Устройство для определения глубины копания одноковшовым экскаватором
Иллюстрации
Показать всеРеферат
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ КОПАНИЯ ОДНОКОВШОВЫМ ЭКСКАВАТОРСЖ, включающее сумматор и датчик глубины копания с индикаром, отличающееся тем, что, с целью повышения качества работ и точности измерения глубины копания , оно снабжено датчиком пройденного пути, а сумматор вьтолнен из . 13 f -Aii::;. ::. Misj|gt Ka арифмометра и из соленоида, сердечник которого связан посредством зубчато-реечной передачи с валом арифмометра . 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик пройденного пути выполнен из катушки с канатом и имеет контакт, электрически соединенный с солено адом и установленный с возможностью периодического замыкания катушкой. 3 .Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что датчик глубины копания с индикатором выполнен из рулетки с лентой, проградуированной в единицах заглубления ковша , при этом устройство снабжено ки (Л нематически связанным с рулеткой зубчатым сектором для установки на стреле .
. СОЮЗ СОВЕТСКИХ
И Н
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСИ(;ЮЛУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3579511/29-03 . (22) 22.02.83 (46) 15.02.85. Бюл. 8 6 (72) В.И. Киселев (53) 621.879.34(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 994631, кл. Е 02 F 3/28, 1981.
2. Авторское свидетельство СССР
В 413378, кл. Е 02 F 9/20, 1972 (прототип) . (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ КОПАНИЯ ОДНОКОВШОВЫИ
ЭКСКАВАТОРОИ, включающее сумматор и датчик глубины копания с индика-— ром, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества работ и точности измерения глубины копания, оно снабжено. датчиком пройденного пути, а сумматор выполнен из
ÄÄSUÄÄ 1139965 A
4(5 ) G 01 С 9 /00; Е 02 F 9/20 арифмометра и из соленоида, сердечник которого связан посредством зубчато-реечной передачи с валом ариф мометра.
2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что датчик пройденного пути выполнен из катушки с канатом и имеет контакт, электрически соединенный с соленоидом и установленный с возможностью периодического замыкания катушкой.
3 ° Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчик глубины копания с индикатором выполнен из рулетки с лентой, проградуированной в единицах заглубления ковша, при этом устройство снабжено кинематически связанным с рулеткой зубчатым сектором для установки на стреле.
11399
Изобретение относится к одноковшовым экскаваторам, а именно к устройствам для измерения глубины копания с целью выдерживания заданного уклона, например, дна траншеи. 5
Известно устройство для определения глубины копания, включающее датчик наклона стрелы экскаватора 51 !, Однако данное устройство не учитывает изменение уклонов по трассе !0 работы экскаватора.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения глубины копания одноковшовым экскаватором, вклю- !5 чающее сумматор и датчики пройденного пути и положения стрелы (2 ).
Наличие электронной системы усложняет систему измерений.
Цель изобретения — повышение точ- 20 ности измерения глубинь! копания и качества работ.
Указанная цель достигается тем, что устройство для определения глубины копания одноковшовым экскавато- 25 ром, включающее сумматор и датчик глубины копания с индикатором, снабжено датчиком пройденного пути, а сумматор выполнен из арифмометра и из соленоида, сердечник которого gp связан посредством зубчато-реечной передачи с валом арифмометра.
При этом датчик пройденного пути выполнен из катушки с канатом и имеет контакт, электрически соединенный З5 с соленоидом и установленный с возможностью периодического замыкания катушкой.
Причем датчик глубины копания с индикатором выполнен из рулетки 40 с лентой, проградуированной в единицах эаглублеиия ковша, при этом устройство снабжено кинематически связанным с рулеткой зубчатым сектором для установки на стреле. 45
На фиг. 1 изображено устройство, смонтированное на экскаваторе, вид спереди; на фиг. 2 — зубчато-реечная передача с соленоидом, вид со стороны приводной шестерни вала арифмометра; на фиг. 3 и 4 — механизм передачи вращения к валу арифмометра; на фиг. 5 — зубчатый сектор, вид сверху при опущенной стреле; на фиг. 6 — арифмометр с приводом враще- ния вала, вид в аксонометрии, на фиг. 7 - график разметки ленты рулетки; на фиг. 8 — продольный про65 2 филь трассы; на фиг. 9 и. !Π— панель арифмометра.
