Рабочее оборудование роторного экскаватора

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистическихРЕСПУБЛИК 3/1 1)5 Е ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изоБ етениям и ОтбытиямПРИ ГКНТ СССР(54) РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ РОТОРНОГЭКСКАВАТОРА 8016098(5) Изобретение относится к землеройному машиностроению а именно к приводам роторных экскаваторов. Цель- повышение надежности работы за счет снижения динамических усилий в металлоконструкциях, Роторный экскаватор включает стрелу 1 с подвеской 2, ротор 3 с приводом и редуктором (Р) 5. Между хвостовиком 9 Р 5 и стрелой размещены верхняя и нижняя группы пружин 7, В, Корпуса верхнего и нижгидроцилиндров (ГЦ) 12, 13 шаро соединены со стрелой, а шток 14 ГЦ 12 шарнирно связан с хвостовиком 9 Р 5, В магистраль 16, соединяю1 б 09879 щую штоковую и поршневую полости ГЦ 12,встроено гидравлическое сопротивление 15, Подвижно посаженная на шток17 верхнего ГЦ 2 направляющая втулк (НВ) 18 шарнирно связана. с хвостов ком 9 Р 5. С возможностью взаимод йствия с НВ 18 на штоке 17 Гц 12р змещен упор 19, между которым и кори сом ГЦ 12 установлена возвратная 10п ужина 20. Верхний и нижний ГЦ 12,1 имеют обратные клапаны 24, 22,с единяющие их штоковые и поршневые Изобретение относится к землеройн му машиностроению, а именно к прив дам роторных экскаваторов.Целью изобретения является повыше н е надежности работы за счет снижен я динамических усилий в металлоконс рукциях.На фиг,1 представлена блок-схема25 предлагаемого устройства в положении, соответствующем номинальному режиму работы экскаватора на йиг. 2 - графики изменения усилия в опоре хвостоника редуктора.Роторный экскаватор содержит стре гну 1 с подвеской 2, ротор 3 с приводом 4 и редуктором 5, установленным на валу б ротора, верхнюю 7 и нижнюю ч группы, прркин, размещенные между востовиком 9 редуктора и стрелой,Винтовой регулятор 10 с ползуном 11 установлен между стрелой и верхней 1"руппой пружин. Корпуса верхнего 12 и нижнего 13 гидроцилиндров, шарнирно соединены со стрелой, а шток 14 40 нижнего гидроцилиндра шарнирно связан с хвостовиком редуктора. Регулируемое гидравлическое сопротивление 15 встроено в трубопровод 1 б, соединяющий между собой штоковую и поршневую 45 полости нижнего гидроцилиндра. Подвижно посаженная на шток 17 верхнего гидроцилиндра направляющая втулка 18 шарнирно связана с хвостовиком редуктора. Упор 19 размещен на штоке верх него гидроцилиндра с возможностью взаимодействия с направляющей втулкой. Между штоком верхнего гидроцилиндра и его корпусом установлена возвратная пружина 20. Обратный клапан 21 включен последовательно с регулируемым гидравлическим сопротивлением. Другой обратный клапан 22, соединяющий между собой поршневую и полости. Поршневая полость верхнегоГЦ 12 соединена с его штоковой полостью через предохранительный клапан 23, Группы пружин 7 8 в сочетании с ГЦ 12, 13 образуют опору хвостовика 9 Р 5, Уменьшение жесткостиопоры Р 5 приводит к тому, что процесс стопорения ротора растягиваетсяво времени и динамические усилия вметаллоконструкциях экскаватора уменьшаются. 1 з.п.й-лы, 2 ил,штоковую полости нижнего гидроцилиндра, подключен к указанным полостям в направлении, противоположном обратному клапану 21, Поршневая полость верхнего гидроцилиндра соединена с его штоковой полостью через предохранительный клапан 23, Обратный клапан 24 установлен таким образом, чтобы обеспечить свободный проток жидкости из штоковой полости верхнего гидроцилиндра в поршневую его полость. Поршневые полости каждого из гидро- цилиндров подключены к одному из гидроаккумуляторов 25 и 26, Группы 7,8 пружин в сочетании с гндроцилиндрами 12 и 13 образуют опору хвостовика редуктора.