Баштовий екскаватор - патент Україна 2255181 - Ярошенко
Винахід відноситься до засобів переміщення ґрунту або видобутої мінеральної сировини, що дозволяє знизити енергоємність процесу та автоматизувати його, застосувати баштові екскаватори для розробки розсипів у комплексі з іншими машинами. Баштовий екскаватор включає машинну вежу з основною і додатковою лебідками, хвостову вежу, два відрізки несучого каната, закріплених на двох барабанах додаткової лебідки, дві гілки тягового каната, закріплених на барабанах основної лебідки, і два ковші, підвішені на несучих канатах за допомогою двох ходових . Ковші мають полозами. До хвостової вежі за допомогою гнучкого зв'язку прикріплена балка з можливістю хитання у вертикальній площині. Два кінці несучих канатів та два блоки закріплені на кінцях цієї балки і разом з гілками тягового каната, замкнутими через блоки, також мають можливість хитання у зазначеній площині. Зменшуються енерговитрати, підвищується продуктивність екскаватора. 4 іл.
Малюнки до патенту Україна 2255181
1. ОБЛАСТЬ ТЕХНІКИ, ДО ЯКОЇ ВІДНОСИТЬСЯ ВИНАХОД
Винахід відноситься до засобів переміщення ґрунту або видобутої мінеральної сировини і може бути використане, наприклад, для подачі на переробку пісків розсипних родовищ бульдозером.
ІІ. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ
Відомий баштовий екскаватор, що включає машинну та хвостову вежі, що несе та тяговий канати, лебідку та ківш (Шорохов С.М. Технологія та комплексна механізація розробки розсипних родовищ. М.: Надра, 1973, с.259). Екскаватор працює в такий спосіб. За допомогою лебідки і тягового каната переміщають ківш по натягнутому між вежами канату, що заносить, завантажують його грунтом поблизу хвостової вежі і розвантажують біля машинної вежі.Недоліком пристрою є обмежена продуктивність, оскільки екскаватор не робить корисної роботи при поверненні ковша до місця завантаження.
Цього недоліку позбавлена прийнята за прототип баштова скреперно-екскаваторна установка, що включає машинну (головну) і хвостову (допоміжну) вежі, два відрізки несучого (їздового) каната, два ходові візки з двома ківшами, дві гілки тягового каната і дві лебідки, встановлені на машині вежі: основну та додаткову. Обидва відрізки канату натягнуті між вежами і з одного боку нерухомо закріплені на хвостовій вежі, а з протилежного боку - на барабанах додаткової лебідки. Обидві гілки тягового каната з одного боку замкнуті через два блоки хвостової вежі, а з протилежного боку закріплені на барабанах основної лебідки машинної вежі (Авторське свідоцтво СРСР №853020, кл. Е 02 F 3/54, 1981). При роботі один із ковшів встановлюють у зоні вибою, а другий – у зоні розвантаження, тому ковші виконують робочі ходи по черзі. У забій ківш опускають шляхом розгальмовування барабанів основної та додаткової лебідок. Включаючи барабан основної лебідки, заповнюють ківш ґрунтом та переміщують його до місця розвантаження. Потім включенням додаткової лебідки і натягом несучого каната ківш піднімають, внаслідок чого він перекидається ріжучою кромкою вниз і розвантажується. Другий ківш тим часом зупиняється у зоні забою, і всі операції повторюються.
Перевагою прототипу є більш висока продуктивність, а недоліком - потреба додаткової потужності для приводу додаткової лебідки, а також складність одночасного управління двома лебідками. Останнє ускладнює автоматизацію роботи екскаватора, дуже необхідну через відсутність можливостівізуально контролювати завантаження ковша (через значну відстань між вибоєм та машинною вежею). Крім того, сфера застосування прототипу обмежена розробкою досить рівних ділянок з однорідними слабкими ґрунтами. Його, наприклад, проблематично використовувати не тільки для розробки розсипів полонин, складених досить міцними гірськими породами, але й для транспортування до приладу для промивки пісків, вже добутих бульдозером.
