Рабочий орган роторного экскаватора

 

Изобретение относится к землеройной технике и расширяет технологические возможности рабочего органа за счет разработки грунтов различной твердости. Каяздый ковш (черпак) 4 имеет позади поперечной режущей кромки 5 и боковых режущих кромок несколько качающихся сопл (С) 6. Размещены С 6с возможностью создания вертикальных и горизонтальных линий резания и созданий опережающего резания . Ковши 4 имеют также С, неподвижно установленные на наружных боковых и задних стенках. Расположенные на боковых стенках С установлены с возможностью испускания струи в диапазоне угла поворота стрелы рабочего органа 0-45 . Неподвижные С, установленные на задних сторонах ковшей 4, размещены с возможностью испускания струи в диапазоне угла поворота стрелы рабочего органа 40-80°. Подвижные и неподвижные С связаны между собой общим кольцевым трубопроводом 17 и имеют электроуправляемые автономные клапаны. Последние объединены в один блок 19. Механизм подачи рабочего агента, в качестве которого используется жидкость, имеет вращаклцийся ввод для жидкости под высоким давлением, размещенный на конце оси рабочего колеса. Вал 14 рабочего колеса имеет установленные контактные кольца 20, электрически связанные с соплами. 10 з.п. ф-лы, 9 ил. § СО со 00 О5 о 00. ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

Ш4 E 02 F 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i ) 3814612/29-03 (22) 26.11.84 (31) Р 3346306 ° 9 (32) 22.12.83 (33) DE (46) 30.03.88. Бюл. Ф 12 (71) M.À.Í.Машиненфабрик АугсбургНюрнберг АГ (DE) (72) Хартмут Гратхофф (DE) (53) 621.879,48(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 641035, кл. E 02 Р 3/18, .1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 485223, кл. Е 02 Р 3/18, 1973. (54) РАБОЧИЙ ОРГАН РОТОРНОГО ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение относится к землеройной технике и расширяет технологические возможности рабочего органа за счет разработки грунтов различной твердости. Каждый ковш (черпак) 4 имеет позади поперечной режущей кромки 5 и боковых режущих кромок несколько качающихся сопл (С) 6. Размещены С 6 с возможностью создания вер„SU „„1386035 А 3 тикальных и горизонтальных линий ре-зания и создания опережающего резания. Ковши 4 имеют также С, неподвижно установленные на наружных боковых и задних стенках. Расположенные на боковых стенках С установлены с возможностью испускания струи в диапазоне угла поворота стрелы рабочего о органа 0-45 . Неподвижные С, установленные на задних сторонах ковшей

4, размещены с возможностью испускания струи в диапазоне угла поворота о стрелы рабочего органа 40-80 . Подвижные и неподвижные С связаны между собой общим кольцевым трубопроводом

17 и имеют электроуправляемые автономные клапаны. Последние объединены в один блок 19. Механизм подачи рабочего агента, в качестве которого используется жидкость, имеет вращающийся ввод для жидкости под высоким давлением, размещенный на конце оси рабочего колеса. Вал 14 рабочего колеса имеет установленные контактные кольца 20, электрически связанные с соплами. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

1386035

Изобретение относится к землейройной технике, а именно к рабочим органам роторных экскаваторов, ковши которых имеют режущие кромки.

Целью изобретения является расши- рение техногогических возможностей рабочего органа за счет разработки грунтов различной твердости, На фиг.1 изображен роторный экска- 10 ватор, вид сбоку; на фиг.2 — рабочий . орган, установленный на стреле, общий вид; на фиг.3 — роторное колесо с ковшами, вид сбоку; на фиг,4 — рабочее колесо с ковшами и приводом; на фиг.5 и 6 — роторное колесо при копании на трассе и вертикальном копании, общий вид; на фиг.7 — срываемый блок породы с двумя положениями схематически изображенного роторного колеса, вид сверху; на фиг.8 — узел I на фиг.7; на фиг.9 — узел II на фиг.7.

Роторный экскаватор содержит нижнюю часть 1 с гусеничным ходовым механизмом и установленную на нижней части с возможностью поворота верхнюю часть 2 с поднимаемой и опускаемой стрелой рабочего колеса 3.

