Б.Т. Сазамбаева, Г.И. Куанышев, Н.М.Ондирбай, Д.С.Серимбетов

Казахский Национальный Исследовательский Технический Университет

имении К.И. Сатпаева,  Казахстан

 

ИССЛЕДОВАНИЕ БЫСТРОСЪЕМНОГО РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭКСКАВАТОРА

 

Рост объема работ в строиндустрии,  горной, горно-добывающей, строительной, химической , металлургической  и других  отраслях   Республики Казахстан  требует примененияземлеройной техники, в том числе одноковшовых  экскаваторов  с перспективной конструкцией  рабочего органа, позволяющих увеличить эффективность использования этих машин. Их используют при строительстве промышленных и гражданских зданий и сооружений, автомобильных и железных дорог, аэродромов, гидротехнических систем и нефтепроводов, в карьерах при добыче строительных материалов и других полезных ископаемых. С их помощью отрывают котлованы, траншеи, каналы, а так же разрабатывают выемки и насыпи и отделывают откосы и стенки.

 Благодаря  высокой производительности, способности работать в любых условиях, надежности, качеству и разнообразию выполняемых работ  они нашли  широкое  применение.

Известно, что одноковшовые экскаваторы  имеют  широкое распространение вследствие их универсальности, так как обладают конструктивными, технологическими и экономическими преимуществами по сравнению  с другими  землеройными машинами. Гидравлический привод позволяет: реализовать передаточные числа от ведущего звена источника энергии к рабочим и органам машины без применения громоздких и сложных по кинематике устройств, простым способом преобразовать вращательное движение в поступательное, значительно расширить номенклатуру рабочего оборудования (РО), расположить рабочие механизмы независимо от силовой установки, что обуславливает возможность их наилучшей компоновки; соединить с помощью поворотных соединений и гибких рукавов высокого давления элементы гидропривода, расположенные на взаимно перемещающихся частях машины; выполнять удобное и независимое бесступенчатое регулирование в широком диапазоне скоростей рабочих движений, совмещаемых по времени,  имеет быстросъемное  рабочее оборудование, что улучшает технологические возможности машины [1,2,3,7].В настоящее время, быстросменные системы весьма широко распространены в строительной индустрии (особенно в Европе). Они значительно повышают эффективность использования строительной техники.

Разработкой, проектированием и созданием  быстросъемных рабочих оборудований одноковшовых экскаваторов занимаются известные фирмы, такие как «Akeman», SMP (Швеция); «Arden» (Франция), «Bofors», «Oilquick»  (Швеция), «Cat» (Голландия, Германия), «Demo» (Южная Корея), «Lehnhoft», «Liebherr» (Германия),  «Mantovanibenne» (Италия), «Martin», «Wimmer» (Австрия), «Miller» (Великобритания).

Кафедрой «Подъемно- транспортные машины и гидравлика» проводятся работы, посвященные модернизации рабочего органа одноковшовых экскаваторов.

В данной статье дан анализ и обзор  новых конструкций быстросъемного рабочего оборудования (БРО), навешиваемого на одноковшовый экскаватор, позволяющий быструю замену рабочего органа. Для выполнения данной задачи были  рассмотрены нами существующие и предлагаемые для проектирования новые конструкции быстросъемных приспособлений, рисунок 1.

а)

б)          Рисунок 1. Быстросъемное оборудование экскаватора

Полноавтоматические быстросменные системы (автоматические квик-каплеры),  рисунок 1а, удобны и эффективны при работе в тяжелых климатических условиях, при смене навесного оборудования более чем 3-4 раза в день,  при работе ряда экскаваторов различнейших производителей и при возможности использования быстрых и эффективных навесных оборудований, особенно на крупных экскаваторах, где процесс смены оборудования очень трудоемкий и занимает много времени [5,6,7].

На ведомом звене БРО, рисунок 1б устанавливается  монтажная панель 1 с захватами и фиксаторами  для крепления РО. При этом обратные клапаны, запирающие гидролинии РО открываются толкателями, установленными на соответствующих гидролиниях  базовой машины.

Были рассмотрены патенты на быстросъемные устройства зарубежных организаций: США, Европейские, Китайские, Германии, Российские [8] и др.

Обзор и анализ этих патентных исследований по информационным ресурсам позволил нам  выявить основные направления развития конструкций, которые  приведены в таблице 1 (Морфологическая таблица конструкций быстросъемных рабочих оборудований одноковшового экскаватора).


