RU1828155C - Method for trenching by back shovel and back shovel for its realization - Google Patents

Abstract

FIELD: construction. SUBSTANCE: clamshell bucket of back shovel has front and rear sections. Front section has rear wall secured to bottom with side walls and installed with its upper part inside rear section. Extraction of fertile and mineral soil layers is carried out concurrently by upper and lower sections of bucket separated from each other. Unloading of each section is accomplished into separate dump at constant angle of back shovel jib. First, lower section is unloaded through bottom, and then, the upper section is unloaded by turning the bucket. EFFECT: higher efficiency and quality of trenching with reduced losses of fertile soil. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к землеройным машинам циклического действия и может быть использовано на одноковшовых гидравлических экскаваторах с рабочим оборудованием "обратная лопата". Преимущественной областью использования заявляемого изобретения является применение универсальных одноковшовых гидравлических экскаваторов при строительстве и ремонте подземных трубопроводов, кабельных линий и т.п. сетей, трассы которых происходят по плодородным землям. The invention relates to earth-moving machines of cyclic action and can be used on odnokovshovyh hydraulic excavators with working equipment "backhoe". An advantageous area of use of the claimed invention is the use of universal single-bucket hydraulic excavators in the construction and repair of underground pipelines, cable lines, etc. networks whose routes occur along fertile lands.

Цель изобретения состоит в повышении производительности экскаватора "обратная лопата" при разработке траншей и качества работы путем снижения потерь плодородного грунта. The purpose of the invention is to increase the productivity of the backhoe, in the development of trenches and the quality of work by reducing losses of fertile soil.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разработке траншей экскаватором "обратная лопата", согласно изобретению, используется двухсекционный ковш с передней и задней секциями, что позволяет осуществлять одновременно раздельное копание и загрузку плодородного грунта в переднюю секцию, а минерального в заднюю секцию, а разгружают ковш селективно в два отвала при одном угле поворота стрелы на выгрузку, причем первоначально осуществляют разгрузку минерального грунта из задней секции ковша в ближний отвал через его поворотное днище, а затем перемещают ковш к дальнему отвалу и разгружают плодородный грунт из передней секции путем опрокидывания ковша над отвалом плодородного грунта. Затем осуществляют поворот в забой и рабочий цикл по разработке траншеи повторяется. Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве двухсекционного ковша для осуществления заявленного способа передняя секция образуется днищем с собственной режущей кромкой и боковыми стенками, посредством последних соединяясь с боковыми стенками самого ковша. Жесткая связь стенок ковша и передней секции осуществляется с помощью разъемных соединений таким образом, что радиусы, описываемые обеими режущими кромками и их зубьями при копании поворотом ковша, равны, а сами зубья на обеих режущих кромках установлены друг за другом, что исключает возможность разубоживания плодородного грунта при копании поворотом ковша. С целью обеспечения наивысшей производительности при копании на плодородных грунтах с различной толщиной плодородного слоя соотношение объемов передней и задней секций можно менять путем перестановки передней секции с дополнительной режущей кромкой. С этой целью на боковых стенках ковша выполнены дополнительные отверстия. При всех вариантах перестановки передней секции условия, необходимые для исключения разубоживания плодородного грунта соблюдаются, т.е. радиусы, описываемые режущими кромками и их зубьями, равны, а сами зубья на обеих режущих кромках установлены друг за другом. This goal is achieved by the fact that in the method of developing trenches with a backhoe, according to the invention, a two-section bucket with front and rear sections is used, which allows for simultaneous separate digging and loading of fertile soil into the front section, and mineral soil into the rear section, and unload the bucket selectively into two dumps at the same angle of rotation of the boom for unloading, and the mineral soil is initially unloaded from the rear section of the bucket to the near dump through its rotary days e, and then moved to the distal dump bucket and fertile soil is discharged from the front section by tipping over the blade of the bucket of fertile soil. Then, they turn into the face and the working cycle for the development of the trench is repeated. This goal is also achieved by the fact that in the device of a two-section bucket for implementing the inventive method, the front section is formed by a bottom with its own cutting edge and side walls, by means of the latter connecting to the side walls of the bucket itself. A rigid connection of the walls of the bucket and the front section is carried out using detachable joints so that the radii described by both cutting edges and their teeth when digging by turning the bucket are equal, and the teeth themselves on both cutting edges are installed one after another, which eliminates the possibility of dilution of fertile soil when digging by turning the bucket. In order to ensure the highest productivity when digging on fertile soils with different thicknesses of the fertile layer, the ratio of the volumes of the front and rear sections can be changed by rearranging the front section with an additional cutting edge. To this end, additional holes are made on the side walls of the bucket. With all variants of rearrangement of the front section, the conditions necessary to exclude dilution of fertile soil are observed, i.e. the radii described by the cutting edges and their teeth are equal, and the teeth themselves on both cutting edges are installed one after the other.

