Ковш карьерного гидравлического экскаватора прямая лопата

Авторы патента:

Изобретение относится к горным машинам, используемым при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом, а именно к гидравлическим карьерным экскаваторам с рабочим оборудованием типа прямая лопата. Прямая" лопата основное рабочее оборудование для разработки (копания) грунта выше уровня стоянки экскаватора. Технической задачей предлагаемого изобретения является создание ковшей гидравлического карьерного экскаватора обладающих высокими прочностными характеристикам посредством применения сверхпрочных износостойких материалов и конструктивного выполнения, что позволит применять их для вскрышных работ на скальных породах. Техническая задача решается выполнением ковша карьерного гидравлического экскаватора, содержащим сварную заднюю стенку, переднюю стенку с зубьями, и две боковые стенки, причем боковые стенки выполнены цельнолитыми из легированной стали высокой вязкости. Передняя стенка выполнена цельнолитой из высокомарганцевой аустенитной стали с выступами на режущей кромке между которыми закреплены зубья. На внутренней и внешней поверхностях передней стенки выполнены дугообразные рифления с радиусом кривизны 25 мм. Сварные соединения передней и боковых стенок у режущей кромки закрыты накладками из высокомарганцевой аустенитной стали. Применение ковшей предлагаемой конструкции на карьерных гидравлических экскаваторах позволит разрабатывать скальную вскрышу, минимизировать остановки для технического обслуживания и увеличить интервалы обслуживания.

Известен ковш карьерного экскаватора прямая лопата RH 340 производитель TEREX | О&К (Рекламный проспект TEREX | О&К GmbH Karl-Funke-Str.36, D-44149, Dortmund, Germany, стр.3, 5, 7), ковш которого состоит из верхней части - задней стенки ковша, нижней - передней части ковша и боковых стенок. Ковш и его составляющие части выполнены сварными. Конструкция ковша снабжена следующими защитными элементами: пластины из сверхпрочного материала для защиты внутренней и наружной поверхности задней и передней стенки; зубья состоящие из адаптера и коронки из сверхпрочного материала, такое же покрытие режущей кромки между зубьями; сверхпрочное' покрытие боковин.

В процессе эксплуатации, особенно на грунтах IV и V категории, этого комплекса упрочнения бывает недостаточно, износ ковшей происходит в течение полугода и выражается в абразивном износе передней и боковых стенок, а также обламываются коронки зубьев.

Известен усиленный ковш карьерного экскаватора прямая лопата RH 120-E (Рекламный проспект Гидравлический карьерный экскаватор RH 120-E TEREX | О&К GmbH Karl-Funke-Str.36, D-44149, Dortmund, Germany, стр.2, 3, 6 и рекламный проспект RH 120-E Hydraulic Mining Excavator стр.2, 3, 7.), применяемый при разработке карьеров с высоким порогом прочности горных пород. Ковш содержит переднюю, заднюю и боковые стенки, пластины из сверхпрочного материала покрывают внутреннюю и наружную поверхность, покрытие из сверхпрочного материала размещено на режущей кромке между зубьям и боковинах. Металлоконструкция ковша сваривается снаружи и изнутри.

Для снижения нагрузок на рабочее оборудование и увеличения усилия на режущей кромке уменьшают вместимость ковша или снабжают ковш разрыхляющим зубом. Это позволяет применять гидравлические экскаваторы RH 120-E в карьерах, где по разным причинам невозможно проводить буровзрывные работы. Производительность экскавационных работ такими ковшами низкая. Кроме того, ковши с приваренными упрочняющими накладками разрушаются при работе со скальными породами.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание ковшей гидравлического карьерного экскаватора обладающих высокими прочностными характеристикам посредством применения сверхпрочных износостойких материалов и конструктивного выполнения, что позволит применять их для вскрышных работ на скальных породах.

Техническая задача решается выполнением ковша карьерного гидравлического экскаватора, содержащим сварную заднюю стенку, переднюю стенку с зубьями, и две боковые стенки, причем боковые стенки выполнены цельнолитыми из легированной стали высокой вязкости. Передняя стенка выполнена цельнолитой из высокомарганцевой аустенитной стали с выступами на режущей кромке между которыми закреплены зубья. На внутренней и внешней поверхностях передней стенки выполнены дугообразные рифления с радиусом кривизны 25 мм. Сварные соединения передней и боковых стенок у режущей кромки закрыты накладками из высокомарганцевой аустенитной стали.

Боковые стенки ковша экскаватора выполнены из легированной стали высокой вязкости применяемой для литосварных конструкций к которым предъявляются требования высокой вязкости и достаточной прочности, работающих при низких температурах. Кроме того боковые стенки подвергаются износу при ударе и скольжении, поэтому они выполнены цельнолитыми, это позволяет избежать избыточных напряжений и поломок в области соединений.

