ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА Российский патент 2011 года по МПК E02F9/12 B66C23/84

Электрокардиографы «ЭКГ» моделей ЭКГ-10-01, ЭКГ-10-03, ЭКГ-10-06, ЭКГ-10-12

Экскаватор ЭКГ-10 – это выемочно-погрузочная машина, работающая на гусеничном ходу и оборудованная одним ковшом. Гусеничный ход экскаватора позволяет работать под углом, не испытывая крен и дифферент. Машина выполняет копательные и черпающие операции в карьерах. Основной задачей ЭКГ-10 является перемещение ковшом полезных ископаемых в кузов самосвала или другое транспортное средство. Экскаватор удобен в эксплуатации, имеет высокий показатель грузоподъемности, прост в обслуживании.

Назначение

Устройство применяется в погрузочных работах и при добыче пород из земли. А также облегчает поднятие тяжелых элементов при постройке огромных сооружений, промышленных зданий.

Основные области использования:

• угольная промышленность;
• рудная промышленность;
• черная и цветная металлургия;
• строительство.

Машина находит применение при разравнивании грунта и перевозке материалов.

Экскаватор ЭКГ 10 в карьере

Технические характеристики

Процессы копания-погрузки обеспечиваются хорошими показателями работы машины.

Технические характеристики ЭКГ 10:

• емкость ковша – 10 м3;
• эксплуатационный вес – 395 т;
• вес конструкции – 334 т;
• вес ковша – 16,2 т;
• максимальная высота разгрузки – 6,7 м;
• максимальный радиус при разгрузке – 14,5 м;
• максимальная высота копания – 10,3 м;
• максимальный радиус копания – 14,5 м;
• просвет под платформой – 2,7 м;
• протяжение стрелы – 13,8 м;
• протяжение рукояти – 11,1 м;
• средняя сила давления на поверхность – 166 кПа;
• грузоподъемность – 100-140 т;
• высота относительно кабины – 8,6 м.

Характеристики двигателя

Для осуществления рабочих процессов и перемещения экскаватор оснащен механизмами напора, хода, поворота, подъема. Эти основные механизмы и система открывания ковша работают от агрегатов постоянного тока. Дополнительные приспособления снабжаются от двигателей переменного тока. Энергия преобразуется при помощи преобразовательного генератора и трансформатора, работающего на понижение.

Обязательно почитайте: Экскаватор Татра УДС 114

Главную роль генерирующего устройства играет движок с тиристорным возбуждением.

Для него характерны такие качества:

• мощность трансформатора – 160 кВА;
• мощность сетевого устройства – 800 кВт (1000 л.с.).

Электрическое устройство оборудуется в заднем отсеке кузова.

Кабина экскаватора ЭКГ 10

Кабина

Изнутри устройство кабины довольно просторное. Большой обзор обеспечивает хорошую видимость для оператора. Сиденье регулируется стационарным пультом. Благодаря наличию звуко-, виброизоляции для оператора созданы комфортные условия труда. Для работы в жаркую погоду предусмотрен кондиционер, а в холодную — отопитель.

Расход топлива

В зависимости от цели применения экскаватор потребляет различное количество энергии. При использовании машины для добычи и дробления руды массой 1 тонна объем потребляемого электричества составляет 1,46 кВт/ча.

Устройство

Экскаватор делится на такие составляющие:

• поворотная платформа;
• ходовая тележка;
• стрела с напорным приспособлением;
• ковш;
• стойка на двух опорах;
• рукоять.

Платформа располагается на основной раме с парой мостиков в боковых зонах, блоком противовеса в задней части. Поворотная платформа служит основанием для расположения редукторов поворота, трансформатора, лебедки, направляющего механизма, компрессора. Стреловая лебедка оборудована ниже платформы. Системы, устроенные на платформе, покрыты кузовными легкосъемными панельками. Обслуживание осуществляется быстро при снятии панелей.

Ходовая часть

Ходовая тележка содержит зубчатый венец и роликовую окружность, которые служат для монтажа поворотной платформы. Центровая цапфа соединяет тележку с платформой, а еще служит основанием для технических систем. Ходовая тележка оснащена приводящим устройством с гидравликой, который обуславливает настройку функционирования гусеничных муфт тормозов.

