РОТОРНО-ФРЕЗЕРНЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН ЭКСКАВАТОРА

Полезная модель относится к средствам механизации земляных работ в области строительства и может быть использована в экскаваторах, предназначенных для отрывки траншей в прочных и мерзлых грунтах.
Известен рабочий орган роторного траншеекопателя, включающий ротор с дисками, на которых жестко закреплены ковш, фрезы, установленные с возможностью вращения, и кронштейны фрез, установленные на валах с зубчатыми колесами, взаимодействующими с неподвижно закрепленной зубчатой рейкой. [А. св. СССР №874889, кл. Е 02 F 3/24, 1981.]
Однако такой рабочий орган имеет низкую производительность при разработке прочных и мерзлых грунтов вследствие того, что процесс резания грунта будет достаточно энергоемким за счет обеспечения вращения основных и промежуточных звеньев исполнительного органа. Кроме того, имеет место и сложность исполнения такой конструкции ротора.
Наиболее распространенная конструкция рабочего органа роторных экскаваторов выполнена следующим образом. Внутри рамы рабочего органа установлено роторное колесо, которое состоит из двух соосных колец, соединенных между собой ковшами, выполненных в виде арки с цепными днищами. Внутри колец роторного колеса установлены опорные ролики для поддержания и направления движения роторного колеса. Кроме этого рабочий орган содержит транспортер, установленный на раме рабочего органа поперек (перпендикулярно) движения экскаватора. Ковши этого известного рабочего органа роторного экскаватора оснащены сменными зубьями, упрочненными на передней грани твердым сплавом. Вращение роторного колеса осуществляется с помощью механической трансмиссии. Для этого на боковых поверхностях роторного колеса установлены зубчатые венцы, которые участвуют во внутреннем зацеплении с приводными шестернями, которые
закреплены на выходных валах реверсивных редукторов. Реверсивные редукторы соединены в свою очередь цепной передачей с дифференциальным механизмом. Хвостовик последнего соединен карданной передачей с валом отбора мощности базовой машины. [Давидович П.Я., Крикун В.Я. Траншейные роторные экскаваторы. М., Недра, 1974, с.11-12, 29-31, 41-42, 82-85.]
Недостатками такой конструкции является то, что в первую очередь зубчатая передача приводная шестерня - зубчатый венец работает в тяжелых условиях, постоянно находясь в абразивной среде. Поэтому она подвергается повышенному износу, в результате чего зубья каждого элемента пары становятся тоньше, после чего рабочее оборудование может выйти из строя. Кроме того, открытая цепная передача также подвергается износу, что отрицательно сказывается на надежности механизма привода рабочего органа роторного экскаватора.
Не остаются в стороне и такие недостатки, как сложность исполнения и громоздкость конструкции механической трансмиссии известного рабочего органа. А также наличие больших динамических нагрузок на исполнительный орган в процессе резания грунта, величина таких нагрузок может быть значительно повышена при встрече режущего элемента с неоднородным материалом. Поэтому процесс разработки прочных и мерзлых грунтов является недостаточно эффективным.
Задачей предлагаемой полезной модели является:
- упростить конструкцию привода исполнительного органа роторного экскаватора;
- сделать наиболее эффективным процесс разработки прочных и мерзлых грунтов;
- снизить динамические нагрузки на рабочий орган;
- повысить использование ротора по его диаметру при тех же габаритных размерах рабочего органа.
Технический результат, на который направлена заявляемая полезная модель, заключается в снижении динамических нагрузок на рабочий орган в
процессе разработки прочных и мерзлых грунтов за счет предварительного фрезерования разрабатываемого грунта, что ведет к повышению надежности всей конструкции рабочего органа.
