Кузов екскаватора

Реферат: Кузов екскаватора містить просторовий каркас, вертикальні і горизонтальні стійки, бічні стінки, секційний дах, ребра жорсткості, вхідні двері, дверну коробку, опорні пластини, смуговий бандаж, двогранний профіль та раму. Кузов виконаний з металевих листів, верхня і нижня частина яких має горизонтально орієнтований періодичний великохвильовий профіль. Між нижнім і верхнім хвильовим профілем розміщені хвильові Х-подібні виступи. UA 69893 U (12) UA 69893 U UA 69893 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гірничого і загального машинобудування і може бути використана підприємствами, які виготовляють і ремонтують корпуси екскаваторів різних параметрів, призначених для екскавації гірської маси при відкритій розробці рудних і будівельних корисних копалин. Зокрема корисна модель може бути використана в екскаваторах, де бічні стінки мають великі габаритні розміри і піддаються значним вітровим і механічним динамічним і статичним навантаженням, які виникають у процесі експлуатації в різну пору року. Крім того, корисна модель може бути використана при виготовленні і ремонті екскаваторів типу ЕКГ-4,6 ЕКГ-5, ЕКГ-8І, ЕКГ-10 і т.д., робота яких пов'язана з високими технологічними навантаженнями. Корисна модель дозволяє підвищити експлуатаційний ресурс корпуса екскаватора за рахунок підвищення жорсткості його площин, що мають значну площу. У той же час конструктивні елементи можуть бути піддані ремонту в умовах спеціалізованих підприємств за короткий строк без застосування складного і громіздкого спеціального устаткування Відомий кузов екскаватора з металевих листових елементів, що мають вхідні прорізи для доступу до устаткування, розташованого усередині кузова [Шостак Я.Е, Горнак A.M. "Екскаватори" Мінськ. Вышэйшая школа, 1989. - С.17]. Недоліком відомої конструкції є те, що в кузові екскаватора застосована безкаркасна схема, при якій обшивання є несучою конструкцією. Таке компонування обумовлене незначним навантаженням на конструктивні елементи, які мало піддаються поздовжнім і поперечним деформаціям, що можуть виникнути в процесі експлуатації. Застосування відомого кузова обмежено екскаваторами невеликої вантажопідйомності і продуктивності, які застосовують на допоміжних роботах у гірській і будівельній промисловості. Найбільш близьким технічним рішенням, вибрано, як найближчий аналог, є кузов екскаватора, що містить просторовий каркас із вертикальних і горизонтальних стійок з обшивкою з листового металу, що утворюють бічні стінки і секційний дах, посилений ребрами жорсткості, прямокутні вхідні двері шарнірно закріплені до дверної коробки, вертикальні стійки каркаса виконані із труб прямокутного перерізу, обшивка виконана з металевих листів з періодичним хвильовим профілем, розподіленим по висоті кузова - у верхній і нижній його частині, при цьому у місцях з'єднань листів обшивання, листи з періодичним хвильовим профілем виконані з переходом крайової частини в плоскі листи, а біля ребер жорсткості каркаса секцій даху місця міжсекційного з'єднання даху оснащені опорними пластинами, а в нижній частині приєднання секцій даху до ребер жорсткості каркаса секцій даху закріплений смуговий бандаж, при цьому стики секцій із зовнішньої сторони перекриті двогранним профілем, а вхідні двері із зовнішньої сторони виконані з листового металу і оснащені рамою, що виконана, як і дверна коробка, із труби прямокутного перерізу[патент України на винахід № 86496, опубл. бюл. № 8, 2009 p.]