книги / Одноковшовые погрузчики

1.2. Конструкция погрузчика

Универсальный погрузчик грузоподъемностью 6,0 т является машиной тяжелого класса и предназначена для механизации погрузочно-разгрузочных работ с основными видами сыпучих строительных материалов, штучными и тарными грузами, а также для разработки грунтов 1-й и 2-й категорий.

Ковш погрузчика установлен на стреле и управляется рычажным механизмом. Стрела шарнирно закреплена на портале, который жестко крепится на раме базового пневмоколесного трактора К-702. Последний является промышленной модификацией трактора К-700А сельскохозяйственного назначения.

Трактор К-702 имеет шарнирно-сочлененную систему поворота. Моторная и грузовая полурамы сварены из проката и стального литья в местах соединения полурам и крепления основных узлов и агрегатов. Моторная и грузовая полурамы соединены между собой вертикальным шарниром для поворота машины в плане и горизонтальным шарниром для обеспечения трехточечной подвески ходовой части.

Относительный поворот полурам на угол ±35° относительно продольной оси осуществляется двумя гидроцилиндрами двойного действия, закрепленными шарнирно на полурамах с наружной стороны и соединенными параллельно между собой поршневой и штоковой полостями. Взаимный поворот полурам осуществляется в вертикальной плоскости независимо, в соответствии с профилями рабочей площадки на угол ±90°, который ограничивается неподвижными упорами. На моторной полураме установлен двигатель с гидротрансформатором, коробка передач, задний мост, кабина с системами управления и контроля, масляный и топливный баки. На грузовой платформе размещен передний мост и погрузочное оборудование.

Восьмицилиндровый дизель ЯМЗ-238НД оборудован турбокомпрессором с всережимным регулятором. Для обеспече-

61

ния пуска двигателя при низких температурах установлен котел предпускового обогрева дизеля и отопительной системы кабины. Дизель пускателя оснащен электростартером напряжением 24 В.

К двигателю прифланцован гидротрансформатор, работающий в режиме гидротрансформатора и гидромуфты. От насосного колеса гидротрансформатора запускается распределительный редуктор для привода насоса гидросистемы нагрузочного оборудования. Гидротрансформатор карданным валом соединен с коробкой передач.

Коробка передач механическая с постоянным зацеплением шестерен, включением передач с помощью фрикционной муфты гидравлическим сервоуправлением и механическим переключением рабочего и транспортного режимов. В коробке передач имеется независимый привод от распределительного редуктора для вращения гидронасосов включения фрикционов и рулевого управления. Специальной муфтой эти насосы могут приводиться от двигателя или ходовой части, сохраняя управление машиной при авариях двигателя.

Картер коробки обогревается от сопла предпускового обогревателя. Карданными валами приводятся оба моста, передний мост приводится через промежуточную опору, располагаемую внутри трубы горизонтального шарнира трактора. Оба ведущих моста жестко крепятся к полурамам трактора.

Каждый мост имеет коническую главную передачу, дифференциальный механизм с возможностью блокировки, планетарные штучные редукторы, а также колодочные тормоза на колесах с пневмоуправлением. Мосты оборудуются широкопрофильными шинами и предназначены для эксплуатации с внутренним давлением 1,2–2,6 кгс/см2. Рекомендуемое давление в шинах, установленных на погрузчике, 2,2 кгс/см2.

Для управления направлением движения трактора имеется гидравлическая система, состоящая из масляного бака, гидронасоса, регулятора расхода, рулевого распределителя с предо-

62

хранительными клапанами и обратной связью, запорного клапана и наполнительных гидроцилиндров.

Трактор оборудован двухместной кабиной с дублированным управлением для движения в обоих направлениях. Кабина герметизирована, имеет отопление и вентиляцию; одноместное сиденье с амортизаторной подвеской регулируется по высоте

ипо массе оператора. Электрооборудование трактора предусматривает осветительные и указательные приборы напряжением 12 В.

Портал сварен из листовых стоек, соединенных поперечными листами и связями, и устанавливается на четыре опорные площадки.

