“ковш экскаватора с оборудованием “прямая лопата”

(51)5 Е 02 Г 3/40 ЛАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕОМСТВО СССРПАТЕНТ СССР ГО ГО(21 (22 (46 (71 ди им. (72 (73 ДИ им. (56 кав во тя е 4839714/03 14,05,9030,01,93. Бюл, М 4Воронежское производственное объеение по выпуску тяжелых экскаваторовКоминтернаВ, К, ЗабазновВоронежское производственное объеение по выпуску тяжелых экскаваторовКоминтернаЧертеж ЭО.33,01.000-2 ковша экстора ЭО-1; Воронежское произственное объединение по выпуску лых экскаваторов им, Коминтерна,КОВШ ЭКСКАВАТОРА С ГИДРОПРИ ОМ,Использование: изобретение относитсхнике разработки грунтов, в частности.Ж 17924 Т 1 АЗ конструкции ковшевых рабочих органов экскаватора с оборудованием прямая лопата и гидроприводом, Сущность изобретения; ковш включает заднюю стенку с проушинами для соединения осью с рукоятью, а также проушинами для соединения осью с гидроцилиндрами поворота ковша и проушинами для соединения осями с козырьком, Козырек выполнен в виде прямоугольного желоба, Днище желоба спереди оснащено зубьями, каждый из которых выполнен с режущей кромкой и передней и задней гранями. Боковины козырька имеют проушины для соединения осями с задней стенкой. Ось соединения ковша с рукоятью расположена в плоскости, проходящей ка- а сательно к режущим кромками зубьев и под углом а 6045 к плоскости, проходящей через передние грани зубьев. 1 ил.10 15 20 25 30 Р = Рр + Рт + Рпр,40 45 50 55 Изобретение относится к технике разработки грунтов, в частности к конструкцииковшевых рабочих органов экскаваторас оборудованием "прямая лопата" с гидроприводом.Известен ковш оборудования "прямаялопата" экскаватора с гидроприводом, состоящий из задней стенки с проушинамидля шарнирного соединения осями с рукоятью и с гидроцИлиндрэми поворота ковшаотносительно рукояти, козырька, шарнирно. закрепленного спереди задней стенки, идвух гидроцилиндров поворота козырька,каждый из которых осями шарнирно соединен одной проушиной с задней стенкой, авторой - с боковиной козырька, Козыреквыполнен в виде прямоугольного желоба,днище которого спереди оснащено зубьями.Ковш описанной конструкции широкоприменяются на экскаваторах, выпускаемых зарубежными фирмами, Аналогичнойконструкции ковш применен также на отечественном экскаваторе,Существенным недостатком ковшейописанной конструкции является невозможность осуществления эффективного, т.е, с наименьшей энергоемкостыс, койаниягрунта путем поворот ковша вокруг шарнира крепления его к рукояти из-за слишкомбольшого угла резания, определяемого каксумма заднего угла резания и угла заострения зуба,Теорией резания грунтов сопротивление копанию грунта ковшовым рабочим органом определяется по формуле; где Рр - сопротивление резанию,Р - сопротивление трению от перемещения рабочего органа по грунту,Рпр - сопротивление перемещению призмы волочения и наполнению ковша.Установлено, что. сопротивление резанию имеет преобладающую величину для всех грунтов и достигает 83, сопротивления копанию,Анализ зависимости удельной силы резания от угла резания показывает, что для всех грунтов указанная зависимость имеет характер функции областью минимума и что эта область минимума соответствует разным значениям углов резания в зависимости от типа и состояния грунга.С учетом того, что состояние грунта зависит от атмосферных условий, а состав грунта может меняться даже нэ расстоянии нескольких метров как на глубине, так и вдоль забоя, строго дифференцировать область минимума удельной силы резания от угла резания для всего многообразия встречающихся в природе грунтов практически невозможно, В то же время исследованиями установлено, что для большинства грунтов при углах резания, меньших 30 и больших 50 О, происходит значительное увеличение удельной силы резания в первом случае за счет возникающего трения задней грани зубьев ковша о грунт, а во втором - за счет увеличения лобового сопротивления грунтов зубьями ковша. По этому угол резания зубьев ковшей одноковшовых экскаваторов в диапазоне 30 - 37 рекомендуется как оптимальный, а задний угол резания при этом рекомендуется в пределах 5 - 10. Из указанного следует, что угол заострения зубьев, определяемый как разность значений угла резания и заднего угла резания,должен иметь величину 20 - 32. на прэктике угол заострения зубьев ковшей экскаваторов по условиям прочности и износостойкости обычно принимают в пределах 25 - 35 в зависимости от типа раэрабатьваемых грунтов и материала, из которого изготовлены зубья. Учитывая это и принимая во внимание приведенные рекомендации значений заднего угла резания, получаем, что практически оптимальные значения угла резания должны находиться в пределах 30 - 45,В рассмотренной выше известной конструкции ковша угол резания близок к 90,а у ковша отечественного экскаватора онявляется даже тупым, При копании грунтов с такими углами резания зубья ковша грунт фактически не режут, а скребут, снимают и т, и. При этом, не имея возможности свободного прохождения в ковш; грунт накапливается в. зоне зубьев, еще более препятствуя прохождению новых порций грунта в ковш. Процесс копания грунта в этом случае идет с неоправданно большими затратами. Поэтому в эксплуатации машинисты, работающие на оснащенных такими ковшами экскаваторах, копание грунтов производят не поворотом ковша вокруг шарнира его крепления к рукояти, а поворотом рукояти вокруг шарнира крепления рукояти к стреле. Это является существенным недостатком, т, к. во-первых угол резания в этом случае машинист в каждом цикле устанавливает "на глаз", исходя из своего опыта, а во-вторых, в значительной мере ограничиваются технологические возможности и область применения экскаваторов,оснащенных такими ковшами. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и снижение энергоемкости копания поворотом ковша,5 10 15 20 25 30 ос ро ст те по дн ми кр со в жу кп гр ре по ни от ко зн от от ни уш а Зс уш ко пр сп ко ре зы со ст 8 за ко ни ск ре 35 40 45 50 дн то кр оп зн е, че 55 ко во ле Указанная цель достигается тем, чтоэкскаватора с оборудованием "прямаята" и гидроприводом, включающий заю стенку с проушинами для соединениями с рукоятью и гидроцилиндрами повоа ковша, шарнирно связанный с заднейнкой и с возможностью поворота относиьно нее гидроцилиндрами козырек, выненный в виде прямоугольного желоба,ще которого спереди оснащено зубьякаждый из которых выполнен с режущеймкой и передней и задней гранями, осьдинения ковша с рукоятью расположеналоскости, проходящей касательно к реим кромкам зубьев и под углом 60 - 45оскости, проходящей через их передниени, Анализ известных технологическихений (аналогов) в исследуемой областиволяет сделать вывод об отсутствии впризнаков, сходных с существеннымиичительными признаками в заявляемомше экскаватора с гидроприводом, и прить заявляемое техническое решение соетствующим критерию "существенныеичия",На чертеже изображен ковш оборудова"прямая лопата" с гидроприводом.Ковш включаетзаднюю стенку 1 с пронами для соединения осью 2 с рукоятью,акже проушинами для соединения осьюгидроцилиндрами поворота ковша и пронами для соединения осями 4 с козырь 5. Козырек 5 выполнен в видемоугольного желоба, днище которогореди оснащено зубьями б, каждый изорых выполнен с режущей кромкой и пеней и задней гранями. Боковины корька 5 снабжены проушинами длядинения с помощью осей 4 с заднейн кой 1. Каждый из двух гидроцилиндроварнирно соединен одной проушиной сней стенкой 9, а второй - с боковинойырька 5 осью 7, При этом ось 2 соединековша с рукоятью расположена в плости 1 - 1, проходящей касательно кущим кромкам зубьев и под углом а= 605 к плоскости, проходящей через перев грани зубьев б, При копании повором ковша относительно оси 2 егопления и рукояти значения угла резания,еделяемые как разность между 90 ичениями угла а, составляют 3045 О, т,аходятся в диапазоне оптимальных знаий.Ковш работает следующим образом,Перед копанием ковш закрывают, т, е,ырек 5 с помощью гидроцилиндров 8 поачивая вокруг осей 4, опускают до приания к задней стенке 1, Движениями стрелы и рукояти ковш подводят к забою и упирают режущими кромками зубьев 6 в грунт. Затем гидроцилиндрами 8 осуществляют поворот ковша вокруг оси 2 крепления к рукояти, При этом стрела и рукоять неподвижны, Ковш внедряется в грунт, который поступает внутрь. После наполнения ковш с грунтом перемещают из забоя к месту выгрузки при помощи стрелы и рукояти, Выгрузка грунта из ковша осуществляется путем его раскрытия, т. е, поворота (подьема) козырька 5 вокруг осей 4 относительно задней стенки 1 с помощью гидроцилиндров. При этом грунт высыпается в образующееся пространство между задней стенкой 1 и козырьком 5. После выгрузки грунта козырек 5 опускают гидроцилиндрами 8 до прилегания к задней стенке 1, и цикл повторяется,Экскаватор, оснащенный оборудованием "прямая лопата" с предлагаемым ковшом, по сравнению с таким же оборудованием, оснащенным известным ковшом, имеет следующие преимущества: позволяет производить копание поворотом ковша с оптимальным углом резания, соответствующим наименьшей энергоемкости, расширяются технологические возможности экскаватора за счет возможности производить разработку карьеров наиболее экономичными способами, например уступами снизу, уступами сверху и дрпроизводить селективную выборку из забоя конкреций, например полезных ископаемых; осуществлять копание в естественных условиях, например вблизи существующих объектов; осуществлять эффективно ког ние ниже уровня стоянки экскаватора. Формула изобретения Ковш экскаватора с оборудованием"прямая лопата", включающий заднююстенку с проушинами для соединения осями с рукоятью и гидроцилиндрами поворота ковша, шарнирно связанный с задней стенкой и с возможностью поворота относительно нее гидроцилиндрами козырек, выполненный в виде прямоугольного желоба. днище которого спереди оснащено зубьями, каждый иэ которых выполнен с режущей кромкой и передней и задней гранями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей и снижения энергоемкости копания поворотом ковша, ось соединения ковша с рукоятью расположена в плоскости, проходящей касательно к режущим кромкам зубьев и под углом 60 - 45 к плоскости,проходящей через их передние грани.