Технический результат достигается следующим образом. Заявляемое устройство имеет общее с прототипом то, что оно содержит раму с задней опорой, установленное внутри рамы роторное колесо, состоящее из двух соосных колец, соединенных между собой ковшами, выполненными с цепными днищами, и кромки которых оснащены сменными зубьями, опорные ролики для роторного колеса, расположенные внутри колец, транспортер, установленный на раме рабочего органа перпендикулярно направлению движения экскаватора, и трансмиссию. Но в отличие от прототипа у заявляемого роторно-фрезерного рабочего органа роторное колесо снабжено дополнительным кольцом, установленным в центре колеса соосно первым двум кольцам, боковым, при этом по периферии центрального кольца закреплены резцы в резцедержателях, а ковши образованы жесткими поперечными связями, соединяющими боковые кольца с центральным кольцом, кроме того трансмиссия является гидромеханической и выполнена в виде цевочного колеса, находящегося в постоянном зацеплении с резцедержателями центрального кольца. Цевочное колесо закреплено на раме рабочего органа и приводится во вращение высокомоментным гидромотором, с которым оно соединено.
Отличием является также то, что на боковых поверхностях роторного колеса установлены сменные резцы.
Согласно полезной модели поставленная задача решается тем, что трансмиссия заявляемого рабочего органа упрощается установкой дополнительного кольца с резцедержателями, которые будут находиться в зацеплении с цевочным колесом. Цевочное колесо приводится во вращение высокомоментным гидромотором. В данном случае открытая зубчатая передача приводная шестерня - зубчатый венец будет исключена, следовательно, будут также отсутствовать дифференциальный механизм и цепные передачи, соединяющие дифференциал и приводные шестерни; а также станет более
эффективным использование рабочего органа по его диаметру. Кроме того, процесс разрушения грунта становится эффективным, так как изначально отрывается лидирующая траншея резцами, установленными на дополнительном кольце рабочего органа, которое по сути выполняет роль фрезерного кольца, а ковшами будет разрабатываться предварительно разрушенный грунт. В результате станет меньше величина динамических нагрузок на рабочий орган, следовательно, повысится его надежность. Сменные резцы, установленные на боковых поверхностях роторного колеса обеспечивают меньший износ конструкции рабочего органа, элементы которой уже не будут вступать в контакт с разрабатываемым грунтом.
Полезная модель пояснена чертежами. На фиг.1 показан общий вид роторно-фрезерного рабочего органа экскаватора, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Устройство содержит раму рабочего органа 1, на котором закреплена опорная рама 2, где устанавливается цевочное колесо 3. Внутри рамы рабочего органа установлено роторное колесо 4. Оно состоит из двух боковых 5, 6 и центрального 7 соосных колец (фиг.2). Кольца соединены между собой жесткими поперечными связями, образуя ковши 8. Днища ковшей 8 выполнены цепными, а их кромки оснащены сменными зубьями 9. По периферии центрального кольца 7 закреплены резцы 10 (фиг.2) в резцедержателях 11, которые находятся в постоянном зацеплении с цевочным колесом 3. Внутри роторного колеса установлены опорные ролики 12. На раме рабочего органа 1 перпендикулярно направлению движения экскаватора закреплен транспортер 13. Рама 1 выполнена с задней опорой 14 (фиг.1). На боковых поверхностях роторного колеса могут быть установлены сменные резцы 15.
Предлагаемая схема привода рабочего органа роторного экскаватора работает следующим образом. При заглублении рабочего органа в разрабатываемый грунт ротор 4 вращается посредством внешнего зацепления центрального кольца 7, на котором установлены резцы 10, и цевочного колеса 3, закрепленного на раме рабочего оборудования 1. Крутящий момент цевочному
колесу 3 передается от высокомоментного гидромотора (на чертеже не показан). Изначально при взаимодействии центрального (фрезерного) кольца 7 с грунтом образуется лидирующая траншея и уже окончательный профиль формируется при контакте зубьев 9 и резцов 15 с предварительно разрушенным грунтом. Отделенный грунт от массива поступает в ковши 8 и разгружается через транспортер 13 в бруствер. Задняя опора 14 является зачистным лемехом и выполняет окончательную зачистку дна траншеи.
Как видно по исполнению трансмиссия заявляемого рабочего органа в сравнении с прототипом является более упрощенной, поскольку исключаются некоторые элементы конструкции привода рабочего оборудования, и надежной при разработке прочных и мерзлых грунтов. Кроме того, происходит более эффективное использование рабочего органа по высоте его заглубления в массив при тех же размерах исполнительного органа.