При отсутствии окруного усилия Г на ковшах ротора 3 нижняя группа Кпружин нагружена частью силы Р тяжести редуктора 5 с приводом 4, а также усилием предварительного сжатия, создаваемого верхней группой 7 пружин при помощи винтового регулятора 10 с ползуном 11.При работе экскаватора в номинальном режиме в забое с неоднородными орочностными свойствами изменение окружного усилия Рк на роторе сопровождается перемещением 7 хвостовика 9 редуктора и соответствуюшим изменением реакции Р в опоре хвостовика 9 по отношению к их номинальным значениям У, и Роц. В номинальном и близком к нему режимах работы экскаватора жесткость опоры хвостовика 9 редуктора определяется суммой жесткостей верхней 7 и нижней 8 групп пружин (участок ВВ грайика на йиг. 2). что способствует устойчивости процесса копания 1 отсутствию автоколебаний рабочегс органа из-за чрезмерной податливости конструкции)5 16098 и обеспечивает необходимую степень снижения динамических усилий в металлоконструкциях экскаватора - стреле, подвеске и т,п. - при резких изменениях нагрузки Р на роторе 3. Гашение колебаний хвостовика 9, возникающих при близости частоты изменения окружного усилия Р собственной частоте колебаний металлоконструкций экскаватора, обеспечивается за счет рассеивания энергии в регулируемом гидравлическом сопротивлении 15 в те периоды времени, когда хвостовик 9 движется вниз. Клапан 22 при этом закрыт, и жидкость через клапан 21 и регулируемом гидрав 3 лическое сопротивление 15 поступает из поршневой полости гидроцилиндра 13 в штоковую. Когда хвостовик 9 движется вверх, клапан 21 закрыт, и жид кость через клапан 22 свободно перетекает из одной .полости гидроцилиндра 13 в другую, вследствие чего этот гидроцилиндр не оказывает сопротивление указанному движению хвостовика. 25Данная особенность предложенного устройства позволяет снизить реакцию в опоре хвостовика 9, а следовательно, уменьшить по сравнению с известным устройством динамические усилия, передающиеся от ротора на металлоконструкции при импульсном изменении нагрузки на рабочем органе, Объясняется это тем, что, когда под действием окружного усилия Р хвостовик 9 движется вверх, то на него действуют лишь упругие силы от пружин, а сила вязкого сопротивления со стороны гидро- цилиндра 13 отсутствует, В то же время в номинальном режиме работы экска 40 ватора зазормежду направляющей втулкой 18 и упором 19 не выбран, вследствие чего втулка 18 свободно перемещается вдоль оси штока 17 и гидроцилиндр 1.2 также не оказывает сопротивление движению хвостовика 9. Поскольку величина силы вязкого сопротивления гидроцилиндра пропорциональна скорости движения его штока и при резких импульсных воздействиях на ротор 3 эта величина в извест,ном устройстве велика по сравнению с упругими силами пружин, то отсутствие силы вязкого сопротивлениясо стороны гидроцилиндров 12, 13 в течение полупериода колебаний позволя ет снизить первый после приложения импульса пик динамических усилий в металлоконструкциях. Гидравлическое сопротивление 15 отрегулировано та 796ким образом, чтобы в течение второго полупериода колебаний получить заданную степень снижения их амплитуд,При возникновении перегрузки на роторе, например при стопорении рабочего органа, окружная сила Р на роторе возрастает, и хвостовик 9 перемещается вверх, дополнительно сжимая верхнюю группу 7 пружин и одновременно уменьшая сжатие нижней группы 8 пружин, Величина усилия предварительного сжатия группы 7 пружин выбрана таким образом, что когда нагрузка на рабочий орган возрастает в К раз, где К - заданный коэАфициент перегрузки, происходит отрыв хвостовика 9 от нижней группы 8 пружин. В результате эти пружины выключаются из работы, и суммарная жесткость пружин уменьшается. Для указанного режима зависимость между перемещением у хвостовика 9 и реакцией Г в опоре представлена на Аиг. 2 участком ВЭ.