Вращаемое с помощью двигателя рабочее колесо имеет на своей окр,жнос- 30 ти несколько следующих на одинаковых расстояниях друг от друга ковшей 4, из которых при копании в рабочем кон-. такте одновременно находится, например, три ковша, Ковши 4 имеют трапециевидные приемные отверстия, которые ограничены режущими кромками 5, параллельными и перпендикулярными оси рабочего колеса. Боковые стенки ковшей 4 проходят с таким наклоном по 40 отношению к продольной центральной плоскости рабочего колеса, что черпак свободно режет находящимися в рабочем контакте с очистным забоем режущими кромками 5. 45

Каждый ковш 4 имеет позади поперечной и боковых режущих кромок 5 несколько (например, по три на каждую режущую кромку) качающихся сопл 6, которые быстро поворачиваются в ту и другую сторону на заданный угол вокруг находящейся под прямым углом к режущей кромке черпака оси. Качающиеся сопла 6 расположены в пространстве угла свободного резания. Это пространство представляет собой у предназначенных для поперечной режущей кромки 5 качающихся сопел пространство между окружностью резания рабочего колеса и задними стенками черпаенных pля боковы режущих кромок 5 качающихся сonел пространство между наружной боковой поверхностью рабочего колеса и по.верхностью, прилегающей к режущей кромке и образованной из результирующих векторов окружной скорости рабочего колеса и скорости поворота стрелы колеса. Качающиеся сопла б смеще-ны назад относительно принадлежащих им режущих кромок 5, так что испускаемые из их выходных отверстий струи, подходя к рЕжущей кромке, перекрывают всю ее длину и обеспечивают созда-! ние вертикальных и горизонтальных линий резания и создание опережающего резания.

Качающиеся сопла 6 имеют диаметр выходного отверстия около 0,5-2,0 мм и нагружаются водой под высоким давлением (500-1000 бар и более), создаваемым насосом 7 высокого давления, расположенным на верхней части

2 роторного экскаватора в центре агрегата как можно дальше от вертикальной центральной линии роторного экскаватора (для уменьшения противовеса). Подвод воды под низким давлением к насосу 7 высокого давления осуществляется через трубопровод 8, идущий от барабана 9 на нижней части

1 роторного экскаватора. Наматываемый на барабан 9 и сматываемый с него шланг 10 соединен с источником воды вне роторного экскаватора. Трубопровод 8 направляется от насоса высокого давления в верхней части горизонтально до центра поворотной платформы, оттуда через вращающийся ввод к нижней части 1 экскаватора и оттуда горизонтально к подключению на барабане для шпанга. Напорная вода через трубопровод 11 в верхней части 2 направляется до уровня стрелы рабочего колеса и оттуда через гибкий шланг

12 к стреле рабочего колеса и затем через трубопровод 13 к стреле рабочего колеса до оси 14 (вала) рабочего колеса. Вода от трубопровода 13 на стреле рабочего колеса на трубопровод на корпусе рабочего колеса подается вращающимся вводом 15, расположенным .на одном из концов оси 14.

Затем вода попадает через трубопровод 13 в продольном отверстии 16 оси

14 рабочего колеса и радиальную часть трубопровода 13 к кольцевому трубопро1386035 воду 17, расположенному на окружности рабочего колеса (преимущественно в пределах ограниченного корпусом рабочего колеса пространства) ° От коль- 5 цевого трубопровода 17 снабжаются все качающиеся сопла 6 и все неподвижные сопла 18. Между кольцевым трубопроводом 17, качающимися соплами 6 и неподвижными соплами 18 включено по од- 10 ному электрически настраиваемому клапану, так что все качающиеся и неподвижные сопла могут включаться и выключаться отдельно- друг. от друга.

Предназначенные для сопл одного ковша 4 клапаны расположены внутри корпуса рабочего колеса. Чтобы для замены черпаков использовать лишь одно разъемное трубное .< соединение, все предназначенные для сопл одного черпака клапаны можно объединить в одном блоке 19 и поместить в защищенное место на задней стороне черпака. С другой стороны каждое сопло с принадлежащим ему кла- 25 паном может также составлять один капсулированный узел.

