Ковш карьерного гидравлического экскаватора



Ковш карьерного гидравлического экскаватора
Ковш карьерного гидравлического экскаватора
Ковш карьерного гидравлического экскаватора

 


Владельцы патента RU 2431020:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СМАРТ" (ООО "СМАРТ") (RU)

Изобретение относится к горным машинам, используемым при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, а более конкретно к гидравлическим карьерным экскаваторам с рабочим оборудованием типа обратная лопата. Техническим результатом является создание ковша гидравлического карьерного экскаватора, обладающего высокими прочностными характеристиками посредством применения оптимальных материалов и методов обработки, позволяющих сократить цикл изготовления, а также упрощение ремонта ковша. Ковш содержит переднюю стенку, на которой болтами закреплены зубья, заднюю и две боковые стенки. Передняя стенка и зубья выполнены литыми из высокомарганцевой аустенитной стали, задняя стенка выполнена цельнолитой с проушинами подвески ковша из стали высокой вязкости и прочности при низких температурах, снабжена фиксатором оси подвески ковша в виде цилиндрического стержня, верхняя часть которого выполнена в виде усеченного конуса, угол между образующими конуса и цилиндра ~15°, боковые стенки выполнены из низколегированной стали для ответственных листовых конструкций, каждая боковая стенка снабжена парой накладок из высокомарганцевой аустенитной стали, установленных на торцах боковой поверхности. 3 ил.

 

Изобретение относится к горным машинам, используемым при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, а более конкретно к гидравлическим карьерным экскаваторам с рабочим оборудованием типа обратная лопата. Обратная лопата является наиболее универсальным рабочим оборудованием, обеспечивает высокую точность позиционирования ковша и обычно используются ковши, разгружающиеся опрокидыванием.

Известно рабочее оборудование одноковшового гидравлического экскаватора (Патент RU №2121041, МПК E02F 3/40. Публ. 1998.10.27), содержащее рукоять, на которой шарнирно установлен ковш. Ковш состоит из подвижной задней стенки, днища и боковых стенок. На подвижной задней части выполнены гнезда, в которые входят фиксаторы, установленные на боковых стенках ковша. Фиксирование задней стенки ковша позволяет избежать частичной разгрузки ковша от грунта при его разработке и таким образом повышается производительность экскаватора.

Известен гидравлический карьерный экскаватор обратная лопата RH 340, TEREX | О&K (Рекламный проспект TEREX | O&K GmbH Karl-Funke-Str.36, D-44149, Dortmund, Germany, стр.3, 5, 7), ковш которого состоит из верхней части - задней стенки ковша, нижней - передней части ковша и боковых стенок. Ковш и составляющие его части выполнены сварными. Конструкция ковша снабжена такими упрочняющими элементами, как пластины из сверхпрочного материала для защиты внутренней и наружной поверхности задней и передней стенки; зубья, состоящие из адаптера и коронки из сверхпрочного материала, из такого же материала покрытие режущей кромки между зубьями и сверхпрочное покрытие боковых стенок ковша.

Но в процессе эксплуатации, особенно на грунтах IV и V категории, этого упрочнения бывает недостаточно, ковш служит не более полугода, происходит абразивный износ передней стенки и обламываются коронки зубьев.

В качестве прототипа выбран ковш гидравлического карьерного экскаватора (Кириллов К. «Ковши «обратная лопата» (Сменное рабочее оборудование гидравлических экскаваторов), ж. «Основные средства», 2008 г., №10»), состоящий из задней стенки, двух боковых стенок, передней стенки с козырьком и зубьев в виде адаптор - коронка. Все детали ковша соединены между собой сваркой. Ковш изготовлен из маркированной сертифицированной стали, которая раскраивается на современном аппарате газокислородной резки. На листогибочном станке придают соответствующую форму задней стенке ковша. Сварку ковша производят сварочными полуавтоматами. Используют вильчатые зубья, которые болтами крепят к режущей кромке, или коронки, надеваемые на адаптеры, приваренные к ковшу и зафиксированные специальным штифтом.

Длительность эксплуатации тяжелых ковшей карьерных экскаваторов зависит от технологии производства. На интенсивность износа рабочего оборудования (зубьев, коронок, режущей кромки ковша) влияют: свойства и структура поверхностного слоя металла (химический состав стали), взаимодействующего с обрабатываемым материалом; термоупрочнение (способы термообработки, способы формообразования, применяемые методы изготовления - поковка или литье); свойства обрабатываемого материала (твердость, прочность, размер частиц, степень однородности).