На фиг. 1 изображен одноковшовый гидравлический экскаватор в момент разгрузки минерального грунта через поворотное днище задней секции ковша над ближним отвалом; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, в момент разгрузки плодородного грунта в дальний отвал из передней секции ковша путем его опрокидывания; на фиг. 4 - устройство ковша для осуществления заявленного способа в момент начала цикла по совместной разработке плодородного и минерального грунтов; на фиг. 5 - то же, в момент начала выхода из забоя после окончания операции копания поворотом ковша; на фиг. 6 - поперечное сечение забоя в толще как минерального, так и плодородного грунтов после выхода из него ковша заявленного экскаватора, разрез Б-Б на фиг. 5. In FIG. 1 shows a single-bucket hydraulic excavator at the time of unloading of mineral soil through the rotary bottom of the rear section of the bucket above the near dump; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - the same, at the time of unloading of fertile soil into a distant dump from the front section of the bucket by tipping it; in FIG. 4 - device bucket for implementing the inventive method at the beginning of the cycle for the joint development of fertile and mineral soils; in FIG. 5 - the same, at the time of the beginning of the exit from the face after the operation of digging by turning the bucket; in FIG. 6 is a cross section of the bottom in the thickness of both mineral and fertile soils after the bucket of the declared excavator leaves it, section BB in FIG. 5.

Для заявленного способа разработки траншей экскаватором "обратная лопата" принципиальное значение имеет возможность гидравлических экскаваторов осуществлять операцию копания поворотом ковша в любом месте забоя. Способ разработки траншей заключается в одновременной совместной разработке одноковшовым гидравлическим экскаватором 1, оборудованным двухсекционным ковшом "обратной лопаты" 2, плодородного 3 и минерального 4 грунтов, совместной транспортировке их на разгрузку путем поворота рабочего оборудования на угол α , селективной разгрузке каждой секции в обособленные отвалы минерального 6 и плодородного 7 грунтов, поворота в забой с целью повторения рабочего цикла. Для достижения цели изобретения существенное значение имеет заявленный порядок селективной разгрузки секций ковша, а именно: первоначально разгружают из задней секции минеральный грунт через поворотное днище ковша в ближний отвал минерального грунта 6, а затем из передней секции ковша плодородный грунт разгружают в дальний отвал плодородного грунта 7 путем опрокидывания ковша. For the claimed method of developing trenches with a backhoe, the ability of hydraulic excavators to carry out a digging operation by turning the bucket anywhere in the face is of fundamental importance. The method of developing trenches consists in the simultaneous joint development by a single-bucket hydraulic excavator 1, equipped with a two-section bucket of “backhoe” 2, fertile 3 and mineral 4 soils, their joint transportation for unloading by turning the working equipment through angle α, selective unloading of each section into separate dumps of mineral 6 and fertile 7 soils, turning into the face in order to repeat the working cycle. To achieve the objective of the invention, the declared procedure for the selective unloading of sections of the bucket is essential, namely: initially, mineral soil is unloaded from the rear section through the rotary bottom of the bucket to the near dump of mineral soil 6, and then from the front section of the bucket, the fertile soil is unloaded into the far dump of fertile soil 7 by tipping the bucket.

Устройство экскаватора и ковша 2 для осуществления заявленного способа разработки траншей (см. фиг. 4) имеет боковые 8 и заднюю 9 стенки, поворотное днище 10 с режущей кромкой 11, привод гидравлический 12 поворота днища, шарнирно связанный с самим днищем и с задней стенкой, переднюю секцию 13 с собственной режущей кромкой 14 и боковыми стенками 15, посредством последних и при помощи болтовых соединений 16 соединяющуюся с боковыми стенками ковша. На боковых стенках 8 ковша 2 выполнены дополнительные отверстия 17, обеспечивающие возможность установки подвижной передней секции 13 в различных вариантах с образованием секций различного объема в зависимости от толщины слоя рекультивируемого плодородного грунта. Во всех вариантах установки подвижной передней секции 13 ее собственная режущая кромка с установленными на ней зубьями и pежущая кpомка 11 задней секции ковша 2 с также установленными на ней зубьями описывают при копании поворотом ковша 2 вокруг шарнира 18 крепления ковша к рукоятки 19 стрелы экскаватора, радиусы R равной величины. Зубья на обеих режущих кромках установлены друг за другом. The device of the excavator and bucket 2 for implementing the claimed method of developing trenches (see Fig. 4) has side 8 and rear 9 walls, a rotary bottom 10 with a cutting edge 11, a hydraulic drive 12 for turning the bottom, articulated with the bottom itself and with the rear wall, the front section 13 with its own cutting edge 14 and side walls 15, through the latter and by means of bolted connections 16 connected to the side walls of the bucket. Additional holes 17 are made on the side walls 8 of the bucket 2, making it possible to install a movable front section 13 in various versions with the formation of sections of different volumes depending on the thickness of the layer of reclaimed fertile soil. In all installation options for the movable front section 13, its own cutting edge with teeth mounted on it and a cutting edge 11 of the rear section of the bucket 2 with teeth also mounted on it are described by turning the bucket 2 around the hinge 18 for fastening the bucket to the handle 19 of the excavator boom, radii R equal value. The teeth on both cutting edges are mounted one after the other.