К корпусу хода экскаватора крепится датчик глубины копания, содержащий катушку 1 на осях 2. Диск катушки 1 с наружной стороны имеет радиальный выступ 3 клинообразного сечения. На катушку 1, длина окружности которой 1 м, наматывается в один ряд канат с якорем 4. Длина каната 50-60 м. К корпусу хода с выходом эа плоскость движения радиального выступа 3 крепится кнопка 5 с замыкающим контактом и самовозвратом на кронштейне 6. К кузову экскаватора, вокруг опорно-поворотного устройства, крепится контактная кольцевая шина 7, изолированная от массы экскаватора, к которой подводится положительный полюс бортовой сети. Один контакт кнопки 5 соединен с контактной шиной 7 пластинчатой пружиной 8, второй — с массой экскаватора. Перед смотровым стеклом на кронштейне 9 устанавливается арифмометр 10 с соленоидом 11. Шестерня 12 (фиг. 3 и 4) состоит из цилиндра 13 и зубчатого венца 14, имеющего на внешней поверхности зубчатую нарезку для сцепления с зубчатой рейкой 15, а на внутренней поверхности части венца, выступающей за цилиндр 13, — нарезку для пластины — реверса 16. Рейка 15 находится в зацеплении непосредственно с венцом 14, образующим в совокупности с цилиндром 13 шестерню 12. Такое устройство шестерни 12 обеспечивает с помощью реверса 16 преобразование возвратно-поступательного движения рейки 15 во вращательное движение главного вала арифмометра. Цилиндр 13 служит для передачи вращения от венца 14 на ось привода главного вала арифмометра. Пластина-реверс 16 служит дпя периодического блокирования и разблокирования цилиндра 13 и венца 14, для изменения направления вращения вала арифмометра 17 и для обеспечения действий "Сложение" и "Вычитание . Для предотвращения возможности проворачивания вала 17 арифмометра при вращении венца 14 на цилиндре 13 в момент их разблокирования, т.е,когда реверс скользит на нарезке венца 14, служит муфта постоянного торможения, крепящаяся на кронштейне 18 привода вала ариф139965 4 имеется ввиду нулевой отсчет по ленте в момент, когда режущая кромка ковша касается поверхности земли при перпендикулярном положении рукоятки ковша к поверхности земли.
В качестве примера приведена разметка ленты рулетки применительно к экскаватору Э-10011-А. Исходные данные: угол возвьппения стрелы в момент нулевого отсчета 17 (фиг. 7}, угол максимального наклона стрелы
45О. расстояние от оси вращения стрелы до оси вращения рукоятки ковша
690 см, расстояние от оси вращения стрелы до сектора 27 — 69 см.
Для достижения соответствия каждого деления ленты одной высоте эаглубления при различных углах наклона стрелы разметка ленты выполняется следующим образом.
15
Ъ
ВТОРЯ sin× = — = — =0 01449 М =0 49 50"
r 69 э
ВьОИТ вжЧ = — — =0 02899 ° Ч =1 39 40"
h 2
z2 69
Bd0KE sin9>= « =0,04348; Р =2 29 30"
«1 3
s in V = — -= — =0 43478
h se 30
r 69
h вдп = —. б зо=25 46 20 1
Поскольку CZ касательная к ПИ, получим
3 1 мометра 17, состоящая из пластмассового диска 19, резинового диска 20 и стального диска 21, зафиксированного от смещения на кронштейне 18 винтом 22. С сердечником 23 электромагнита шарнирным креплением 24 соединена зубчатая рейка 15. Возвратное движение рейки 15 осуществляется посредством пружины 25. Штифты 26, крепящиеся к вертикальной стенке кронштейна 9, служат для ограничения и регулирования хода рейки 15, которий-должен соответствовать ровно одному обороту шестерни 12. Для рабо ты в ночное время предусматривается подсветка счетчика арифмометра от бортовой сети.
