RU2018585C1

RU2018585C1 - Mechanical shovel

Info

Publication number: RU2018585C1
Authority: RU
Inventors: В.Д. Глебов; А.И. Тархов; В.М. Иванова; А.М. Ветлицын
Original assignee: Глебов Вадим Дмитриевич
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1994-08-30

Abstract

FIELD: earth-moving machines. SUBSTANCE: mechanical shovel includes running gear which is connected through supporting-and-turning mechanism with revolving platform on which working equipment and hydraulic cylinders are mounted. Attached to hydraulic cylinder rod is grip with roller. Counterweight is hinged to nonrevolving part and is made in form of truck with wheels and transverse arc-shaped beam. In initial position beam with roller will not interact and dies not hinder free rotation of revolving platform. During filling ground into bucket, pressure in head end hydraulic cylinder of boom drive and hydraulic distributor control chamber considerably rises. Control valve overcomes spring force, rises and communicates head end of hydraulic cylinder with return line, and rod end with hydraulic accumulator. Rod together with grip rises to press roller to upper flange of transverse beam and to ensure interlocking of revolving platform with counterweight and nonrevolving part. Maximum overturning moment during filling the bucket with ground is compensated by moment produced by counterweight and nonrevolving part gravity force. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к землеройной технике и может найти применение в одноковшовых экскаваторах. The invention relates to earthmoving equipment and may find application in single bucket excavators.

Известно устройство для уравновешивания землеройной машины, включающее ходовую часть, которая через опорно-поворотный механизм связана с поворотной платформой, на одной стороне которой установлено рабочее оборудование, а на другой - контргруз [1]. A device is known for balancing an earth moving machine, including a running gear, which is connected via a slewing gear to a turntable, on one side of which working equipment is installed, and on the other a counterload [1].

Недостатком известного устройства является низкая надежность. Это объясняется тем, что контргруз расположен на поворотной платформе и увеличивает массу и момент инерции платформы, вследствие чего возникают большие динамические нагрузки при разгоне и торможении поворотной платформы при ее вращении. Кроме того увеличиваются затраты энергии и времени на разгон и торможение, что снижает производительность. A disadvantage of the known device is its low reliability. This is due to the fact that the counterweight is located on the turntable and increases the mass and moment of inertia of the platform, as a result of which there are large dynamic loads during acceleration and braking of the turntable during its rotation. In addition, the energy and time spent on acceleration and braking are increased, which reduces productivity.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экскаватор одноковшовый, включающий ходовую часть, которая через опорно-поворотный механизм связана с поворотной платформой, на одной стороне которой установлено рабочее оборудование с гидроцилиндром привода стрелы, а на другой - гидроцилиндр, шток которого имеет захват, связанный через поперечную балку с контргрузом, выполненным в виде тележки с продольной балкой, шарнирно прикрепленной к неповоротной части [2]. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a single-bucket excavator comprising a running gear, which is connected via a slewing gear to a swing platform, on one side of which working equipment with a boom drive hydraulic cylinder is installed, and on the other is a hydraulic cylinder, the rod of which has a grip connected through a transverse beam with a counterweight made in the form of a trolley with a longitudinal beam pivotally attached to the fixed part [2].

В известном устройстве контргруз соединен с неповоротной частью, что облегчает поворотную платформу и уменьшает момент ее инерции. Однако для обеспечения устойчивости во время набора грунта в ковш в устройстве применен сложный и ненадежный механизм блокировки поворотной платформы с контргрузом и неповоротной частью. В течение каждого рабочего цикла оператор должен, используя два гидроцилиндра, соединить захват с контргрузом перед набором грунта в ковш и разъединить их перед поворотом для разгрузки. Выполнение таких операций в течение рабочего цикла усложняет управление рабочим процессом, ведет к утомлению оператора и снижает производительность. Кроме того очевидна низкая надежность устройства. Действительно, если оператор забудет поднять и отвести захват вперед перед возвращением ковша в забой, то при встрече захвата с попеременой балкой произойдет разрушение механизма блокировки, также неизбежно разрушение устройства и в том случае, если оператор не выведет захват из взаимодействия с поперечной балкой перед поворотом платформы для разгрузки ковша, Вероятность такого момента практически полная, поскольку рабочий цикл экскаватора повторяется через каждый 15-30 с. In the known device, the counterweight is connected to the non-rotating part, which facilitates the turntable and reduces the moment of its inertia. However, to ensure stability during soil collection into the bucket, the device uses a complex and unreliable locking mechanism for the turntable with a counterweight and fixed part. During each working cycle, the operator must, using two hydraulic cylinders, connect the grip to the counterweight before collecting soil into the bucket and disconnect them before turning for unloading. Performing such operations during the work cycle complicates the management of the work process, leads to fatigue of the operator and reduces productivity. In addition, the low reliability of the device is obvious. Indeed, if the operator forgets to raise and take the grip forward before the bucket returns to the bottom, then when the grip meets the alternating beam, the locking mechanism will be destroyed, the device will also be destroyed if the operator does not remove the grip from the interaction with the cross beam before turning the platform for unloading the bucket, the probability of such a moment is almost complete, since the excavator's duty cycle is repeated every 15-30 seconds.

