Роторный экскаватор с телескопической стрелой

(51) 02 3/38 (2009.01) 02 3/18 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ шарнирно к оси роторного колеса. Питатель приемного конвейера в передней части имеет лоток,который должен всегда находиться под ротором,закрывая зазор между ротором и кромкой разрабатываемого уступа, предохраняя просыпи грунта через зазор на дно забоя. Положение питателя относительно ротора меняется при изменении длины телескопической роторной стрелы или наклона ее при перестановке ротора с одного уступа на другой с помощью специального гидроцилиндра. Роторная стрела снабжена механизмом гашения колебаний металлоконструкции, установленного между роторной стрелой и гидроцилиндром ее подъема В качестве рабочего органа используется бесковшовый ротор косого ступенчатого резания нижней разгрузки с зубьями в виде косых клиньев,поворотными относительно плоскости вращения в зависимости от соотношения скоростей вращения и боковой подачи ротора. Поворот зубьев на необходимый угол осуществляется применением любых из известных способов крепления зубьев,позволяющих изменять угол их установки на роторе.(76) Нураков Серик Успанов Даниал Бауржанович(57) Изобретение относится к карьерным роторным экскаваторам и предназначено для разработки прочных грунтов, вскрышных пород и полезных ископаемых. Для повышения эффективности работы карьерного роторного экскаватора при разработке прочных грунтов, вскрышных пород и полезных ископаемых необходимо снизить колебания металлоконструкции, уменьшить динамичность внешних нагрузок, уменьшить размеры и массу машины при высокой производительности и низкой энергоемкости. С этой целью экскаватор выполнен полностью гидрофицированным, роторная стрела выполнена телескопической, а приемный конвейер состоит из основной части постоянной длины и питателя,подвешенного одним концом шарнирно в передней части выдвигаемой части стрелы, а другим 23020 Изобретение относится к карьерным роторным экскаваторам и предназначено для разработки прочных вскрышных пород и полезных ископаемых. Известен роторный экскаватор (А.с. СССР 1795997), включающий ротор с инерционной нижней разгрузкой, канатную подвеску роторного оборудования и рычажно-канатные механизмы устранения зазора между приемным конвейером и кромкой уступа для устранения просыпей грунта на дно забоя. Недостатком данной конструкции является канатные подвеска и привод перемещений рабочего оборудования и, как следствие, развитое верхнее строение, увеличивающие размеры и массу,ухудшающие динамические свойства конструкции и устойчивость рабочего процесса, наличие роторной стрелы постоянной длины, а также сложность рычажно-канатной системы привода изменения длины или положения приемного конвейера относительно кромки разрабатываемого уступа для устранения просыпания разрыхленного грунта. Кроме того, на данной конструкции установлен ротор с ножевыми режущими элементами, который при разработке прочных грунтов имеет высокую динамичность усилий на роторе, передающихся на привод ротора и металлоконструкцию экскаватора,что вызывает колебания и нарушает устойчивость работы и снижает производительность машины. Известен роторный экскаватор с телескопической стрелой (Владимиров В.М. и др. Карьерные роторные экскаваторы,1968). Недостатками данной конструкции являются канатная подвеска роторной стрелы, сложность механизма выдвижения стрелы, использование ротора с гравитационной разгрузкой и невозможность разработки прочных грунтов из-за недостаточности усилия копания. Известен роторный экскаватор ЭР-25 (Волков Д.П.Динамика и прочность многоковшовых экскаваторов и отвалообразователей.-М. Машиностроение, 1969). Недостатками данной машины являются применение гидропривода только для подъема роторной стрелы и использование ротора с гравитационной разгрузкой, что ухудшает динамические свойства конструкции при разработке прочных грунтов и пород. Известен роторный рабочий орган (Патент СССР 1799413),содержащий обечайку с установленными на нем двумя рядами режущих элементов в виде косых клиньев и вращающегося сверху вниз относительно забоя. Недостатком данной конструкции является постоянство углов установки зубьев на роторе независимо от кинематических параметров движения ротора относительно массива. Из представленных аналогов по совокупности схожих существенных признаков выделим в качестве прототипа заявляемого изобретения роторный экскаватор по А.