Датчик глубины копанья содержит зубчатый сектор 27 на оси 28 (фиг.1) для вращения посредством шестерни 29 катушки 30 для передвижения ленты рулетки 31. К поворотной платформе между стрелой и кабиной крепится кронштейн 32, на котором на общей оси 33 крепится шестерня 29, находящаяся в зацеплении с сектором 27, и катушка 30 для передвижения ленты индикатора, выполненной в виде рулетки 31, крепящейся на кронштейн 34 к верхней части кузова экскаватора. Сектор 27 имеет возможность смещаться на оси 28, чем достигается отключение датчика, например, во время перекидки грунта и др. Рулетка 31 имеет спиральную пружину для наматывания ленты и крепится к кронштейну 34. Отсчет по ленте берется по отсчетному штриху на амке 35, кренящейся к кронштейну 34 имеется щиток с отсчетным штрихом.
Для установки места нулевого отсчета по ленте предусматривается возможность перемещения рамки 35 вверх— вниз . Под местом нулевого отсчета
На бумаге проводятся параллельные линии с интервалом через 1 см, которые означают одинаковые горизонты заглубления (фиг. 7). Одна из линий принимается за ось ОВ, означающую положение стрелы экскаватора, параллельное опорной поверхности. Из точки О радиусом r=69 см проводим дугу DN, ограничив ее верх от оси OB
17 и вниз 45 . Проводится касательо ная СЕ перпендикулярно оси ОВ (на фиг. 7 касательная CZ смещена для удобства размещения обозначений от дуги). Полученные точки пересечения дуги DN с параллельными линиями 9
2,3,...,Ы означают положения оси рукоятки ковша при различных углах наклона стрелы, соответствующие равным высотам эаглубления. Из точки О проектируются точки D 1, 2, 3,..., N íà CZ. Полученные интервалы между проекциями точек будут делениями ленты рулетки
1139965
r1OBG, где Е„=г ср1„=69 0,01450= 1 см;
a0BL, rpe Е =r tg v<=69 0,02900= 2 см;
ЛОВР, где Ез =г tp.Чз 69 0,04352= 3 см;
Еэо=г tg во 69.0,48282 =33,3 см;
Е„= ер
Деления ленты вверх от оси ОВ зер- 10 кальны делениям от оси ОВ вниз, Нулевой штрих ленты должен быть обращен к катушке 30 (вниз).;
В диапазоне 20 (10 вверх от оси OB
10 вниз от нее), т.е. в диапазоне наклона стрелы от 7 до 27, вследствие малой разницы в величинах функций синуса и тангенса, деления ленты рулетки практически будут одинаковы:
sin 10 69=0,17365 69=11,9É см; 8 10 69 О, 17633 69=12,17 см, т.е. погрешность в разметке на угловой интервал 10 составит 1 9 мм.
С целью выбора оптимальной величины делений (масштаба разметки), свободно воспринимаемой невооруженным глазом с места машиниста. до ленты (предполагаемое расстояние
41 м), можно принять соответствующее
30 соотношение радиусов шестерни 29 и катушки 30 для ленты.
В приведенном примере разметки соотношение радиусов шестерни 29 и катушки 30 принято 1:2. Чтобы обеспечить величину наименьшего деления (1 см), первые деления по обе стороны от оси ОВ, остальные за пре, делом 10 (по обе стороны от ОВ) будут возрастать пропорционально изменению тангенса угла наклона или
40 возвышения стрелы. При этом кажцое деление ленты Е соответствует заглуб- лению М5 см:
Е R 1 690
Ь= — = — — - = 5, 45
2r 2 69 где Š— деление. ленты, R - расстояние от оси вращения стрелы до оси вращения рукоятки ковша; г — расстояние от оси вращения стрелы до сектора 27.
