V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Драглайн-одноковшовый экскаватор с гибкой канатной связью стрелы и ковша. Длина стрелы достигает 100 м, вместимость ковша — 168 м³. Оборудуется, как правило, шагающим ходом, но ранее широко выпускались и на гусеничном шасси. Применяется на карьерах, в гидротехническом и мелиоративном строительстве.

Рис 1. Схема Экскаватора-Драглайна.

Общие сведения и конструктивные особенности

Гибкая подвеска ковша и легкая решётчатая стрела драглайна обеспечивает наибольший радиус, наибольшую глубину копания, а также наибольшую высоту выгрузки по сравнению с другими видами рабочего оборудования экскаваторов. Кроме того, драглайны обладают высокой производительностью. Однако гибкая подвеска ковша не обеспечивает достаточной точности копания и выгрузки. Перемещение грунта в транспортные средства драглайнами затруднительно. Поэтому выгрузка грунта или полезных ископаемых производится в отвал — откуда перегружается в транспортные средства экскаваторами типа мехлопата или погрузчиками.

Ковш драглайна подвешивается на цепях к подъемному и тяговому канатам.

Подъёмным канатом осуществляется вертикальное перемещение (подъём ковша). Тяговым канатом осуществляется подтягивания ковша к машине. При этом происходит подрезка грунта и наполнение ковша.

При одновременном натяжении тягового и подъёмного канатов увеличивается расстояние между соединительным звеном и опрокидным блоком, что вызывает натяжение разгрузочного каната, и соответственно — подъёмом передней части ковша. В таком положении ковш, наполненный грунтом поднимают из забоя и переносят (за счёт поворота платформы экскаватора) к месту разгрузки.

Для разгрузки ковша тяговый канат ослабляют. При этом ослабляется и разгрузочный канат. В результате ковш опрокидывается и грунт высыпается из него.

Драглайн способен обеспечить высокое усилие копания, при условии, что в начале хода ковш заглубится в грунт (ковш заглубляется в грунт только за счет собственной массы). Поэтому при работе на твёрдых грунтах в зоне заглубления ковша грунт разрыхляют (например, клиновым рыхлителем, входящим в комплект некоторых драглайнов, или взрывными работами) и применяют сменные ковши меньшего объема (из-за большей насыпной плотности более крепких пород).

В прошлом драглайны имели широкое распространение во всех классах и размерных группах строительных и карьерных одноковшовых экскаваторов. В настоящее время, ввиду широкого распространения гидравлических экскаваторов, драглайны представлены только в тяжелом классе экскаваторов, как правило — карьерных.

Преимущества драглайновперед экскаваторами типа «механическая лопата»:

Более длинная и легкая стрела.

Больший радиус черпания.

Зачастую больший объем ковша (в некоторых моделях достигает 100 м³).

Недостатки драглайнов

Хотя драглайны и способны создавать большое усилие копания, но для этого необходимо первоначальное заглубление ковша, что при гибкой подвеске проблематично. Поэтому для разработки твердых грунтов драглайнами возникает необходимость в предварительном рыхлении.

Патент № 2390611. На конец стрелы шарнирно установлена П-образная рама с двигателем, вращающим воздушный винт, ориентированный в горизонтальной плоскости, рама связана со стрелоподъемным канатом, ориентирующим устройством в виде кривошипно-шатунного механизма, в котором шатун шарнирно связан с рамой, в кривошип - жестко со стрелоподъемным канатом. В качестве двигателя используют гидромотор, связанный через систему управления гидронасосом. Система управления включает датчик перекоса платформы в продольной плоскости.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: экскаватор-драглайн - вид сбоку (Рис.2), элемент стрелы с винтом - вид сбоку (Рис.3), фрагмент системы управления - Рис.4.