Экскаватор работает следующим образом. The excavator works as follows.

В момент начала рабочего цикла по разработке траншеи ковш 2 устанавливается в забое таким образом, что режущая кромка 14 передней секции 13 совмещается с границей раздела грунтов, верхнего слоя плодородного и нижнего слоя минерального. Затем осуществляется процесс копания грунтов поворотом ковша относительно шарнира крепления 18 ковша к рукоятки 19, при этом плодородный грунт заполняет переднюю секцию ковша, а минеральная - его заднюю секцию (см. фиг. 5). Поперечное сечение забоя после выхода ковша как в толще минерального, так и плодородного грунтов, имеет вид, изображенный на фиг. 6. Наполненный ковш выносится из забоя, и рабочее оборудование экскаватора поворачивается на угол α (см. фиг. 1). Далее над ближним отвалом 6 минерального грунта поворотное днище 10 ковша 2 открывается с помощью гидроцилиндра 12, где и происходит разгрузка задней секции ковша. Затем рукоять 19 с ковшом 2 перемещается с помощью гидроцилиндра 20 к дальнему отвалу 7 плодородного грунта, где ковш путем его поворота относительно шарнира 18 опрокидывается, освобождая переднюю секцию от плодородного грунта. Затем следует поворот стрелы в забой, и рабочий цикл по совместной экскавации плодородного и минерального грунта при разработке траншеи повторяется. At the beginning of the trench development cycle, the bucket 2 is installed in the bottom so that the cutting edge 14 of the front section 13 is aligned with the interface between the soils, the upper layer of the fertile and lower layer of the mineral. Then, the process of digging the soil is carried out by turning the bucket relative to the hinge 18 of the bucket to the handle 19, while fertile soil fills the front section of the bucket, and mineral soil - its rear section (see Fig. 5). The cross section of the face after the bucket exit, both in the thickness of the mineral and fertile soils, has the form shown in FIG. 6. The filled bucket is removed from the bottom, and the excavator's working equipment is rotated through an angle α (see Fig. 1). Then, above the near dump 6 of mineral soil, the rotary bottom 10 of the bucket 2 is opened using the hydraulic cylinder 12, where the rear section of the bucket is unloaded. Then the handle 19 with the bucket 2 is moved using the hydraulic cylinder 20 to the distant dump 7 of fertile soil, where the bucket by its rotation relative to the hinge 18 tilts, freeing the front section from the fertile soil. This is followed by a turn of the boom into the face, and the working cycle for the joint excavation of fertile and mineral soil in the development of the trench is repeated.

