МАШИНА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ И СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ

Машина для разработки мерзлых и скальиых грунтов.
Полезная модель относится к машинам ударного действия для разработки высокопрочных грунтов.
В настоящее время разработка мерзлых грунтов, с целью получения котлована или дорожной выемки, осуществляется наиболее простым и менее энергоемким методом крупного скола, где площадь поверхности кусков разрушенного массива получается минимальной.
Такой метод осуществляется двумя типами машин, которые ведут разработку мерзлых грунтов либо путем сбрасывания клинового рабочего органа на забой, либо путем его забивки молотом.
Известна машина для разработки мерзлых грунтов (а.с. СССР JS 305244, Мкл Е 02 F 5/30, 1969.), содержащая тягач, вертикальную раму, рабочий орган в виде клина. Машина позволяет вести разработку грунта путем сбрасывания рабочего органа на забой.
Недостатком известной машины является ее низкая производительность.
Известны машины, разрушающие плотные грунты ударной нагрузкой, где клин забивается в грунт с помощью молота. К таким машинам относится машина для разработки мерзлых и скальных грунтов по а.с. СССР .№ 1071712, Мкл Е 02 F 5/30, 1983, которая является наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению и принята в качестве прототипа.
Машина для разработки мерзлых и скальных грунтов содержит тягач, раму, состоящую из нижней, охватывающей тягач, части и верхней части, соединенных между собой и с тягачом, ударный груз и клин, закрепленные соответственно на концах верхней и нижней частях рамы, с возможностью взаимодействия между собой, опорный башмак, расположенный снизу заднего конца нижней части рамы, привод подъема и опускания нижней и верхней частей рамы. Привод подъема и опускания нижней части рамы, выполнен в виде двз сштокового гидроцилиндра, где корпус соединен с нижней частью рамы, а штоки соединены один с опорным башмаком, а другой с корпусом
МПК Е 02 F 5/30
тягача. Привод подъема и опускания верхней части рамы, выполнен из кривошипно-ползунного механизма и из шарнирно связанных между собой и с шатунами поводков с роликами. Машина работает следующим образом. Вначале она ориентируется по оси проходки, затем включаются в работу привод и гидроцилиндр, который нижним штоком вывешивает машину на клине и башмаке, создавая, таким образом статический пригруз от массы машины на клин. После чего, приводятся в движение шатуны поводки которых выводятся на вертикаль, поднимая верхнюю часть рамы с ударным грузом. Когда шарнир переместится за вертикаль верхняя часть рамы, опускается и груз ударяет по клину, забивая его в грунт.
Известная машина позволяет снизить энергоемкость за счет того, что к динамической нагрузке на погружаемый в грунт клин добавляется статический пригруз массы базовой машины и повысить производительность.
К недостаткам машины относится выполнение привода подъема и опускания верхней части рамы с ударным грузом в виде кривошипно-шатунного механизма, что усложняет конструкцию машины, затрудняет ее изготовление, делает ее более дорогой и менее надежной в эксплуатации.
Задачей предлагаемого решения является упрош;ение конструкции машины, повышение ее надежности в работе и снижение стоимости.
Для решения поставленной задачи в известной машине для разработки мерзлых и скальных грунтов, содержаш ей тягач, раму, состояшую из верхней и нижней частей, шарнирно связанных между собой и тягачом, ударный груз и клин, закрепленные соответственно на концах верхней и нижней частях рамы с возможностью взаимодействия между собой, приводы подъема и опускания верхней и нижней частей рамы, дополнительно установлена технологическая пространственная рама, закрепленная на базе тягача, привод подъема и опускания нижней части рамы выполнен в виде двух силовых гидроцилиндров, корпус которых сочленен с технологической рамой, а штоки с - нижней частью рамы, а привод подъема и опускания верхней части рамы
выполнен в виде лебедки, установленной на технологической раме и нодключенной к двигателю тягача, на выходном валу которой жестко установлен диск с закрепленным на нем пальцем и водило, установленное с возможностью свободного вращения относительно вала и взаимодействия при вращении с пальцем диска, и приводного каната, один конец которого соединен с верхней частью рамы, а другой - с водилом.