Ход экскаватора происходит за счет рам гусениц, оборудованных гусеничными цепями с колесами. Ходовое приспособление располагается на задней зоне. Компрессорное оборудование подает сжатый воздух для тормозной системы напорного, поворотного приспособления, лебедки. Рукоять выполнена из прочной штампованной трубы. В базовой части рукояти предусмотрен возвратный полублок с твердой поверхностью. На конце рукояти установлен двухсторонний демпфер, способствующий исключению вращения машины.

Обязательно почитайте: Экскаватор ЭО 2626

Ковшовое приспособление сложено из двух стенок, дна, коромысла и блока. Оболочка ковша смыкается с днищем и коромыслом посредством пальцев. Ковшовое приспособление фиксируется прочными болтами и неподвижно-фланцевыми креплениями. В местах стыка исключены зазоры и перемещения элементов при нагрузке. Рукоять с ковшом перемещаются посредством седлового подшипникового приспособления, которое имеет регулировку верхних и боковых роликов для указания цели рукояти.

Коробка передач у машины отсутствует. Поэтому движение осуществляется на одной скорости.

ЭКГ-5А в работе

Эти мощные землеройные машины преимущественно используются в тяжелой добывающей и перерабатывающей промышленности, металлургии и строительстве крупных промышленных объектов.

Устройство ЭКГ-5А

• ковш. Режущая кромка ковша с 5-ю съемными зубьями, днище — открывается;
• рукоять (рукоятка) ковша — 2 сварные прямоугольные балки, переходит в стрелу посредством соединения;
• канаты, работающие на подъем и открывание ковша, подъем стрелы;

Канат для ковша выравнивается автоматически.

• стрела с напорной системой, лебедкой открывания ковша и блоками. Нижней точкой стрела опирается на упорные подшипники поворотной платформы, канатный полиспаст поддерживает на весу верх стрелы;
• поворотная платформа с кабиной водителя, двуногой стойкой, лебедками (подъемная, стреловая), 2-мя поворотными механизмами, электрооборудованием, пневмосистемой. Платформа соединяется с ходовой тележкой центральной цапфой и опирается на нее через роликовый круг;
• ходовая тележка. Нижняя рама, гусеницы, зубчатый венец, редуктор хода (с тормозом), гидросистемы управления тормозом и муфтами переключения гусеничного хода — все эти механизмы входят в состав ходовой тележки;
• Высоковольтный токоприемник установлен между поворотной и нижней рамами. Пневматическая система управляет тормозами подъема, поворота, напора, продувки электрооборудования и пр.

Технические характеристики экскаватора ЭКГ-5А

• сетевой двигатель Аг-М (250 кВт), масса > 2 т.; помимо сетевого двигателя есть еще 3 движущих узла: подъема, поворота, хода и напора;
• вес = 196 т.

Технические характеристики электрической карьерной полноприводной гусеничной лопаты ЭКГ-5А, позволяют использовать машину для выемки в тяжелых забоях.

Модели серии ЭКГ-5

• ЭКГ-5В — зубья ковша заменены молотками, что позволяет избежать подготовки породы в виде взрывов и скального бурения.
• ЭКГ-5Д — имеет дизель-электрический двигатель для загрузки породы в самосвал после разработки.
• ЭКГ-5А-УС — рабочее оборудование увеличенной длины для работы в высоких забоях, на уступах, загрузки породы в самосвалы (г/п=75-110 т.).

Преимущества и недостатки

Техника обладает такими достоинствами:

• малоопорный ход техники за счет индивидуальных приводов для гусениц;
• возможность настройки натяжения гусениц;
• ремонтопригодность гусеничного устройства;
• гидроцилиндры и компрессор увеличивают динамику устройства;
• удобная кабина;
• настраиваемый электрический привод для каждого основного приспособления;
• при подъеме ковша обеспечивается стабилизация силы в автоматическом режиме;
• пневматическая тормозная система;
• при изготовлении большинства частей техники применяется легированная сталь;
• дно ковша не вступает в контакт с рукоятью;
• автоматическая смазка основных узлов;
• высокая производительность.

Среди недостатков можно выделить отсутствие возможности быстрого перемещения на долгие расстояния.

Экскаватор карьерный гусеничный ЭКГ-10

с ковшом емкостью 10 м3 предназначен для разработки и погрузки в транспортные средства полезных ископаемых и пород вскрыши на открытых горнорудных карьерах, а также для отвалообразования и погрузочных работ на складах.