с. СССР 1795997. Задачей предлагаемого изобретения является разработка конструкции роторного экскаватора,осуществляющего эффективную разработку прочных грунтов и пород,снижающую 2 динамичность процесса отделения стружки и улучшающую общую динамику металлоконструкции экскаватора без увеличения массы и размеров машины. Результат достигается за счет создания экскаватора с телескопической роторной стрелой,имеющего устройство гашения ее колебаний,гидравлический привод всех механизмов и ротор косого ступенчатого резания нижней разгрузки с поворотными относительно траектории их движения зубьями в зависимости от кинематических условий процесса отделения стружки от массива. На фиг. 1 показана схема предлагаемого экскаватора. На фиг.2 показана схема бесковшового ротора косого ступенчатого резания нижней разгрузки с поворотными и выполненными в виде косых клиньев зубьями. На фиг.1 показан полностью гидрофицированный роторный экскаватор,состоящий из поворотной платформы 1,неподвижной и выдвигаемой секций 2 телескопической роторной стрелы, бесковшового ротора косого ступенчатого резания нижней разгрузки 3, приемного конвейера 5, отвального конвейера 6, гидромотора 8 привода отвального конвейера, гидроцилиндра 10 подъема отвального конвейера, гидромотора 11 привода приемного конвейера, гидроцилиндра 15 выдвижения роторной стрелы,гидромотора 16 привода ротора,гидроцилиндра 9 выдвижения лотка 17 питателя 7 приемного конвейера 5, гидротолкателя 12 подъема роторной стрелы, гидромотора 13 поворотной платформы 1, гидромотора 14 гусеничного движителя 4. Роторная стрела снабжена устройством для гашения колебаний, состоящим из датчика 18, связанного с блоком управления 19 гидротолкателем 12 стрелы. Во избежание просыпей грунта на дно забоя постоянное положение лотка 17 питателя 7 приемного конвейера относительно подошвы уступа при любом наклоне и длине роторной стрелы обеспечивается выдвижением питателя 7 с лотком 17 с помощью гидроцилиндра 9. На фиг.2 показана схема ротора косого ступенчатого резания нижней разгрузки с поворотными зубьями. По краям обечайки 4 в два ряда установлены стойки, в проушинах которых закреплены зубья 1 и 2, установленные с боковым и траекторным смещением. Зубья 1 и 2 выполнены в виде косых клиньев. Скол и резание грунта в забое производятся зубьями 1 и 2 при вращении ротора сверху вниз. Благодаря зубьям в виде косых клиньев, расположенных на роторе с боковым и траекторным смещением, отделение стружки производится наименее энергоемким косым полусвободным резанием по ступенчатой схеме. При этом энергоемкость и динамичность нагрузок по сравнению с разработкой грунтового массива ножами с прямой режущей кромкой существенно снижается, особенно это преимущество, как показали исследования, проявляется при разработке прочных и мерзлых грунтов (Нураков С. 23020 Экскавационно-погрузочные машины с инерционным ротором нижней разгрузки. Монография. -Алматы Гылым, 1995, 212). Кроме того, силы сопротивления грунта,возникающие в процессе резания и вызывающие колебания, демпфируются за счет постоянного контакта и скольжения задней площадки зубьев по поверхности забоя. В отличие от прототипа угол установки зубьев уз относительно плоскости вращения ротора не является постоянным, а имеет возможность регулирования в зависимости от соотношения скоростей вращенияи боковой подачиротора,который вычисляется по формуле этом случае обеспечивается совпадение положения зуба и траектории его движения в массиве, что создает условия снижения энергоемкости и динамичности нагрузок при разработке прочных грунтов. В процессе разработки прочных грунтов,вскрышных пород и полезных ископаемых производительность экскаватора повышается за счет подачи ротора на очередную толщину стружки за счет выдвижения