ФРЕЗЕРНЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к машинам для экскавации и перемещения грунта, в частности к землеройно-фрезерным машинам.
Известна землеройно-фрезерная машина [Авторское свидетельство SU патент №113482, МПК кл. E02F 5/08, 1958], на фрезерном рабочем органе которой неподвижно укреплены транспортирующие грунт лопатки.
Недостатком указанного изобретения является то, что при разработке машиной забоев выше вала рабочего органа, нерегулируемые по углу установки транспортирующие грунт лопатки входят в отделенный режущими ножами грунт в момент, когда вектор силы нормальной реакции поверхности не совпадает с вектором силы тяжести грунта, образуя угол а. Происходит прижатие грунта к фронтальной стенке забоя и затрудняется его продвижение вдоль лопатки, в связи с чем, повышается энергоемкость работы.
Кроме того, радиальное расположение лопаток не способствует их полному освобождению от грунта над приемным устройством транспортирующего рабочего органа машины. Часть почвы остается на лопатках и в дальнейшем сбрасывается перед приемным устройством, в первом и четвертом квадрантах их относительной траектории движения. Требуются дополнительные затраты энергии на повторное перемещение данной части почвы к приемному устройству.
Известен также шарнирный предохранительный механизм дисковой бороны (фиг.4), включающий кронштейн 21, прикрепленную к нему резьбовым соединением ось 22 и плоскую спиральную пружину кручения 23, жестко прикрепленную одним концом к оси 22, а другим к стойке 24 диска бороны. Данный механизм обеспечивает стойке с диском возможность совершать угловые отклонения при обходе диском препятствий и возвращаться в исходное положение. Однако, подобное устройство в конструкциях фрезерных рабочих органов землеройных машин не применяется.
Наиболее близким аналогом к заявляемому является фрезерный рабочий орган землеройной машины [Авторское свидетельство SU патент №153245, МПК кл. E02F, 1963], включающий в себя раму, опоры, фрезу с закрепленными на нем режущими ножами и с транспортирующими грунт лопатками, укрепленными на укороченных ножках фрезы шарнирно, с возможностью соприкосновения с упорами, смонтированными на концах кронштейнов присоединяемого к землеройной машине транспортирующего грунт рабочего органа и с возможностью поворота под действием упоров вокруг оси своего шарнира на угол 100-135°.
Недостатком данной конструкции является отсутствие упоров, ограничивающих угол поворота транспортирующих грунт лопаток вокруг их шарниров, механизмов возврата лопаток в исходное положение при освобождении от грунта и возможности регулирования оптимального угла вхождения лопаток в грунт при различной высоте разрабатываемого забоя. Эти факторы повышают энергоемкость и снижают производительность агрегата.
Техническим результатом полезной модели является снижение энергоемкости при повышении производительности.
Технический результат достигается за счет того, что шарнир каждой лопатки имеет пружину кручения, а каждая укороченная ножка фрезы продлена за пределы закрепленного на ней шарнира лопатки и на своем конце имеет ограничивающий поворот лопатки упор, с возможностью его регулируемого перемещения в прорези ножки, выполненной по дуге окружности, концентричной траектории движения конца ножей.
Указанная совокупность существенных признаков обеспечивает появление у заявляемого фрезерного рабочего органа землеройной машины новых свойств, отличных от прототипа.
Таким образом, заявленные признаки полезной модели соответствуют критерию «новизна».
На фиг. 1 изображена схема взаимодействия фрезерного рабочего органа землеройной машины с грунтом, вид сбоку, для упрощения изображен один нож и несколько промежуточных положений лопаток, на фиг. 2 - схема расположения конструктивных элементов фрезерного рабочего органа землеройной машины, вид сбоку, на фиг. 3 - выносной элемент А на фиг. 2, на фиг. 4 - вид шарнирного крепления стоек дисков дисковой бороны, аналогичного шарниру крепления транспортирующей грунт лопатки с пружиной кручения.
Фрезерный рабочий орган землеройной машины, включающий в себя раму 6, опоры 3, фрезу с закрепленными на нем режущими ножами 5 и с транспортирующими грунт лопатками 1, укрепленными на укороченных ножках 12 фрезы шарнирно, с возможностью соприкосновения с упорами 10, смонтированными на концах кронштейнов 9 присоединяемого к землеройной машине транспортирующего грунт рабочего органа 8 и с возможностью поворота под действием упоров 10 вокруг оси 15 своего шарнира 2 на угол 100-135°, причем, шарнир 2 каждой лопатки имеет пружину кручения 17, а каждая укороченная ножка 12 фрезы продлена за пределы закрепленного на ней шарнира 2 лопатки и на своем конце имеет ограничивающий поворот лопатки упор 4, с возможностью его регулируемого перемещения в прорези 13, ножки, выполненной по дуге окружности, концентричной траектории движения конца ножей 5.
Рабочий орган землеройно-фрезерной машины работает следующим образом.
При подготовке рабочего органа к работе, в зависимости от категории грунта, глубины разрабатываемого забоя и производительности землеройной машины, упоры 4 перемещают вдоль прорезей 13 в положение, обеспечивающее оптимальный угол вхождения лопаток 1 в разрыхляемый ножами 5 грунт и закрепляют их гайками 18. Далее, вращая оси 15 шарниров 2 ключом за головки 19, сжимают находящиеся в кронштейнах 16 пластинчатые спиральные пружины кручения 17, прикрепленные одним концом к осям 15, а другим к лопаткам 1, до такого состояния, чтобы лопатки прижались к упорам 4 с силой 10…15 Н, и закрепляют оси 15 в таком положении гайками 20.
В процессе работы, ротационный рабочий орган приводится во вращение через вал 14. Ножи 5, отрезают от массива стружки грунта и частично разрыхляют его. Разрыхленный грунт падает вниз забоя, образуя комковатую массу 11.
Следующие за ножами 5 лопатки 1 входят в массу 11 грунта, захватывают ее и перемещают к транспортирующему органу 8. В связи с тем, что оптимальный угол α вхождения лопаток 1 в грунт отрегулирован экспериментально положением упоров 4, сила трения грунта о рабочую поверхность лопаток снижается, подвижность грунта вдоль лопаток и высота их заполняемости увеличиваются, снижается энергоемкость работы и увеличивается производительность перемещения грунта лопатками.
При движении лопаток 1 в зоне захвата транспортирующего органа 8 большая часть грунта осыпается с лопаток на транспортирующий орган, а меньшая часть остается на лопатках из-за действия сил трения и прилипания. Двигаясь далее, лопатки 1 контактируют с упором 10 и резко поворачиваются вокруг оси 15 своего шарнира 2 на угол 100-135° в положение 7, скручивая дополнительно пружины 17. Под действием силы инерции, силы тяжести, при увеличившемся угле наклона лопатки к горизонту, оставшийся на лопатках грунт падает с лопаток в зону действия транспортирующего устройства. Далее, при потере контакта лопаток 1 с упором 10 транспортирующего устройства, упругая сила плоских спиральных пружин кручения 17 возвращает лопатки в исходное положение до соприкосновения с ограничивающими упорами 4, обеспечив оптимальный угол а отклонения лопаток от радиального положения оптимальный угол дальнейшего вхождения лопаток в рыхлый грунт в зоне его забора.
Таким образом, полное освобождение лопаток от грунта в зоне транспортирующего органа обеспечивает снижение энергоемкости при повышении производительности работы.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство SU патент №113482, МПК кл. E02F 5/08, 1958.
2. Авторское свидетельство SU патент №153245, МПК кл. E02F, 1963.