Конструктивные особенности:

• Шарнирно-сочлененная стрела;
• Конструкция ковша за счет оптимизации его геометрии и углов резания обеспечивает улучшенную внедряемость в забой, полную наполняемость объема ковша, сокращение цикла погрузки, снижение энергоемкости копания;
• Подъем ковша полиспастный;
• Однобалочная рукоять экскаватора выполнена из высокопрочной штампованной трубы. Рукоять разгружена от кручения и снабжена демпфером двухстороннего действия;
• Седловой подшипник с регулируемыми боковыми и верхними роликами для направления движения рукояти при напоревозврате. Это дает возможность компенсировать износ и снизить динамические нагрузки на рабочее оборудование экскаватора;
• Крепление ковша к рукояти – фланцевое, неподвижное, на высокопрочных болтах, это обеспечивает простую замену и высокую надежность;
• Планетарные редукторы механизмов подъема и поворота экскаватора в сравнении с применяемыми ранее редукторами более компактны, имеют большую нагрузочную способность, надежны и долговечны в работе;
• Кабельный барабан с электроприводом для подмотки и размотки кабеля при переездах экскаватора и его работе в забое. Емкость кабельного барабана – 630 м;
• Ходовая тележка имеет индивидуальный привод гусениц;
• Поднятая над кузовом кабина машиниста обеспечивает хорошую обзорность во время работы. Кабина просторна, герметизирована, снабжена системой отопления, кондиционером, вентиляцией и обогревом стекол, виброизолированным креслом;
• Электропривод главных механизмов экскаваторов выполнен по системе «генератор-двигатель «, с современной электронной системой управления.

Экскаватор карьерный гусеничный ЭКГ-5У

с ковшом емкостью 5 м3 и удлиненным рабочим оборудованием предназначен для проходки зарезных траншей, отработки высоких уступов, погрузки породы в транспортные средства расположенные на вышележащем горизонте.

Экскаватор карьерный гусеничный ЭКГ-8УС

с ковшом емкостью 8 м3 и удлиненным рабочим оборудованием предназначен для погрузки породы в транспортные средства, находящиеся на уровне стояния, отработки более высоких уступов и обеспечения более редких передвижек железнодорожного пути.

Экскаватор карьерный гусеничный ЭКГ-10М

с ковшом емкостью 10 м3 изготавливаемый для использования на угольных разрезах с уширенным ковшом вместимостью 11,5м3 и лучшей заполняемостью ковша.

Экскаватор карьерный гусеничный ЭКГ-10Р

с ковшом емкостью 10 м3 имеет увеличенное подъемное усилие до 110 т вместо 100 т и рядную подъемную лебедку с увеличенным межцентровым расстоянием редуктора.

Конструктивные особенности модификаций ЭКГ-5У, ЭКГ-8УС, ЭКГ-10М, ЭКГ-10Р:

• Экскаваторы оснащены комплектным электрооборудованием производства АО ”Электросила” (г. Санкт-Петербург), включая четырех машинный агрегат, основные электродвигатели и тиристорную систему управления.
• Повышена износостойкость ковша экскаватора ЭКГ-10Р за счет установки специальных зубьев предохраняющих переднюю стенку от износа, передняя стенка отлита с дополнительными продольными ребрами с внешней и внутренней стороны. Внутренняя поверхность вставки ковша футерована износостойкими пластинами из стали марки картэкс-440.
• Переоборудование базовой модели ЭКГ-10 в ЭКГ-5У и (или) 8УС осуществляется путем замены рабочего оборудования.

Стоимость

Модель ЭКГ 10 относится к дорогостоящей технике. Цена на новую машину составляет 130000000-160000000 рублей исходя из установленного вида дополнительного оборудования. Экскаватор выпуска начала 90-х можно приобрести за 45000000-50000000 рублей. Более поздние модели продаются за 10000000 рублей. Что касается возможности аренды, то цена довольна высокая 30000-50000 рублей за смену. К тому же, предложения по аренде найти сложно.

Обязательно почитайте: Экскаватор komatsu pc300

Аналоги

Аналогичной техникой можно назвать модификации такого же модельного ряда ЭКГ 4, ЭКГ 6, ЭКГ 8И. А также похожей техникой считается тросовый экскаватор WK 10 иностранного изготовления. Машина особо ценится в добывающей сфере. Благодаря большой емкости ковша и хорошей способности внедрения в породу экскаватор ЭКГ 10 находит применение на огромных площадях с высокими объемами добычи.