Ток на рабочее колесо передается через корпус с контактными кольцами

20, расположенный на одном конце оси 30

14 рабочего колеса. Как вращающийся ввод, так и корпус с контактными кольцами должны располагаться при консольной опоре рабочего колеса на приводной стороне оси 14, где они защищены и доступны. В противном случае либо корпус с контактными кольцами может располагаться на конце оси 14 рабочего колеса, на котором также расположен вращающийся ввод, либо вращающийся ввод и корпус с контактными кольцами располагаются на различных концах оси 14.

На основе геометрии выкапываемого соответствующим ковшом 4 обломка в 45 форме запятой в ковшах включаются по одному качающемуся соплу 6 поперечной режущей кромки 5, а в следующих ковшах 4 — по два качающихся сопла 6 одной боковой режущей кромки 5. 50

Все остальные качающиеся сопла при этом выключены.

Для защиты испускающего струю качающегося сопла оно должно включаться несколько ранее теоретического момента начала рабочего контакта режущей кромки и несколько позднее конца рабочего контакта (на величину порядка

10 см), так как фактическая геометрия рабочего контакта рабочего колеса всегда имеет определенные отклонения от теоретической.

3а счет добавки, например, полимеров с pJIHHHbIMH цепными молекулами действие струи воды под высоким давлением может быть усилено. Примешивание добавок осуществляется с помощью расположенного перед насосом высокого давления дозирующего устройства, которое включается машинистом экскаватора только тогда, когда встречаются слои более твердых пород.

Дозирующее устройство выполнено таким образом, что соотношение смеси может изменяться от нуля до процента, соответствующего максимальному действию струи воды под выооким давлением.

При использовании роторного экскао ватора при температуре ниже 0 С трубопроводы и шланги для транспортировки воды должны снабжаться теплоиэоляцией и обогреваться. Можно добавлять антифриз или комбинированные средства, понижающие температуру замерзания и повьппающие режущее действие струи воды под высоким давлением.

Роторные экскаваторы с нагружаемыми водой под высоким давлением качающимися соплами, применимыми там, где нужно разрыхлять или срывать материал высокой твердости и прочности или материал, вызывающий особенно сильный износ. Кроме того, устройство можно применять для уборки или выемки песчаника или аналогичного ему материала, выемки каменного угля, битуминозного песка, битуминозного сланца и др °

Если транспортируемый материал при копании рабочим колесом образует недопустимо большие комки, то используют дополнительные неподвижные сопла 18, которые испускают струи во-ды не с качанием, а (если относить к принадлежащим им черпакам) в постоянном направлении. Одно (или несколько) из этих неподвижных сопл 18 расположено на задней стороне черпака и испускает струю приблизительно в радиальном направлении.

В известных роторных экскаваторах без подачи блок породы срывается таким образом, что возникают серповидные разрезы 21 (фиг.7а).

При малых углах поворота каждый черпак 4 выкапывает приблизительно прямоугольный в поперечном сечении

1386035

При больших углах поворота (4080О) неподвижное сопло работает на задней стороне черпака. За счет этого при следующем движении поворота стре40 лы рабочего колеса обломки разделяются на их широкой стороне. изобретения

Формула

1. Рабочий орган роторного экскаватора включающий установленное на стреле с возможностью вращения на горизонтальной или наклонной оси рабочее колесо с расположенными-по его

50 периферии ковшами с режущими кромками, боковыми и задними стенками, сопла, размещенные на ковшах, и механизм подачи рабочего агента под давлением к соплам ковшей, находящихся в забое,55 отличающийся тем, что, с целью «расширения технологических возможностей рабочего органа за счет обломок, широкая сторона которого ограничивается боковой режущей кромкой, а узкая сторона — поперечной режущей кромкой. При увеличивающемся угле поворота длина кромки обломка, граничащей с боковой режущей кромкой, становится все меньше. Поэтому чтобы количество транспортируемого материала оставалось неизменным, при уве- 10 личивающемся угле поворота увеличивается скорость поворота.

