разрезная стрела, которую шарнир О2 делит на две части: верхнюю 8 и нижнюю 9, поддерживаемую подкосом 10 (рис. 2.2, а). Напорная лебедка 11 располагается на платформе. Выдвижение и возврат рукояти производят канатами 12 и 13, которые огибают центральные блоки 14, закрепленные на рукояти;

неразрезная стрела 8, в которой на оси О2 укрепляется седловой подшипник 3 и центральные блоки 14 (рис. 2.2, б). Выдвижение и возврат рукояти осуществляются лебедкой 11 так же, как и у лопаты с разрезной стрелой (рис. 2.2, а);

неразрезная двухбалочная стрела 8 (рис. 2.2, в), у которой сед-

ловой подшипник 3 установлен в шарнире стойки 9, не связанной со стрелой. Стойка поддерживается подкосом 10, напорная лебедка 11 расположена в передней части платформы. Выдвижение и возврат рукояти осуществляются так же, как у лопаты с неразрезной стрелой

(рис. 2.2, б).

В прямой напорной лопате с выдвижной рукоятью весь зубчатореечный механизм напора расположен на стреле и увеличивает как момент инерции поворотной части и опрокидывающий момент экскаватора, так и массу противовеса, что, в свою очередь, требует уменьшения либо вместимости ковша, либо радиуса черпания. Увеличение динамического момента инерции и радиуса масс, вращающихся вместе с поворотной платформой (за счет увеличения плеча расположения центра тяжести механизма напора относительно оси вращения платформы), повышает инерционные нагрузки на детали механизма поворота. Возрастает время разгона и торможения платформы, что увеличивает время цикла. Поэтому зубчато-реечная система напора имеется только на моделях экскаваторов, предназначенных для эксплуатации в особо тяжелых условиях.

2.3. Конструктивные схемы коленно-рычажной напорной лопаты

На вскрышных экскаваторах, где требуется значительный вылет рукояти, применяется коленно-рычажной механизм напора (рис. 2.3), в котором рукоять кинематически не связана со стрелой и перемещается между стойками двухбалочной неразрезной стрелы. Такого рода лопаты наиболее распространены с двумя системами подачи: зубча-

то-реечной (рис. 2.3, а) и канатной (рис. 2.3, б).

61

Элементами рабочего оборудования лопаты являются ковш 1, рукоять 2, стрела 3 с головными блоками 4 и пятой 5, балансир 6, подвеска ковша 7, стреловой полиспаст 8, подъемный канат 9.

4

10		8
				3
						9

		6
						7
11
				2

1

5

а

4

						8
				10					3
11
													9
								2
		12		6								7

1

5

б

Рис. 2.3. Конструктивные схемы коленно-рычажной прямой лопаты: а – с зубчато-реечным механизмом напора: 1 – ковш; 2 – рукоять; 3 – стрела; 4 – головной блок; 5 – пята; 6 – балансир; 7 – подвеска ковша; 8 – стреловой полиспаст; 9 – подъемный канат; 10 – напорная балка; 11 – зубчато-реечная система; б – с канатным механизмом напора: 1–10 – то же;

11, 12 – канаты напорной системы

У коленно-рычажных лопат седловой подшипник А вынесен на двуногую стойку, а подача рукояти на забой осуществляется напорной балкой 10, перемещаемой либо зубчато-реечной системой 11

62

(рис. 2.3, а), либо системой канатов 11 и 12 (рис. 2.3, б). В этом случае привод механизма напора (двигатель с редуктором) располагается на двуногой стойке или на поворотной платформе. Траектория копания зависит от результата сочетания поворотного (относительно точки Д) и поступательного (относительно седлового подшипника А) движения напорной балки 10 рукояти 1. Рукоять и ковш образуют вращательные пары в шарнире Д и в точке В.

Точкой Д является универсальный шарнир, который имеет две пересекающиеся оси:

а) вертикальную (для поворота рукояти и предохранения ее от изгибающих усилий, когда под действием сил инерции при повороте экскаватора на выгрузку или к забою ковш отклоняется от плоскости стрелы);

б) горизонтальную (вокруг которой рукоять поворачивается при подъеме ковша).

Во время черпания породы нагрузка на зубья ковша распределяется неравномерно, но ковш от перекоса удерживают канат 9 и подвеска 7. Перекос ковша не создает скручивающих нагрузок на рукоять, так как она может свободно поворачиваться вокруг продольной оси на цапфе универсального шарнира.

Коленно-рычажная система позволяет разгрузить стрелу от веса механизма напора и напорного усилия. Масса стрелы при этом может быть уменьшена на 15–20 %.

2.4. Конструктивная схема напорной лопаты с рабочим оборудованием «Суперфронт»

Рабочее оборудование «Суперфронт» (экскаватор 204М фирмы

«Марион» США) имеет рычажный механизм напора (рис. 2.4) и со-

стоит из стрелы 22, на которой установлен нижний блок 2 канатного привода подъема рамы 6, образующий с верхним блоком 3 через уравнительный блок 5 полиспастную систему. Два напорных гидравлических цилиндра 16 при выдвижении перемещают штангу 17 и мачту 20 относительно оси О1. Мачта напорным звеном 21 передает усилие на раму 6. Гидрофиксатор 9 через канат 11, профильный полублок 13 и канат 12 удерживает ковш 8 от поворота по часовой стрелке вокруг оси О2, укрепленной на рукояти 23 ковша. Ковш в исходное положение возвращается под действием сопротивления копанию или

63

поворотом рамы 6 относительно оси О3 механизма подъема или напора. Напорное усилие передается через звено 7, и ковш поворачивается относительно оси О2 до полного выбирания слабины каната 14. Стрела 22 может подниматься и опускаться, поворачиваясь вокруг шарнира О4, за счет перемещения мачты 20. При разгрузке ковша его днище открывается с помощью пневмоцилиндров 24, установленных на задней стенке ковша.

						6													21
												3
																											17					16
																									20
																				5
																							9
																																				19
														4
					13
														22
7
																																	18
			14													2
		23
										15																			1
												11
								12

		24
8
				10

Рис. 2.4. Конструктивная схема прямой лопаты типа «Суперфронт»: 1 – подъемная лебедка; 2 и 3 – нижний и верхний блоки механизма подъема; 4 – подъемный канат; 5 – уравнительный блок; 6 – подъемная рама; 7 – подъемное звено; 8 – ковш; 9 – гидрофиксатор; 10 – блок; 11, 12 – канаты поворота ковша; 13 – профильный полублок; 14 – канат фиксации положения ковша; 15 – база рукояти; 16 – гидроцилиндры напора; 17 – штанга; 18 – двуногая стойка; 19 – поддерживающее звено; 20 – мачта; 21 – напорное звено; 22 – стрела; 23 – рукоять; 24 –

пневмоцилиндр опрокидывания ковша

Таким образом, траектория рабочего движения образуется при сложном взаимодействии трех механизмов: подъема, напора и поворота ковша. В результате обеспечивается движение ковша, параллельное подошве уступа, что позволяет эффективно внедрять его в нижнюю часть забоя, используя с этой целью вес стрелы и рукояти, а также усилие подъема и поворота ковша.

64