Высокая производительность и прочная рама обеспечивают использование техники в разных климатических условиях.

Модификации

Карьерный гусеничный экскаватор ЭКГ-8И имеет ряд вспомогательных механизмов, обеспечивающих выполнение ремонтных и монтажных работ. В случае необходимости экземпляр может быть переоборудован в экскаватор ЭКГ-4у или ЭКГ-6,Зус. Для этого необходимо только произвести замену рабочего оборудования (стрелы, рукояти, ковша, подвески стрелы). Основные узлы унифицированы с соответствующими узлами экскаватора ЭКГ-4у, ЭКГ-6,Зус. Каждый экскаватор снабжается комплектами инструмента и запасных частей. Масса инструмента и приспособлений — 1 040 кг, запасных частей (механической части) — 7 400 кг, запасного электрооборудования — 1 300 кг, противовеса (заводом не поставляется) — 27-33 т.

ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА Российский патент 2011 года по МПК E02F9/12 B66C23/84

Изобретение относится к горным машинам, используемым при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, а именно к опорно-поворотным устройствам карьерных экскаваторов, также может быть использовано в подъемниках и выемочно-погрузочных машинах, предназначенных для перемещения грузов, разработки и погрузки в транспортные средства или отвал полезных ископаемых.

Известно опорно-поворотное устройство, содержащее поворотную роликовую опору. Ее нижняя неподвижная часть жестко закреплена на раме самоходного шасси, и снабжена по внутренней окружности зубчатым венцом, а на верхней подвижной части жестко установлена поворотная платформа, на которой смонтирован манипулятор, и механизм поворота платформы. Механизм поворота платформы снабжен манипулятором в горизонтальной плоскости относительно рамы самоходного шасси, включающим двигатель и редуктор, на выходном валу которого жестко установлена ведущая шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом неподвижной части, и устройство для устранения консоли вала ведущей шестерни (патент SU №2206492, кл. В66С 23/84, Публ. 20.06 2003 г.).

Недостатком этого устройства является то, что оно имеет относительно сложную конструкцию, особенно технологически сложен монтаж тел вращения в нижней неподвижной части.

Известны кольцевые опоры (Авиационные артиллерийские установки. Конструкция и проектирование. Москва, Издательство МАИ, 1998 г., стр.151), представляющие собой развитую по диаметру плоскую цапфу. Такие опоры относятся к полным кольцевым опорам — все нагрузки на подвижную часть установки воспринимаются телами качения. Полная кольцевая опора фиксирует ось подвижной части в продольном и поперечном направлениях. При достаточной базе по диаметру она может служить надежной консольной заделкой подвижной части в неподвижной. Кольцевая опора состоит из подвижного и неподвижного колец и тел качения между ними, например роликов. Недостатком таких роликовых опор является высокая чувствительность к деформациям и перекосам элементов конструкции установок, на которые они крепятся.

Однако в известных полных кольцевых опорах есть еще один существенный недостаток. Он заключается в том, что по аналогии с подшипниками качения в этих опорах отношение диаметра тел качения к диаметру круговых дорожек качения не превышает величины 0,025. Высокие контактные напряжения, возникающие по этой причине в поверхностях соприкасающихся элементов конструкции, требуют при изготовлении полных кольцевых опор применения высокопрочных сталей, обеспечения высокой твердости и точности обработки поверхностей качения.

Известно опорно-поворотное устройство карьерного экскаватора ЭКГ-1500Р (Инструкция по эксплуатации 11077.00.00 ИЭ, Санкт-Петербург, 2008 г.), содержащее центральную цапфу, неподвижный опорный рельс с зубчатым венцом и подвижный верхний, кованный рельс. Между рельсами установлены конусные ролики, закрепленные в обойме.

Равномерная нагрузка на ролики за счет закрепления их в обойме, а также то, что ролики и рельсы конусообразные, исключающие проскальзывание — преимущества этой конструкции.