При больших углах поворота каждый черпак выкапывает прямоугольный обломок, широкая сторона которого ограничивается поперечной режущей кромкой, а узкая сторона — боковой режущей кромкой.

С помощью неподвижных сопл 18 в еще невыкопанном материале делают 20 разрезы 22, способствующие тому, что обломок отламывается преимущественно здесь. Путь боковых неподвижных сопл

18 во время их работы, т.е. при включенных неподвижных соплах, показан линией 23.

Неподвижными соплами 18 управляет микропроцессор ° о

При малых углах поворота () 0 ) неподвижное сопло на боковой стороне 30 черпака работает в направлении поворота (на стороне черпака со стороны направления поворота). За счет этого обломок, который выкапывает следующий черпак, разделяется на его широкой

35 стороне. разработки грунтов различной твердости, сопла размещены на наружных боковых и задних стенках ковшей с возможностью создания вертикальных и горизонтальных линий резания и создания опережающего резания и выполнены качающимися, при этом сопла смещены от режущей кромки ковшей, а в качестве рабочего агента, подаваемого под высоким давлением,.используется жидкость, 2. Рабочий орган по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что ковши снабжены дополнительными соплами, неподвижно установленными на наружных боковых и задних стенках ковшей, при этом сопла, расположенные на боковых стенках, установлены с возможностью испускания струи в диапазоне угла поворота стрелы рабочего органа от 0 до +45, а неподвижные сопла, устао новленные на .задних сторонах ковшей, размещены с возможностью испускания струи в диапазоне угла поворота стрелы рабочего органа от «+40 до +80

3. Рабочий орган по пп.1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что подвижные и неподвижные сопла связаны между собой общим кольцевым трубопроводом, связанным с механизмом подачи рабочего агента под давлением, размещенным вне стрелы рабочего органа.

4. Рабочий орган по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что подвижные и качающиеся сопла снабжены электроуправляемыми автономными клапанами, расположенными между кольцевым трубопроводом и соплами внутри корпуса рабочего колеса.

5. Рабочий орган по п.4, о т л и— ч а ю шийся тем, что клапаны подвижных и неподвижных сопл одного ковша объединены в один блок, рас.положенный на наружной задней стороне ковша.

6. Рабочий орган по пп. 1-4, о т— л и ч а ю шийся тем, что электроуправляемые клапаны сопл расположены на вращающейся части рабочего колеса, при этом вал рабочего колеса имеет установленные на нем контактные кольца, электрически связанные с соп лами.

7. Рабочий орган по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что механизм подачи жидкости имеет вращающийся ввод для жидкости под высоким давле138á035

Фиг.1 нием, размещенный на конце оси рабочего колеса.

8. Рабочий орган по п.1, о т л ич а ю щ и Й с я тем, что механизм подачи рабочего агента включает связанную с соплами ковшей систему трубопроводов высокого давления, насос высокого давления, связанный через систему трубопроводов низкого давления с.источником жидкости под низким давлением, при этом механизм снабжен дозирующим механизмом примешивания повышающих режущее действие струи

Жидкости средств.

9. Рабочий орган по пп.1 и 5, о тл и ч а ю шийся тем, что он снабжен центральным электрическим управлением, в частности микропроцессором, с которым связаны автономные клапаны форсунок.

10. Рабочий орган по п.9, о т л ич а ю шийся тем, что центральное электрическое управление имеет следующую последователь нос т ь вводим х сигналов: включен или выключен привод рабочего органа; мгновенная величина положения вращения рабочего органа; мгновенная величина скорости поворота стрелы рабочего колеса; мгновенная величина направления поворота стрелы рабочего колеса; мгновенная величина угла поворота стрелы рабочего колеса; высота слоя; путь подачи на врезание ходового механизма; направление вращения рабочего колеса; подача на врезание подъемного ме э0 ханизма стрелы.

11. Рабочий орган по п.10, о т— л и ч а ю щ и и .с я тем, что вал рабочего колеса имеет датчик для определения положения вращения рабочего колеса.

138603 5

f 386<)35

1386035

1386035

Составитель Л. Котельникова

Техред JI.Ñåðäþêoâà Корректор С. Шекмар

Редактор И.Циткина

Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1427/58

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4