Рабочий орган роторного экскаватора

Предлагаемая полезная модель касается землеройного машиностроения и может быть использована для разработки мерзлых грунтов.
Известно рабочее оборудование роторного экскаватора, включающее стрелу, колесо с ковшами, выполненное в виде диска с криволинейными пазами, число которых соответствует числу ковшей, шарнирно закреплённых на колесе и оснащенных роликами, перекатывающимися по неподвижному незамкнутому копиру (авторское свидетельство СССР № 261991, кл. Е02F 3/24).
Однако при работе такого рабочего органа в зоне разгрузки ковши недостаточно очищаются.
Известен рабочий орган роторного экскаватора, включающий ротор с ковшами, которые шарнирно закреплены на обечайке и имеют ролики для взаимодействия с неподвижно установленным на раме копиром (авторское свидетельство СССР № 244944, кл. Е02F 3/24).
Однако при работе на мерзлых грунтах он имеет большую удельную энергоемкость.
Вместе с тем существует рабочий орган более совершенный, чем упомянутые выше, защищенный авторским свидетельством СССР № 687191, кл. Е02F 3/24). Его удельная энергоемкость существенно ниже, чем у них, за счет того, что ковшам сообщается колебательное движение. Именно этот рабочий орган является прототипом предлагаемого.
Рабочий орган-прототип экскаватора включает установленный на неподвижной раме вращающийся относительно оси обод с шарнирно закрепленными на них подпружиненными рычагами. На концах рычагов смонтирован ролик, взаимодействующий с неподвижно установленным на раме в зоне резания копиром, наружная поверхность которого выполнена волнистой.
Рабочий орган-прототип работает следующим образом.
При вращении обода с ковшами подпружиненные рычаги роликами копируют поверхность неподвижной рамы.
При прохождении ковшей по забою ролики периодически наезжают на выступы копира и ковш поворачивается вокруг оси крепления его к ободу.
При этом надрезанный слой грунта отрывается, тогда разрушение слоя грунта происходит от напряжения растяжения, которое в несколько раз меньше напряжения сжатия. При этом снижается удельная энергоемкость рабочего органа.
Последнее - важное достоинство рабочего органа-прототипа. Тем не менее, рабочий орган по авторскому свидетельству СССР № 687191 имеет и большой недостаток: невысокая надежность, обусловленная тем, что шарниры, на которых закреплены ковши, быстро изнашиваются из-за разрушения подшипников (при эксплуатации рабочего органа в шарнир может попадать грунт, что интенсифицирует трение).
Недостаточно высокая надежность - проблема, на решение которой направлена разработка предлагаемой полезной модели. Это решение может быть обеспечено путем исключения пар трения из закрепления ковшей на ободе.
Технически такое решение в полезной модели достигается за счет того, что рабочий орган роторного экскаватора, включающий раму с ободом, размещенным с возможностью вращения вокруг ее оси, и ковши, которые закреплены на ободе и имеют ролики для взаимодействия с копиром, наружная поверхность которого выполнена волнистой, неподвижно установленным на раме со стороны забоя, отличается от прототипа тем, что ковши закреплены на упругих элементах, выполненных в виде пружинного креста.
На фиг. 1 показана конструктивная схема рабочего органа в забое, на фиг. 2 - конструктивная схема закрепления ковша на ободе и взаимодействия роликов с копиром (стрелкой указано направление движение обода с ковшом, а ковш условно изображен в двух положениях, соответствующих нахождению роликов на вершине и во впадине волнистой поверхности копира).
Рабочий орган экскаватора включает установленный на неподвижной раме 1 вращающийся относительно ее оси 2 обод 3 с закрепленным на нем ковшами 4. Ковши снабжены подпружиненными рычагами 5. На концах рычагов на подшипниках установлены ролики 6, взаимодействующие с копиром 7, наружная поверхность которого выполнена волнистой.
Копир неподвижно установлен на раме 1 со стороны забоя. Закрепление каждого ковша на ободе выполнено в виде пружинного креста (он упоминается, в частности, в книге «Б.М. Сорочкин, Э.О. Богданов «Автоматизация многодиапазонной сортировки», - М.: Изд. Машиностроение, 1973» на стр. 39 (1-2 строки) и иллюстрируется рис. 13, а также описывается в статье «Прибор. Виброзащита» на сайте ecorupace.me >ВИБРОЗАЩИТА.html...). Пружинный крест состоит из двух однослойных или многослойных плоских пружин 8, один конец которых в рассматриваемом случае прикреплен к ободу 3, а другой конец - к ковшу 4. Пружины перекрещиваются друг с другом, потому упругий элемент, выполненный на них, и называется «пружинный крест».
При работе рабочего органа в забое обод 3 с ковшами 4 вращается относительно корпуса 1. Ролики 6, наезжая на копир 7, заставляют ковш 4 поворачиваться на упругой подвеске относительно обода 3 и совершать колебания. Надрезанный слой грунта отрывается от массива грунта с меньшими энергозатратами, чем без колебаний. Происходит то же, что и при работе прототипа. Однако трение в закреплении ковша 4 на ободе 3 при этом не возникает, поскольку пара трения отсутствует. А так как ее нет, то и износа ее нет. Вероятность выхода из строя рабочего органа по причине износа оказывается меньше, чем у прототипа. Таким образом, техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности рабочего органа экскаватора.