RU2032029C1 - Method and apparatus of ground excavation by single bucket excavator - Google Patents
Method and apparatus of ground excavation by single bucket excavator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2032029C1 RU2032029C1 SU5056756A RU2032029C1 RU 2032029 C1 RU2032029 C1 RU 2032029C1 SU 5056756 A SU5056756 A SU 5056756A RU 2032029 C1 RU2032029 C1 RU 2032029C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bucket
- rod
- rotation
- axis
- handle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Shovels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам для производства землеройных работ, в частности к экскавации грунта одноковшовыми мини-экскаваторами. The invention relates to methods and devices for excavation, in particular to soil excavation with single-bucket mini-excavators.
Известен способ экскавации грунта одноковшовым экскаватором, заключающийся в заполнении ковша путем его поступательного перемещения рукоятью при одновременном срезе грунта режущими и боковыми подрезающими зубьями и кромками ковша. A known method of excavating soil with a single-bucket excavator, which consists in filling the bucket by translating it with the handle while cutting the soil with cutting and side cutting teeth and the edges of the bucket.
Недостаток известного способа экскавации грунта одноковшовым экскаватором - его большая энергоемкость, что является неприемлемым для работы мини-техники на грунтах с высокой категорией трудности разработки. A disadvantage of the known method of excavating soil with a single-bucket excavator is its high energy intensity, which is unacceptable for mini-equipment to operate on soils with a high category of development difficulty.
Наиболее близким к предлагаемому является способ экскавации грунта одноковшовым экскаватором, заключающийся в заполнении ковша рукоятью путем их вращательного перемещения вокруг вертикальной оси поворота экскаватора при послойном срезе грунта режущими и боковыми подрезающими зубьями и кромками ковша. Closest to the proposed is a method of excavating soil with a single-bucket excavator, which consists in filling the bucket with a handle by rotating them around the vertical axis of rotation of the excavator with layer-by-layer soil cuttings with cutting and side cutting teeth and bucket edges.
Недостатком известного способа экскавации грунта одноковшовым экскаватором является низкая производительность заполнения ковша путем послойного среза грунта, а также большая энергоемкость для развития значительного усилия напора для заполнения ковша, создаваемого механизмом поворота экскаватора, что неприемлемо для работы мини-техники на грунтах с высокой категорией трудности разработки. The disadvantage of this method of excavating soil with a single-bucket excavator is the low productivity of filling the bucket by layer-by-layer cutting of the soil, as well as the high energy consumption for developing a significant pressure force to fill the bucket created by the excavator turning mechanism, which is unacceptable for mini-equipment to operate on soils with a high category of development difficulties.
Известно устройство для экскавации грунта одноковшовым экскаватором, включающее рукоять и ковш с механизмом поворота вокруг оси рукояти, содержащим центрирующую цапфу, которая жестко закреплена на боковой стенке ковша, режущая кромка и зубья которого расположены параллельно оси центрирующей цапфы и оси рукояти, а также с механизмом поворота на поперечной оси рукояти. A device for excavating soil with a single-bucket excavator, comprising a handle and a bucket with a rotation mechanism around the axis of the handle containing a centering pin, which is rigidly fixed to the side wall of the bucket, the cutting edge and teeth of which are parallel to the axis of the centering pin and the axis of the handle, as well as with a rotation mechanism on the transverse axis of the handle.
Недостатком известного устройства для экскавации грунта является низкая его производительность, связанная с послойным срезом грунта путем попеременного холостого перемещения ковша над срезанной поверхностью разрабатываемого массива, а также большая энергоемкость резания грунта путем поступательного перемещения режущей кромки с зубьями ковша при его повороте с рукоятью механизмом поворота экскаватора. Известное устройство непригодно для экскавации грунта высокой категории трудности разработки маломощной мини-техникой. Известное устройство не предназначено для экскавации грунта путем постоянного вращения ковша из-за его саморазгрузки, а механизм поворота вокруг оси цапфы предназначен только для разгрузки ковша через переднюю сторону. A disadvantage of the known device for excavation of soil is its low productivity associated with a layered soil cut by alternating idle displacement of the bucket over the cut surface of the developed array, as well as the high energy consumption of soil cutting by translational movement of the cutting edge with the teeth of the bucket when it is rotated with the handle by the excavator rotation mechanism. The known device is unsuitable for excavating soil of a high category of difficulty in developing low-power mini-equipment. The known device is not intended for excavation of soil by constant rotation of the bucket due to its self-discharge, and the rotation mechanism around the axis of the axle is intended only for unloading the bucket through the front side.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для экскавации грунта одноковшовым экскаватором, включающее стрелу, шарнирно связанную со стрелой рукоять с механизмом поворота и корпусом, в котором с возможностью вращательного и поступательного перемещения расположена штанга с продольными направляющими гранями, и механизм подачи штанги, выполненный в виде встречно направленных зубчатых реек, связанных между собой с помощью шестерни с осью и расположенных параллельно штанге, при этом одна из реек жестко связана с корпусом, а другая - шарнирно со штангой, причем ось шестерни связана с корпусом с помощью гидроцилиндра напора, механизм вращения штанги, выполненный из жестко закрепленной в корпусе гайки и из расположенной с возможностью взаимодействия с гайкой и штангой винтовой втулки, связанной с корпусом с помощью гидроцилиндра вращения, шарнирно соединенный со штангой ковш с режущими и боковыми подрезающими зубьями и кромками и с механизмом его поворота относительно поперечной оси штанги в виде гидроцилиндра и рычагов. The closest in technical essence to the proposed one is a device for excavating soil with a single-bucket excavator, including a boom pivotally connected to a boom handle with a swing mechanism and a housing, in which a rod with longitudinal guide faces is located with the possibility of rotational and translational movement, and a rod feed mechanism made in the form of counter-directed gear racks connected to each other by means of a gear with an axis and located parallel to the rod, while one of the racks is rigidly with knitted with a housing, and the other hinged with a rod, the gear axis being connected to the housing using a pressure hydraulic cylinder, a rod rotation mechanism made of a nut rigidly fixed in the housing and of a screw sleeve located with the possibility of interaction with the nut and the rod connected to the housing with using a hydraulic cylinder of rotation, a bucket pivotally connected to the rod with cutting and side cutting teeth and edges and with a mechanism for its rotation about the transverse axis of the rod in the form of a hydraulic cylinder and levers.