В расчетах по разметке ленты рулетки расстояние от оси вращения рукоятки ковша до режущей кромки не
5 учитывается, так как эта величина постоянная и ковш при выемке грунта всегда проходит точку максимального заглубления.
<и
Работа устройства заключается в следующем.
При движении экскаватора проволока, один конец которой прикреплен к земле стержнем — якорем 4, натягивается и вращает катушку 1 (фиг. 1).
Так как длина окружности цилиндра катушки 1 м, то через каждый метр пройденного экскаватором по трассе расстояния выступ 3 клинообразного сечения на диске катушки, нажимая на кнопку 5, будет замыкать электрическую цепь соленоида 11. Сердечник 23 соленоида и возвратная пруж на 25 (фиг. 2) посредством рейки 15 вращают шестерню 12 вала арифмометра к числу, соответствующему исходному заданному заглублению, введенному на результативный счетчик предварительно, автоматически через каждый метр прибавляется (или вычитается от него) число, равное алгебраической разности уклона профиля земной поверхности и проектного уклона дна траншеи (перепад уклонов), предварительно набранное рычажками арифмометра. В результате вычисляется относительная высота заглубления в той или иной точке трассы, соответствующая проекту. Измерение расстояний, пройденных экскаватором по трассе, и автоматическое замыкание электрической цепи на соленоид, приводящий в действие арифмометр, могут быть выполнены без применения катушки с проволокой: к тракам любой из гусениц экскаватора с внутренней стороны крепятся несколько зубьев, деля гусеницу на равные части. Если ход
"-кскаватора колесный, то зубья-зацепы крепятся к диску колеса. Зацепы будут выполнять назначение радиального выступа на диске катушки.
В этом случае на рычажках арифмометра набирается число, равное произведению расстояния между смежными зацепами на перепад уклонов. При заглублении рабочего органа изменяется угол наклона стрелы. Шестерня 29 (фиг. 5), находящаяс. в зацеплении
7 1139 с сектором 27, вращаясь, вращает крепящуюся на одной с ней оси катушку 30, на которой закреплен конец .ленты рулетки 31. На катушке перематывается с рулетки Bf часть ленты 5 соответственно заглублению ковша.
Точность работы непосредственно зависит от качества планировки трассы, поэтом до начала работ по рытью траншеи трасса должна быть спланирована 10 и разбита с закреплением в натуре точек изменения направления трассы в плановом и высотном отношении и характерных точек изменения рельефа земной поверхности. Все обоэначе- 15 ния точки нивелируются геометрическим методом и на основе данных нивелирования составляется продольный йрофиль существующей земной поверхности, на которой согласно. данным 20 проекта наносится продольный профиль дна траншеи (фиг. 8). Для всех интер" валов трассы, имеющих разные уклоны рельефа при одинаковых заданных уклонах профиля дна траншеи, разные укло-25 ны дна траншеи при одинаковых уклонах рельефа, разные и уклон рельефа, и уклон профиля дна траншеи, вычисляется перепад уклонов, т.е. алгебраическая разность уклона земной Зр поверхности и проектного уклона дна траншеи. При этом подъем (по ходу экскаватора) принимается со знаком
"+", уклон — со знаком "-". Когда профиль дна траншеи и земной поверх- З ности совпадают, то машинист находит в продольном профиле (фиг. 8, графа 3) проектное эаглубление на точке 1 (h=370) и копает да момента, когда с отсчетным штрихом рамки 35 4О совместится деление ленты рулетки "370", и на протяжении всего интервала до точки 2 придерживается этого деления, т,е., копирует профиль земной поверхности, который 4 параллелен профилю дна траншеи по условию.