Целью изобретения является повышение надежности и облегчение управления. The aim of the invention is to increase reliability and ease of management.

Цель достигается тем, что экскаватор одноковшовый, включающий ходовую часть, которая через опорно-поворотный механизм связана с поворотной платформой, на одной стороне которой установлено рабочее оборудование с гидроцилиндром привода стрелы, а на другой - гидроцилиндр, шток которого имеет захват, связанный через поперечную балку с контргрузом, выполненным в виде тележки с продольной балкой, шарнирно прикрепленной к неповоротной части, снабжен гидроаккумулятором, управляемым гидрораспределителем с камерой управления, гидроклапаном, обратным клапаном и вентилем, причем поперечная балка выполнена [-образного сечения и дугообразной по форме с радиусом, начало которого расположено на оси вращения поворотной платформы, а захват снабжен катком, установленным в поперечной балке и жестко закрепленной на поворотной платформе направляющей, и неподвижно соединен со штоком гидроцилиндра, полости которого связаны с управляемым гидрораспределителем, который сообщен одной линией со сливом, другой линией через обратный клапан с гидроаккумулятором, последний через вентиль сообщен со сливом с напорной гидромагистралью через гидроклапан, выход и камера управления которого сообщены с гидроаккумулятором, при этом управляемый гидрораспределитель выполнен с подпружиненным золотником и с механизмом регулирования упругости пружины, а его гидравлическая камера управления сообщена гидролинией с поршневой полостью гидроцилиндра привода стрелы, причем золотник выполнен с возможностью поперечного сообщения одной полости гидроцилиндра привода захвата с гидроаккумулятором и второй - со сливом в различных позициях золотника. The goal is achieved by the fact that the shovel excavator includes a running gear, which is connected through a slewing gear to a swing platform, on one side of which working equipment with a boom drive hydraulic cylinder is installed, and on the other is a hydraulic cylinder, the rod of which has a grip connected through a transverse beam with a counterweight made in the form of a trolley with a longitudinal beam pivotally attached to the fixed part, it is equipped with a hydraulic accumulator controlled by a hydraulic distributor with a control chamber, a hydraulic valve, a flap valve and a valve, wherein the transverse beam is made [-shaped and arcuate in shape with a radius, the beginning of which is located on the axis of rotation of the turntable, and the gripper is equipped with a roller mounted in the transverse beam and rigidly fixed on the turntable, and fixedly connected to the hydraulic cylinder rod, the cavities of which are connected with a controlled valve, which is connected by one line with a drain, the other line through a check valve with a hydraulic accumulator, the latter through a valve is communicated with a drain with a pressure hydraulic line through a hydraulic valve, the outlet and control chamber of which are in communication with a hydraulic accumulator, wherein the controlled valve is made with a spring-loaded spool and a spring elasticity control mechanism, and its hydraulic control chamber is connected by a hydraulic line with a piston cavity of the boom drive hydraulic cylinder, and the spool is made with the possibility of transverse communication of one cavity of the hydraulic cylinder of the gripping drive with a hydraulic accumulator and the second - with a drain in various positions of gold Nika.

На фиг. 1 изображен экскаватор одноковшовый и гидросхема; на фиг.2 - экскаватор одноковшовый, вид в плане. In FIG. 1 shows a single bucket excavator and hydraulic circuit; figure 2 - shovel excavator, plan view.