На портале шарнирно подвешена стрела, сваренная из двух продольных балок коробчатого сечения, связанных в зоне крепления рабочего органа поперечной.

Рычажная система перекрестного типа и состоит из двух симметричных механизмов управления, располагаемых с внешней стороны стрелы. Управление ковшом и стрелой осуществляется с помощью объемного гидропривода.

Масло из бака подается гидронасосом в трехсекционный распределитель с предохранительным клапаном.

Взависимости от необходимости оно может поступать из распределителя в три группы исполнительных гидроцилиндров, соединенных попарно параллельно.

Давление на подвижные элементы гидропривода передается безштанговыми соединениями. Для предотвращения образования вакуума в гидроцилиндрах подъема стрелы установлен дроссель одностороннего действия. В гидросистеме двухчелюстного ковша предусмотрен переливной клапан, предотвращающий поломку челюсти при неполном закрытии. Ос-

новным рабочим органом является нормальный ковш емкостью 3 м3 с плоским днищем, усиленными накладками снизу

ипрямой режущей кромкой. Закругленная задняя часть усилена уголками.

63

По условиям задания на курсовой проект на погрузчик установлен ковш с принудительной разгрузкой, который входит в число дополнительного оборудования.

Применение на погрузчике ковша с принудительной разгрузкой позволяет увеличивать высоту разгрузки (на ∆Н) и вылет (на ∆L), а также угол запрокидывания (на 5–10°) и повышает производительность на 10–12 %.

2. ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК

Ковш с принудительной разгрузкой одноковшового погрузчика

Применение: разработка липких и вязких грунтов, выполнение бульдозерных работ.

Сущность изобретения: ковш имеет механизм фиксации подвижной стенки в крайнем переднем положении, состоящий из прикрепленных к нижней части подвижной стенки кронштейнов с роликами и упорными выступами, которые взаимодействуют со сквозными коническими отверстиями с прорезями, выполненными в корпусе ковша. Проушины подвески подвижной стенки к корпусу выполнены овальной формы.

Изобретение относится к землеройным машинам и может быть использовано на одноковшовых погрузчиках для выполнения погрузочных и бульдозерных операций.

Известен ковш одноковшового погрузчика, представляющий собой сварную конструкцию, состоящую из четырех сварных листов: верхнего – с усиливающим ребром П-образного профиля, нижнего – с режущим ножом и двух боковых. С задней стороны ковша приварены проушины, переходящие в ребра жесткости: к верхнему листу – одна пара для шарнирного крепления тяги поворота ковша; к нижнему листу – две пары для шарнирного крепления головок стрелы. Набор грунта про-

64

изводится при движении погрузчика вперед с одновременным поворотом ковша вверх вокруг шарниров крепления стрелы, а выгрузка грунта – при опрокидывании ковша (поворот вниз) на поднятой стреле.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ковш с принудительной разгрузкой, состоящий из корпуса, шарнирно соединенной с ним стенки-отвала, имеющей одну степень свободы (поворот вокруг шарнира), двух гидроцилиндров и двух распорных тяг. Корпус представляет собой сварную конструкцию в виде нижнего и двух боковых листов с перекладиной в верхней части. Перекладина и нижний лист для жесткости конструкции корпуса соединены тремя парами вертикальных ребер, имеющих отверстия. К паре ребер, соединяющих перекладину с нижним листом в средней части ковша, шарнирно крепится тяга поворота ковша, а к двум другим парам ребер шарнирно крепятся головки стрелы (в нижних отверстиях), корпуса гидроцилиндров (в верхних отверстиях), шарнирно-сочлененных в средней части распорные тяги (отверстия в средней части), и подвижная стенкаотвал (в отверстиях верхних проушин, направленных внутрь ковша). Подвижная стенка-отвал в верхней части имеет проушины для шарнирного соединения с корпусом ковша, а с задней (наружной) стороны – проушины для шарнирного крепления штоков гидроцилиндров и распорных тяг. Ковш предназначен для погрузочных и бульдозерных операций. Когда штоки гидроцилиндров втянуты в корпуса, стенка-отвал находится в заднем крайнем положении, т.е. ковш приспособлен для погрузочных работ. При этом наполнение ковша производится обычным способом, а выгрузка может быть произведена принудительно (при неполном опрокидывании, если требуется увеличенный вылет и высота разгрузки) поворотом стенкиотвала вокруг шарниров посредством гидроцилиндров управления. При выдвинутых на полную длину штоках гидроцилиндров ковшом можно производить бульдозерные работы. В этом

