Модернизация рабочего оборудования экскаватора ЕК-14 с квик-каплером

Описание

В проекте проведена модернизация рабочего оборудования экскаватора ЕК-14 с квик-каплером.

Выполнен обзор и анализ экскаваторов с изучением их классификации: по числу установленных двигателей, по возможности вращения поворотной части, по типу ходового оборудования, по роду силовой установки, по типу привода, по виду конструктивного исполнения рабочего оборудования и по его видам.

Рассмотрены виды рабочего оборудование одноковшовых экскаваторов: прямая лопата, обратная лопата, драглайн, грйфер.

Проведен анализ современных конструкций быстросъемных устройств, в ходе которого описаны конструкции квик-каплера, механического, гидравлического и полноавтоматического быстросменителя.

Сделан патентный обзор. Рассмотрены патенты: ковш экскаватора с принудительной разгрузкой ковша, двухсекционный ковш, одноковшовый экскаватор с рыхлительным зубом, зуб землеройной машины, модификация экскаватора для упрощения конструкции и расширение технологических возможностей экскаватора, конструкция быстросъемного соединения, быстросъемное соединение, быстросъёмный механизм.

За основу для последующей разработки принят патент EP 1156161A2 «Быстросъемный механизм для крепления рабочего оборудования экскаватора», в котором разработан гидравлический квик-капер посадочного типа с самоцентрирующимися пальцами.

Выполнено описание конструкции.

Экскаватор ЕК-14 – это гидравлическая машина с пневмоколесами, предназначенная для выполнения различных работ в грунтах I-IV категорий, таких как разработка котлованов, траншей, карьеров и колодцев, а также погрузка и разгрузка сыпучих материалов, разрыхление скальных пород и мерзлых грунтов. Экскаватор может работать в широком диапазоне температур от -40ºС до +40ºС. Он оснащен большим набором сменного рабочего оборудования, включая ковши различной емкости и формы, грейфер для копания, гидромолот и рыхлитель. Экскаватор обладает высокой производительностью, прочностью, надежностью и простотой конструкции,. Машина базируется на специальных двухосных пневмоколесных шасси с обоими ведущими мостами и оснащена моноблочными стрелами. Ходовое устройство имеет переднюю опору-отвал и заднюю аутригерную балку с двумя выносными гидроуправляемыми опорами. Современная кабина оператора с широким панорамным остеклением, удобными органами управления, компактной рулевой колонкой и комфортным водительским креслом на пневмоподвеске обеспечивает комфорт и удобство управления в любых условиях эксплуатации. Используется быстросъемное устройство, в котором управление захватом рабочего оборудования осуществляется гидроцилиндром. Особенностью квик-каплера является фасонная конструкция пальцев, которая обеспечивает автоматическое выравнивание рабочего оборудования при установке на быстросъемное устройство. Пальцы могут двигаться благодаря гидроцилиндру и имеют дополнительные механические предохранительные пружины. Быстросъемный механизм состоит из основного корпуса, который соединен с рукояткой через палец, установленный в отверстиях корпуса. Это позволяет корпусу вращаться относительно рукоятки при движении рычагов, которые присоединены к корпусу с помощью пальца, установленного в отверстия, и пальца, предназначенного для установки рабочего оборудования.

Для управления быстросъемным устройством, гидросистема экскаватора модифицируется за счет установки дополнительного трехпозиционного золотникового распределителя и двухстороннего гидрозамка.

Выполнен расчет основных параметров.

Рассчитана мощность первичного двигателя 73,3 кВт и усилие резания кромки 79 кН.

Сделано определение геометрических параметров рабочего оборудования экскаватора с вычислением значений:

1. Произведен выбор силовых гидроцилиндров.
2. Определена ширина режущей части ковша 1,14 м, максимальная толщина стружки 0,28 м, удельная сила копания 114 Кн, усилие на штоке 77 кН.
3. Необходимый рабочий объем гидроцилиндра равен 0,020 м³, ход поршня 1,0 м. Принят гидроцилиндр ГЦ-160х90х1000. Для рукояти - ГЦ-200x140х1000, для ковша ГЦ-160х90х1000, для стрелы ГЦ-200х140х1100.
4. Вычислена производительность экскаватора: теоретическая 177,8 м³/ч, техническая 189 м³/ч, эксплуатационная 161,6 м³/ч.
5. Сделан расчет конструкции пальца крепления ковша БСУ на прочность. Определено напряжение в пальце 61,6 МПа, касательное напряжение 12,2 МПа.

В ходе работы выполнена модернизация рабочего оборудования экскаватора ЕК-14 путём установки на рукоять стрелы быстросъёмного оборудования -квик-каплера и применения фасонной конструкции пальцев.