ІІІ. РОЗКРИТТЯ ВИНАХОДУ
Основним завданням, на вирішення якої спрямований винахід, є зменшення встановленої і споживаної потужності робочих механізмів, спрощення управління екскаватором і автоматизація його роботи, а також розширення області його застосування.
Істотні ознаки, що характеризують пристрій.
1. Пристрій містить машинну вежу з основною та додатковою лебідками, хвостову вежу, два відрізки несучого каната, закріплених на двох барабанах додаткової лебідки, дві гілки тягового каната, закріплених на двох барабанах основної лебідки, та два ковші, підвішені на несучих канатах за допомогою двох ходових візків.
2. До хвостової вежі за допомогою гнучкого зв'язку прикріплена балка з можливістю хитання у вертикальній площині, а два кінці несучих канатів і два блоки закріплені на кінцях цієї балки і разом з гілками тягового каната, замкнутими через блоки, також мають можливість хитання у зазначеній площині.
3. Кожен ківш забезпечений двома полозами.
4. Підвіска задньої частини ковша до ходового візка виконана шарнірною, а передній частині - роз'ємною, із замикаючим пристроєм.
5. Машинна вежа містить два перемикачі напрямку ходу ковшів.
Ознака 4, хоч і є характерною, але можливо безліч інших варіантівфіксування ковша у робочому положенні.
Ознака 5 відома з літератури.
IV. КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ
На фіг.1 зображено схема баштового екскаватора, загальний вигляд.
На фіг.2 - те саме, вид зверху.
На фіг.3 - схема хвостової вежі, вид спереду.
На фіг.4 - ківш у робочому положенні, загальний вигляд.
V. ЗДІЙСНЕННЯ ВИНАХОДУ
Пристрій, що заявляється, не відрізняється великою складністю і при використанні типових вузлів і деталей може бути виготовлено не тільки на заводі, але і в добре обладнаних майстернях.
Баштовий екскаватор (фіг.1-3) містить машинну вежу 1, хвостову вежу 2, основну лебідку 3 з барабанами 4 і 5, додаткову лебідку 6 з барабанами 7 і 8, балку 9, прикріплену в її середній частині гнучким зв'язком 10 до хвостової вежі 2 два відрізка несучого каната 11 і 12, закріплених на кінцях балки 9, а з протилежного боку - на барабанах 7 і 8 додаткової лебідки 6, дві гілки тягового каната 13 і 14, замкнутих через блоки 15, а з протилежного боку закріплених на барабанах 4 і 5 основної лебідки 3, два ходові візки 16 і 17 з ковшами 18 і 19.
Ходові візки 16 і 17 і ковші 18 і 19 мають шарнірні з'єднання, що включають планки 20, закріплені попарно з боків хрестовин 21 (фіг.4). Ходові візки 16 і 17 містять ролики 22, кронштейни 23, замикаючі пристрої 24 і важелі 25. Кожен ківш містить ніж 26, полозья 27 і арку 28.
Машинна башта містить два перемикачі напрямку ходу ковшів (не показані), призначені для автоматичного вимикання одного барабана основної лебідки і включення із затримкою в 1-2 з другого барабана цієї лебідки.
Екскаватор працює таким чином,
Основний принцип його дії полягає в тому, що ковші,рухаючись по несучих канатах назустріч один одному, почергово зачерпують піски в зоні завантаження (поблизу хвостової вежі) і розвантажуються в зоні розвантаження (у машинної вежі). Причому опускання ковшів для завантаження та перекидання їх для розвантаження виконується автоматично.
У період монтажу екскаватора, перш ніж за допомогою лебідки 6 будуть натягнуті несучі канати 11 і 12, бульдозер готує в створі веж канаву, заглиблюючи її в плот розсипи на 1 м для подальшої подачі в неї пісків.