К недостаткам ковша-прототипа, части которого соединены сваркой, даже при выборе стали с оптимальными прочностными характеристиками, относятся: коробление изделия, возникающее при малой скорости сварки за счет большой зоны разогрева металла, локальная неоднородность шва и выгорание легирующих компонентов из сплавов в зоне сварки во время окислительных процессов. Это существенно снижает прочностные характеристики ковша, а учитывая вышеуказанные недостатки зубьев (адаптор - коронка), ковши часто выходят из строя.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание ковша гидравлического карьерного экскаватора, обладающего высокими прочностными характеристикам посредством применения оптимальных материалов и методов обработки, позволяющих сократить цикл изготовления, а также упрощение ремонта ковша.

Техническая задача решается посредством выполнения ковша карьерного гидравлического экскаватора в виде конструкции, содержащей заднюю и боковые стенки, а также переднюю стенку, на которой болтами закреплены зубья, литые из высокомарганцевой аустенитной стали; задняя стенка ковша выполнена цельнолитой с проушинами подвески ковша из стали высокой вязкости и прочности при низких температурах, снабжена фиксатором оси подвески ковша в виде цилиндрического стержня, верхняя часть которого выполнена в виде усеченного конуса, угол между образующими конуса и цилиндра ~ 15°. Боковые стенки выполнены из низколегированной стали для ответственных листовых конструкций, каждая боковая стенка снабжена парой накладок из высокомарганцевой аустенитной стали, установленных на торцах боковой поверхности.

Ковш, основные узлы которого, а именно передняя стенка и зубья, изготовлены цельнолитыми из высокомарганцевой аустенитной стали, а задняя стенка выполнена цельнолитой с проушинами из стали высокой вязкости и прочности при низких температурах, обладает высоким сопротивлением к абразивному износу в сочетании с пластичностью и прочностью. Цельнолитые конструкции задней и передней стенок, в отличии от известных аналогов, не подвергаются деформациям при сварке, следовательно, металл сохраняет свою структуру, что увеличивает долговечность ковша. Область наибольших напряжений ковша - это сварное соединение задней и передней стенок, поэтому выбраны стали, сварку которых можно проводить в широком диапазоне, в том числе и низких, температур, причем сварной шов на этих сталях не требует дополнительной термообработки (отпуска).

Использование низколегированной стали для ответственных листовых конструкций для боковых стенок позволяет получить качественное сварное соединение литосварной конструкции ковша, к которому предъявляются требования высокой вязкости и прочности. А использование накладок из высокомарганцевой аустенитной стали предохраняет от истирания боковые стенки.

В целом, конструкция ковша экскаватора, основные части которого выполнены литыми, а сварные соединения использованы минимально, по сравнению с известными аналогами, обладает большей жесткостью и менее подвержена деформациям, т.е. обладает большей прочностью и долговечностью.

Ковш подвергается износу при ударе и скольжении по породе практически по всей поверхности, а наибольшие усилия возникают на зубьях и режущей кромке, учитывая размеры и мощность ковшей карьерных экскаваторов, выполнение зубьев цельнолитыми и наличие накладок на боковых стенках упрощает ремонт и сокращает его сроки.

Выполнение задней стенки цельнолитой с проушинами подвески ковша позволяет получить жесткую конструкцию, снизить напряжение в точках соединения и обеспечивает соосность проушин, чего достаточно сложно добиться при их наваривании.

Выполнение верхней части фиксатора в виде усеченного конуса облегчает его установку в отверстие на задней стенке, а угол между образующими основания и верхней части фиксатора ~15° является оптимальным.

Таким образом, сочетание материалов и выполнение частей позволяют получить ковш гидравлического карьерного экскаватора, обладающего высокими прочностными характеристикам, что соответствует технической задаче.

На фиг.1 представлен ковш гидравлического карьерного экскаватора вид сбоку. На фиг.2 - вид ковша (задняя стенка 3) сверху. На фиг.3 - фиксатор подвески ковша.