65

положении шарнирно-сочлененные тяги натянуты по прямой (установлены в распор), и вся нагрузка от призмы волочения через стенку-отвал передается на них. При этом гидроцилиндры разгружены.

Впроцессе выгрузки грунта стенка-отвал, поворачиваясь

вшарнире подвески, нижней кромкой копирует поверхность нижнего листа корпуса ковша. При этом эффективность работы ковша (производительность, надежность) определяется величиной зазора между поверхностями нижнего листа и стен- кой-отвалом: чем больше зазор, тем больше грунта остается

вковше. В то же время для обеспечения минимального зазора по всей поверхности нижнего листа, копируемой стенкойотвалом, требуется высокая точность его изготовления. При наличии даже незначительного отклонения радиуса кривизны от номинального значения зазор либо увеличивается, либо уменьшается. При увеличении зазора снижается производительность (увеличивается остаток грунта в ковше), а при уменьшении зазора – возможно трение нижней кромки стенкиотвала о поверхность гнутого листа корпуса ковша или, в худшем случае, заклинивание. Заклинивание также возможно при попадании в зазор твердых включений грунта (мелкие камни, щебень, галька и т.п.). Все это оказывает значительное влияние на уровень надежности (долговечность и безотказность) ковша. Кроме того, основными конструктивно-технологическими недостатками известного ковша являются громоздкость и значительная металлоемкость распорных тяг и неизбежность трения нижней кромки подвижной стенки о поверхность нижнего листа корпуса ковша при износе шарнирной подвески стенки-

отвала (незащищенной от попадания абразивных частиц), а также заклинивание – при незначительной деформации нижнего листа.

Целью изобретения является снижение металлоемкости и повышение надежности ковша. Достигается это за счет вывода из конструкции ковша с принудительной разгрузкой шар-

66

нирно-сочлененных распорных тяг и установки роликов на подвижной стенке-отвале. При этом фиксация подвижной стенки в положении Отвал бульдозера производится за счет выполнения шарнирной подвески стенки-отвала овальными отверстиями, наличия специальных углублений в нижней стенке корпуса ковша и выступов, расположенных на кронштейнах роликов.

На рис. 1, а изображен универсальный ковш погрузчика (сечение по оси одного из гидроцилиндров управления); на рис. 1, б – узел фиксации стенки-отвала в положении Отвал бульдозера (местное сечение).

Рис. 1. Ковш с принудительной разгрузкой

Универсальный ковш погрузчика состоит из корпуса 1, подвижной стенки 2 и двух гидроцилиндров управления 3. Корпус представляет собой сварную конструкцию из гнутого (по радиусу поворота подвижной стенки) и прямого (в зоне крепления ножа) нижнего листа, двух боковых стенок 4 и перекладины 5. Перекладина и нижний лист для жесткости конструкции соединены ребрами: парой ребер, расположенных в середине корпуса и имеющих отверстия для крепления тяги

67

поворота ковша (не указаны); двумя парами ребер, расположенными по краям (на уровне головок стрелы) и имеющими отверстия шарнирного крепления головок стрелы, и отверстия 6 – шарнирного крепления корпуса гидроцилиндров.

Впередней части нижнего листа имеются два сквозных конических отверстия 7. Передняя часть нижнего листа усилена и имеет резьбовые отверстия для крепления ножа 8, установленного по касательной к радиусу изгиба нижнего листа. Стенкаотвал 2 представляет собой сварную конструкцию, состоящую из стального листа и приваренных к нему продольных и поперечных ребер жесткости. Две пары поперечных ребер жесткости 9 в нижней части имеют отверстия 10 шарнирного крепления штоков гидроцилиндров, а в верхней части – овальные отверстия 11 для установки осей 12, закрепленных на корпусе.