Экскаватор одноковшовый содержит неповоротную часть 1 с ходовым оборудованием, опорно-поворотный механизм 2 и поворотную платформу 3 с установленным на ней рабочим оборудованием, включающим стрелу 4, рукоять 5, ковш 6 и гидроцилиндры 7, 8 и 9 их привода. К неповоротной части 1 шарнирами 10 и продольными балками 11 прикреплен контргруз 12, выполненный в виде тележки с колесами 13. К продольным балкам 11 прикреплена попеременая балка 14, имеющая [-образное сечение и дугообразную форму с радиусом, начала которого расположено на геометрической оси вращения поворотной платформы 3. Поперечная балка 14 установлена с возможностью взаимодействия с контаком 15, закрепленным на конце захвата 16, установленным в направляющей 17 и соединенным со штоком гидроцилиндра 18 привода захвата. Полости гидроцилиндра 18 сообщены гидролиниями 19 и 20 с управляемым гидрораспределителем 21, имеющим подпружиненный золотник и механизм 22, например винтовой регулирования упругости пружины. Гидрораспределитель одной линией сообщен со сливом 23 и другой линией через обратный клапан 24 -%- с гидроаккумулятором 25. Гидроаккумулятор 25 сообщен через вентиль 26 со сливом и через гидроклапан 27 с напорной гидромагистралью 28. Гидравлическая камера 29 управления гидрораспределителя 21 сообщена гидролинией 30 с поршневой полостью гидроцилиндра 7 привода стрелы 4. The single-bucket excavator contains a non-rotating part 1 with running equipment, a slewing-rotary mechanism 2 and a rotary platform 3 with working equipment installed on it, including an arrow 4, a handle 5, a bucket 6 and hydraulic cylinders 7, 8 and 9 of their drive. A counterweight 12, made in the form of a trolley with wheels 13, is attached to the non-rotating part 1 by hinges 10 and longitudinal beams 11. An alternating beam 14 is attached to the longitudinal beams 11, having a [-shaped section and an arcuate shape with a radius, the beginning of which is located on the geometric axis of rotation of the rotary platforms 3. The transverse beam 14 is installed with the possibility of interaction with the contact 15, mounted on the end of the gripper 16, mounted in the guide 17 and connected to the rod of the hydraulic cylinder 18 of the capture drive. The cavities of the hydraulic cylinder 18 are communicated by hydraulic lines 19 and 20 with a controlled valve 21 having a spring-loaded spool and a mechanism 22, for example, a screw regulation of spring elasticity. The hydrodistributor is in one line connected with a drain 23 and the other line through a non-return valve 24% with a hydraulic accumulator 25. The hydraulic accumulator 25 is communicated through a valve 26 with a drain and through a hydraulic valve 27 with a pressure hydraulic line 28. The hydraulic control chamber 29 of the hydraulic distributor 21 is communicated with a hydraulic line 30 with a piston cavity the hydraulic cylinder 7 of the boom drive 4.

Экскаватор одноковшовый действует следующим образом. A single bucket excavator operates as follows.

В исходном положении (фиг.1) ковш 6 экскаватора с грунтом не взаимодействует, поэтому давление в поршневой полости гидроцилиндра 7 и в сообщенной с ней камере 29 управления небольшое. Золотник гидрораспределителя 21 отжат пружиной вниз и сообщает штоковую полость гидроцилиндра 18 со сливом, а поршневую полость с гидроаккумулятором 25, который заряжен. Шток гидроцилиндра 18 с захватом 16 опущен, и каток 15 не взаимодействует с поперечной балкой 14. Обеспечивается свободный поворот поворотной платформы 3 в любом направлении. In the initial position (figure 1), the excavator bucket 6 does not interact with the soil, therefore, the pressure in the piston cavity of the hydraulic cylinder 7 and in the control chamber 29 connected with it is small. The valve spool 21 is pressed down with a spring and communicates the rod cavity of the hydraulic cylinder 18 with a drain, and the piston cavity with a hydraulic accumulator 25, which is charged. The rod of the hydraulic cylinder 18 with the gripper 16 is lowered, and the roller 15 does not interact with the transverse beam 14. A free rotation of the turntable 3 in any direction is provided.

С началом взаимодействия ковша 6 с грунтом при его наборе существенно повышается давление рабочей жидкости в поршневой полости гидроцилиндра 7 и в сообщенной с ней камере 29 управления гидрораспределителя 21. Под действием этого давления золотник гидроаспределителя 21 преодолевает усилие пружины и поднимается, сообщая поршневую полость гидроцилиндра 18 через гидролинию 19 со сливом, а штоковую полость по гидролинии 20 с гидроаккумулятором 25 через обратный клапан 24. Шток гидроцилиндра 18 поднимается с захватом 16, и каток 15 прижимается к верхней полке поперечной балки 14, обеспечивая блокировку поворотной платформы 3 с контргрузом 12. Возникающий при наборе грунта максимальный опрокидывающий момент уравновешивается компенсирующим моментом, создаваемым силой тяжести контргруза 12 и неповоротной части 1, что предотвращает перекос опорно-поворотного механизма 2. With the beginning of the interaction of the bucket 6 with the soil during its collection, the pressure of the working fluid in the piston cavity of the hydraulic cylinder 7 and in the control valve 29 connected to it increases significantly. Under the influence of this pressure, the control valve 21 overcomes the spring force and rises, communicating the piston cavity of the hydraulic cylinder 18 through a hydraulic line 19 with a drain, and a rod cavity along a hydraulic line 20 with a hydraulic accumulator 25 through a non-return valve 24. The rod of the hydraulic cylinder 18 rises with a catch 16, and the roller 15 is pressed against the top the flange of the transverse beam 14, ensuring the locking of the turntable 3 with the counterweight 12. The maximum overturning moment that occurs when soil is set is balanced by the compensating moment created by the gravity of the counterweight 12 and the non-rotary part 1, which prevents the skew of the slewing-rotary mechanism 2.

