Гидравлический привод вибрационных зубьев экскаваторного ковша

 

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ВИБРАЦИОННЫХ ЗУБЬЕВ ЭКСКАВАТОРНОГО КОВША , включаняций гидронасос с двигателем , цилиндр-вибровозбудитель, распределительно-регулирующую аппаратуру и трубопроводы, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, гидронасос выполнен в виде пульсатора , 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 соответствукнцую ему с противоположной стороны впадину с равными центральными углам11 в пределах 20-180 , при этом камеры поршней связаны с противоположными полостями (Л цилиндра-вибровозбудителя, который вьтолнен недифференциальным. сх о 4 Од Ю

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<„>SU„„1180462 (51)4 Е 02 F 9/22

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий фЪ - 3<у РОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3267632/29-03 (22) О1.04.81 (46) 23.09.85. Бюл. 9 35 (72) С.Б.Польский, P.Â.Ëåâèí .и И.К.Круглов (71) Самаркандский архитектурностроительный институт (53) 621.879.34(088.8) (56) Икуренко И.С. H др. Виброметод разработки мерзлых грунтов. М.:

Стройиздат, 1965, с. 183.

Патент Англии N - 1.328794, кл. Е 02 F 3/81, опублик. 1973. (54) (57) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ВИБРАЦИОННЫХ ЗУБЬЕВ ЭКСКАВАТОРНОГО КОВПА, включающий гидронасос с двигателем, цилиндр-вибровозбудитель, распределительно-регулирующую аппаратуру и трубопроводы, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, гидронасос выполнен в виде пульсатора, 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 пределах о

20-180, 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 грунт за период одного цикла их колебаний.

Для этого эксцентрик выполняется с выступами и с соответствующими им с противоположной стороны впадинами, причем центральные углы выступов и впадин выбираются так, чтобы обеспечить, с одной стороны, минимальное время врезания зубьев в грунт, а с другой — достаточно плавную работу механизма, без ударов между взаимо действующими элементами. Исходя из этого рекомендуется выбирать центральные углы впадин и выступов эксцентрика в пределах 20-180О °

Возможны варианты закона колебаний зубьев относительно ковша (фиг.3) с одинаковым периодом колебаний Т; ,I — синусоидальный Х=asin rdt

II — равномерный возвратно-поступательный Х =1 (1);

III — специальный закон с импульсным выдвижением зубьев Х =f (t), выбранный исходя из указанных требований, где X — перемещение зубьев относительно ковша; 1 — время; g — - амплитуда колебаний зубьев, Я вЂ” частота колебаний, 1 (4) и ((4) — функции, описывающие указанные законы колебаний.

Из графиков IV (фиг.4) движения ковша относительно грунта (равномерное движение со скоростью V ) и движения зубьев относительно грунта по различным законам I, II, III (фиг.3) видно, что при каждом колебании зу-, 1 1180462

Изобретение относится к технике механизированной разработки грунтов, а именно к гидравлическим приводам одноковшовых экскаваторов.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей экскаватора путем повышения максимально допустимой для разработки прочности грунта.

На фиг.1 изображена гидравличес- 10 кая схема привода, на фиг.2 — конструктивная схема гидронасоса, на фиг.3 — график перемещений зубьев, на фиг.4 — rpафик перемещений ковша и зубьев относительно грунта, на фиг.5 — пример определения времени врезания зубьев в грунт графическим способом.

Гидропривод состоит из двигателя 1, гидронасоса 2 пульсаторного типа, трубопроводов 3, цилиндра-вибровозбудителя 4 с поршнем 5 и штоком

6, который соединен с зубьями 7 ковша 8 посредством тяг 9. Для возмож-. ности осуществления подпитки трубо-, проводов в привод включены обратные клапаны 10. Для предохранения деталей и узлов привода от перегрузок к трубопроводам через обратные клапа.ны 11 подключен предохранительный клапан 12.

Гидронасос (фиг.2) содержит корпус 13, внутри которого установлен вал 14 с эксцентриком 15, имеющим выступы и соответствующие им с про тивоположной стороны впадины. С экс- 35 центриком постоянно контактируют под действием пружин 16 установленные в корпусе две группы диаметраль" но расположенных поршней 17 с камерами. Поршни каждой группы распола- 40 гаются .параллельно оси эксцентрика (на фиг.2 их проекции совпадают), и их количество выбирается в соответствии с требуемой производительностью насоса. Камеры поршней соединяются с соответствующими полостями цилиндра-вибровозбудителя посредством трубопроводов, 3. Форма профиля эксцентрика соответствует требуемому закону движения вибрационных 50 зубьев.

Гидропривод работает следующим образом.

Двигатель 1 приводит во вращение вал насоса 2 (фиг. 1). При этом порш- SS ни насоса, перемещаясь в радиальном.

-направлении, создают пульсации давления жидкости в трубопроводах 3, 1180462

Рt,, туг

3 бья врезаются в грунт на некоторую величину М, зависящую от скорости движения ковша 1 и периода колебаний зубьев 1" . Время врезания зависит как от величины Ьх, так и от формы закона колебаний, причем импульсный закон колебаний обеспечивает меньшее время 1врз по сравнению как с синусоидальным .4 s так и с равномерным законом движения 1 (фиг. 4) .

Сокращение времени врезания-позволяет уменьшить тяговую силу на ковше, потребную для копания, что вытекает из закона сохранения импульса

r сил. Действительно, если обозначить среднее значение тяговой силы, приложенной рукоятью экскаватора к ковшу, через „г, силу сопротивления грунта разрушению, действующую на зубья, — через .P, то по закону сохранения импульса сил за период колебаний (не рассматривая силы трения и т.п.) Отсюда следует, что потребная сила тяги уменьшается с уменьшением времени врезания

Вывод аналитической зависимости от параметров закона колебаний зубьев и других факторов затруднен, поэтому можно использовать графический способ нахождения 49 для кон1 кретно заданных условий. В качестве примера (фиг.5) показано нахождение 1з для условий

Ч =0,2 м/с; Т =0,03 с, А =0,006 м.

При этом линия V соответствует экс-.. центрику с углом выступа М, =20 о а линия VI — эксцентрику с углом о

10 N sbic =180

Для сравнения показана также линия VII, соответствующая равномерно. му закону движения виброзубьев, который осуществляется в известной

15 конструкции привода. Из построения находят 4 4=0,0015 с; 4 з =0,005c,"

s). =0,007 с.

Таким образом, законы колебаний обеспечивают снижение времени врезаZp ния 1 и, следовательно, потребной для копания тяговой силы в 4,5 и

1,4 раза соответственно.

Применение предлагаемого гидропривода позволяет снизить потребную для копания тяговую силу, за счет чего облегчается разработка прочных грунтов и расширяются эксплуатационные возможности экскаватора, так как при тех же конструктивных и силовых его характеристиках появляется возможность разрабатывать грунты большей прочности. Кроме того, предлагаемый привод конструктивно проще известных,что также повышает его технико-экономическую эффективность.

1180462

1180462

0,019

0,012

0008

ОМ6

0009

-0,004

Составитель С.Фомин

Редактор В.Петраш Техред Т.Фанта Корректор И.Муска

Заказ 5862/26 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4