Гидравлический привод вибрационных зубьев экскаваторного ковша

.8)и др. Виброметод грунтов. М,:183.9 1328794,ублик, 1.973. Ваай ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБРетений и ОтнРытий ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СЗ(54)(57) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ВИБРАЦИОННЫХ ЗУБЬЕВ ЭКСКАВАТОРНОГО КОВИА, включающий гидронасос с двигателем, цилиндр-вибровозбудитель, расЯО 1180462 пределительно-регулирующую аппаратуру и трубопроводы, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, гидронасос выполнен в виде пульса- тора, содержащего корпус с двумя группами диаметрально расположенных поршней с камерами и эксцентрики, каждый из которых соединен с валом двигателя с возможностью постоянного взаимодействия с поршнями и имеет выступ и соответствующую ему с противоположной стороны впадину с равными центральными угламь в пределахо20-180 , при этом камеры поршней свя заны с противоположными полостями цилиндра-вибровозбудителя, который выполнен недифференциальным.которые передаются в соответствующие полости цилиндра-вибровозбудителя 4, заставляя поршень 5 со штоком 6 и связанные с ним зубья 7 совершать колебательные движения.Ковш может быть выполнен со всеми подвижными зубьями или с группой подвижных зубьев. Принцип действия гидронасоса можно представить следующим образом (фиг.2). Вал 14 насоса вращает эксцентрик 15, а поршни 17 перемещаются в отверстиях корпуса 13, создавая пульсации давления в трубопроводах 3. Для обеспечения оптимальных условий процесса вибрационного копания закон колебаний зубьев ковша, а следовательно, и профиль эксцентрика насоса необходимо выбирать таким образом, чтобы по возможности уменьшить время врезания зубьев в грунтза период одного цикла их колебаний. Для этого эксцентрик выполняется свыступами и с соответствующими им спрОтивоположной стороны впадинами,причем центральные углы выступов ивпадин выбираются так, чтобы обеспечить, с одной стороны, минимальноевремя врезания зубьев в грунт, а сдругой - достаточно плавную работумеханизма, без ударов между взаимодействующими элементами. Исходя из этого рекомендуется выбирать центральные углы впадин и выступов эксцентрика в пределах 20-180 фВозможны варианты закона колебаний зубьев относительно ковша(фиг.З) с одинаковым периодом колебаний Т;, 1 - синусоидальный Мчздп ц 1;11 - равномерный возвратно-поступательный Х =;Ш - специальный закон с импульсным выдвижением зубьев Х =1 (1), выбранный исходя из указанных требований,где М - перемещение зубьев относительно ковша; 1 - время; а - амплитуда колебаний зубьев, Я - частотаколебаний, 1 Я) и 1 (1) - функции, описывающие указанные законыколебаний.Из графиков ТЧ (фиг.4) движенияковша относительно грунта (равномерное движение со скоростью М ) и движения зубьев относительно грунта поразличным законам 1, 11, 111 (фиг.З)видно, что при каждом колебании зу-,1 1180462Изобретение относится к техникемеханизированной разработки грунтов,а именно к гидравлическим приводамодноковшовых экскаваторов.Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей экскаватора путем повышения максимальнодопустимой для разработки прочности грунта.На фиг.1 изображена гидравлическая схема привода, на фиг.2 - конструктивная схема гидронасоса,нафиг.З - график перемещений зубьев",на фиг.4 - график перемещений ковшаи зубьев относительно грунта, на 1фиг.5 - пример определения времениврезания зубьев в грунт графическимспособом.Гидропривод состоит из двигателя 1, гидронасоса 2 пульсаторноготипа, трубопроводов 3, цилиндра-вибровозбудителя 4 с поршнем 5 и штоком6, который соединен с зубьями 7 ковша 8 посредством тяг 9, Для возмож-.ности осуществления подпитки трубо-,проводов в привод включены обратныеклапаны 10. Для предохранения деталей и узлов привода от перегрузок ктрубопроводам через обратные клапа.ны 11 подключен предохранительныйклапан 12.Гидронасос (фиг.2) содержит корпус 13, внутри которого установленвал 14 с эксцентриком 15, имеющимвыступы и соответствующие им с противоположной стороны впадины. С эксцентриком постоянно контактируютпод действием пружин 16 установленные в корпусе две группы диаметраль"но расположенных поршней 17 с камерами. Поршни каждой группы располагаются .параллельно оси эксцентрика(на фиг.2 их проекции совпадают),и их количество выбирается в соответствии с требуемой производительностью насоса. Камеры поршней сое- ф 5диняются с соответствующими полостями цилиндра-вибровозбудителя посредством трубопроводов, 3. Форма профиля эксцентрика соответствует требуемому закону движения вибрационных 50зубьев.Гидропривод работает следующимобразом.Двигатель 1 приводит во вращениевал насоса 2 (фиг. 1). При этом поршни насоса, перемещаясь в радиальномнаправлении, создают пульсации давления жидкости в трубопроводах 3,1180462 Р 1тюк 3бья врезаются в грунт на некоторую величину М , зависящую от скорости движения ковша 3 и периода колебаний зубьев Т . Время врезания зависит как от величины Ьх, так и от формы закона колебаний, причем импульсный закон колебаний обеспечивает меньшее время 1 врз по сравнению как с синусоидальным,вр, так и с равномерным законом движения т,в(фиг.4).Сокращение времени врезания позволяет уменьшить тяговую силу на ковше, потребную для копания, что вытекает из закона сохранения импульсаг сил, Действительно, если обозначить среднее значение тяговой силы, приложенной рукоятью экскаватора к ковшу, через Гтг , силу сопротивления грунта разрушению, действующую на зубья, - через .Р , то по закону сохранения импульса сил за период колебаний (не рассматривая силы трения и т,п.) Отсюда следует, что потребная силатяги уменьшается с уменьшением времени врезания Вывод аналитической зависимости от параметров закона колебаний зубьев и других факторов затруднен,поэтому можно использовать графичес.кий способ нахождения в для конкретно заданных условий.В качестве примера (фиг,5) показано нахождение 1 в для условийЧ =0,2 м/с; Т =0,03 с, А =0,006 м.При этом линия Ч соответствует экс-,.центрику с углом выступа Мв, =20оа линия Ч 1 - эксцентрику с угломо10 ввьст =180Для сравнения показана также линия 711, соответствующая равномерно.му закону движения виброзубьев, который осуществляется в известной 15 конструкции привода. Из построениянаходят гавр =0,0015 с; т,в =0,005 с,"1 в,=0,007 с.Таким образом, законы колебанийобеспечивают снижение времени вреза ниЯ 1 вр и, следовательно, потРебнойдля копания тяговой силы в 4,5 и1,4 раза соответственно.Применение предлагаемого гидропри.вода позволяет снизить потребную для 25 копания тяговую силу, за счет чегооблегчается разработка прочных грунтов и расширяются эксплуатационныевозможности экскаватора, так как притех же конструктивных и силовых егохарактеристиках появляется возможность разрабатывать грунты большейпрочности, Кроме того, предлагаемыйпривод конструктивно проще известных,что также повышает его технико-экономическую эффективность.1180462 0,019 О,О 1 г ОООВ Ойб 00 0,00 Составиель С.фомиетраш Техред Т.Фанта то ое аз го комитета СССРй и открытийаушская наб., д.4/5"Патент", г.ужгород,ектная, 4 62/26 Тираж 648 ВНИИПИ Государственнопо делам изобретени 13035, Москва, Ж, Р орректор И.Муска