Недостатком известного устройства для экскавации грунта одноковшовым гидравлическим экскаватором является большая энергоемкость резания грунта путем поступательного перемещения ковша и внедрения в грунт подрезающих боковых и режущих зубьев и кромок ковша, обладающих большим лобовым сопротивлением резанию. Ковш известного устройства не предназначен для постоянного вращения в одном из направлений, а выполнен только поворотным на штанге для перехода с прямой лопаты на обратную и наоборот. Механизмы вращения и подачи штанги известного устройства имеют сложную конструкцию и обладают значительной массой. Известное гидравлическое устройство непригодно для маломощной мини-техники, работающей в стесненных строительных условиях при экскавации грунта высокой категории трудности разработки. A disadvantage of the known device for excavating soil with a single-bucket hydraulic excavator is the high energy intensity of cutting the soil by translating the bucket and introducing into the soil the cutting side and cutting teeth and the edges of the bucket, which have a large frontal resistance to cutting. The bucket of the known device is not intended for continuous rotation in one of the directions, but is made only rotatable on the bar to go from a direct shovel to a reverse and vice versa. The mechanisms of rotation and supply of the rod of the known device have a complex structure and have a significant mass. The known hydraulic device is unsuitable for low-power mini-equipment working in cramped construction conditions during excavation of soils of a high category of development difficulty.
Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, заключается в снижении энергоемкости экскавации грунта, возможности применения для экскавации грунта высокой категории трудности разработки одноковшовых маломощных мини-экскаваторов, упрощении конструкции рабочего оборудования и управления мини-экскаватором. The technical result achieved by the present invention is to reduce the energy intensity of soil excavation, the possibility of using for excavation of a high category of difficulty in developing single-bucket low-power mini-excavators, simplifying the design of working equipment and controlling a mini-excavator.
Технический результат по способу экскавации грунта одноковшовым экскаватором, включающему заполнение ковша при поступательном перемещении рукоятью и послойном срезе грунта его режущими и боковыми подрезающими зубьями и кромками, достигается тем, что экскавацию грунта производят при постоянном одновременном вращении ковша вокруг продольной оси рукояти, а послойное заполнение ковша грунтом ведут при выдвинутых в сторону вращения зубьях одной из его боковых подрезающих кромок, причем заполнение ковша грунтом в процессе однонаправленного вращения производят при его эксцентричном смещении относительно оси вращения или в подвернутом состоянии к оси вращения. The technical result according to the method of excavating the soil with a single-bucket excavator, including filling the bucket with translational movement of the handle and layer-by-layer soil cutting with cutting and side cutting teeth and edges, is achieved by excavating the soil with constant simultaneous rotation of the bucket around the longitudinal axis of the handle, and layer-by-layer filling of the bucket soil is driven with the teeth extended to the side of rotation of one of its lateral cutting edges, and filling the bucket with soil in the process is unidirectional th rotation is carried out at its eccentrically shifted with respect to the axis of rotation or tucked in a state of the axis of rotation.