Ковш карьерного гидравлического экскаватора (фиг.1, фиг.2) содержит цельнолитую переднюю стенку 1, на которой болтовым креплением установлены цельнолитые зубья 2, и заднюю стенку 3, цельнолитую с проушинами подвески ковша 4. Боковые стенки 5 сваркой соединены с передней 1 и задней 3 стенками, образуя жесткую сварно-литую конструкцию. Накладки 6 из высокомарганцевой аустенитной стали установлены на торцах боковых стенок 5. На задней стенке ковша 3 выполнен фиксатор 7, предохраняющий ковш от непроизвольного вращения оси подвески ковша, в проушине подвески ковша 4 выполнено отверстие 8 для фиксатора 7. Фиксатор 7 устанавливают в отверстие 8 в процессе сборки ковша.

Рабочий цикл карьерных гидравлических экскаваторов обратная лопата с независимым приводом стрелы, ковша и рукояти включает последовательно заглубление стрелы в котлован с одновременным позиционированием рукояти, загрузку ковша его поворотом относительно рукояти, выглубление стрелы с одновременным разворотом рукояти и поворотом ковша для предотвращения высыпания грунта. Далее поворот платформы с рабочим оборудованием, разгрузка ковша его поворотом относительно рукояти. При загрузке ковша его задняя 3 и передняя стенка 1 на режущей кромке, на которой установлены зубья 2, углубляются в породу и принимают удар от перекатывания крупных кусков породы по внутренней поверхности ковша, кроме того, происходит истирание внутренней поверхности ковша при скольжении породы во время разгрузки. Во время прохождения через породу, при загрузке, наружная поверхность передней стенки ковша 1 подвергается износу при ударе и скольжении. Применение цельнолитой передней стенки 1 и зубьев 2 из высокомарганцевой аустенитной стали, обладающей оптимальным сочетанием ударная вязкость - прочность, позволяет увеличить сопротивление ударному действию и истиранию, т.е. продлить срок службы ковша.

Наружные боковые стороны ковша 5 подвергаются износу при ударе об забой и скольжении по породе по внутренней и внешней поверхностям, причем концентрация напряжений на их торцах. Накладки 6 из высокомарганцевой аустенитной стали 6 защищают боковые поверхности 5, продлевают срок его эксплуатации, а возможность их замены упрощает ремонт ковша.

Таким образом, предлагаемый ковш карьерного гидравлического экскаватора обладает высоким ресурсом качества, позволяющим обеспечить бесперебойную работу экскаватора.

Ковш карьерного гидравлического экскаватора, содержащий переднюю стенку, на которой болтами закреплены зубья, заднюю и две боковые стенки, отличающийся тем, что передняя стенка и зубья выполнены литыми из высокомарганцевой аустенитной стали, задняя стенка выполнена цельнолитой с проушинами подвески ковша из стали высокой вязкости и прочности при низких температурах, снабжена фиксатором оси подвески ковша в виде цилиндрического стержня, верхняя часть которого выполнена в виде усеченного конуса, угол между образующими конуса и цилиндра ~15°, боковые стенки выполнены из низколегированной стали для ответственных листовых конструкций, каждая боковая стенка снабжена парой накладок из высокомарганцевой аустенитной стали, установленных на торцах боковой поверхности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к рабочим органам погрузочно-разгрузочных машин, в частности к рабочему оборудованию фронтального погрузчика, и может быть использовано на земляных и погрузочно-разгрузочных работах, в частности на погрузке строительных материалов, уборке завалов, мусора, погрузочно-разгрузочных работах со штучными и полыми грузами.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к ковшам экскаваторов или погрузчиков. .

Изобретение относится к технике для переработки твердых органических материалов и может быть использовано в процессах приготовления почвогрунтов, органических удобрений и мелиорантов, применяемых в сельском и коммунальном хозяйстве, а также на предприятиях переработки и компостирования органических отходов, включая растительное сырье.

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам, в частности к кузовам самосвалов и ковшам землеройных машин, и может быть использовано для облегчения выгрузки влажных и глинистых пород из кузовов и ковшей.

Изобретение относится к области горного дела и строительства, в частности к ковшу для дробления и просеивания камней и аналогичных материалов. .

Изобретение относится к машинам и оборудованию с рабочим органом ковшового типа, предназначенным для взаимодействия с влажными связными средами. .

Изобретение относится к области землеройных машин, предназначенных для разработки влажных связных грунтов, особенно в зимнее время, и может быть использовано при строительно-монтажных и мелиоративных работах.

