КАТОК УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ
ROLLER OF IMPACT 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 ударного действия (см. Патент на изобретение RU 2365707 С1, МПК E02D 3/046, Е01С 19/41). Каток включает продольную ось вращения, плоскость симметрии, перпендикулярную продольной оси вращения, и поверхность катка, образованную 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. Все полые трубы жестко соединены между собой с угловым смещением друг относительно друга, внутри каждой 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 движении катка, с возможностью освобождения молота от закрепления в верхнем положении и его перемещения внутри трубы вниз. Полые трубы выполняют функции направляющих для размещенных в их полости ударных элементов.
Известен также каток ударного действия (см. Патент на изобретение RU 2382537 С1, МПК А01В 29/04, Е01С 19/41, E02D 3/046). Каток состоит из жестко соединенных между собой радиально направленных и регулярно размещенных полых труб, с закрепленным на каждом из их свободных концов рабочим органом, например, трамбовки, причем внутри каждой трубы размещен молот, с возможностью временного закрепления молота в полой трубе и с возможностью удара по тыльной части рабочего органа при падении молота в полой трубе. Полые трубы и в этом катке выполняют функции направляющих для размещенных в их полости ударных элементов.
Раскрытие изобретения
Каток ударного действия имеет ось вращения и плоскость симметрии, перпендикулярную оси вращения, включает осевой цилиндрический элемент с жестко закрепленными к нему, размещенными дискретно и регулярно в параллельных плоскостях, радиальными направляющими стержнями, снабженными в области закрепления к осевому элементу амортизирующими прокладками, ударными элементами, перемещающимися по направляющим, воздействующими на обрабатываемую поверхность, выполненными с возможностью ограниченного линейного перемещения, а радиальные направляющие стержни выполнены с возможностью временного закрепления на них ударных элементов и их свободного падения вниз от верхнего положения при качении катка, причем радиальные направляющие стержни размещены внутри ударных элементов, концы радиальных направляющих стержней, лежащих в одной плоскости, жестко связаны между собой кольцевым ободом, а ударные элементы в нижней ударной части снабжены кольцевым пазом, исключающим их взаимодействие с кольцевым ободом при ударе о обрабатываемую поверхность.
При падении ударного элемента на обрабатываемую поверхность происходит преобразование кинетической энергии падения ударного элемента в энергию удара и совершение при ударе полезной работы по уплотнению или разрушению материала, например грунта или льда. Наличие кольцевого обода у заявляемого катка исключает рывки при его движении, размещение радиальных направляющих стержней внутри ударных элементов приводит к облегчению массы несущих конструкций, что вместе с освобождением пространства при использовании направляющих стержней позволяет увеличить массу каждого ударного элемента. Это повышает величину кинетической энергии при падении, а следовательно, и эффективность работы катка. Упрощение конструкции катка в сравнении с известными катками ударного действия облегчает его изготовление, делает его более надежным в эксплуатации и улучшает его ремонтопригодность.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана схема катка ударного действия, вид спереди.
На фиг.2 показана схема катка ударного действия, вид сбоку.
На фиг.3 показаны положения ударного элемента при одном обороте катка.
На фиг.4 представлена аксонометрическая проекция ударного элемента с вырезом четверти.
На фиг.5 показан фрагмент направляющего стержня вместе с фиксирующим выступом.
Осуществление изобретения
Каток ударного действия, имеющий ось вращения и плоскость симметрии, перпендикулярную оси вращения (фиг.1), (фиг.2), включает осевой цилиндрический элемент 1 с жестко закрепленными к нему, размещенными дискретно и регулярно в параллельных плоскостях радиальными направляющими стержнями прямоугольного сечения 2 с закрепленными на них опорными выступами 3 (фиг.5) и снабженными в области закрепления к осевому элементу 1 амортизирующими прокладками 4, например, из резины, а противоположные концы радиальных стержней 2, лежащих в одной плоскости, жестко связаны между собой кольцевым ободом 5, ударные элементы 6 (фиг.4) выполнены с прямоугольными осевыми сквозными отверстиями 7, в которых размещены стержни 2, и с кольцевыми пазами 8 в нижней (ударной) части, причем поперечный размер отверстия 7 - а (фиг.5) больше размера стержня 2 вместе с опорным выступом 3 - b (фиг.4), а поперечные размеры паза 8 превосходят соответствующие размеры поперечного сечения кольцевого обода 5.
Поверхности направляющих стержней и сквозные отверстия ударных элементов могут иметь антифрикционные покрытия.
Схема работы катка ударного действия за один полный оборот представлена на фиг.4. При качении катка по обрабатываемой поверхности 9 ударный элемент 6 перемещается (скользит) по гладкой стороне направляющего стержня 2 в направлении к оси вращения при повороте от нуля (крайнее нижнее положение ударного элемента) до угла ≤π, с упором в амортизирующую прокладку 4. При дальнейшем увеличении угла поворота >π происходит переваливание ударного элемента 6 на противоположную сторону направляющего стержня 2, снабженную опорным выступом 3 с последующим удерживанием ударного элемента 6 на этом выступе. При угле поворота, близком к 2π (угол зависит от скорости качения катка и скоса опорного выступа α), происходит срыв ударного элемента с опоры, его падение и удар по обрабатываемой поверхности 9. Далее цикл повторяется. Для исключения повреждения обода 5 при ударе ударный элемент 6 выполнен с пазом 8 в своей нижней (ударной) части.
При падении ударного элемента на обрабатываемую поверхность происходит преобразование кинетической энергии падения ударного элемента в энергию удара и совершение при ударе полезной работы по уплотнению или разрушению материала, например грунта или льда. Наличие кольцевого обода у заявляемого катка исключает рывки при его движении, размещение радиальных направляющих стержней внутри ударных элементов приводит к облегчению массы несущих конструкций, что вместе с освобождением пространства при использовании направляющих стержней позволяет увеличить массу каждого ударного элемента. Это повышает величину кинетической энергии при падении, а следовательно, и эффективность работы катка. Упрощение конструкции катка в сравнении с известными катками ударного действия облегчает его изготовление, делает его более надежным в эксплуатации и улучшает его ремонтопригодность.