Технический результат по устройству для экскавации грунта одноковшовым экскаватором, включающим стрелу с механизмом ее подъема, шарнирно связанную со стрелой рукоять с механизмом их относительного поворота и с корпусом, в котором с возможностью вращательного и поступательного перемещения расположена штанга с продольными направляющими гранями, механизм подачи и вращения штанги, шарнирно соединенный со штангой ковш с режущими и боковыми подрезающими зубьями и кромками, приводной вал, достигается тем, что ковш выполнен с выдвинутыми вперед в сторону вращения зубьями одной из его боковых подрезающих кромок и закреплен на шарнире штанги с возможностью эксцентричного смещения относительно ее продольной оси и фиксации под углом до 90о к оси штанги, механизм подачи штанги выполнен из параллельно расположенных между собой по обеим сторонам штанги замкнутых на корпусе рукояти цепных передач, перекинутых через раздвинутые вдоль оси штанги спаренные звездочки на поперечных осях втулок, соосно установленных на подшипниках штанги и связанных между собой рейкой, установленной параллельно оси штанги с возможностью продольного перемещения в направляющих корпуса рукояти, и взаимодействующих с приводными звездочками, кинематически связанными с ведомым валом, установленным на оси шарнирной связи стрелы и корпуса рукояти, а механизм вращения штанги выполнен в виде встроенного в корпус рукояти червячного редуктора с ответными пазами под продольные направляющие грани штанги в колесе и червяком, кинематически связанным с вращающейся осью шарнирной связи стрелы и корпуса рукояти, причем механизмы подъема стрелы и ее поворота относительно рукояти выполнены в виде тяги и с приводом от самотормозящихся, например червячных редукторов, колеса которых соосно свинчены с тягой, червяки, а также ведомый вал и ось шарнирной связи стрелы и корпуса рукояти - с помощью замкнутых цепных передач кинематически связаны с общим приводным валом.The technical result of a device for excavating soil with a single-bucket excavator, including a boom with a lifting mechanism, a handle pivotally connected to the boom with a mechanism for their relative rotation and with a housing in which a rod with longitudinal guiding faces, a feed and rotation mechanism is located rods pivotally connected to the rod with a bucket with cutting and side cutting teeth and edges, the drive shaft is achieved by the fact that the bucket is made with extended VP ed in the direction of rotation of the teeth of one of its lateral undercut edges and secured to the rod joint at an eccentric movement relative to its longitudinal axis and fixing the angle to 90 ° to the bar axis feed mechanism rod made of parallely arranged to each other on both sides of the rod closed at the housing of the handle of chain gears thrown through twin sprockets spaced along the axis of the rod on the transverse axes of the bushings, coaxially mounted on the bearings of the rod and interconnected by a rail mounted parallel to the axis of the rod with the possibility of longitudinal movement in the guides of the handle body, and interacting with drive sprockets, kinematically connected to the driven shaft mounted on the axis of articulation of the boom and the handle body, and the rotation mechanism of the rod is made in the form of a worm gear built into the handle body with reciprocal grooves under the longitudinal guide faces of the rod in the wheel and the worm kinematically connected with the rotating axis of the articulation of the boom and the handle body, and the boom lifting mechanisms and e E turns relative to the handle are made in the form of traction and driven by self-braking, for example, worm gears, the wheels of which are coaxially screwed with the traction, worms, as well as the driven shaft and the pivot shaft of the boom and the handle body, are kinematically connected with a common drive gear using closed chain gears shaft.
Изучение известных технических решений показывает, что экскавация грунта одноковшовым экскаватором путем поступательного и однонаправленного вращения ковша с выдвинутыми вперед зубьями одной из боковых подрезающих кромок вокруг продольной оси штанги рукояти с эксцентриситетным смещением или в подвернутом к оси штанги до 90о не была обнаружена. Не обнаружены и одноковшовые экскаваторы, в том числе мини-экскаваторы с механическим приводом, в которых ковш выполнен с выдвинутыми вперед в сторону вращения зубьями одной из его боковых подрезающих кромок и закреплен на шарнире штанги с возможностью эксцентричного смещения относительно ее продольной оси и фиксации под углом до 90о включительно к оси штанги, механизм подачи штанги которых выполнен из параллельных оси штанги замкнутых на корпусе рукояти цепных передач, связанных между собой рейкой, установленной в направляющих корпуса рукояти, и взаимодействующих с приводными звездочками, кинематически связанными с ведомым валом на оси шарнирной связи стрелы и корпуса рукояти, механизм вращения штанги выполнен в виде встроенного в корпус рукояти червячного редуктора с ответными пазами под продольные направляющие грани штанги в колесе и червяком, кинематически связанным с вращающейся осью шарнирной связи стрелы и корпуса рукояти, а механизмы подъема стрелы и ее поворота относительно рукояти выполнены в виде тяги с приводом от самотормозящихся червячных редукторов, колеса которых соосно свинчены с тягой, а червяки, а также ведомый вал с осью шарнирной связи стрелы и корпуса рукояти с помощью замкнутых цепных передач кинематически связаны с общим приводным валом.The study of prior art indicates that the soil excavation shovels by progressive and unidirectional rotation of the bucket with teeth pushed forward one of the side edges are clipped around the longitudinal axis of the handle rod to the eccentric, offset, or tucked in to the rod axis to 90 was not detected. No single-bucket excavators were found, including mini-excavators with a mechanical drive, in which the bucket is made with teeth advanced one of its lateral cutting edges advanced forward in the direction of rotation and mounted on the hinge of the rod with the possibility of eccentric displacement relative to its longitudinal axis and fixing at an angle to 90 inclusive to the rod axis, the rod feed mechanism which is made of a rod axis parallel to the closed casing stick chain gears interconnected pinion mounted in the guide housing the handle, and interacting with the drive sprockets, kinematically connected with the driven shaft on the axis of articulation of the boom and the handle body, the rotation mechanism of the rod is made in the form of a worm gear built into the handle body with mating grooves for the longitudinal guide edges of the rod in the wheel and the worm kinematically connected with the rotary axis of the hinge connection of the boom and the handle body, and the mechanisms for lifting the boom and its rotation relative to the handle are made in the form of traction driven by self-braking worm gearboxes, the wheels of which are coaxially screwed with the thrust, and the worms, as well as the driven shaft with the axis of articulation of the boom and the handle body, are closed kinematically connected to a common drive shaft using closed chain gears.