В качестве прототипа выбрано опорно-поворотное устройство карьерного экскаватора Р&Н 2800ХРВ (Руководство по эксплуатации Р&Н Mining Equipment, A Hamischfeger Industries Company, Box 310, Milwaukee, Wisconsin, 503201 USA). Опорно-поворотное устройство прототипа выполнено по схеме неполной кольцевой опоры, в ней сохранена центральная цапфа. Концентрично центральной цапфе расположены несущее кольцо с верхним рольгангом и опорное кольцо с нижним рольгангом, соединенные жестко соответственно с поворотной платформой и ходовой частью экскаватора. Между несущим и опорным кольцами расположены конические ролики, которые установлены в сепараторе, с возможностью прокатывания по рольгангам несущего и опорного колец. Причем оси конических роликов закреплены в сепараторе перпендикулярно оси вращения подвижного несущего кольца, и отношение диаметра конических роликов к диаметру кольцевых дорожек качения превышает величину 0,04. Кроме того, опорно-поворотное устройство прототипа содержит зубчатый венец механической передачи привода поворота, имеющий внутренний фланец для жесткого соединения с корпусом ходовой части экскаватора.

Обусловленные указанным соотношением диаметров конических роликов и дорожек качения (рольгангов) низкие контактные напряжения позволяют применять в неполных кольцевых опорах менее качественные, чем применяемые в полных кольцевых опорах, конструкционные материалы и менее сложные технологии изготовления, что является достоинством конструкции прототипа.

В то же время наличие в прототипе центральной цапфы, воспринимающей момент внешних сил на плече, равном радиусу кольцевых дорожек качения, приводит к обратному эффекту. А именно — максимальные нагрузки, приходящиеся на опорные ролики, поворотную платформу и корпус ходовой части у экскаватора с неполной кольцевой опорой, почти в 2 раза выше, чем у экскаватора с полной кольцевой опорой, что неизбежно приводит к увеличению массы металлоконструкций и является недостатком прототипа.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание надежного опорно-поворотного устройства карьерного экскаватора в виде полной кольцевой опоры с использованием материалов, к свойствам, качеству и технологии обработки которых не предъявляются специальные требования.

Поставленная задача решается тем, что карьерный экскаватор содержит подвижное несущее кольцо и неподвижное опорное кольцо, зубчатый венец с нижней полкой-фланцем крепления к корпусу ходовой части экскаватора, а также конические ролики. Конические ролики установлены между несущим и опорным кольцами на осях сепаратора с возможностью свободного прокатывания между несущим и опорным кольцами по коническим кольцевым дорожкам, выполненным на кольцах, причем оси сепаратора закреплены в корпусе сепаратора наклонно относительно оси вращения подвижного несущего кольца. Зубчатый венец снабжен внутренним, а несущее кольцо — наружным выступами с кольцевыми дорожками. Выступ зубчатого венца расположен над выступом несущего кольца, а между выступами в соответствующем сепараторе установлены тела качения с возможностью свободного прокатывания по кольцевым дорожкам выступов.

Нижняя полка-фланец зубчатого венца выполнена в виде наружного выступа.

Неподвижное опорное кольцо выполнено за одно целое с зубчатым венцом.

Кольцевые дорожки качения внутреннего выступа зубчатого венца и наружного выступа подвижного несущего кольца выполнены плоскими, а тела качения выполнены цилиндрическими.

Ориентация осей конических роликов наклонно относительно оси вращения несущего кольца позволяет стабилизировать относительное положение осей конических роликов, а самим роликам воспринимать не только осевую нагрузку, направленную вниз, но и радиальную нагрузку. Представленное опорно-поворотное устройство карьерного экскаватора, дополненное внутренним выступом на зубчатом венце, наружным выступом на подвижном несущем кольце и цилиндрическими телами вращения между ними, принимает вид полной кольцевой опоры и соответствует поставленной технической задаче.

Размещение фланца зубчатого венца снаружи опорного кольца позволяет увеличить диаметр дорожки качения и, следовательно, уменьшить реакцию опоры.

Объединение зубчатого венца и нижнего опорного кольца в единую деталь позволяет производить эту деталь в виде нескольких сегментов, что обеспечивает транспортабельность опорно-поворотного устройства и экскаватора в целом.

На фиг.1 представлен общий вид карьерного экскаватора;

фиг.2 — опорно-поворотное устройство в разрезе;

фиг.3 — опорно-поворотное устройство в разрезе, зубчатый венец и нижнее опорное кольцо выполнены в виде единой детали;

фиг.4 — общий вид опорно-поворотного устройства в аксонометрии.

