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
|
полуавтоматическая |
автоматическая
(электрогидравлическая) |
|
|
|
||||
|
По
типу навешиваемого оборудования |
ковши
|
гидромолоты,
|
гидроножницы |
манипулятор |
грейферы |
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 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
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.