Был найден рабочий орган траншеекопателя, в котором процесс экскавации грунта осуществляют путем однонаправленного вращения и одновременного поступательного перемещения полуковшей, размещенных по спирали вокруг и вдоль вертикальной трубы со шнековым транспортером внутри, при этом полуковши снабжены выступающими вперед в направлении вращения подрезающими зубьями на одной боковой режущей кромке. A trencher working tool was found in which the excavation process is carried out by unidirectional rotation and simultaneous translational movement of the bucket placed in a spiral around and along a vertical pipe with a screw conveyor inside, with the bucket equipped with cutting teeth protruding forward in the direction of rotation on one side cutting edge .
Однако применительно к маломощной мини-технике данный способ экскавации грунта многочисленными полуковшами неприемлем из-за большой энергоемкости процесса резания грунта и нехватки мощности на вращение массивного рабочего органа при рытье траншеи сразу на всю глубину. Данный способ экскавации грунта многочисленными полуковшами имеет и малую универсальность, так как применим только для рытья траншеи. В предлагаемом способе одним ковшом с нижними режущими зубьями и кромками возможно не только горизонтальное резание грунта в траншее, но и вертикальная выработка грунта в виде колодца, при этом ковш экскаватора более универсален для загрузочно-разгрузочных работ. Ограничены и функциональные возможности известного технического решения, так как диаметр рабочего органа траншеекопателя постоянен, а в известном решении ширина траншеи, диаметр колодцев и их глубина регулируемы. However, with regard to low-power mini-technology, this method of excavating the soil with numerous half-buckets is unacceptable due to the high energy consumption of the soil cutting process and the lack of power to rotate a massive working body when digging a trench immediately to the full depth. This method of excavating the soil with numerous half-buckets also has little versatility, since it is applicable only for digging trenches. In the proposed method, with one bucket with lower cutting teeth and edges, not only horizontal cutting of the soil into the trench is possible, but also vertical excavation of the soil in the form of a well, while the excavator bucket is more versatile for loading and unloading. The functionality of the known technical solution is also limited, since the diameter of the working body of the trencher is constant, and in the known solution, the width of the trench, the diameter of the wells and their depth are adjustable.
Если известные одноковшовые экскаваторы на базе мини-техники не обеспечивают экскавацию грунта высокой категории трудности разработки из-за недостатка мощности на поступательное резание грунта зубьями и режущими кромками ковша, то предлагаемое роторное вращение ковша с выдвинутыми вперед в сторону вращения подрезающими зубьями, установленного с эксцентриситетом относительно оси вращения штанги рукояти или под углом до 90о к этой оси, позволяет наименее энергоемким путем послойного фрезерования и наполнения ковша производить выработки в грунтовом массиве любой глубины, различных размеров и конфигураций.If the well-known single-bucket excavators based on mini-equipment do not provide excavation of a soil of a high category of development difficulty due to a lack of power for translating the soil with teeth and cutting edges of the bucket, then the proposed rotary rotation of the bucket with cutting teeth advanced forward in the direction of rotation, mounted with an eccentricity relative to boom rotation axis of the handle or at an angle up to 90 ° to this axis allows the least energy intensive milling and by layerwise filling bucket produce vyrabo webs in a soil massif of any depth, various sizes and configurations.
Конструкция предлагаемого ковша мини-экскаватора и его привода механического принципа действия позволяет осуществлять экскавацию тяжелого грунта наиболее экономичным способом роторного фрезерования, при этом универсальность одноковшового экскаватора увеличивается из-за возможности рытья цилиндрических выработок различного диаметра, шурфов-дудок и др. The design of the proposed mini-excavator bucket and its mechanical operating principle allows the excavation of heavy soil in the most economical way of rotary milling, while the versatility of a single-bucket excavator increases due to the possibility of digging cylindrical workings of various diameters, pits, pipes, etc.