Внижней части стенки-отвала жестко крепятся кронштейны со специальными выступами 13 и роликами 14.

Описание работы устройства. При наполнении ковша подвижная стенка 2 упирается в ребра жесткости корпуса 1 и придерживается гидроцилиндрами 3. Наполнение ковша производится обычным способом – внедрением в грунт с запрокидыванием. Нагрузка производится также обычным способом – путем опрокидывания, а при необходимости увеличения вылета стрелы и высоты разгрузки – принудительным путем, т.е. выталкиванием грунта за счет рабочего хода стенки-отвала при неполном опрокидывании ковша.

При включении гидроцилиндров управления шток выходит из корпуса и через шарнир проушины 10 воздействует на подвижную стенку. Подвижная стенка, поворачиваясь вокруг осей 12, установленных в проушинах 11 ребер жесткости 9, катится по поверхности нижнего листа на роликах 14, при этом гидроцилиндры поворачиваются вслед за стенкой на осях, установленных в отверстиях 6. В конце хода штока гидроцилиндра подвижная стенка выходит из радиуса кривизны нижнего листа корпуса, при этом появляется зазор между ее нижней

68

кромкой и поверхностью ножа 8, а ролики 14 попадают в зону расположения сквозных конических отверстий 7. Подвижная стенка опускается в овальных отверстиях проушин до упора нижней кромки о нож ковша, а ролики 14 вместе с выступами 13 входят в сквозные отверстия (выдавливая попавший грунт). Небольшой зазор между вертикальными рабочими поверхностями выступов и отверстий ликвидируется при загружении подвижной стенки призмой волочений грунта. Нагрузка от призмы волочения в этом положении через выступы 13 передается на вертикальную поверхность отверстий 7, гидроцилиндры при этом разгружены. При возврате подвижной стенки в заднее крайнее положение под действием гидроцилиндров она сначала поднимается (вырабатывая необходимый свободный ход в овальных отверстиях проушин 11), в результате чего выступы 13 выходят из отверстий 7; после этого подвижная стенка, катаясь на роликах, возвращается в заднее крайнее положение до упора (полный ход штоков гидроцилиндров) в ребра жесткости. Жесткость ковша обеспечивается за счет соединения нижнего листа ковша с боковыми стенками 4 посредством перекладины 5 и ребер жесткости, а надежность конструкции (т.е. предотвращение износа поверхностей подвижной стенки и корпуса или заклинивание, при деформации нижнего листа или попадании твердых включений грунта в зазор между нижним листом корпуса и нижней кромкой стенки-отвала) – за счет свободного вертикального перемещения подвижной стенки в овальных отверстиях проушин шарнирной подвески.

Технико-экономическая эффективность данного изобре-

тения заключается в снижении металлоемкости за счет отказа от массивных шарнирно-сочлененных тяг и повышении надежности ковша за счет исключения влияния износа шарнирной подвески подвижной стенки и случайной деформации нижнего листа корпуса на ресурс ковша и его работоспособность.

Формула изобретения. Ковш с принудительной разгрузкой одноковшового погрузчика, включающий корпус с ножом,

69

шарнирно подвешенную к корпусу на пружинах подвижную стенку ковша и гидроцилиндры ее управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе ковша и уменьшения металлоемкости, ковш снабжен механизмом фиксации подвижной стенки в крайнем переднем положении. Данный механизм выполнен из прикрепленных к нижней части подвижной стенке кронштейнов с установленными на них роликами, из упорных выступов на кронштейнах, выполненных в корпусе ковша около ножа сквозных конических отверстий с прорезями с возможностью их взаимодействия соответственно с роликами и упорными выступами. Проушины подвески подвижной стенки к корпусу выполнены овальной формы.

На рис. 2 представлен аналогичный пример американского патента (US3523621 A) ковша с принудительной разгрузкой одноковшового погрузчика, но уже с более сложной конструкцией.

Рис. 2. Ковш с принудительной разгрузкой (патент US3523621 A)

70