После прекращения взаимодействия ковша 6 с грунтом, т.е. после окончания набора грунта, давление в поршневой полости гидроцилиндра 7 и в сообщенной с ним камере 29 управления, уменьшается и золотник гидрораспределителя 21 возвращается в исходное положение. В исходное положение возвращаются и все остальные подвижные элементы устройства. Шток с захватом опускается и каток 15 не касается поперечной балки 14. Усилие затяжки пружины гидрораспределителя 21 устанавливается таким образом, чтобы золотник переключался только при давлении в камере управления, соответствующем периоду набора грунта в ковш. Во время всех остальных перемещений рабочего оборудования с порожним или заполненным грунтом ковшом золотник удерживается пружиной и захват 16 не препятствует повороту поворотной платформы 3. Обратный клапан 24 обеспечивает блокирование гидроцилиндра 18. Гидроклапан 27 и вентиль обеспечивают задание и поддержание величины давления зарядки гидроаккумулятора 25. After the termination of the interaction of the bucket 6 with the soil, i.e. after the completion of soil collection, the pressure in the piston cavity of the hydraulic cylinder 7 and in the control chamber 29 communicated with it decreases, and the spool valve 21 returns to its original position. All other movable elements of the device return to their original position. The rod with the grip is lowered and the roller 15 does not touch the transverse beam 14. The torque of the valve 21 is tightened so that the spool switches only when the pressure in the control chamber corresponds to the period of soil collection into the bucket. During all other movements of the working equipment with an empty or filled bucket, the spool is held by a spring and the gripper 16 does not prevent the rotation of the rotary platform 3. The check valve 24 provides blocking of the hydraulic cylinder 18. The hydraulic valve 27 and the valve provide the task and maintenance of the charging pressure of the hydraulic accumulator 25.

Применение предложенного экскаватора повышает надежность и облегчает управление рабочим процессом. Положительный эффект достигается за счет автоматического управления механизмом блокировки поворотной платформы с контргрузом во время набора грунта в ковш. The use of the proposed excavator increases reliability and facilitates the management of the workflow. A positive effect is achieved due to the automatic control of the locking mechanism of the turntable with counterload during soil collection in the bucket.

Claims

A SINGLE BUCKET EXCAVATOR, including a running gear, which is connected through a slewing gear to a rotary platform, on one side of which working equipment with a boom drive hydraulic cylinder is installed, and on the other is a hydraulic cylinder, the rod of which has a grip connected through a transverse beam to a counterload made in a trolley with a longitudinal beam pivotally attached to the fixed part, characterized in that, in order to increase reliability and ease of control, it is equipped with a hydraulic accumulator controlled by hydror a distributor with a control chamber, a hydraulic valve, a non-return valve and a valve, the transverse beam being made [-shaped and arcuate in shape with a radius, the beginning of which is located on the axis of rotation of the turntable, and the grip is equipped with a roller mounted in the transverse beam and rigidly fixed to the rotary platform of the guide, and fixedly connected to the rod of the hydraulic cylinder, the cavity of which is connected to a controlled valve, which is communicated by one line with a drain and the other line through a check valve n - with a hydraulic accumulator, the latter through a valve is connected with a drain and with a pressure hydraulic line through a hydraulic valve, the outlet and control chamber of which are in communication with a hydraulic accumulator, while the controlled valve is made with a spring-loaded spool and with a spring elasticity control mechanism, and its hydraulic control chamber is communicated with a hydraulic line with the piston cavity of the hydraulic cylinder of the boom drive, and the spool is made with the possibility of alternately communicating one cavity of the hydraulic cylinder of the gripping drive the battery and the second - with a drain valve in the various positions.