Следует отметить и относительную простоту конструкции нового технического решения и простоту управления и эксплуатации нового одноковшового мини-экскаватора. Цепные передачи широко распространены в машинах и механизмах, и использование их в новом техническом решении повышает ремонтоспособность одноковшового мини-экскаватора, в котором механические передачи, редукторы и привод в отличие от гидравлики могут работать при малых мощностях мини-техники более успешно при значительном снижении массы техники. Использование самотормозящихся, например червячных передач в механизмах подачи и вращения штанги с ковшом, механизмах подъема стрелы и ее поворота относительно рукояти необходимо для удержания работы в заданном режиме или позиции ковша при нейтральном положении одного из рычагов управления или его переключении. Поперечная устойчивость рабочего органа предлагаемого одноковшового мини-экскаватора может быть достигнута при вращении ковша либо режимами резания грунта при его роторном фрезеровании, либо специальными направляющими приспособлениями. It should be noted the relative simplicity of the design of the new technical solution and the ease of management and operation of the new single-bucket mini-excavator. Chain transmissions are widespread in machines and mechanisms, and their use in a new technical solution increases the maintainability of a single-bucket mini-excavator, in which mechanical gears, gearboxes and a drive, unlike hydraulics, can work more successfully at low power mini-equipment with a significant reduction in the mass of equipment . The use of self-braking, for example, worm gears in the mechanisms for feeding and rotating the rod with a bucket, the mechanisms for lifting the boom and its rotation relative to the handle is necessary to keep the work in the set mode or position of the bucket when one of the control levers is neutral or switches over. Transverse stability of the working body of the proposed single-bucket mini-excavator can be achieved by rotating the bucket either by the cutting conditions of the soil during its rotary milling, or by special guiding devices.
На фиг. 1 изображен одноковшовый мини-экскаватор, реализующий способ экскавации грунта, общий вид; на фиг.2 - рабочее оборудование одноковшового экскаватора, общий вид; на фиг.3 - вид А на фиг.2; на фиг.4 - вид Б на фиг. 2; на фиг.5 - совмещенный разрез В-В и Г-Г на фиг.1. In FIG. 1 shows a single-bucket mini-excavator that implements a method of excavating soil, a general view; figure 2 - working equipment odnokovshovoy excavator, General view; figure 3 is a view a in figure 2; in Fig.4 - view B in Fig. 2; figure 5 is a combined section bb and gg in figure 1.
Способ экскавации грунта реализуется конкретным устройством одноковшового мини-экскаватора (фиг.1), включающим базовый мини-трактор 1 с поворотной платформой 2 на задней полураме и опорным приспособлением в виде отвала 3 бульдозера. Поворотная платформа 2 снабжена рабочим оборудованием одноковшового экскаватора с механическим приводом от приводного вала отбора мощности (на чертеже не показан) заднего моста. Рабочее оборудование мини-экскаватора включает стрелу 4 трубчатого или коробчатого сечения (фиг.2, 3) двухколенчатого вида, в полости которой на звездочках 5, 6, 7, 8, 9, 10 установлены замкнутые цепные передачи 11, 12 и 13, 14 соответственно привода механизмов вращения и подачи штанги 17 рукояти 18 экскаватора. Механизм вращения штанги 17 состоит из цилиндрического и связанного с ним червячного редукторов 19, 20, установленных в корпусе 21 рукояти 18, связанной со стрелой 4 с помощью вильчатого шарнира на оси 22. Колесо 23 червячного редуктора 20 выполнено с пазом под продольные направляющие 24 штанги 17. Механизм подачи штанги 17 состоит из параллельно расположенных между собой по обеим сторонам штанги 17 вдоль нее замкнутых на корпусе 21 рукояти 18 цепных передач-полиспастов 25 и 26, перекинутых через раздвинутые вдоль оси штанги 17 спаренные звездочки 27 и 28 на поперечных осях втулок 29 и 20, соосно установленных на подшипниках 31 штанги 17 и связанных между собой рейкой 32, установленной параллельно оси штанги 17 с возможностью продольного перемещения в направляющих 33 корпуса 21 рукояти 18. Цепные передачи 25, 26 в виде двух полиспастов перекинуты через отводные спаренные звездочки 34 и ролики 35, симметрично установленные на кронштейнах 36 относительно корпуса 21, и взаимодействуют с ведомым валом 37 на оси 22 цепного редуктора 38, связанного кинематически через цепную передачу 13, 14 и червячный редуктор на поворотной платформе 2 с приводным валом (на чертеже не показан). На штанге 17 рукояти 18 с возможностью поворота к ее оси на 90о на шарнире 39 закреплен с помощью фиксатора 40 ковш 41 с выдвинутыми вперед в сторону, например правого вращения, зубьями 42 одной из боковых подрезающих кромок 43 и режущими зубьями 44 (фиг.4). Шарнир 39 штанги 17 связан с ковшом 41 с возможностью эксцентричного смещения по продольным направляющим 45 Т-образного типа или "ласточкина хвоста", установленных по диагонали кромки ковша 41 для максимального смещения его подрезающих зубьев 42 от оси вращения штанги 17, при этом ось шарнира 39 установлена под углом φк направляющим 45 ковша 41. Стрела 4 выполнена Z-образной, снабжена на первом колене от рукояти 18 одноплечим рычагом 46, шарнирно связана вторым коленом с поворотной