Стенд для дослідження змінних робочих органів гідравлічного екскаватора

Изобретение относится к области землеройных машин, а именно к стендам для исследования процесса копания грунта сменными рабочими органами гидравлического экскаватора. Известен стенд для испытания одноковшовых экскаваторов, включающий эстакаду, экскаватор, рабочий приямок с размещенным в нем нагружающим механизмом, измерительную аппаратуру и систему управления [1]. Недостатком аналога является то, что стендовое оборудование установлено на действующем экскаваторе, и при проведении испытаний снижается производительность экскаватора за счет простоев во время установки, регулирования, снятия датчиков. а также требуются большие материальные затраты. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является стенд для исследования процесса копания грунта ковшом экскаватора, содержащий грунтовой контейнер, рабочее оборудование со стрелой и рукоятью и привод. Недостатком прототипа является то, что повторные исследования процесса копания невозможно проводить при разовой подготовке грунта, а также невозможно проводить исследования на естественных грунта х [2]. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования стенда для исследования сменных рабочих органов гидравлического экскаватора за счет изменения способа закрепления рабочего оборудования относительно рабочей среды, что исключает частые перестановки стенда по мере снятия стружки грунта и тем самым расширяет технологические возможности стенда. Задача решается тем, что стенд для исследования сменных рабочих органов гидравлического экскаватора, включающий грунтовой контейнер, рабочее оборудование со стрелой и рукоятью и привод, согласно изобретению снабжен опорной плитой и шарнирно установленной на ней поворотной плитой, при этом нижний конец стрелы соединен с поворотной плитой, опорная плита имеет удерживающий механизм, а контейнер - верхнюю и нижнюю рейки. При этом, удерживающий механизм выполнен в виде поперечной балки в средней части с неподвижной гайкой, установленной с возможностью взаимодействия с вертикальным стопорным винтом, нижний конец которого посредством сферического подпятника связан с опорной плитой, а верхний - снабжен рукояткой управления и поперечной балкой, установленной с возможностью перемещения посредством катков, расположенных на ее концах, по опорной рейке, причем удерживающий механизм выполнен в виде съемных анкерных винтов, смонтированных на опорной плите с возможностью завинчивания в грунт при помощи рукоятки. Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 показан общий вид стенда, установленного в грунтовом контейнере; ни фиг. 2 -разрез А-А по фиг. 1; на фиг. 3 стенд, установленный на естественный грунт с удерживающими анкерными винтами. Стенд для исследования сменных рабочих органов гидравлического экскаватора включает грунтовой контейнер 1, опорную плиту 2, установленную на поверхности грунта, поворотную плиту 3, соединенную шарниром 4 с опорной плитой 2, стрелу 5, винт подъема стрелы 6, рукоять 7 с выдвижной штангой 8, тягу 9, рычаг 10, электромеханический толкатель 11, тензометрическое звено 12, физическую модель рабочего органа 13, линейку 14 для измерения величины радиуса копания, фиксатор 15, выдвижной штанги 8, удерживающий механизм 16. датчик угла поворота рукояти 17. Грунтовой контейнер выполнен в виде короба сварной конструкции из листового материала. Внутри грунтового контейнера 1 по всей его длине крепятся нижняя 18 и верхняя 19 рейки в виде уголков. Удерживающий механизм 16 выполнен из поперечной балки 20 в виде швеллера, имеющей в средней части неподвижную гайку 21, предназначенную для взаимодействия с вертикальным стопорным винтом 22. На концах поперечной балки 20 имеются накладки 23 с закрепленными осями 24 с катками 25, при помощи которых поперечная балка 20 может перемещаться по нижней рейке 18. Для удержания опорной плиты 2 необходимо закрутить стопорный винт 22 при помощи рукоятки 26. В результате нижний конец стопорного винта 22 упрется в сферический подпятник 27 свободно расположенный на опорной плите 2, а поперечная балка 20 прижмется к верхней рейке 19. Конструкция удерживающего механизма 16 и шарнирное соединение поворотной плиты 3 с опорной 2, позволяющее поворачивать поворотную плиту 3, дает возможность проводить повторные испытания моделей рабочих органов 13 при разовой подготовке моделируемого грунта. Стрела 5 стенда выполнена в виде двух изогнуты х и параллельно расположенных профилей прямоугольного сечения. Рукоять 7 шарнирно связана с верхней частью стрелы 5 и