Использование предлагаемого способа разработки траншей и экскаватора для его осуществления позволит в сравнении с прототипами, например, при проведении выборочного капитального ремонта линейной части подземных магистральных газонефтепроводов, трассы которых проходят по плодородным землям с различной толщиной рекультивируемого плодородного слоя, повысить производительность каждого экскаватора, задействованного на вскрышных работах, путем заполнения обеих секций ковша до требуемого суммарного объема при каждой операции копания в каждом рабочем цикле с минимумом затрат времени, что обеспечивается в заявленном устройстве экскаватора возможностью изменения соотношения объемов передней и задней секций его ковша. Собственно порядок селективной разгрузки двухсекционного ковша в заявленном способе разработки траншей и устройство экскаватора с двухсекционным ковшом в сравнении с прототипом позволяет снизить потери плодородного грунта и его разубоживание при совместной разработке двух разнотипных грунтов, благодаря наличию возможности у передней и задней секций ковша описывать обеими режущими кромками последних и расположенными на них друг за другом зубьями, равные радиусы при копании поворотом ковша. При копании ниже уровня границы раздела плодородного и минерального грунтов, т.е. при разработке только минерального грунта, обе секции ковша заполняются последним, и способ разработки соответствует прототипу, а устройство заявленного экскаватора с двухсекционным ковшом позволяет осуществлять традиционную разработку траншей без каких-либо конструктивных изменений последнего. Using the proposed method of developing trenches and an excavator for its implementation will allow, in comparison with prototypes, for example, during selective overhaul of the linear part of the underground gas and oil pipelines, the routes of which pass through fertile lands with different thicknesses of the reclaimed fertile layer, to increase the productivity of each excavator involved in overburden works, by filling both sections of the bucket to the required total volume for each digging operation in each working cycle with a minimum of time, which is provided in the claimed device of the excavator with the ability to change the ratio of the volumes of the front and rear sections of its bucket. Actually, the procedure for the selective unloading of a two-section bucket in the claimed method of developing trenches and the construction of an excavator with a two-section bucket in comparison with the prototype reduce the loss of fertile soil and its dilution during the joint development of two different types of soil, due to the possibility of describing the front and rear sections of the bucket with both cutting edges of the last and teeth located on them one after another, equal radii when digging by turning the bucket. When digging below the interface between fertile and mineral soils, i.e. when developing only mineral soil, both sections of the bucket are filled last, and the development method corresponds to the prototype, and the device of the claimed excavator with a two-section bucket allows the traditional development of trenches without any structural changes to the latter.

Claims (3)

1. Способ разработки траншеи одноковшовым экскаватором с рабочим оборудованием "обратная лопата", включающий выемку ковшом плодородного и минерального слоев грунта и разгрузку ковша в отвалы после поворота платформы в определенное положение стрелы с рукоятью, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности разработки и снижения потерь плодородного грунта, выемку плодородного и минерального слоев производят одновременно отделенными друг от друга соответственно верхней и нижней секциями ковша, а разгрузку каждой из секций производят в отдельный отвал при постоянном угле разворота стрелы экскаватора, при этом сначала освобождают нижнюю секцию через днище в ближний от экскаватора отвал, а затем разгружают верхнюю секцию в дальний отвал путем поворота ковша. 1. A method of developing a trench with a single-bucket excavator with working equipment "backhoe", including the excavation of the fertile and mineral soil layers by the bucket and unloading the bucket into dumps after turning the platform to a certain position of the boom with a handle, characterized in that, in order to increase development productivity and reduce loss of fertile soil, excavation of the fertile and mineral layers is carried out simultaneously separated from each other by the upper and lower sections of the bucket, and the unloading of each of the sections The boom of the excavator is made into a separate dump with a constant angle of turn, while first lowering the lower section through the bottom to the dump located near the excavator, and then unloading the upper section into the distant dump by turning the bucket. 2. Одноковшовый экскаватор с рабочим оборудованием "обратная лопата", содержащий базовую машину, рукоять, стрелу, гидроцилиндры управления и шарнирно закрепленный на рукояти двущелевой ковш с имеющими боковые стенки и днище, оснащенное режущей кромкой с зубьями, передней и задней секциями, задняя стенка которой соединена с гидроцилиндром поворота ковша, отличающийся тем, что передняя секция снабжена задней стенкой, закрепленной на ее днище, и боковых стенках, и установлена верхней частью внутри задней секции, при этом радиусу поворота режущих кромок и зубьев каждой из секций относительно шарнира крепления ковша к рукояти равны, каждый зуб режущей кромки задней секции расположен вслед за соответствующим зубом режущей кромки передней секции, а боковые стенки последних соединены между собой посредством болтовых соединений. 2. A single-bucket excavator with working equipment "backhoe", containing the base machine, handle, boom, control hydraulic cylinders and a double-bucket pivotally mounted on the handle with side walls and a bottom, equipped with a cutting edge with teeth, front and rear sections, the rear wall of which connected to the bucket turning hydraulic cylinder, characterized in that the front section is provided with a rear wall fixed to its bottom and side walls, and is mounted with an upper part inside the rear section, while the cutting radius is The flanges of the edges and teeth of each section relative to the hinge of the bucket to the handle are equal, each tooth of the cutting edge of the rear section is located after the corresponding tooth of the cutting edge of the front section, and the side walls of the latter are interconnected by bolt connections. 3. Одноковшовый экскаватор по п.2, отличающийся тем, что боковые стенки каждой из секций выполнены с дополнительными отверстиями под болты для изменения соотношения объемов секций ковша. 3. The single-bucket excavator according to claim 2, characterized in that the side walls of each of the sections are made with additional holes for bolts to change the ratio of the volumes of the sections of the bucket.