платформой 2 и свободным концом жест- ко связана балкой 47 с первым коленом, образуя треугольную раму. Мезанизм поворота рукояти 18 относительно стрелы 4 выполнен в виде шарнирно связанных с кронштейном 36 корпуса 21 рукояти 18 и между собой через рычаг 46 двух жестких тяг 48 и 49, последняя из которых выполнена с винтовой навивкой на свободном конце и свинчена соосно с колесом 50 самотормозящегося, например червячного, редуктора 51 (фиг.5), корпус которого шарнирно закреплен на поперечной оси консоли свободного конца стрелы 4, а червяк 52 кинематически связан через цилиндрический редуктор 53 и цепной редуктор 54 с приводным валом (на чертеже не показан). Механизм поворота стрелы 4 выполнен в виде жесткой винтовой тяги 55, шарнирно связанной с поворотной платформой 2 и свинченной соосно с колесом 56 самотормозящегося, например червячного, редуктора 57, корпус которого шарнирно закреплен на поперечной оси консоли свободного конца стрелы 4, а червяк 58 кинематически связан через цилиндрический редуктор 59 и цепной редуктор 60 с приводным валом (на чертеже не показан).The method of excavation of soil is implemented by a specific device of a single-bucket mini-excavator (Fig. 1), including a basic mini-tractor 1 with a rotary platform 2 on the rear frame and a supporting device in the form of a blade 3 of a bulldozer. The rotary platform 2 is equipped with working equipment of a single-bucket excavator with a mechanical drive from the power take-off drive shaft (not shown) of the rear axle. The working equipment of a mini-excavator includes a
Способ экскавации грунта одноковшовым экскаватором заключается в следующем. A method of excavating soil with a single-bucket excavator is as follows.
Мини-трактор 1 устанавливают на опорном приспособлении в виде отвала 3. Напор осуществляют стрелой 4, рукоятью 18 или комбинированным методом. Привод в действие механизма напора стрелы 4 от приводного вала осуществляют включением цепного редуктора 60 и цилиндрического редуктора 59, вращением червяка 58 и колеса 56 редуктора 57, которое соосно свинчивается с винтовой тягой 55 и поворачивает стрелу 4. Привод в действие механизма напора рукояти 18 от приводного вала осуществляют включением цепного редуктора 54 и цилиндрического редуктора 53, вращением червяка 52 и колеса 49 редуктора 51, которое соосно свинчивается с винтовой тяги 49 и толкает через рычаг 46 и тягу 48 кронштейн 36 корпуса 21 рукояти 18, поворачивая ее относительно стрелы 4. Привод в действие механизма подачи штанги 17 рукояти 18 от приводного вала осуществляют включением цепной передачи 14 и 13 вращением звездочек 10, 8 и звездочки 6 на ведомом валу 37, жестко связанном с приводной звездочкой цепного редуктора 38, который осуществляет вращение спаренных звездочек 34 на кронштейне 36 и натяжение одной из ветвей параллельных цепных полиспастов 25 и 26, перемещающих штангу 17 с ковшом 41 вдоль ее оси совместно с рейкой 32 в направляющих 33 корпуса 21 рукояти 18. Привод в действие механизма вращения штанги 17 с ковшом 41 на нижнем конце от приводного вала осуществляют включением цепной передачи 12 и 11, вращением червяка через цилиндрический редуктор 19 и вращением по часовой стрелке колеса 23 червячного редуктора 20, которое через продольный паз осуществляют передачу крутящего момента на продольные направляющие 24 штанги 17. Для эффективного наполнения ковша 41 при его вращении вокруг оси штанги 17, а также для изменения размеров и формы выработки в грунте ковш 41 смещают от оси вращения штанги 17 с заданным эксцентриситетом по диагональным продольным направляющим 45 или дополнительно ковш 41 подворачивают под углом 90о, или под промежуточным углом от 0 до 90о к продольной оси штанги 17, и фиксируют его в этом положении фиксатором 40. При работе механизма подачи и вращения штанги 17 создают цилиндрические выработки при смещении ковша 41 по направляющим 45 диаметром от Д1 до Д2, при этом выдвинутые вперед подрезающие зубья 42 одной из боковых режущих кромок ковша 41 осуществляют фрезерование боковых грунтовых стенок выработки, а режущие зубья 44 - фрезерование дна выработки. При работе в позиции ковша 41 подвернутого под углом 90о к продольной оси штанги 17, фрезерование боковых стенок выработки осуществляют режущие зубья 44, а фрезерование дна выработки осуществляют подрезающие зубья ковша какой-либо из его боковых режущих кромок в зависимости от направления поворота. Продольные выработки в грунте осуществляют одновременным постоянным однонаправленным вращением ковша 41 и напором стрелы 4, рукояти 18 или комбинированным методом.The mini-tractor 1 is mounted on the supporting device in the form of a blade 3. The pressure is carried out by an
