Рабочее оборудование роторного экскаватора

 

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 7,8. Корпуса верхнего и нижнего гидроцилиндров /ГЦ/ 12,13 шарнирно соединены со стрелой, а шток 14 ГЦ 12 шарнирно связан с хвостовиком 9 Р 5. В магистраль 16, соединяющую штоковую и поршневую полости ГЦ 12, встроено гидравлическое сопротивление 15. Подвижно посаженная на шток 17 верхнего ГЦ 2 направляющая втулка /НВ/ 18 шарнирно связана с хвостовиком 9 Р 5. С возможностью взаимодействия с НВ 18 на штоке 17 ГЦ 12 размещен упор 19, между которым и корпусом ГЦ 12 установлена возвратная пружина 20. Верхний и нижний ГЦ 12,13 имеют обратные клапаны 24,22, соединяющие их штоковые и поршневые полости. Поршневая полость верхнего ГЦ 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 жесткости опоры Р 5 приводит к тому, что процесс стопорения ротора растягивается во времени и динамические усилия в металлоконструкциях экскаватора уменьшаются. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 02 F 3/18

Ю\

° \ °

° М

Cb

СР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬтИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4628731/31-03 (22) 30.12.88 . (46) 30.11. 90, Бюл. ¹ 44 (71) Производственное объединение

"Ждановтяжмаш" и Университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы (72) Л.П. Ивкин,. Д.К. Гришин и В.К. Фабишевский (53) 621.879.48(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1263755, кл. F. 02 Р 3/ 18, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 870595, кл. E 02 F 3/18, 1980. (54) РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ РОТОРНОГО

ЭКСКАВАТОРА

ÄÄSUÄÄ 1609879 А1

2 (5?) Изобретение относится к землеройному машиностроению а именно к приводам роторных экскаваторов. Цельповышение надежности работы за счет снижения динамических усилий в металлоконструкциях, Роторный экскаватор включает стрелу 1 с подвеской 2, ротор 3 с приводом и редуктором (P) 5.

Между хвостовиком 9 Р 5 и стрелой размещены верхняя и нижняя группы пружин 7, В. Корпуса верхнего и нижнего гидроцилиндров (ГЦ) 12, 13 шарнирно соединены со стрелой, а шток

14 ГЦ 12 шарнирно связан с хвостовиком 9 Р 5. В магистраль 16, соединяю1609879 ею HITOKQBJIo H nopameeyro rtoaoca H ГЦ 12, вс1троено гидравлическое сопротивлен 1е 15. Подвижно посаженная на шток

17. верхнего ГЦ 2 направляющая втулк (НВ) 18 шарнирно связана. с хвостов ком 9 P 5. С возможностью взаимод йствия с НВ 18 на штоке 17 Гц 12 р змещен упор 19, между которым и кори сом ГЦ 12 установлена возвратная п 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-. 20 н е надежности работы за счет снижен я динамических усилий в металлоконс рукциях.

На фиг,1 представлена блок-схема

25 предлагаемого устройства в положении, соответствующем номинальному режиму работы экскаватора на фиг. 2 — графики изменения усилия в опоре хвостоника редуктора.

Роторный экскаватор содержит стре- 30 гну 1 с подвеской 2, ротор 3 с приводом 4 и редуктором 5, установленным на валу 6 ротора, верхнюю 7 и нижнюю ч группы, присин, размещенные между

1 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 t6, 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- 50 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 верхнего

ГЦ 12 соединена с его штоковой полостью через предохранительный клапан 23. Группы пружин 7„ 8 в сочетании с ГЦ 12, 13 образуют опору хвостовика 9 P 5. Уменьшение жесткости опоры Р 5 приводит к тому, что процесс стопорения ротора растягивается во времени и динамические усилия в металлоконструкциях экскаватора уменьшаются. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. штоковую полости нижнего гидроцилиндра, подключен к указанным полостям в направлении, противоположном обратному клапану 21, Поршневая полость верхнего гидроцилиндра .оединена 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 гидроцилиндров 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 округлого усилия

Г на ковшах ротора 3 нижняя группа

К пружин нагружена частью силы Р тяжести редуктора 5 с приводом 4, а также усилием предварительного сжатия, создаваемого верхней группой 7 пружин при помощи винтового регулятора l0 с ползуном 11.