Починаючи роботу, встановлюють ківш 18 у зоні завантаження, а ківш 19 - у зоні розвантаження. При опусканні ковша 18 на дно канави 29 ходовий візок зміщена назад щодо її положення, показаного на фіг.4. Тому нижня частина замикаючого пристрою 24 стикається з аркою 28 ковша 18 і піднімається під її впливом, а корпус візка 16 лягає на арку 28. При включенні барабана 4 основний лебідки 3 ходовий візок 16 починає рухатися вперед, а ківш 18 завдяки кулі нерухомим. В результаті кронштейн 23 входить під арку 28, а замикаючий пристрій 24 вільно опускається, оберігаючи надалі ківш 18 від мимовільного розвантаження у разі його несподіваної зупинки в процесі руху по канату, що несе. У результаті ходовий візок 16 і ківш 18 займають взаємне положення, показане на фіг.4, і починають спільний рух.
Ківш 18, пересуваючись на полозах 27 по навалу пісків 30, у своєму русі повторює його рельєф, зрізуючи при цьому верхній шар і поступово заповнюється. Продовжуючи рух вздовж похилого несучого каната 11 ківш 18 відривається від навалу пісків 30 і наближається до машинної вежі 1. Тут важіль 25 входить у контакт з елементами конструкції вежі 1 і піднімає замикаючий пристрій 24 а корпусвізка 16 входить у зіткнення з перемикачем напрямку ходу ковша, в результаті чого барабан 4 лебідки 3 і візок 16 зупиняються. При цьому ківш 18 продовжує рух уперед за інерцією. У результаті арка 28 зривається з кронштейна 23, ківш 18 перекидається передньою частиною вниз і розвантажується. Потім перемикач включає барабан 5 лебідки 3. Ківш 18 починає зворотний рух, а ківш 19, що підійшов до зони завантаження і опустився на дно канави 30 починає рух вперед і завантажується.
Автоматичне опускання ковшів на дно канави відбувається завдяки наявності балки 9, під впливом вертикальної складової сил, які діють кінці цієї балки, при почерговому наближенні до неї порожніх і видаленні завантажених ковшів. Повністю ківш лягає на дно канави, а корпус візка - на арку ковша внаслідок зменшення натягу несучих канатів, викликаного розвантаженням другого ковша біля машинної вежі. Таке вирівнювання натягу обох канатів здійснюється завдяки наявності балки 9 і способу кріплення її до хвостової вежі. За рахунок цього забезпечується і різна висота переміщення завантаженого та порожнього ковшів.
Відмінності пристрою від прототипу дозволяють йому працювати не тільки в автоматичному режимі, але і знизити витрату енергії. Так, додаткову лебідку 6 під час екскавації пісків не включають. Потрібне лише одноразове включення її для регулювання довжини несучих канатів при монтажі екскаватора після його переміщення на нову стоянку. Тому така лебідка має бути тихохідною і може мати потужність приводу на порядок нижче, ніж у прототипу.
Зменшити потужність приводу основної лебідки в порівнянні з прототипом дозволяє наявність у ковшів полозів. Вони перешкоджають заглибленню ковша в навал пісків усім корпусом, що ускладнило б його.вилучення з навалу після заповнення і вимагало б для цього значно вищої потужності приводу основної лебідки. При використанні прототипу в подібній ситуації буде потрібна одночасна робота обох лебідок.
Наведені вище відомості підтверджують можливість здійснення винаходу та отримання суттєвого економічного ефекту в результаті його впровадження у виробництво.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Баштовий екскаватор, що включає машинну вежу з основною і додатковою лебідками, хвостову вежу, два відрізки несучого каната, закріплених на двох барабанах додаткової лебідки, дві гілки тягового каната, закріплених на барабанах основної лебідки, і два ковші, підвішені на несучих канатах за допомогою двох візків, який відрізняється тим, що ковші забезпечені полозами, а до хвостової вежі за допомогою гнучкого зв'язку прикріплена балка з можливістю гойдання у вертикальній площині, при цьому два кінці несучих канатів і два блоки закріплені на кінцях цієї балки і разом з гілками тягового каната, замкнутими через блоки , також мають можливість хитання у зазначеній площині.