Механический привод предлагаемого экскаватора при его сравнительной сложности целесообразен для мини-техники с маломощным приводом, так как имеет по сравнению с гидроприводом более высокий КПД и сравнительно малую массу. Цепной привод предлагаемого экскаватора более удобен для кинематической связи механизмов, передающих большие нагрузки на большие расстояния, в реверсивных режимах, не требующих значительных скоростных передач. Цепной привод также более ремонтоспособен и надежен по сравнению с канатным и карданным, легко и удобно размещается в полости стрелы и защищается кожухами. Использование самотормозящихся червячных редукторов в механизмах подачи и вращения штанги рукояти, подъема стрелы и поворота ее относительно рукояти позволяет в момент переключения в режим реверсивной работы останавливать их. Пульт управления механизмами подачи и вращения штанги, подъема стрелы и ее поворота относительно рукояти состоит из четырех рукояток, что и в обычных экскаваторах, обеспечивающих работу этих механизмов в режимах напора и реверса, а также останавливать их в заданном положении. Поперечная устойчивость стрелы и рукояти экскаватора гарантируется режимами подачи и скорости фрезерования боковых стенок выработки зубьями ковша. Возможность постоянного вращения и работы ковша в режиме послойного фрезерования боковых стенок выработки существенно расширяет функциональные возможности новой техники и позволяет впервые на мини-экскаваторе производить экскавацию грунтов высокой категории трудности разработки. Предлагаемый мини-экскаватор может осуществлять впервые экскавацию цилиндрических выработок широкого диапазона размером по диаметру и на достаточную глубину. Съемный ковш легко может быть заменен другим типом навесного оборудования, привод которого и кинематика упрощается за счет вращателя штанги рукояти. Выдвижение подрезающих зубьев одной из боковых режущих кромок предлагаемого ковша экскаватора не влияет на его работоспособность в обычном поступательном режиме работы прямой и обратной лопаты, а только расширяет его функциональные возможности, этому способствует и шарнирное соединение ковша с вращающейся штангой для подворота ковша к ее продольной оси, что увеличивает диапазон габаритов выработки. Эксцентричное смещение ковша относительно оси вращения штанги позволяет не только увеличить диапазон габаритов выработки, но и способствует более полному заполнению ковша без его саморазгрузки в процессе роторного фрезерования боковых стенок выработки. Соосное вращение ковша со штангой возможно использовать для фрезерования и выемки грунта из выработки обычным поступательным перемещением ковша. Предлагаемая конструкция экскаватора легко может быть гидрофицирована на более мощной технике. The mechanical drive of the proposed excavator, with its comparative complexity, is suitable for mini-equipment with a low-power drive, since it has a higher efficiency and a relatively low weight in comparison with a hydraulic drive. The chain drive of the proposed excavator is more convenient for kinematic communication of mechanisms that transmit large loads over long distances, in reverse modes, which do not require significant high-speed gears. The chain drive is also more repairable and reliable compared to the cable and cardan, easily and conveniently located in the boom cavity and protected by casings. The use of self-braking worm gears in the mechanisms of supply and rotation of the handle bar, lifting the boom and turning it relative to the handle allows them to be stopped at the time of switching to the reverse mode. The control panel for the mechanisms of supply and rotation of the boom, lifting the boom and its rotation relative to the handle consists of four handles, as in conventional excavators, which ensure the operation of these mechanisms in the pressure and reverse modes, as well as stopping them in the set position. The lateral stability of the boom and handle of the excavator is guaranteed by the feed regimes and the milling speeds of the side walls of the excavation by the bucket teeth. The possibility of continuous rotation and operation of the bucket in the mode of layer-by-layer milling of the side walls of the excavation significantly expands the functionality of the new equipment and allows for the first time on a mini-excavator to excavate soils of a high category of development difficulties. The proposed mini-excavator can for the first time excavate cylindrical workings of a wide range of size in diameter and to a sufficient depth. The removable bucket can easily be replaced with another type of attachment, the drive of which and the kinematics are simplified by the handle bar rotator. The extension of the cutting teeth of one of the lateral cutting edges of the proposed excavator bucket does not affect its operability in the normal translational operation of the forward and backward shovels, but only expands its functionality, this is also facilitated by the articulated connection of the bucket with the rotating bar to rotate the bucket to its longitudinal axis, which increases the range of dimensions of the output. The eccentric displacement of the bucket relative to the axis of rotation of the rod allows not only to increase the range of dimensions of the output, but also contributes to a more complete filling of the bucket without self-unloading during rotary milling of the side walls of the output. The coaxial rotation of the bucket with the bar can be used for milling and excavation from the excavation by the usual translational movement of the bucket. The proposed design of the excavator can easily be hydroficated with a more powerful technique.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5056756 RU2032029C1 (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Method and apparatus of ground excavation by single bucket excavator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5056756 RU2032029C1 (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Method and apparatus of ground excavation by single bucket excavator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2032029C1 true RU2032029C1 (en) | 1995-03-27 |
