способ копания грунта скрепером с постоянной глубиной резания и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ копания грунта скрепером с постоянной глубиной резания, включающий последовательное заглубление и выглубление ковша, отличающийся тем, что копание с постоянной глубиной резания осуществляют при силовом воздействии ковша в сторону выглубления, при этом силовое воздействие на грунт не превышает величины, необходимой для его полного выглубления.

2. Устройство для копания грунта скрепером с постоянной глубиной резания, включающее насос, сливную магистраль, гидробак, корпус и золотник секции гидрораспределителя, гидроцилиндры управления ковшом, напорный клапан, ограничивающий давление в одной из полостей упомянутых гидроцилиндров, и трубопроводы, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено обратным клапаном, 2-позиционным золотником, управляемым профильной линейкой, которая жестко соединена с золотником секции гидрораспределителя, при этом впадина на профильной линейке соответствует нейтральному положению золотника секции гидрораспределителя и открытому положению 2-позиционного золотника, а ее выступы - положениям управления гидроцилиндрами ковша и запертому положению 2-позиционного золотника, насос через 2-позиционный золотник подключен к входу напорного клапана и через обратный клапан - к полостям выглубления гидроцилиндров ковша, а сливная магистраль через 2-позиционный золотник соединена с выходом напорного клапана и полостями заглубления гидроцилиндров ковша.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к разработке землеройно-транспортными машинами.

Известен способ копания грунта скрепером с постоянной глубиной резания, включающий операции заглубления ковша, копания с постоянной глубиной резания и выглубления груженого ковша (Плешков Д.И. и др. Бульдозеры, скреперы, грейдеры. - М.: Высшая школа, 1972, с. 225). Этот способ малоэффективен из-за ограниченности тягово-сцепных качеств скреперного агрегата и применяется весьма редко.

Известен способ копания с постепенным ступенчатым выглублением ковша к концу наполнения (Плешков Д.И. и др. Бульдозеры, скреперы, грейдеры. - М.: Высшая школа, 1972, с. 225). При копании этим способом ковш первоначально заглубляют на максимальную глубину, а затем производят его ступенчатое выглубление каждый раз на небольшую величину. Между операциями выглубления копание производится с постоянной глубиной резания и запертыми гидроцилиндрами управления ковшом. Ступенчатый способ копания эффективно применять только при разработке связанных несыпучих грунтов.

Из известных наиболее близких по сущности является гребенчатый способ копания, когда разработка грунта ведется “клевками” (Плешков Д.И. и др. Бульдозеры, скреперы, грейдеры. - М.: Высшая школа, 1972, с. 226). В этом случае после заглубления ковша и копания с постоянной глубиной резания (при запертых гидроцилиндрах управления ковшом) ковш снова заглубляют. Затем такие операции подъема-опускания ковша и копания с постоянной глубиной повторяют до предельно возможного наполнения его грунтом. Гребенчатый способ обеспечивает лучшее заполнение ковша сыпучими грунтами.

Недостатком гребенчатого способа разработки грунта является то, что копание с постоянной глубиной резания осуществляется при запертых гидроцилиндрах управления ковшом, когда не происходит увеличения сцепного веса тягача. Сцепной вес, а значит и сила тяги трактора, может увеличиваться лишь кратковременно, только при выглублениях ковша. Этот недостаток увеличивает качество циклов заглубления-выглубления ковша и снижает общую эффективность его заполнения.

Известно устройство, с помощью которого увеличивают сцепной вес тягача при копании за счет создания в одной из полостей гидроцилиндра постоянного регулируемого напорным клапаном давления жидкости (А.С. СССР, №1198164, М.кл. E 02 F 3/58 (3450713/29), опубл. 15.12.85, бюл. №46). Оно содержит гидроцилиндр, напорный клапан, гидрораспределитель и трубопроводы. Недостатки устройства заключаются в том, что оно не использует для увеличения сцепного веса тягача силы взаимодействия режущего ножа с грунтом, не соединено с гидроцилиндрами управления ковшом и управляется от отдельной секции гидрораспределителя.

Изобретение направлено на повышение эффективности разработки грунта путем увеличения вертикальных нагрузок на мосты скрепера (сцепного веса) за счет использования сил взаимодействия ножевой системы скрепера и поступающего в ковш грунта.