Режущая кромка передней стенки ковша подвергается износу при ударе и скольжении в забое, поэтому выполнение передней ковша цельнолитой из высокомарганцевой аустенитной стали с выступами на режущей кромке, между которыми установлены зубья отличает предлагаемую конструкцию ковша большей прочностью от известных аналогов, в которых используют сварные соединения и защитные накладки.

Выполнение литого дугообразного рифления с радиусом кривизны 25 мм на передней стенке с обеих сторон дополнительно ее укрепляет, замедляет ее износ при прохождении через породу VI и V категории за счет локального увеличения толщины передней стенки, кроме того, развитая поверхность изнашивается менее интенсивно. Радиус кривизны рифлений установлен расчетно эмпирически и является оптимальным для упрочнения, при этом вес ковша не увеличивается кардинально, что повлекло бы увеличение мощности силового оборудования. Очевидно также преимущество литого рифления перед известными наплавленными накладками.

Поскольку углы ковшей экскаваторов с прямой лопатой не закруглены, а имеют угол, близкий к прямому, эта область подвергается интенсивному износу при ударе и скольжении. Литая конструкция передней стенки с выступами на режущей кромке, а также установка на сварные соединения передней и боковых стенок у режущей кромки накладок из высокомарганцевой аустенитной стали позволяет защитить соединения боковых и передней стенки ковша и сделать их устойчивыми к разрушениям и износу при копании

Учитывая размеры и мощность современных ковшей, правильное применение износостойких сталей и технологии изготовления увеличит интервалы обслуживания и позволит избежать незапланированных простоев из-за полевых ремонтов.

На фиг.1 представлен общий вид ковша гидравлического карьерного экскаватора;

Фиг.2 - передняя стенка ковша;

Ковш гидравлического карьерного экскаватора прямая лопата (фиг.1) состоит из сварной задней стенки 1, передней стенки 2 с зубьями, и двумя боковыми стенками 3. Боковые стенки 3 и передняя стенка 2 жестко закрепленные сваркой, а сварные швы у режущей кромки закрыты накладными пластинами 4 из высокомарганцевой аустенитной стали. На режущей кромке передней стенки 2 (фиг.2) выполнены выступы 5. Между выступами 5 расположены зоны крепления зубьев 6, зубья, как расходный материал, на фигурах не показаны. На внутренней и внешней поверхности передней стенки отлиты дугообразные рифления 7.

Прямая лопата, предназначенная для разработки грунта как выше (преимущественно), так и ниже уровня стоянки машины, а также для погрузочных работ работает следующим образом. При загрузке ковша его передняя стенка 2 с режущей кромкой на которой установлены зубья, углубляется в породу и принимает удар о породу на зубья и выступы 5 (фиг.1 и фиг.2), а также удар от перекатывания крупных кусков породы по внутренним поверхностям передней стенки 2 в большей степени и задней стенки 1 в меньшей. Во время прохождения через породу наружная поверхность передней стенки ковша 2 подвергается износу при ударе и скольжении. Кроме того истирание передней стенки 2 происходит при скольжении породы по внутренней поверхности ковша при разгрузке. Цельнолитая передняя стенка 2 с рифлениями 7, режущая кромка которой снабжена выступами 5 выполнена из высокомарганцевой аустенитной стали, обладающей высокой ударной вязкостью выдерживает такие нагрузки лучше, чем передняя стенка с наваренными укрепляющими накладками, как в известных аналогах. Боковые стороны ковша 3 подвергаются износу при ударе об забой и скольжении по породе практически на всех поверхностях износа. Область соединения передней стенки 2 и боковых стенок 3 прямой лопаты, близкий к прямому подвергается сильному износу при ударе и прохождении через породу. Накладные пластины 4 из высокомарганцевой аустенитной стали защищают сварное соединение передней 2 и боковых 3 стенок в зоне экстремальных нагрузок (удар и скольжение по забою), усиливают конструкцию ковша.

Применение ковшей предлагаемой конструкции на карьерных гидравлических экскаваторах позволит разрабатывать скальную вскрышу, минимизировать остановки для технического обслуживания и увеличить интервалы обслуживания.

Ковш карьерного гидравлического экскаватора, содержащий сварную заднюю стенку, переднюю стенку с зубьями и две боковые стенки, отличающийся тем, что боковые стенки выполнены цельнолитыми из легированной стали высокой вязкости, передняя стенка выполнена цельнолитой из высокомарганцевой аустенитной стали с выступами на режущей кромке, между которыми закреплены зубья, на внутренней и внешней поверхностях передней стенки выполнены дугообразные рифления с радиусом кривизны 25 мм, сварные соединения передней и боковых стенок у режущей кромки закрыты накладками из высокомарганцевой аустенитной стали.