При наличии уклонов земной поверхности, выкопав траншею до точки 2 (фиг. 8), машинист забивает стержень-якорь 4 вблизи экскаватора (1-2 м), в 0,6 - 0,7 и от края траншеи, чтобы проволока не провисла в траншею. Затем, ослабив гайку mapнирного соединения 24, разблокирует рейку 15 от шестерни 12, подняв ее . передний конец ослабив гайку пластины-реверса 16 и сдвигая его вдоль
8 оси на себя, выводит из зацепления внутренней нарезкой венец f4 и ставит в положение "Вычитание"; набира- ет рачажками арифмометра "9", "8", "7" (фиг. 9) число 370 (высота saглубления в точке 2, фиг. S), а рычажками "2" и "1" набирает число 45 (расстояние от точки 2 до точки 3).
Вводит оба числа на результативный счетчик и возвращает рычажки "9", Не передвигая каретки арифмометра, ° рычажками "7", "6", "5" набирает число 15,6 — величина перепада уклонов (мм) в интервале точка 2 — 4, а рычажок "1" ставит на число 1 (Фиг. 9). Вводит рейку 15 в зацепление с шестерней 12, закрепляет гайку шарнирного соединения.
Через каждый метр пройденного пути экскаватором расстояния из числа 370 вычитается 1,56 см, а отложенное на результативный счетчик расстояние — 45 м (против рычажков "1". и "2", фиг. 9) уменьшается на 1 м.
На пикете 0 + 65, в трех метрах от точки 2, счетчик арифмометра покажет вычисленное проектное заглубление дна траншеи: 1 дс п где hue„— заглубление дна траншеи в исходной точке 2 согласно продольному профилю; п — перепад уклонов для дан» ного интервала трассы;
1 — расстояние пройденное от исходной точки.
Подставив числовое значение величин, получим
h 370-1,56х3=365 (число берется из первых трех цифр с округлением до сантиметра).
На счетчике против рычажков "1" и "2" будет остаток расстояния до точки 3, равной 45-3=42 м. Так кал значение каждого деления ленты рулетки соответствует 5 см эаглубления ковша и оцифровка кратна "5", то машинист опускает стрелу до совмеще° ния с отсчетным штрихом деления"365", а не "370". На пикете 0+66 вычисленное заглубление дна траншеи (соответ- вующее проекту) h=370-1,56х4 364 см.
При опускании стрелы с отсчетным штрихом совмещается деление
"365", ближайшее к числу 364. На
1139965
10 пикете 1+0,7, точка 3, арифмометр покажет нужное заглубление:
Ь370- 1,56x45-=300.
Остаток расстояния равен О.
Пройденное расстояние равно 45-0=
45 м. Стрела опускается до совмещения с отсчетным штрихом деления ленты "300".
Таким образом машинист, руководст- 10 вуясь показаниями счетчика арифмометра, корректирует заглубление рабочего органа экскаватора: как только на счетчике появится число, кратное делению ленты (числу 5) или близкое к нему, при опускании стрелы машинист совмещает это число с отсчетным штрихом, т.е. арифмометр вычисляет проектные эаглубления дна траншеи (Ь), а машинист реализует данные, вычисленные арифмометром, в натуре, фиксируя нужное заглубление по ленте рулетки. Вычисленное арифмометром пройденное расстояние машинисту необходимо знать для своевременного переноса стержня-якоря 4, чтобы не по рвать проволоку. Как только пройденное расстояние приблизится к длине проволоки, машинист вытаскивает якорь из земли, наматывает проволоку на катушку 1 и забивает якорь в 1-2 м от экскаватора.
Изобретение просто по конструкции, надежно в эксплуатации и обеспечивает достаточную точность производства работ.
1139965
1139965
1)39965
1139965
Составитель В.Прокофьев .Редактор М.Дылын Техред С.Мигунова Корректор В.Бутяга
Заказ 250/30 Тираж 651 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4