. Недоліком відомого кузова екскаватора є те, що в його формотворних площинах виконане поздовжнє рифлення, що орієнтоване горизонтально. Тому що на корпус діє вертикальна складова, то при додатковому динамічному багатовекторному навантаженні корпус не має достатньої твердості і може деформуватися в процесі експлуатації. Крім того, двері із зовнішньої сторони мають вертикальні виступи, виконані двограними в перерізі. Це не надає міцності дверям, які постійно піддаються динамічним навантаженням і можуть бути деформовані, чим порушують герметичність кабіни. Зазначені недоліки приводять до необхідності виконання позапланових ремонтів, які приведуть до додаткових матеріальних і трудових витрат. Задачею корисної моделі є удосконалення конструкції кузова екскаватора за рахунок: - виконання кузова з металевих листів, верхня і нижня частина яких має горизонтально орієнтований періодичний великохвильовий профіль, розташований знизу на 0,25 висоти кузова і зверху на 0,25 висоти кузова; - розміщенням середньої частини металевих листів між нижнім і верхнім хвильовим профілем, по діагоналі листа хвильових Х-подібних виступів, опукла частина яких звернена в зовнішню сторону кузова екскаватора; - виконанням вхідних дверей із зовнішньої сторони з металевих листів верхня і нижня частина яких має горизонтально орієнтований періодичний великохвильовий профіль знизу на 0,25 висоти дверей і зверху на 0,25 висоти дверей; - розміщенням у середній частині дверей, по її діагоналі хвильових X-подібних виступів. Реалізація заявленої конструкції дозволяє забезпечити високу міцність кузова екскаватора і здатність його протистояти значним динамічним і статичним - навантаженням у плині тривалого періоду часу. 1 UA 69893 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Поставлена задача вирішується за рахунок того, що кузов екскаватора містить просторовий каркас із вертикальних і горизонтальних стійок з обшиванням з листового металу, що утворюють бічні стінки і секційний дах, посилений ребрами жорсткості, прямокутні вхідні двері шарнірно закріплені до дверної коробки, вертикальні стійки каркаса виконані із труб прямокутного перерізу, обшивання виконано з металевих листів з періодичним хвильовим профілем, розподіленим по висоті кузова - у верхній і нижній його частинах, при цьому у місцях з'єднань листів обшивання, листи з періодичним хвильовим профілем виконані з переходом крайової частини в плоскі листи, а біля ребер жорсткості каркаса секцій даху місця міжсекційного з'єднання даху оснащені опорними пластинами, а в нижній частині приєднання секцій даху до ребер жорсткості каркаса секцій даху закріплений смуговий бандаж, при цьому стики секцій із зовнішньої сторони перекриті двогранним профілем, а вхідні двері із зовнішньої сторони виконані з листового металу і оснащені рамою, що виконана, як і дверна коробка, із труби прямокутного перерізу. Відповідно до корисної моделі, кузов виконаний з металевих листів верхня і нижня частина яких має горизонтально орієнтований періодичний великохвильовий профіль, розташований знизу на 0,25 висоти кузова і зверху на 0,25 висоти кузова, а в їхній середній частині листа між нижнім і верхнім хвильовим профілем, по діагоналі листа розміщені хвильові Х-подібні, виступи опукла частина яких звернена в зовнішню сторону кузова екскаватора, при цьому вхідні двері із зовнішньої сторони виконані з металевих листів верхня і нижня частини яких має горизонтально орієнтований періодичний великохвильовий профіль знизу на 0,25 висоти дверей і зверху на 0,25 висоти дверей, а в середній частині дверей, по діагоналі розміщені хвильові X-подібні виступи. Заявлена корисна модель ілюструється схемами, де: на фіг. 1 показаний вид збоку на кузов екскаватора; фіг. 2 - вид збоку на кузов екскаватора з боку вхідних дверей; на фіг. 3 - вид спереду; на фіг. 4 - вид позаду; на фіг. 5 - поперечний переріз секції даху кузова екскаватора; на фіг. 6 - вузол з'єднання секцій даху кузова екскаватора; на фіг. 7 - вид по А-А фіг. 5 (повернено); на фіг. 8 - фрагмент профільованого листа обшивання кузова екскаватора; на фіг. 9 - вид внутрішньої поверхні стінки кузова; на фіг. 10 - вид Б-Б фіг. 9; на фіг. 11 - вхідні двері кузова екскаватора; на фіг. 12 - розріз по В-В фіг. 11; на фіг. 13 - вид зверху на лист із періодичним хвильовим профілем; на фіг. 14 - вид Г фіг. 13; на фіг. 15 - вид листа з періодичним хвильовим профілем, виконаний з переходом крайової частини в плоский лист. Кузов 1 екскаватора включає просторовий каркас із вертикальних 2 і горизонтальних 3 стійок, обшитих листовим металом 4. Бічні стінки кузова 1 накриті дахом, виконаним у вигляді окремих секцій 5. Ширина секцій 5 і їхня кількість визначається шириною кузова і типом екскаватора. Довжина секцій 5, як правило, не перевищує половину довжини кузова по його поздовжній частині. Тому що довжина секції 5 екскаваторів великої продуктивності має значну довжину, то кожна секція 5 посилена ребрами жорсткості 6 каркаса секцій 5 даху з листової сталі. Доступ у кузов забезпечується прямокутними вхідними дверима 7, які шарнірно закріплені 8 до дверної коробки 9. Вертикальні стійки 2 каркаса виконані із труб прямокутного перерізу. Обшивання кузова 1 виконані з металевих листів 4 з періодичним хвильовим профілем. Профільовані листи кузова виконані з металевих листів 4 верхня і нижня частина яких має горизонтально орієнтований періодичний велико-хвильовий профіль 10 розташований знизу на 0,25 висоти кузова і зверху на 0,25 висоти кузова, а в їхній середній частині листів 4 між нижнім і верхнім хвильовим профілем, по діагоналі листа розміщені хвильові Х-подібні виступи 11, опукла частина яких звернена в зовнішню сторону кузова екскаватора. У місцях з'єднань листів 4 обшивання, зокрема в кутах кузова 1, листи з періодичним хвильовим профілем виконані 10 з переходом крайової частини в плоскі листи 12. У ребрах жорсткості 6 каркаса секцій 5 даху місця міжсекційного з'єднання даху оснащені опорними пластинами 13 з отворами, діаметр яких відповідає діаметру сполучних болтів. Нижня частина секцій 5 даху оснащена смуговим бандажем 14, що закріплений до ребер жорсткості 6 каркаса секцій 5 даху. Стики секцій 5 із зовнішньої сторони перекриті двогранним профілем 15. Вхідні двері 7 з листового металу 16 із зовнішньої сторони виконані з металевих листів, верхня і нижня частина яких має горизонтально орієнтований періодичний великохвильовий профіль знизу на 0,25 висоти дверей і зверху на 0,25 висоти дверей, а в середній частині дверей, по діагоналі розміщені хвильові X-подібні виступи. Рама дверей 7 і їхня дверна коробка виконані із труби 17 прямокутного перерізу. Кузов екскаватора виготовляється в такий спосіб. 2 UA 69893 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Кузов 1 екскаватора являє собою просторову конструкцію, у якій розміщається необхідне встаткування, електричні агрегати, перетворювачі і розподільні щити. Процес виготовлення починається зі складання просторового каркаса у вигляді вертикальних 2 і горизонтальних 3 стійок, які виконують із труби прямокутного перерізу. Виконання несучих елементів із труби прямокутного перерізу дозволяє мінімізувати вага конструкції і забезпечити її максимальну твердість. Одночасно з каркасом встановлюють дверні коробки 9 із труби прямокутного перерізу. До дверних коробок 9 шарнірно закріплюють 8 вхідні двері 7. Вхідні двері 7 із зовнішньої сторони виконують із металевих листів 16 верхня і нижня частина яких має горизонтально орієнтований періодичний великохвильовий профіль знизу на 0,25 висоти дверей і зверху на 0,25 висоти дверей 7, а в середній частині дверей, по діагоналі розміщені хвильові X-подібні виступи. Аналогічно кузову 1, у дверей 7 несучою конструкцією є рама 17 із труби прямокутного перерізу. Після складання, каркас обшивають листовим металом 4, створюючи при цьому бічні стінки. Виконані розрахунки і проведені експерименти показали, що несуча здатність конструкції, що має значну вагу і обсяг, може бути досягнута за рахунок застосування листів 4 з горизонтально орієнтованим хвильовим періодичним профілем. При