За счет выполнения привода подъема и опускания верхней части рамы с ударным грузом в виде лебедки, в которой вал вращается непрерывно (по часовой стрелке) достигается стабильность режима работы привода, а следовательно и надежность машины в целом. Кроме того, в конструкции машины кроме тягача нет дефицитных или сложных в изготовлении узлов и деталей, что позволяет снизить ее стоимость и организовать ее изготовление в условиях механических мастерских предприятия, занимающегося разработкой мерзлоты. Например, при разработке золотоносных месторождений открытым способом.
На фиг. 1 показана принципиальная схема машины для разработки мерзлых и скальных грунтов.
Машина включает тягач 1, на базе которого установлена пространственная технологическая рама 2 с блоками 3, установленными в ее верхних углах; раму, состояшую из нижней части 4 и верхней части 5; клин 6, закрепленный на одном конце нижней части рамы 4, которая другим концом шарнирно сочленена с базой тягача 1; ударный груз 7, закрепленный на одном конце верхней части рамы 5, другой конец которой сочленен с помощью шарнира 8 с базой тягача и нижней частью рамы 4; два силовых гидроцилиндра 9, с помощью которых нижняя часть рамы 4 сочленена с технологической рамой 2; лебедку 10, установленную на технологической раме 2, и сочлененную с валом отбора мощности тягача 1; водило 11, установленное на выходном валу лебедки с возможностью вращения относительно вала; диск 12, жестко закрепленный на выходном валу лебедки 10; палец 13, закрепленный на диске
12 с возможностью взаимодействия с водил ом 11 во время вращении диска 12; приводной канат 14, один конец которого закреплен на верхней части рамы 5, а другой - на конце водила 11; натяжной рычаг 15с концевым блоком 16, с помощью которого рьиаг 15 собственным весом действует на канат 14 с целью выбрать слабину последнего; два цепных поводка 17 для закрепления нижней части рамы 4 в транспортном положении.
Машина работает следующим образом. После установки клина 6 на исходную позицию включается в работу лебедка 10, вращающийся диск 12 с помощью пальца 13 приводит во вращение водило И. В результате чего верхняя часть рамы 5 с ударным грузом 7 с помощью каната 14 поднимается над клином 6 до верхней крайней точки, что по времени совпадает с моментом, когда точка крепления каната 14 на водиле 11 окажется на прямой касательной к окружности блока 3 и проходящей через центр вращения диска 12, а затем свободно падает до соударения с клином 6. После того как клин будет забит в грунт полностью, лебедка 10 отключается и с помощью гидроцилиндров 9 клин вместе с покоящемся на нем ударным грузом извлекается из грунта, а тягач передвигается на очередную позицию. Величина шага передвижки машины устанавливается опытным путем из условия, что в результате погружения клина на предельную глубину обеспечивается скол глыбы грунта по горизонтальной плоскости на глубине равной глубине погружения клина. Скол глыбы грунта можно осуществить и с помощью тягача 1 путем толчка машиной в сторону клина. Последний технологический прием рассматривается как запасной вариант.
Безаварийная и эффективная работа машины во многом обеспечивается установкой приводного каната расчетной длины. Если длина каната 14 меньще расчетной, то его разрыв или вырыв из заделок неизбежен. При длине каната больше расчетной энергоемкость процесса повышается (Падает КПД). Требуемая длина приводного каната 14, считая от точки заьфепления оси на конце водила 11 до точки закрепления его на верхней части рамы 5,
определяется и замеряется при условии, что когда клин 6 погружен в грунт до отказа, а точка закрепления каната 14 на водиле 11 располагается на касательной к окружности блока 3, проходящей через центр вращения диска 12, при этом ударный груз 7 располагается на верхнем торце клина 6. При работе машины слабина каната 14, (когда клин 6 только готов к погружению), выбирается натяжным рычагом 15. В транспортном положении машины нижняя часть рамы 4 закрепляется на технологической раме 2 с помощью цепных поводков 17, при этом ударный груз 7 покоится на клине 6.