Family
ID=21610590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5056756 RU2032029C1 (en) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | Method and apparatus of ground excavation by single bucket excavator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2032029C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017136301A1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-08-10 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Excavating implement heading control |
| US9816249B2 (en) | 2016-02-02 | 2017-11-14 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Excavating implement heading control |
| RU2649185C2 (en) * | 2013-02-11 | 2018-03-30 | Харнишфигер Текнолоджиз, Инк. | Conduit support structure for industrial machine |
| WO2018118530A1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Machine control architecture for generating sensor location and offset angle |
| RU182718U1 (en) * | 2018-04-18 | 2018-08-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" | WORKING EQUIPMENT OF A SINGLE BUCKET EXCAVATOR |
| RU2745144C1 (en) * | 2014-07-02 | 2021-03-22 | Дж.С. Бэмфорд Экскавейторс Лимитед | Method for control of a handling materials machine |
| RU2834359C1 (en) * | 2023-12-29 | 2025-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Псковский государственный университет" | Working equipment of single-bucket hydraulic excavator |
-
1992
- 1992-07-27 RU SU5056756 patent/RU2032029C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1265253, кл. E 02F 3/38, 1975. * |
| Авторское свидетельство СССР N 605893, кл. E 02F 3/30, 1978. * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2649185C2 (en) * | 2013-02-11 | 2018-03-30 | Харнишфигер Текнолоджиз, Инк. | Conduit support structure for industrial machine |
| US10435862B2 (en) | 2013-02-11 | 2019-10-08 | Joy Global Surface Mining Inc | Conduit support structure for an industrial machine with hoist cable |
| US11021850B2 (en) | 2013-02-11 | 2021-06-01 | Joy Global Surface Mining Inc | Conduit support structure for an industrial machine with pivot joint |
| RU2745144C1 (en) * | 2014-07-02 | 2021-03-22 | Дж.С. Бэмфорд Экскавейторс Лимитед | Method for control of a handling materials machine |
| WO2017136301A1 (en) * | 2016-02-02 | 2017-08-10 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Excavating implement heading control |
| US9816249B2 (en) | 2016-02-02 | 2017-11-14 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Excavating implement heading control |
| US9976279B2 (en) | 2016-02-02 | 2018-05-22 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Excavating implement heading control |
| WO2018118530A1 (en) * | 2016-12-20 | 2018-06-28 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Machine control architecture for generating sensor location and offset angle |
| US10329741B2 (en) | 2016-12-20 | 2019-06-25 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Excavator control architecture for generating sensor location and offset angle |
| US11124950B2 (en) | 2016-12-20 | 2021-09-21 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Excavator control architecture for generating sensor location and offset angle |
| RU182718U1 (en) * | 2018-04-18 | 2018-08-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)" | WORKING EQUIPMENT OF A SINGLE BUCKET EXCAVATOR |
| RU2834359C1 (en) * | 2023-12-29 | 2025-02-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Псковский государственный университет" | Working equipment of single-bucket hydraulic excavator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111576525B (en) | Channel ditching machine | |
| KR100209103B1 (en) | Excavator for forming underground continuous wall | |
| US3603010A (en) | Backhoe excavator with endless bucket attachment | |
| CN111411655A (en) | Multifunctional roadway maintenance repairing machine | |
| RU2032029C1 (en) | Method and apparatus of ground excavation by single bucket excavator | |
| US4592696A (en) | Material working machines | |
| US4268214A (en) | Excavator front end | |
| CN111576523A (en) | Reverse circulation trencher | |
| US4691787A (en) | Earth auger | |
| CN201485890U (en) | Traction type chain trencher | |
| US3425572A (en) | General-purpose hydraulic shovel | |
| CN220414346U (en) | Auxiliary bucket device for underground rock drilling machine | |
| CN110393057B (en) | Vertical ditching machine | |
| HU220551B1 (en) | Machine for digging under pipes and caterpillar traction device | |
| US3191322A (en) | Earth scraper with pivoted conveyor | |
| CN215165981U (en) | Ditch desilting equipment for hydraulic engineering | |
| CN110374501A (en) | A kind of cubic meter of brill digs device | |
| CN217580353U (en) | Chain ditcher for shallow trench digging | |
| CN110984275B (en) | Construction equipment for digging and filling bidirectional work | |
| US2834125A (en) | Trench digger | |
| SU1198166A1 (en) | Trencher for opening-up underground pipelines | |
| CN112663699B (en) | Residue soil conveying excavator capable of being used on road | |
| CN217897757U (en) | Crawler-type hole digging and earth discharging drill | |
| CN222227402U (en) | Excavation equipment for water conservancy construction | |
| JPH04503091A (en) | Drilling arm propulsion device |