ПРИЦЕПНОЙ КАТОК УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
TOWED ROLLER OF PERCUSSION ACTION

Область, к которой относится изобретение
Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в сельском хозяйстве при обработке почвы, для уплотнения грунта при производстве земляных работ в строительстве и для разрушения гололедных образований на автодорогах и тротуарах.
Уровень техники
Известен прицепной каток с гладкими вальцами (см., например, кн. Строительные машины. М.: Высшая школа, 1988 г., стр.210). Недостатком известного катка является ограниченная область его применения, именно каток используется только для уплотнения грунта при производстве земляных работ.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является прицепной кулачковый каток, отличающийся тем, что на гладкой поверхности вальца дискретно установлены кулачки (см., например, кн. Строительные машины. - М.: Высшая школа, 1988 г., стр.210-211). Известный каток используется для уплотнения грунта при производстве земляных работ, аналогичная конструкция находит применение в сельскохозяйственном производстве для размельчения почвы после вспашки. Кулачковый каток создает повышенное давление на грунт локально в области контакта кулачков с поверхностью грунта. Основным недостатком известного кулачкового катка является его большая масса, обусловленная статическим принципом организации давления на грунт.
Раскрытие изобретения
Прицепной каток ударного действия (далее каток) имеет целью сокращение массы катка и повышение его эффективности за счет использования кинетической энергии удара.
Поверхность катка образована расположенными по винтовой линии торцами полых труб вместе с размещенным в каждом из торцов трубы устройством, содержащим воздействующий на грунт рабочий орган, выполненный с возможностью его ограниченного линейного перемещения, например, с подпружиненным клиновидным наконечником или подпружиненной трамбовкой. Все полые трубы жестко соединены между собой с угловым смещением друг относительно друга. Внутри каждой полой трубы находится молот, а сама полая труба и размещенный в ней молот выполнены с возможностью временного закрепления молота в каждом из концов трубы для его подъема при вращательном движении катка с возможностью освобождения молота от закрепления в его верхнем положении, а также с возможностью перемещения молота внутри трубы вниз с ударом по тыльной части воздействующего на грунт рабочего органа.
Энергия удара молота, воспринимаемая рабочим органом, например, клиновидной формы разрушает гололед или иные плотные образования грунта на поверхности или уплотняет грунт, если в качестве рабочего органа используется трамбовка.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана проекция каркаса катка, составленного из полых прямоугольных труб; на фиг.2 представлена торцевая проекция катка, снаряженного рабочим органом; на фиг.3 схематично показаны положения элемента катка (одна полая труба и молот) при его вращении; на фиг.4 приведен вариант клиновидной части рабочего органа; на фиг.5 представлен вариант конструкции концевой части элемента катка после удара при подъеме молота; на фиг.6 представлен вариант конструкции консольного фиксатора; на фиг.6, 7 и 8 показаны проекции молота.
Осуществление изобретения
Прицепной каток ударного действия состоит из двух симметрично расположенных секций 1, имеющих общую геометрическую ось вращения, снабженную полуосями 2 (фиг.1), поверхность катка образована расположенными по винтовой линии торцами 3 полых труб прямоугольного поперечного сечения 4 с размерами полости (А×В), при А>В, вместе с размещенным в каждом из торцов трубы устройством, содержащим воздействующий на грунт рабочий орган, выполненный с возможностью его ограниченного линейного перемещения, например, в виде клиновидного наконечника 5 (предназначенного для разрушения плотных образований почвы и гололеда), закрепленного на штоке 6, снабженном пружиной 7, опирающейся на съемную крышку 8, и тыльной частью 9, причем все полые трубы 5 жестко соединены между собой, например, сваркой с угловым смещением в смежных плоскостях друг относительно друга, а геометрия рабочих кромок клиновидных наконечников 5 в совокупности образует в проекции окружность (фиг.2), при этом на концевых участках полой трубы по противоположным сторонам асимметрично выполнены отверстия с установленными в них подпружиненными консольными опорами одностороннего действия 10 с пружинами 11, выступающими за внутреннюю плоскость трубы на величину Δ с небольшим уклоном опорной грани α к центру поперечного сечения трубы, а внутри каждой трубы помещен молот 12 с поперечными размерами (а×b), при α<А и b<(В-Δ) с двумя асимметрично выполненными пазами 13 с глубиной паза >Δ и совмещением каждого из пазов при нижнем положении молота 12 с соответствующей ему одной из консольных опор 10.
Каток ударного действия работает следующим образом. Трактор-тягач жесткими тягами соединяется с полуосями 3 с возможностью вращения полуосей при движении тягача, например, с помощью подшипников скольжения. При движении трактора в силу наличия у катка плоскости симметрии и приданной катку геометрией полых труб вместе с рабочими кромками 5 круговой формы (в проекции) происходит качение катка и вращение элементов катка относительно его продольной оси. При этом минимальное число опорных точек соприкосновения катка с поверхностью качения равно двум, что обеспечивает устойчивость катка при его движении. Процесс, происходящий при вращении (по часовой стрелке - вперед) катка, схематично показан на фиг.3 для одного цикла движения (180°) трубчатого элемента после удара молота 12, когда он находится в крайнем нижнем положении. При повороте трубчатого элемента происходит подъем молота. До угла поворота менее 90° молот опирается одновременно на тыльную часть 9 рабочего органа и наклонную стенку полой трубы 5. При этом в нижнем пазу 11 молота 12 уже размещена консольная опора 10. При дальнейшем подъеме молота 12, когда угол поворота составляет значение более 90°, опорой молота 12 будет наклонная стенка трубы 5 с убывающим на нее давлением и подпружиненная консольная опора 10 (фиг.6), выступающая за плоскость трубы вовнутрь на величину Δ с возрастающим на нее давлением. При приближении молота к наибольшей высоте подъема - положению F уклон опорной грани α консольной опоры 10 к центру поперечного сечения трубы создает сдвигающую силу и молот 12 сваливается с консольной опоры 10. В силу разности поперечных размеров молота b и полости трубы В, именно b<(B-Δ) молот падает вниз, ударяя по тыльной части 9 рабочего органа. Падение молота в общем случае может сочетаться с его скольжением по накатывающей стенке полой трубы и временным утоплением при скольжении в ее плоскость консольной опоры 10. Далее описанный цикл повторяется. Очевидно, что за один полный оборот трубчатого элемента происходит два удара молота по рабочему элементу. Для повышения износостойкости соприкасающихся в процессе удара элементов катка внутренняя полость трубы и боковые поверхности молота могут иметь антифрикционное, например, полимерное покрытие.