При работе экскаватора в номинальном режиме в забое с неоднородными рочностными свойствами изменение окружного усилия Рк на роторе сопро.вождается перемещением Y хвостовика

9 редуктора и соответствуюшим изменением реакции Г в опо е хвостовика

9 по отношению к их номинальным значениям Ун0 и Гно . 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 B,,В графика на фиг. 2). что способствует устойчивости процесса копания (отсутствию автоколебаний рабочегс органа из-за черезмерной податливости конструкции) 5 16098 и обеспечивает необходимую степень снижения динамических усилий в металлоконструкциях экскаватора — стреле, подвеске и т,п. — при резких изменениях нагрузки Г„ на роторе 3. Гашение колебаний хвостовика 9, возникающих при близости частоты изменения окружного усилия F 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 гидравI лическое сопротивление 15 поступает из поршневой полости гидроцилиндра

13 в штоковую. Когда хвостовик 9 движется вверх, клапан 21 закрыт, и жид- 20 кость через клапан 22 свободно перете кает из одной .полости гидроцилиндра t3 в другую, вследствие чего этот гидроцилиндр не оказывает сопротивление указанному движению хвостовика. 25

Данная особенность предложенного устройства позволяет снизить реакцию в опоре хвостовика 9, а следовательно, уменьшить по сравнению с известным устройством динамические усилия, 30 передающиеся от ротора на металлоконструкции при импульсном изменении нагрузки на рабочем органе. Объясняется это тем, что, когда под действием окружного усилия F< хвостовик 9 движется вверх, то на него действуют лишь упругие силы от пружин, а сила вязкого сопротивления со стороны гидроцилиндра 13 отсутствует. В то же время в номинальном режиме работы экска40 ватора зазор между 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 сопротивления со стороны гидроцилиндров 12, 13 в течение полупериода колебаний позволя- 55 ет снизить первый после приложения импульса пик динамических усилий в металлоконструкциях. Гидравлическое сопротивление 15 отрегулировано та79

6 ким образом, чтобы в течение второго полупериода колебаний получить задан> ную 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 вЂ” заданный коэффициент 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 фиг. 2 участком BD. уменьшение жесткости опоры редуктора приводит к тому, что процесс стопорения ротора растягивается во времени, и динамические усилия в металлокoEI струкциях экскаватора уменьшаются.

3а счет деформации упругих элементог. в течение первого полупериода колебаний происходит поглощение основной (807) части кинетической энергии движущихся масс. Остальная часть энергии, соответствующая площади

ГЕРМ графика на фиг. 2, поглощается гидроцилиндром 12. При выборе зазора направляющая втулка 18 доходит до упора 19 и заставляет шток 17 гидроцилиндра t2 перемещаться вверх, в результате чего жидкость перетекает из поршневой полости гидроцилиндра 12 в штоковую через предохранительный клапан 23, что обеспечивает постоянство демпфирующего усилия со стороны гидроцилиндра 12 (участок LF характеристики на фиг. 2). Гидроаккумулятор 25 компенсирует разность объемов поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра 12.

По окончании перегрузки на роторе хвостовик 9 под действием силы F веP 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 ос1609879

Ф. о р м у .л а и з о б р е т е н и я

1. Рабочее оборудование роторного эКскаватора включающее установленнЬ и на стреле с подвеской ротор с приводом, именшщм редуктор с хвостовиком связанным со стрелой верхними и.нижними группами прухе и верхним

Составитель Л. Котельникова

Редактор Т. Лазоренко Техред N.Äèäûê

Корректср Т, Малеп

Заказ 3709 Тираж 544 Подписное

BHHKIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 навном трение в уплотнениях. Поэтому

eel жесткость на один-два порядка ниже жесткости пружин групп 7, 8 и мож т не учитываться в расчете.

На Лиг. 2 площадь треугольника

А Г соответствует потенциальной энерг дейормации упругих элементов опор хвостовика — редуктора известного устройства, а площадь многоугольника

QDFFH - потенциальной энергии, поглощаемой в предложенном устройстве.

К к показывает сравнение, при равенс ве поглощаемой энергии максимальное з ачение 7> усилия в опоре редуктора в предложенном устройстве ниже максим ьного значения 7 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 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 набжен 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.