Это достигается тем, что копание с постоянной глубиной резания выполняют при силовом воздействии ковша в сторону выглубления, при этом силовое воздействие на грунт не превышает величины, необходимой для его полного выглубления.

Это достигается также и тем, что устройство дополнительно снабжено обратным клапаном, 2-позиционным золотником, управляемой профильной линейкой, которая жестко соединена с золотником секции гидрораспределителя, при этом впадина на профильной линейке соответствует нейтральному положению золотника секции гидрораспределителя и открытому положению 2-позиционного золотника, а ее выступы - положениям управления гидроцилиндрами ковша и запертому положению 2-позиционного золотника, насос через 2-позиционный золотник подключен к входу напорного клапана и через обратный клапан к полостям выглубления гидроцилиндров ковша, а сливная магистраль через 2-позиционный золотник соединена с выходом напорного клапана и полостями заглубления гидроцилиндров ковша.

Сущность изобретения пояснена на чертеже, где представлено устройство, реализующее предлагаемый способ копания грунта скрепером. Устройство содержит штатные элементы гидросистемы скрепера: насос 1, гидробак 2, секцию 3 гидрораспределителя, управляющую гидроцилиндрами 4 привода ковша, а также новые элементы: напорный клапан 5, обратный клапан 6, 2-позиционный 4-ходовой золотник 7, управляемый профильной линейкой 8.

Предлагаемый способ копания грунта скрепером реализуется следующим образом. Копание производят путем последовательного чередования заглубления ковша, копания с постоянной глубиной резания при силовом воздействии ковша на грунт в сторону выглубления, которое не превышает величины, необходимой для его выглубления, и выглубления ковша. В результате большую часть времени копания (копание с постоянной глубиной резания) имитируется процесс выглубления ковша, а возникающие при этом вертикальные силы используются для увеличения сцепного веса скрепера [2]. Поскольку вертикальное воздействие ножевой системы на грунт недостаточно для полного выглубления ковша, то не нарушается процесс копания и самопроизвольного выглубления ковша не происходит.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. Для заглубления или выглубления ковша оператор скрепера воздействует на секцию 3 гидрораспределителя, которая подает жидкость под давлением от насоса 1 в бесштоковую или штоковую полости гидроцилиндров 4. При этом обратный клапан 6 исключает включение напорного клапана 5. Заглубление и выглубление ковша происходят обычным образом, поскольку профильная линейка 8, жестко соединенная с золотником секции 3, отключает от насоса 1 2-позиционный золотник 7.

Копание с постоянной глубиной резания оператор скрепера производит при нейтральном положении золотника секции 3. В этом случае гидроцилиндры 4 заперты и с насосом 1 через секцию 3 гидрораспределителя сообщаться не могут. В нейтральном положении золотника секции 3 гидрораспределителя профильная линейка 8 переключает золотник 7 и соединяет насос 1 с входом напорного клапана 5 и через обратный клапан 6 - штоковой полостью гидроцилиндров 4. Бесштоковая полость гидроцилиндров 4 через золотник 7 сообщается со сливом.

В результате в полостях выглубления гидроцилиндров 4 создается постоянное давление, автоматически поддерживаемое напорным клапаном 5. Поскольку его настройка создает на ножах ковша усилие, меньше необходимого для выглубления ковша, то уменьшение глубины резания не происходит. Однако вертикальные силы взаимодействия поступающего в ковш грунта с ножевой системой и призмой волочения начинают передаваться на мосты ковша, увеличивая сцепной вес скреперного агрегата. Так происходит до тех пор, пока оператор не начинает выглублять ковш секцией 3 гидрораспределителя штатным образом.

Использование предлагаемого способа копания и устройства для его осуществления позволяет увеличивать сцепной вес при копании скреперным агрегатом любого типа: заполняемого с толкачом, без него или имеющего механизированную загрузку ковша. Для внедрения новшества необходимо минимальное количество простой стандартной гидроаппаратуры, управление процессом копания не усложняется. Вследствие увеличения сцепного веса скреперного агрегата сокращается число операций заглубления-выглубления, а динамика процесса копания улучшается, что благоприятно сказывается на эксплуатационной производительности и долговечности скрепера.