище штоками вверх, проушины штоков, соединенные шарнирно с ближайшими к днищу проушинами двуплечих рычагов, закрепленных шарнирно на осях, установленны жестко с помощью кронштейнов на днище, а удаленные от днища проушины двуплечих рычагов присоединены с помощью тяг шарнирно к проушинам на верхней кромке козырька ковша (патент №2613399RU, E02F 3/40. Опубл. 16.03.2017, Бюл. №8).

Данная конструкция позволяет уменьшить массу гидроцилиндров, поскольку подъем козырька осуществляется поршневыми полостями гидроцилиндров, а уменьшение массы гидроцилиндров дает возможность увеличить вместимость ковша и, следовательно, производительность.

Однако, несмотря на простоту конструкции, наличие приближенных к днищу плеч двуплечих рычагов увеличивает габариты всего гидромеханизма подъема-опускания козырька, препятствует осуществлению необходимого угла поворота всего ковша, а также требует расширения верхней кромки козырька с целью предотвращения поломки элементов гидромеханизма от падающих при копании кусков породы.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является уменьшение габаритов гидромеханизма подъема-опускания козырька в направлении перпендикулярном к задней стенке днища ковша с целью обеспечения необходимого угла поворота ковша относительно рукояти, повышения технологических возможностей процесса копания породы в забое посредством ковша, а также отсутствия необходимости расширения верхней кромки козырька с целью предотвращения поломки элементов гидромеханизма от падающих при копании крупнообломочных кусков породы.

Поставленная задача достигается тем, что одноплечие рычаги поворота козырька установлены на двух разных осях, расположенных параллельно задней стенке днища и перпендикулярно к ее продольной оси, и закрепленных в кронштейнах на днище, при этом к каждой ступице одноплечих рычагов, установленных на осях, жестко и соосно закреплены зубчатые колеса, находящиеся в зацеплении между собой, а одноплечие рычаги со стороны нижней кромки днища соединены шарнирно с проушинами штоков гидроцилиндров, а одноплечие рычаги со стороны верхней кромки козырька соединения с ее шарнирами. Кроме того, зубчатые колеса закрыты съемной крышкой, прикрепленной к днищу ковша и имеющей прорези для поворота одноплечих рычагов, при этом над прорезями устанавливаются гофрированные противопыльники.

Отличия от ближайшего аналога заключаются в ряде существенных признаков: передача усилия от штоков гидроцилиндров обеспечивается рычагами, закрепленными на разных осях в кронштейнах на днище; передача момента и усилия с одного одноплечего рычага на другой происходит посредством зубчатых колес, закрепленных жестко и соосно со ступицами рычагов; зубчатые колеса закрыты крышкой с прорезями для поворота рычагов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен ковш экскаватора, вид сбоку; на фиг. 2 - вид А на днище ковша фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В по осям крепления одноплечих рычагов и зубчатых колес на фиг. 2.

Ковш экскаватора содержит днище 1, соединенное шарнирно с рукоятью 2, проушины 3 для гидромеханизма 4 поворота ковша. В верхней части днища 1 с внешней стороны боковых стенок 5 козырька 6 установлены кронштейны 7, в которых размещены шарниры 8 поворота козырька 6 с верхней кромкой 9. К днищу 1 со стороны нижней кромки посредством кронштейнов 10 шарнирно закреплены гидроцилиндры 11 поворота козырька 6 со штоковой 12 и бесштоковой 13 полостями. К штокам 14 гидроцилиндров 11 шарнирно присоединены одноплечие напорные рычаги 15 со ступицами 16, установленные на осях 17, которые закреплены в кронштейнах 18. К ступицам 16 одноплечих напорных рычагов 15 жестко и соосно с помощью шпилек 19 закреплены ведущие зубчатые колеса 20. Одноплечие тяговые рычаги 21 установлены на осях 22, которые закреплены в кронштейнах 18 к ступицам 23 тяговых рычагов 21 соосно с помощью шпилек 19 закреплены ведомые зубчатые колеса 24. Ведущие зубчатые колеса 20 и ведомые колеса 24 находятся в зацеплении. К тяговым рычагам 21 шарнирно закреплены тяги 25, которые с других концов шарнирно закреплены к верхней кромке 9 козырька 6. Кронштейны 18 с ведущими колесами 20 и ведомыми колесами 24 закрыты съемной крышкой 26, которая с помощью винтов 27 закреплена к днищу 1 ковша. Крышка 26 имеет прорези 28 для поворота в них одноплечих напорных рычагов 15 и одноплечих тяговых рычагов 21. Прорези 28 прикрывают гофрированные противопыльники 29, закрепленные к крышке 28 и к одноплечим напорным рычагам 15 и одноплечим тяговым рычагам 21.

Ковш экскаватора работает следующим образом. Процесс копания и зачерпывания грунта не имеет отличий по сравнению с работой ковшей известных конструкций. Во время разгрузки ковша штоки 14 гидроцилиндров 11 выдвигаются и создают давление на одноплечие напорные рычаги 15 со ступицами 16, которые поворачиваются относительно оси 17. Закрепленные к ступицам 16 ведущие зубчатые колеса 20 начинают проворачиваться относительно оси 17, поскольку зубья ведущих зубчатых колес 20 находятся в зацеплении с зубьями ведомых колес 24 с обратной угловой скоростью по сравнению с угловой скоростью ведущих зубчатых колес. Вместе с ведомыми зубчатыми колесами 24 происходит поворот и тяговых одноплечих рычагов 21. Так как тяговые одноплечие рычаги 21 шарнирно связаны с тягами 25, то усилие с тяг 25 передается на верхнюю кромку 9 козырька 6 и в этом случае козырек 6 поворачивается относительно шарниров 8 вверх на выгрузку породы.

Закрытие козырька 6 происходит частично за счет его силы тяжести и втягивания штоков 14 в корпуса гидроцилиндров 11.

Для предотвращения попадания породы в ведомые и ведущие зубчатые колеса они закрыты крышками 26, а прорези 28 в крышках 26 для поворота одноплечих напорных рычагов 15 и одноплечих рычагов 21 закрыты гофрированными противопыльниками 29.

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

уменьшение габаритов механизма раскрытия ковша в направлении перпендикулярном к плоскости днища;

расширение технологических возможностей работы экскаватора и, следовательно производительности, за счет большего угла поворота ковша в процессе копания породы;

расширение технологических возможностей работы экскаватора и следовательно производительности, за счет большего угла поворота ковша в процессе копания породы;

уменьшение ширины и массы верхней кромки козырька, предназначенной также для предотвращения поломки механизма раскрытия ковша при копании.