Опорно-поворотное устройство 1 соединяет опорно-ходовую часть экскаватора 2 с поворотной частью экскаватора 3 (фиг.1). Оно содержит (фиг.2) несущее кольцо 4, неподвижное опорное кольцо 5, зубчатый венец 6 с нижней полкой — фланцем 7. Зубчатый венец 6 жестко соединен с опорно-ходовой частью 2 посредством фланца 7. Несущее кольцо 4 жестко соединено с поворотной частью экскаватора 3. Между несущим кольцом 4 и опорным кольцом 5 размещены конические ролики 8 на осях 9 сепаратора 10. Конические ролики 8 прокатывают по коническим круговым дорожкам качения 11 и 12, размещенным на несущем кольце 4 и опорном кольце 5 соответственно. Причем отношение диаметров конических роликов 8 к диаметру дорожки качения 12 не менее 0,4 (как в прототипе). Зубчатый венец 6 снабжен внутренним выступом 13 с плоской кольцевой дорожкой качения 14. Несущее кольцо 4 снабжено наружным выступом 15 с плоской кольцевой дорожкой качения 16, противолежащей дорожке качения 14. Между выступами 13 и 15 расположены тела качения 17, например, в виде цилиндров, с возможностью прокатывания по дорожкам 14 и 16. Тела вращения 17 размещены в сепараторе 18. Зубчатый венец 6 и нижнее опорное кольцо 5 могут быть выполнены за одно целое с зубчатым венцом 19, фиг.3.

Опорно-поворотное устройство работает следующим образом.

Зубчатый венец 6 является частью зубчатой передачи механизма поворота, и в зацеплении с ним находятся шестерни привода поворота (не показано). При работающем приводе шестерни привода поворота, обкатываясь вокруг зубчатого венца 6, сообщают вращение поворотной части 3. Кольцо 4 катится по коническим роликам 8 и цилиндрическим роликам 17 относительно кольца 5.

Установленные наклонно конические ролики 8 и цилиндрические ролики 17 воспринимают осевые и радиальные нагрузки, а также момент, действующий на подвижное несущее кольцо 4.

Таким образом, предлагаемое опорно-поворотное устройство совмещает в себе достоинства прототипа и аналогов, работает по схеме полной кольцевой опоры (без центральной цапфы), является надежным, при этом не требует использования высокопрочных материалов и сложных технологий.

Похожие патенты RU2425193C2

• Кинжибалов Александр Александрович
• Проломов Анатолий Михайлович
• Кинжибалов Александр Владимирович

• Мельников Дмитрий Алексеевич
• Муцениекс Александр Улдисович

• Георгиев Александр Анатольевич
• Немировский Петр Иохананович
• Козырев Павел Александрович
• Сергеев Сергей Григорьевич

• Астафьев Г.Н.
• Коломейцев А.П.
• Бобров В.Н.
• Бабинов С.В.
• Медведев В.Г.
• Сударев П.А.
• Смородов В.И.
• Махова Т.В.

• Юрген Кулле[De]

• Оснач Григорий Михайлович
• Оснач Ромео Григорьевич

• Гудис Геннадий Исаакович
• Лопаткина Наталья Всеволодовна
• Торопов Иван Алексеевич
• Казанский Андрей Михайлович
• Полякова Дебора Иссаковна

• Аксенов Владимир Валерьевич
• Ефременков Андрей Борисович
• Тимофеев Вадим Юрьевич
• Бегляков Вячеслав Юрьевич
• Блащук Михаил Юрьевич

• Фахрутдинов И.Х.
• Фомин В.П.
• Фомин А.В.