Изобретение относится к рабочим органам погрузочно-разгрузочных машин, в частности к рабочему оборудованию фронтального погрузчика, и может быть использовано на земляных и погрузочно-разгрузочных работах, в частности работы по погрузке сыпучих строительных материалов, уборке завалов, мусора, в том числе со штучными и полыми грузами с возможностью работы на наклонных поверхностях.

Изобретение относится к горному делу и строительству

Изобретение относится к горным машинам, используемым при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом

Изобретение относится к рабочему оборудованию выемочно-погрузочных машин, предназначенных для разработки и погрузки в транспортные средства или отвал полезных ископаемых

Изобретение относится к просеивающему, дробильному или перемешивающему ковшу, выполненному в виде ковша экскаватора или ковшового погрузчика. Ковш включает донную пластину (1), боковые стенки (2) и рабочие барабаны (3). Барабаны (3) расположены в задней части ковша, выполнены с возможностью вращения вокруг своих осей. При вращении они просеивают, дробят или перемешивают материал в ковше и одновременно подают просеянный, раздробленный или перемешанный материал из ковша. В ковше имеются кожухи (4) механического привода и подшипников рабочих барабанов (3). Кожухи (4) ограничены рамными пластинами (5), к которым прикрепляются корпуса (6) подшипников рабочих барабанов (3). Рамные пластины (5) имеют крепежные приемные приспособления (5a, 5b), в которые через заднюю сторону ковша помещаются барабаны (3) вместе с их подшипниками (6). Рамные пластины расположены между наружными боковыми стенками (4a) кожухов (4) механического привода. Крепежные приспособления включают открытые назад приемные отверстия. Изобретение обеспечивает повышение износостойкости элементов ковша. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к просеивающему, дробильному или перемешивающему ковшу, выполненному в виде ковша экскаватора или ковшового погрузчика. Ковш содержит донную пластину (1), боковые стенки (2) и рабочие барабаны (3), которые расположены в задней части ковша, которые выполнены с возможностью вращения вокруг своих осей и которые при вращении просеивают, дробят или перемешивают материал в ковше и одновременно подают просеянный, раздробленный или перемешанный материал из ковша между рабочими барабанами (3) или через них. Ковш также содержит кожухи (4) механического привода и подшипников рабочих барабанов (3). Кожухи (4) ограничены рамными пластинами (5), к которым могут прикрепляться корпуса (6) подшипников рабочих барабанов (3). На рамной пластине (5) и/или на внутренней стороне внутренней стенки (2) закреплен грязезащитный элемент (10), который проходит между валами рабочих барабанов (3), вблизи от центрирующих выемок валов и который содержит выемки (11) для размещения валов рабочих барабанов (3). 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Ковш экскаватора может быть использован на механических экскаваторах типа прямая лопата для погрузки в транспортное средство с меньшими ударными нагрузками на его кузов. Ковш экскаватора имеет откидное днище, выполненное составным из створок (3 и 4) с засовами (5 и 6) и системой выдергивания засовов с тяговым элементом, приводимым в действие от внешнего привода. Все створки одним концом шарнирно крепятся к задней стенке (2), а противоположным концом с помощью засова к передней стенке (1). Система выдергивания засовов выполнена так, что засов одной из створок кинематически связан с последующей створкой тяговым элементом (8) таким образом, что выдергивание засова предыдущей створки происходит после поворота последующей створки относительно ее шарнирного крепления к задней стенке. Связь с тяговым элементом, приводимым в действие от внешнего привода, осуществлена с засовом последней створки. Такое устройство позволяет уменьшить зависимости скорости опорожнения ковша и массы одновременно падающего материала от его объемного веса, повысить надежность и долговечность путем обеспечения разновременного открывания сворок днища. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способам черпания материалов и грунтов ковшом фронтального погрузчика. В предложенном способе ковш устанавливают передней стенкой под углом к опорной поверхности, выполняют операцию рыхления материала ножами и зубьями, выполняют операцию внедрения ковша в штабель напорным движением погрузчика при относительно неподвижных стреле и ковше, поворачивают ковш после внедрения. Передняя стенка ковша выполнена в виде двугранного клина. Верхняя поверхность клина выполняет дополнительную операцию рыхления объема материала, вырезаемого ковшом. Нижняя поверхность клина является опорой ковша, воспринимающей дополнительные нагрузки при черпании. Угол клина имеет величину α=7÷20°. Обеспечивается снижение нагрузок на колеса, гидроцилиндры, стрелу погрузчика, повышается производительность погрузчика. 3 ил.
Наверх