телескопической стрелы вместо передвижения всего экскаватора,как это осуществляется в существующих технологиях. Рабочий процесс предлагаемой конструкции роторного экскаватора осуществляется следующим образом. После отработки очередной стружкиротор подается вперед на толщину последующей стружкипутем выдвижения телескопической части 2 роторной стрелы с помощью гидроцилиндра 15. Одновременно вся стрела несколько приподнимается с помощью гидротолкателя 12 подъема стрелы с целью сохранения уровня оси ротора 3 относительно подошвы уступа А. При переходе на следующий уступ роторное оборудование поднимается гидротолкателем 12 до уровня уступа Б, и экскаватор надвигается на массив. После этого процесс повторяется. При этом для сохранения положения лотка 17 относительно ротора, чтобы устранить просыпи грунта в зазор между ними ввиду изменения длины стрелы и ее наклона, гидроцилиндр 9 перемещает вперед шарнирно подвешенный к оси ротора и выдвижной части роторной стрелы 2 питатель 7 приемного конвейера 5. Динамические усилия, которые возникают при работе ротора, стремятся возбудить в роторной стреле колебания. Сигналы от них через датчик 18 на роторной стреле поступают в блок управления 19 гидротолкателем подъема роторной стрелы 12,который оказывает противодействие этим колебаниям стрелы в противофазе, благодаря чему производится гашение колебаний металлоконструкции. Точная установка косых зубьев относительно плоскости вращения согласно приведенной выше формуле позволяет косыми клиньями осуществлять резание по траектории, совпадающей с траекторией движения их острия в массиве, что обеспечивает их оптимальное вхождение в массив, дополнительно снижает энергоемкость разрушения грунта и динамичность нагрузок на ротор и металлоконструкцию экскаватора в целом. Полностью гидрофицированный привод всех механизмов ввиду несжимаемости гидравлической рабочей жидкости в системе гидропривода практически исключает наличие зазоров в соединениях экскаватора и значительно уменьшить колебания конструкции. Кроме того, гидропривод позволяет значительно уменьшить размеры верхнего строения экскаватора, что также способствует существенному улучшению динамических характеристик экскаватора в целом. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Роторный экскаватор с телескопической стрелой, состоящий из ходовой части, поворотной платформы с двигательными и гидравлическими приводными устройствами, рабочего оборудования с ротором и приемным конвейером и отвальной стрелы, отличающийся тем, что роторная стрела снабжена бесковшовым ротором косого ступенчатого резания нижней разгрузки и выполнена телескопической с прикрепленным к его неподвижной части приемным конвейером, который состоит из основной части постоянной длины и питателя приемного конвейера,шарнирно подвешенного одним концом к выдвигаемой части стрелы, а другим к оси роторного колеса, при этом передний конец питателя закрыт лотком, который при работе должен находиться под ротором за счет перемещения питателя специальным гидроцилиндром, при этом стрела оборудована устройством гашения ее колебаний, а все приводы экскаватора выполнены гидравлическими. 2. Роторный экскаватор по п.1, отличающийся тем, что зубья ротора в виде косых клиньев выполнены поворотными относительно плоскости вращения ротора с креплением их к обечайке. 3. Роторный экскаватор по п.1, отличающийся тем, что датчик на стреле передает силовое воздействие на блок управления гидротолкателем роторной стрелы, который воздействует на роторную стрелу в противофазе с ее колебаниями и гасит колебания металлоконструкции. 4. Роторный экскаватор по п.1, отличающийся тем,что приводы всех рабочих и транспортирующих органов и механизмов выполнены гидравлическими в виде гидроцилиндров и гидромоторов, позволяющими значительно уменьшить размеры и массу по сравнению с существующими экскаваторами с канатной подвеской, имеющими развитое верхнее строение. 5. Роторный экскаватор по п.1, отличающийся тем, что приводы механизмов выдвижения роторной стрелы и питателя с лотком приемного конвейера выполнены гидравлическими.