цьому ефективність досягається за рахунок застосування крупнохвильового типу профілю 10 у сполученні з діагональним Хподібним профілем 11. Дослідження показали, що найбільш оптимальним є виконання бічних стінок кузова з металевих листів верхня і нижня частина яких має горизонтально орієнтований періодичний великохвильовий профіль, розташований знизу на 0,25 висоти кузова і зверху на 0,25 висоти кузова. Підвищення жорсткості кузова досягається тим, що в середній частині металевого листа між нижнім і верхнім хвильовим профілем, по діагоналі листа розміщають хвильові Х- подібні виступи опукла частина яких звернена в зовнішню сторону кузова екскаватора Дах кузова виконують секційно. Це дозволяє мінімізувати час на її демонтаж. У зібраному вигляді дах опирається на стінки кузова 1 при значній довжині прольоту як у поздовжньому, так і поперечному напрямках. Крім того, у поздовжньому напрямку дах складається як мінімум із двох секцій 5. Кожна секція 5 посилена ребрами жорсткості 6 каркаса секцій 5 даху, виконаними з листової сталі. У місцях міжсесійного з'єднання даху закріплюють опорні пластини 13 з отворами під сполучні болти. У нижній частині секції 5 даху до ребер жорсткості 6 каркаса секцій даху закріплюють бандаж 14 зі смугової сталі. Виконання цих робіт забезпечує жорсткість даху в процесі експлуатації екскаватора. Висока жорсткість кузова екскаватора залежить від з'єднання листів 4 обшивання між собою і безпосередньо до каркаса. Для цього крайові частини листів 4 з періодичним хвильовим профілем виконують плоскими 12. Цим досягається максимальна герметизація кузова 1. Дах є багатосекційним, тому для максимальної герметизації кузова 1 застосовують перекриття із зовнішньої сторони двогранним профілем 15. Цим попереджається проникнення вологи всередину кузова 1 і забезпечується оптимізація аеродинаміки кузова 1 для мінімізації бічного впливу вітрового навантаження. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 Кузов екскаватора, що містить просторовий каркас із вертикальних і горизонтальних стійок з обшивкою з листового металу, що утворюють бічні стінки і секційний дах, посилений ребрами жорсткості, прямокутні вхідні двері шарнірно закріплені до дверної коробки, вертикальні стійки каркаса виконані із труб прямокутного перерізу, обшивка виконана з металевих листів з періодичним хвильовим профілем, розподіленим по висоті кузова - у верхній і нижній його частині, при цьому у місцях з'єднань листів обшивання листи з періодичним хвильовим профілем виконані з переходом крайової частини в плоскі листи, а біля ребер жорсткості каркаса секцій даху місця міжсекційного з'єднання даху оснащені опорними пластинами, а в нижній частині приєднання секцій даху до ребер жорсткості каркаса секцій даху закріплений смуговий бандаж, при цьому стики секцій із зовнішньої сторони перекриті двогранним профілем, а вхідні двері із зовнішньої сторони виконані з листового металу і оснащені рамою, що виконана, як і дверна коробка, із труби прямокутного перерізу, який відрізняється тим, що кузов виконаний з металевих листів, верхня і нижня частина яких має горизонтально орієнтований періодичний велико-хвильовий профіль розташований знизу на 0,25 висоти кузова і зверху на 0,25 висоти кузова, а в їхній середній частині листа між нижнім і верхнім хвильовим 3 UA 69893 U 5 профілем, по діагоналі листа розміщені хвильові Х-подібні виступи, опукла частина яких звернена в зовнішню сторону кузова екскаватора, при цьому вхідні двері із зовнішньої сторони виконані з металевих листів, верхня і нижня частина яких має горизонтально орієнтований періодичний великохвильовий профіль знизу на 0,25 висоти дверей і зверху на 0,25 висоти дверей, а в середній частині дверей по діагоналі розміщені хвильові X-подібні виступи. 4 UA 69893 U 5 UA 69893 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6