На шасси 1 экскаватора установлена посредством опорно-поворотного устройства 2 поворотная платформа 3, в задней части которой укреплен стационарный контргруз 4 и в передней - стрела 5, несущая ковш 6, подвешенный на грузоподъемном канате 7; стрела удерживается стрелоподъемным канатом 8 посредством коуша 9, закрепленным на стреле шарниром 10. На конце стрелы расположен головной блок 11, который охватывается П-образной рамой 12, укрепленной на стреле на шарнирах 13. На раме расположен двигатель 14, который гидравлически (шлангами) связан с гидронасосом, расположенным на поворотной платформе. Двигатель вращает воздушный винт 15, ориентированный горизонтально посредством механизма ориентации, состоящего из кривошипно-шатунного механизма. Кривошип 16 жестко закреплен на коуше, а шатун 17 - шарнирно - шарниром 18 - на раме. Двигатель приводится в действие от гидронасоса 19 через регулировочный клапан 20, определяющий мощность и скорость вращения винта, клапан управляется посредством датчика-регулятора 21, установленного на опорно-поворотном устройстве, на продольной оси симметрии экскаватора.

Работает данный экскаватор следующим образом. В нерабочем положении экскаватор уравновешивается стационарным контургрузом. При работе экскаватора, когда имеет место большой опрокидывающий момент для экскаватора в сторону ковша, уравновешивание осуществляется посредством воздушного винта, создающего подъемную силу, приложенную к концу стрелы. Тем самым создается противомомент, разгружающий поворотную платформу. Горизонтальность винта задается кривошипно-шатунным механизмом, который,поворачивает П-образную раму, несущую винт. Мощность, развиваемая гидромотором, задается датчиком-регулятором и клапаном - чем больше опрокидывающий момент, тем более открыт клапан.

Рис.2

Рис.4

Рис.3

Патент№ 2018574

Цель изобретения - повышение производительности работы ковша-драглайна за счет саморегулирования угла резания и толщины снимаемой стружки в зависимости от усилия в тяговых цепях.

Цель достигается тем, что на боковых стенках ковша под углом к направлению тяговых цепей неподвижно закреплены направляющие, в пазах которых размещены ползуны-шарниры с прикрепленными к ним тяговыми цепями и пружинами растяжения, второй конец которых закреплен неподвижно на корпусе ковша.

На фиг. 1 изображен ковш экскаватора-драглайна в начале копания или при копании слабых грунтов; на фиг. 2 - то же, в конце копания или при копании крепких грунтов; Ковш драглайна включает корпус 1 с кронштейном 2 для крепления подъемных цепей 3 и две направляющие 4 с размещенными в них двумя ползунами 5 с прикрепленными к тяговым цепям 6 и двумя пружинами 7 растяжения, закрепленными своими концами соответственно на ползуне 5 и опоре на корпусе ковша 8.

Ковш работает следующим образом:

В начале копания, когда усилия в тяговых цепях незначительны, под действием пружины ползун перемещается в направляющих в крайнее верхнее положение, что обеспечивает максимальные угол резания и толщину снимаемой стружки, а следовательно, уменьшение пути наполнения ковша (фиг. 1).

В конце копания, при полностью заполненном ковше или при копании крепких грунтов усилия в тяговых цепях имеют максимальные значения и под действием этого усилия ползун вместе с шарниром крепления тяговых цепей, преодолевая сопротивление пружины, перемещается в направляющих в крайнее нижнее положение до минимума, уменьшая угол резания и толщину сжимаемой пружины (фиг. 2).

Между этими крайними положениями существуют промежуточные положения, причем во всех случаях полностью используется тяговая способность лебедки и ковш работает в оптимальном режиме с максимальной производительностью, минимальным временем наполнения ковша и длиной пути резания.

Проанализировав информацию о экскаваторах-драглайнах, можно предположить, что в современном машиностроении усовершенствование данного типа техники нацелено прежде всего на улучшение рабочего оборудования различными путями. Множество компаний производителей предлагают различные виды модернизации рабочего оборудования.

Предложена новая конструкция ковша, обеспечивающая не только копание, но и зачистку поверхности оснований котлованов и траншей при низких энергозатратах. Достигается это благодаря двум режущим кромкам ковша: передняя - полукруглая с зубьями, а задняя - прямолинейная и сплошная. При копании грунт поступает одновременно с передней и задней режущих кромок. Увеличение вместимости достигается благодаря установке в задней части ковша прямолинейного ножа.

Ковш экскаватора - драглайна с траекторным смещением режущих ножей, установленных под различными углами, способствует снижению энергоемкости, а так же повышению производительности.

Код для цитирования: Скопировать