энергосберегающее рабочее оборудование гидравлического экскаватора прямая лопата

Формула изобретения

Энергосберегающее рабочее оборудование гидравлического экскаватора прямая лопата, включающее поворотную платформу, портал, стрелу, рукоять, ковш, гидроцилиндры подъема стрелы, гидроцилиндры поворота рукояти, гидроцилиндр поворота ковша, отличающееся тем, что в вертикальной плоскости симметрии стрелы между гидроцилиндрами поворота рукояти установлен пневмогидроцилиндр, шарнирно закрепленный на поворотной платформе и стреле, поршневая полость которого соединена, по меньшей мере, с двумя газовыми баллонами, заряженными сжатым воздухом давлением более 10 МПа, общий объем газовых баллонов составляет, по меньшей мере, четыре рабочих объема пневмогидроцилиндра, при этом в поршневые полости гидроцилиндров стрелы подключен, по меньшей мере, один гидравлический амортизатор давления рабочей жидкости, заряженный сжатым воздухом давлением более 15 МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к одноковшовым универсальным гидравлическим экскаваторам прямая лопата.

Известно рабочее оборудование гидравлического одноковшового экскаватора [АС № 675142, БИ № 27, 25.07.1979], включающее стрелу, шарнирно сочлененную с рукоятью, ковш, силовые гидроцилиндры подъема стрелы, гидроцилиндры поворота рукояти и гидроцилиндр поворота ковша, рукоять связанную со стрелой посредством шарнира с возможностью качания в поперечной плоскости копания.

Недостатком этого устройства является его сложность, обусловленная дополнительными механизмами, а также значительное энергопотребление, обусловленное достаточно большими силами тяжести стрелы, рукояти, ковша и гидроцилиндров, на подъем которых расходуется энергия силовой установки.

Наиболее близким по технической сущности из известных технических решений к предлагаемому устройству является рабочее оборудование гидравлического экскаватора прямая лопата [А.В.Раннев. Одноковшовые строительные экскаваторы. М., Высшая школа, 1991. - 304 с., С.14, 24, 25], содержащее поворотную платформу, портал, стрелу, рукоять, ковш, гидроцилиндры подъема стрелы, гидроцилиндры поворота рукояти, гидроцилиндр поворота ковша.

Недостатком этого устройства является энергозатратность, обусловленная большим весом стрелы, рукояти, ковша и других элементов конструкции рабочего оборудования, на подъем которых в каждом цикле рабочего процесса бесполезно расходуется энергия и топливо двигателя.

Консольная конструкция рабочего оборудования, закрепленного на поворотной платформе и портале, обусловливает значительные колебания давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах и гидронасосе.

Задачей изобретения является усовершенствование конструкции рабочего оборудования гидравлического экскаватора прямая лопата путем исключения влияния сил тяжести элементов рабочего оборудования на энергоемкость рабочего процесса.

Поставленная задача изобретения решена тем, что в известном устройстве, включающем поворотную платформу, портал, стрелу, рукоять, ковш, гидроцилиндры подъема стрелы, гидроцилиндры поворота рукояти, гидроцилиндр поворота ковша, согласно изобретению в вертикальной плоскости симметрии стрелы между гидроцилиндрами поворота рукояти установлен пневмогидроцилиндр, шарнирно закрепленный на поворотной платформе и стреле, поршневая полость которого соединена, по меньшей мере, с двумя газовыми баллонами, заряженными сжатым воздухом давлением более 10 МПа, общий объем газовых баллонов составляет, по меньшей мере, четыре рабочих объема пневмогидроцилиндра, при этом в поршневые полости гидроцилиндров стрелы подключен, по меньшей мере, один гидравлический амортизатор давления рабочей жидкости, заряженный сжатым воздухом давлением более 15 МПа.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показано энергосберегающее рабочее оборудование экскаватора прямая лопата, вид сбоку, в верхнем и нижнем положениях стрелы, на фиг.2 - энергосберегающее рабочее оборудование, вид спереди.

Устройство содержит поворотную платформу 1, портал 2, на котором шарнирно установлена стрела 3, шарнирно соединенная с рукоятью 4, ковш 5, гидроцилиндры подъема стрелы 6, гидроцилиндры поворота рукояти 7, гидроцилиндр поворота ковша 8, пневмогидроцилиндр 9, пневмогидромагистраль 10, газовые баллоны 11, гидравлический амортизатор 12 давления рабочей жидкости, подключенный к поршневой полости гидроцилиндра 6.

Работа энергосберегающего рабочего оборудования прямая лопата осуществляется, главным образом, выше уровня стоянки экскаватора (см. фиг.1). Рабочие операции поворота ковша и рукояти при копании и транспортировании грунта совершаются обычным образом, как и у прототипа.

Подъем стрелы 3 экскаватора при копании и транспортировании ковша осуществляется гидроцилиндрами 6 подъема стрелы путем подачи рабочей жидкости в поршневые полости этих гидроцилиндров. Одновременно пневмогидроцилиндр 9, поршневая полость которого соединена пневмогидромагистралью 10 с газовыми баллонами 11, осуществляет подъем сил тяжести стрелы, рукояти и ковша.

Таким образом, при подъеме стрелы ее гидроцилиндры 6 оказываются нагруженными только полезной нагрузкой от веса грунта в ковше.

В результате этого процесс копания грунта стрелой осуществляется тремя гидроцилиндрами 6 и 9 и является более эффективным, что способствует повышению производительности экскаватора.

Процесс подъема рабочего оборудования экскаватора прямая лопата становится энергосберегающим, т.к. на подъем сил тяжести стрелы, рукояти, ковша энергия не тратится.

Достоинством предложенного устройства является использование в качестве рабочего тела сжатого воздуха, что приводит к значительной экономии масла гидросистемы. Энергосберегающий гидропривод рабочего оборудования становится более скоростным, поэтому для амортизации давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах подъема стрелы целесообразно использовать гидроамортизатор, представляющий собой корпус с подвижным поршнем, подключенный гидролинией к поршневой полости гидроцилиндра стрелы, и пневмокамеру, разделенную на две пневмокамеры, соединенные регулируемым клапаном. Амортизатор давления предотвращает повышение давления в гидросистеме экскаватора при разгоне и торможении рабочего оборудования.