имеет форму тр убы с запрессованными на ее концах бронзовыми втулками, внутри которых перемещается подвижная штанга 8 круглого сечения. В заданном положении штанга 8 фиксируется винтовым фиксатором 15, Нижняя часть подвижной штанги снабжена фланцем, на котором смонтировано тензометрическое звено 12 для замеров касательной и вертикальной составляющей силы резания. Для измерения угла поворота рукояти 7 ось шарнирного соединения стрелы 5 с рукоятью 7 жестко закреплена на кронштейне рукояти 7, а один ее конец соединен с осью переменного сопротивления, корпус которого зафиксирован неподвижно относительно стрелы 5. Стенд для исследования сменных рабочих органов гидравлического экскаватора работает следующим образом. При проведении эксперимента в лабораторных условиях в гр унтовом контейнере 1 опорная плита 2 со смонтированным на ней рабочим оборудованием экскаватора устанавливается на поверхность подготовленной среды. Концы поперечной балки 20 удерживающего механизма 16 при вывинченном стопорном винте 22 заводятся в пазы между верхними 19 и нижними 18 рейками и своими катками 25 опираются на нижние рейки 18. Затем на опорную плиту 2 устанавливается подпятник 27 и завинчивается стопорный винт 22 до упора его нижнего конца в подпятник 27. Таким образом обеспечивается прижатие опорной плиты 2 к поверхности среды. Подводится питание к электромеханическому толкателю 11. а датчики тензозвена 12 соединяются с измерительной аппаратурой. Поворотом стрелы 5 вращением винта 6 и фиксированием рукояти 7 в требуемом положении относительно грунта, подводим модель рабочего органа 13 в непосредственную близость к поверхности грунта. Включается электромеханический толкатель 11 и производится копание грунта. Затем рабочий орган 13 возвращается в исходное положение и задается новый радиус Rк копания перемещением штанги 8 на заданную величину вниз относительно рукояти 7. При этом вывинчивается и завинчивается винтовой фиксатор 15. Повторяется рабочий ход. При необходимости поворотная плита 3 поворачивается относительно опорной плиты 2 и появляется новая зона грунта для исследования рабочего органа 13, что является преимуществом по сравнению с прототипом. При проведении эксперимента в натурных условия х к опорной плите 2 присоединяются анкерные винты 28 и заворачиваются при помощи ручек 29 в гр унт до полного прижатия опорной плиты 2 к грунту. Дальнейшие операции при наладке рабочего оборудования аналогичны описанным при проведении эксперимента в лабораторных условиях. При проведении экспериментов угловое перемещение стрелы 5 осуществляется винтом ее углового поворота 6. взаимодействующим с гайкой, закрепленной в нижней части стрелы 5. и опирающимся нижним концом на поверхность поворотной плиты 3. За счет того, что привод поворота рукояти 7 состоит из электромеханического толкателя 11, двуплечего рычага 10 и тяги 9, в отличие от прототипа, исключается ручной привод, отрицательно влияющий на плавность хода рабочего органа 13, что существенно при проведении снятия параметрических характеристик, За счет того, что шарнирный четырехзвенник образованный двуплечим рычагом, тягой, рукоятью и стрелой может менять свои геометрические размеры путем изменения мест соединения между собой тяги 9 и рукояти 7. и тяги 9 и двуплечего рычага 10 вследствие наличия у них набора отверстий, появляется возможность регулировать усилия резания. Предлагаемый вариант монтажа рабочего оборудования экскаватора на опорной плите 2, которая устанавливается на поверхность разрабатываемой среды, дает возможность, в отличие от прототипа, проводить испытания как в лабораторных условиях в пределах контейнера, так и в натурных условиях за счет вариантов исполнения удерживающего механизма 16. Таким образом, отличие предлагаемого технического решения от прототипа заключающееся в принципиально новой конструкции рабочего оборудования из-за добавления в нее электромеханического привода и регулируемого геометрически шарнирного четырехзвенника, а также в способе закрепления рабочего оборудования относительно разрабатываемой среды, т. е. в установке его на опорной плите посредством поворотной плиты, дает возможность расширить технологические возможности стенда, исключив при этом его частые перестановки по мере снятия стружки, т.к. стрела имеет возможность бокового поворота в пределах ширины контейнера, а в натурных условиях - на угол 360°. Изобретение может быть реализовано как в учебном процессе при проведении лабораторных и практических занятий, так и в исследовательской работе по созданию новых рабочих органов экскаваторов.