Таблица 1. Морфологическая таблица конструкций быстросъемных рабочих оборудований одноковшового экскаватора

Наименование

Классы

Область применения

Стройиндустрия

Металлургическая; нефтеперераб-атывающая

Горно-добываю-щая и обраба-тывающая;   угольная; хими-ческая

Коммунально-хозяйственные предприятия

Машиностроение и металлооб-работка

Земляные, дорожные работы

Назначение

для копания грунта

с выгрузкой в отвал

 для выгрузки в транспортные средства,

погрузки, разгрузки сыпучих грузов

для увеличения радиуса действия РО

для монтажа удлиненного РО

По виду системы

 

 

 

 

механическая

http://www.tehno-group.com/pictures/ru/hinged_equipment/k_po_firmam/arden/mexanichesk_soed/230x-mex.jpg

 

 

полуавтоматическая Схема

автоматическая (электрогидравлическая)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По типу навешиваемого оборудования

ковши

http://www.tehno-group.com/pictures/ru/hinged_equipment/k_po_firmam/arden/mexanichesk_soed/mex3.jpg

гидромолоты,

гидроножницыhttp://51.img.avito.st/640x480/715864151.jpg

манипулятор

грейферыhttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/ru/9/9b/2%D1%85-%D0%BA%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B3%D1%80%D0%B5%D0%B9%D1%84%D0%B5%D1%80_-_%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8_3.PNG

 

клыки-рыхлители

Назначение

БРО

для рытья кот-лованов, погрузки и разгрузки грунта в отвал

для снятия пла-стов дорожных покрытий; сноса зданий и демон-тажа различного рода объектов, разрушения мо-нолитных конст-рукций

для разрушения конструкций из армированного бе-тона; стальных и железо-бетонных армированных конструкций, дроб-ления бетонных плит, и других твердых строи-тельных материа-лов, измельчения металлических конструкций

для выполнения погрузочно-разгру-зочных работ, погрузки и раз-грузки грузового транспорта

для выполнения погрузочно-раз-грузочных работ, погрузки и раз-грузки грузового транспорта, ваго-нов и т.д.

для рыхления твердых пород, грунта

Новые конструкции БРО, используемые ведущими зарубежными фирмами

12

Патенты на БРО

US7797862

US8328459

US20010051093

   US7984575

      

        US6922926

   US6902346

По принципу установки БРО

по принципу английского замка

пластины-адаптеры

ключ кон-трольного болта

быстрый захват

 

 

 По  виду кор-пуса

из литой стали

комбинированный

 гермитичный

с механическим усилителем

 

 

По виду гидра-влической сис-темы

гидромеханические

комбинированные

электрогидравлические,

повышающие

скорости срабатывания гидроцилиндров стрелы

повышающие усилия гидроцилиндра

 

Требования к БРО

одновременное

ное автоматиче-ское соединение РО и гидроли-ний его  механи-змов

длительность соединения 10-15 с

число гидро-линий сменного РО до 10 пар

автоматическая настройка параметров исполнительного механизма  РО

 

 

Комфортность и безопасность

автомат климатического контроля

фильтрация циркулирующего воздуха

поддержание внутри кабины избыточного давления

доступность точек ежедневного обслуживания

 

 


Анализ патентных исследований позволил нам выявить основные направления развития конструкций БРО:

- по конструкции БРО;

- по принципу установки;

- автоматизации соединения;

- по способу крепления;

- по виду гидравлической системы;

- по  способу изготовления БРО.

 

Литература:

1.    Беркман И.Л., Раннев А.В., Рейт А.К. Одноковшовые экскаваторы. М.: Высшая школа, 1986. – 272 с.

2.    Д. П. Волков, В.Я. Крикун, П.Е.Тополин и др.: Под. общ. ред. Д.П.Волкова – М.: Машиностроение, 1992 – 448 с.

3.    Гаркави Н.Г. и др. Машины для земляных работ. М.: Высшая школа, 1982.

4.      Гарбузов З.Е. и др. Экскаваторы непрерывного действия. М.: Высшая школа, 1980 – 303 с.

5.   Домбровский Н. Г., Гальперин М. И. Строительные машины (в 2-х ч.). Учеб. для студентов вузов, обучающихся по спец. «Строит. и дор. машины и обор.» — М.: Высш. шк., 1985.

6.   Добронравов С. С., Сергеев С. П. Строительные машины. Учебное пособие для вузов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. школа, 1981. — 320 с.

7.    С.А.Джиенкулов, Б.Т. Сазамбаева, М.Х. Саргужин, Н.Т. Хадеев  Машины для земляных работ.Учебное пособие.-Алматы. МОН РК, 2014.-257с.

8.   www.ecv-wagner.com

9.   www.tehno-group.com