• Пинус Иосиф Яковлевич

Иллюстрации к изобретению RU 2 425 193 C2

Реферат патента 2011 года ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА

Изобретение относится к горным машинам, используемым при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, а именно к опорно-поворотным устройствам карьерных экскаваторов, также может быть использовано в подъемниках и выемочно-погрузочных машинах. Технический результат — повышение надежности опорно-поворотного устройства, без применения к свойствам, качеству и технологии материалов специальных требований. Опорно-поворотное устройство карьерного экскаватора содержит подвижное несущее кольцо, неподвижное опорное кольцо, зубчатый венец с нижней полкой-фланцем крепления к корпусу ходовой части экскаватора и конические ролики, установленные между несущим и опорным кольцами на осях сепараторов с возможностью свободного прокатывания между несущим и опорным кольцами по коническим кольцевым дорожкам, выполненным на кольцах. Причем оси сепаратора закреплены в корпусе сепаратора наклонно относительно оси вращения подвижного несущего кольца. Зубчатый венец снабжен внутренним, а несущее кольцо наружным выступами с кольцевыми дорожками. Выступ зубчатого венца расположен над выступом несущего кольца, а между выступами в соответствующем сепараторе установлены тела качения с возможностью свободного прокатывания по кольцевым дорожкам выступов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения RU 2 425 193 C2

1. Опорно-поворотное устройство карьерного экскаватора, содержащее подвижное несущее кольцо, неподвижное опорное кольцо, зубчатый венец с нижней полкой-фланцем крепления к корпусу ходовой части экскаватора, и конические ролики, установленные между несущим и опорным кольцами на осях сепаратора с возможностью свободного прокатывания между несущим и опорным кольцами по коническим кольцевым дорожкам, выполненным на кольцах, отличающееся тем, что оси сепаратора закреплены в корпусе сепаратора наклонно относительно оси вращения подвижного несущего кольца, зубчатый венец и несущее кольцо снабжены соответственно внутренним и наружным выступами с кольцевыми дорожками, причем выступ зубчатого венца расположен над выступом несущего кольца, между выступами в соответствующем сепараторе установлены тела качения с возможностью свободного прокатывания по кольцевым дорожкам выступов.

2. Опорно-поворотное устройство карьерного экскаватора по п.1, отличающееся тем, что нижняя полка-фланец зубчатого венца выполнена в виде наружного выступа.

3. Опорно-поворотное устройство карьерного экскаватора по п.1, отличающееся тем, что неподвижное опорное кольцо выполнено за одно целое с зубчатым венцом.

4. Опорно-поворотное устройство карьерного экскаватора по п.1, отличающееся тем, что кольцевые дорожки качения внутреннего выступа зубчатого венца и наружного выступа подвижного несущего кольца выполнены плоскими, а тела качения выполнены цилиндрическими.

Что такое цапфа?

Цапфа — это часть вала и вал в сборе, на котором размещен подшипник, или несколько подшипников. Поворотный кулак устанавливается как на переднюю, так и на заднюю ось. Существует множество исполнений цапфы в зависимости от типа подвески, применяются разные сплавы. Далее рассмотрим поворотный кулак со всех сторон.

Состав стали цапфы

Так как цапфа постоянно находится под большой нагрузкой, даже когда машина стоит, она должна изготавливаться из максимально качественного и прочного материала. Для изготовления этой детали нельзя использовать чугун, так как этот металл хоть и прочный, но он хрупкий. Цапфы изготавливаются из стали типа 35ХГСА методом лиття.

Такая сталь состоит из:

• Углерода. Этот элемент обеспечивает сплаву железа свойства стали, а прочность обеспечивается после термической обработки.
• Серы и фосфора. Их количество строго контролируется, потому что их избыток делает сталь хрупкой на морозах.
• Кремния и марганца. Они специально добавляются в металл во время плавки и играют роль раскислителя. В дополнение они обеспечивают некоторую нейтрализацию серы.

Некоторые типы поворотных кулаков изготавливаются из высоколегированной или углеродистой стали. В таком случае деталь более прочная, имеет увеличенный рабочий ресурс, что положительно сказывается на безопасности автомобиля, эксплуатируемого в жестких условиях. Недостаток легированной или углеродистой стали в ее высокой стоимости, поэтому сталь марки 35 ХГСА имеет достаточную прочность (благодаря термической обработке).

Устройство цапфы

Чаще всего цапфа изготавливается из легированной стали, чугуна и алюминия. Главным требованием к изделию является прочность и способность выдерживать ударные нагрузки. Особенность поворотных кулаков, кроме алюминиевого, при повреждении они лопаются, а значит не поддаются ремонту.

Поворотный кулак делится на три категории:

• для передней оси независимой подвески;
• для задней оси полузависимой подвески;
• для задней оси независимой подвески.