уменьшение жесткости опоры редуктора приводит к тому, что процесс стопорения ротора растягивается во времени, и динамические усилия в металлоконструкциях экскаватора уменьшаются. За счет деАормации упругих элементов в течение первого полупериода колебаний происходит поглощение основной(ь 807) части кинетической энергии движущихся масс. Остальная часть энергии, соответствующая площади ЭЕРМ граАика на Аиг, 2, поглощается гидроцилиндром 12. При выборе зазоранаправляющая втулка 18 доходит до упора 19 и заставляет шток 17 гидро- цилиндра 12 перемещаться вверх, в результате чего жидкость перетекает из поршневой полости гидроцилиндра 12 в штоковую через предохранительный клапан 23, что обеспечивает постоянство демпАирующего усилия со стороны гидроцилиндра 12 (участок ЕР характеристики на Аиг. 2). Гидроаккумулятор 25 компенсирует разность объемов поршневой и штоковой полостей гидро- цилиндра 12.По окончании перегрузки на роторе хвостовик 9 под действием силы Р веР са и усилия сжатия группы 7 пружин опускается, и возвратная пружина 20 спускает шток 17 в исходное положение до упора в крышку гидроцилиндра. При этом жидкость перетекает из штоковой полости гидроцилиндра 12 в поршневую через обратный клапан 24. Возвратная пружина 20 преодолевает в осЗаказ 3709 Тираж 544 ПодписноеВНКП 1 И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5 ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина навном трение в уплотнениях. Поэтому еб жесткость на один-два порядка нижв жесткости пружин групп 7, 8 и можт не учитываться в расчете,На Лиг. 2 площадь треугольника5 А С соответствует потенциальной энерг дейормации упругих элементов опор хвостовика - редуктора известного устройства, а площадь многоугольника АВЕРН - потенциальной энергии, поглощаемой в предложенном устройстве.К к показывает сравнение, при равенс ве поглощаемой энергии максимальное з ачение У усилия в опоре редуктора в предлбженном устройстве ниже максим ьного значения Р усилия в известн м устРойстве. Следовательно, динамич ские усилия, передающиеся через о ору на стрелу, ее подвеску и другие м таллоконструкции экскаватора в предл женном устройстве. ниже, чем в изв стном Формула изобретения 25 1, Рабочее оборудование роторного экскаватора включающее установленн 1 й на стреле с подвеской ротор с приводом, именшщм редуктор с хвостовнком связанным со стрелой верхними и нижними группами пружин и верхнимР и нижним гидроцилиндрами, корпуса которых шарнирно связаны с хвостовиком редуктора, и регулируемое гидравлическое сопротивление, встроенное в магистраль, соединяющую между собой штоковую и поршневую полости нижнегс гидроцилиндра, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет снижения динамических усилий в металлоконструкциях, шток верхнего гидроцилиндра снабжен направляющей подвижной втулкой, шарнирно связанной с хвостовиком редуктора, закрепленным на штоке упором, установленным с возможностью взаимодействия с направляющей втулкой, возвратной пружиной, размещенной между упором верхнего гидроцилиндра и его корпусом, при этом верхний и нижний гидроцилиндры снабжены обратными клапанами, соединяющими их штоковые и поршневые полости, а верхний гидроцилиндр снабжен предохранительным клапаном, размещенным между поршневой и штоковой его полостями.2, Рабочее оборудование по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено винтовым регулятором с ползуном, установленным между стрелой и верхней группой пружин.