Передняя ось

Цапфой здесь называют поворотным кулаком за возможность поворачивания колес. Кулак имеет ось для конических подшипников или отверстия под ступичный узел. Крепится к подвеске за счет шаровых опор рычагов:

• на двухрычажной подвеске (ВАЗ 2101-2123, “Москвич”) цапфа крепится к двум рычагам через нижнюю и верхнюю шаровую опору;
• на подвеске типа МакФерсон нижняя часть кулака крепится через шаровую к рычагу, верхняя часть предусматривает крепление к амортизатору, который держится за счет опоры на кузовном стакане.

Помимо прочего, на цапфе предусмотрены отверстия или сошки под крепление рулевого наконечника, за счет чего колеса способны поворачивать при усилии на руль.

Задняя ось

Кулак задней подвески имеет разные модификации:

• для балки (полузависимая подвеска) цапфа имеет несколько отверстий для крепления к балке, ось под ступичный узел, а также резьбу для крепления ступичного подшипника. Цапфа крепится к балке, ступичный узел выпрессовывается на ось цапфы, после зажимается центральной гайкой;
• для независимой подвески предусмотрена цапфа аналогичной конструкции, что и в передней подвеске. К кулаку крепится один или несколько рычагов, также есть модификации (алюминиевая цапфа), где в кулак выпрессовывается плавающий сайлентблок. Чаще всего в задний кулак подшипник не выпрессовывается, вместо это 4 или 5 болтами крепится ступичный узел.

Срок службы цапфы и причины поломки

Срок службы поворотного кулака рассчитан на всю эксплуатацию авто. Выход из строя цапфы может быть в нескольких случаях:

• ДТП, когда при сильном ударе происходит деформация подвески и разлом кулака;
• попадание в глубокую яму на высокой скорости, для алюминиевых кулаков приводит к их деформации, а значит невозможности стабилизировать развал-схождение колес;
• износ посадочного места под ступичный подшипник, возникает вследствие долгой езды с незатянутой ступичной гайкой, а также из-за эксплуатации авто с неисправным подшипником (сильный люфт создает сильное трение и вибрацию).

Крайне редко возникают ситуации, когда возникает выработка в посадочных местах под палец рулевого наконечника и шаровой опоры. В данном случае сильная затяжка не помогает, шарниры все равно болтаются в “ушах” кулака, эксплуатация авто при этом запрещена.

Признаки неисправностей

На состояние поворотного кулака нужно обратить внимание, если:

• При повороте появился стук, доносящийся от колеса;
• У ступицы колеса появился люфт;
• Во время езды даже по незначительным ямкам отчетливо слышен стук.

При появлении таких симптомов лучше как можно скорее обратиться на сервис для диагностики. Чтобы выявить неполадки именно с цапфой, этот узел нужно будет разобрать (демонтировать все элементы систем, закрепленные на кулаке). Некоторые неисправности (увеличенный локальный износ) можно определить визуально.

Как заменить?

Замена цапфы — трудоемкий процесс. Рассмотрим несколько вариантов.

Передний кулак

Для замены кулака требуется сразу же заменить ступичные подшипники или узел в сборе. Перед демонтажом необходимо сразу сорвать центральную гайку ступицы (требуется длинное плечо), а также сорвать гайки крепления шаровых опоры, рулевого наконечника. После колесо вывешивается, снимается. Первым разъединяется наконечник рулевой тяги, за счет этого цапфа будет свободно вращаться. Далее демонтируется шаровая опора (если привод передний, то снимается амортизатор) и кулак снят. Важно заранее обработать соединения “жидким ключом”, так как болты и гайки подвески часто подвергаются коррозии. Монтаж цапфы производится в обратном порядке.

Задний кулак

Если подвеска независимая, то принцип демонтажно-монтажных работ одинаков. Для цапфы полузависимой балки достаточно снять колесо, после открутить 4 болта, которыми крепится кулак. Если вы оставляете старую ступицу, ее следует выпрессовать, но это возможно при наличии трехлапого съемника или гидравлического пресса. При установке новой цапфы болты крепления должны быть новыми, обязательно обработаны медной смазкой.

После монтажа нового кулака обязательно отрегулируйте подшипники, а также обеспечьте ступичный узел достаточным количеством смазки.

Источник https://gp-prsmah.ru/brend/ekg-10-ekskavator.html

Источник https://patenton.ru/patent/RU2425193C2

Источник https://avtotachki.com/chto-takoe-czapfa/