УПРАВЛЯЕМАЯ НОЖЕВАЯ СИСТЕМА СКРЕПЕРА
CONTROLLED SCRAPER KNIFE SYSTEM

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам, в частности к ножевым системам скреперов.
Широко известна ступенчатая ножевая система скрепера, имеющая подножевую плиту с прямыми или ступенчатыми ножами (Дорожные машины. Часть 1. Машины для земляных работ. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., «Машиностроение», 1979 - (с. 275, рис. 117)). Ножевая система обладает высокой прочностью и жесткостью, однако, вследствие незначительного вылета средних ножей заполнение ковша грунтом в заключительной стадии затруднено.
Известен совковый режущий орган (Борисенков В.А., Кацин В.А. Исследование скрепера с совковым режущим органом. Журнал «Транспортное строительство», №12, 1972 - с. 50-51), включающий режущие ножи, длина которых меньше ширины ковша, и подрезающие ножи. Совковый режущий орган устанавливают на подножевую плиту ковша в качестве сменного оборудования.
Совковый режущий орган обеспечивает формирование устойчивой, компактной грунтовой стружки, однако не позволяет осуществлять качественную планировку грунта в отвале (из-за значительного вылета ножей). Кроме того, применение ковша скрепера с совковым режущим органом должно сочетаться с использованием скреперов с обычными ступенчатыми ножами.
Известен ковш скрепера (Пат. 2467129 Российской Федерации, МПК E02F 3/64. Ковш скрепера / Нилов В.А., Летуновский К.П., Бударин Р.Э., Нилова В.И.; Заявитель и патентообладатель Воронежский государственный технический университет. №2010102451/03; заявл. 25.01.2010; опубл. 20.11.2012, Бюл. №32. 6 с.), у которого совковый режущий орган смонтирован на передней заслонке. Такой ковш позволят разрабатывать грунт как полной, так и уменьшенной шириной резания и сохраняет высокие планирующие качества, не свойственные совковому режущему органу. Он позволяет заполнять ковш в условиях наименее энергоемкого свободного резания, обеспечивая снижение энергоемкости копания при высоком качестве забоя и отвала.
Недостаток такого ковша заключается в создании не свойственных для передней заслонки нагрузок (усилие копанию от совкового режущего органа воспринимается передней заслонкой). Для обеспечения требуемой прочности передней заслонки необходимо увеличение прочности ее металлоконструкций.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является управляемая ножевая система (Пат. 2654918 Российской Федерации, МПК E02F 3/64. Управляемая ножевая система / Нилов В.А., Федоров Е.В.; Заявитель и патентообладатель Воронежский государственный технический университет. №2017107313/03; заявл. 06.03.2017; опубл. 23.05.2018, Бюл. №15. 6 с.). Такая ножевая система позволяет разгрузить переднюю заслонку от усилий копания, воспринимаемых совковым режущим органом, и передать их сразу на подножевую плиту и ковш скрепера.
Недостатком такой конструкции является наличие в приводе механизма закрепления большого количества (4 штуки) исполнительных гидроцилиндров, а также гибких валов, которые работают в рыхлом грунте внутри ковша. Кроме того, наклонные рабочие поверхности элементов закрепления совкового режущего органа к подножевой плите требуют постоянной регулировки вследствие износа их рабочих поверхностей.
Изобретение направлено на уменьшение материалоемкости, упрощения конструкции и повышения работоспособности устройства для временного закрепления совкового режущего органа к подножевой плите.
Это достигается тем, что в ступенчатой ножевой системе (в подножевой плите и режущих ножах) выполнены сквозные пазы и на ее нижней поверхности смонтированы упоры, основание совкового режущего органа снабжено полыми выступами для взаимодействия со сквозными пазами ступенчатой ножевой системы, внутри полого выступа смонтирован поворотный фиксатор, снабженный приводом и взаимодействующий с упором на нижней поверхности ступенчатой ножевой системы, а сами полые выступы размещены в плоскости боковых стенок и подрезающих ножей совкового режущего органа.
Сущность заявляемого устройства пояснена чертежами, где на фиг. 1 изображена управляемая ножевая система при разработке грунта полной шириной ковша; на фиг. 2 приведена управляемая ножевая система при сочленении совкового режущего органа с подножевой плитой; на фиг. 3 показана подножевая плита со сквозными пазами; на фиг. 4 показан совковый режущий орган в закрепленном к подножевой плите положении; на фиг. 5 показан механизм закрепления (фиксации) совкового режущего органа; на фиг. 6 показано крепление полого выступа к совковому режущему органу в плоскости его боковых стенок.
Управляемая ножевая система включает ковш 1 со ступенчатой ножевой системой 2, состоящей из подножевой плиты 3 и режущих ножей 4, передней заслонки 5 с приводом 6, на которой установлен совковый режущий орган 7, включающей основание 8 с режущими ножами 9 и боковые стенки 10 с подрезающими ножами 11. На нижней поверхности основания 8 установлены опорные выступы 12. В подножевой плите 3 и режущих ножах 4 выполнены сквозные пазы 13, а на основании 8 совкового режущего органа 7 в плоскости его боковых стенок 10 и подрезающих ножей 11 установлены полые выступы 14. Совковый режущий орган 7 снабжен дополнительной заслонкой 15. Внутри полых выступов 14 установлены поворотные фиксаторы 16 с приводом 17. На нижней поверхности подножевой плиты 3 установлены упоры 18 для взаимодействия с поворотными фиксаторами 16.
Разработка грунта полной шириной ковша 1 осуществляется при поднятой на необходимую высоту передней заслонке 5 (фиг. 1). Для этого оператор приводом 17 переводит фиксаторы 16 в нерабочее положение (фиг. 5 II), когда они не препятствуют повороту передней заслонки 5 в сквозных пазах 13 (фиг. 2, 3, 5). Копание грунта происходит обычным образом за счет подъема и опускания ковша 1 оператором.
После заполнения ковша грунтом оператор опускает приводом 6 переднюю заслонку 5. При этом полые выступы 14 свободно входят в сквозные пазы 13 (фиг. 2, 3) в подножевой плите 3 и не препятствуют плотному закрыванию передней заслонки 5.
Для разработки грунта совковым режущим органом 7 в условиях уменьшенной ширины резания оператор сначала полностью опускает переднюю заслонку 5 приводом 6 до контакта подножевой плиты 3 с опорными выступами 12 на нижней поверхности основания 8 (фиг. 2) совкового режущего органа 7. При этом полые выступы 14 входят в сквозные пазы 13 (фиг. 5 II). Затем оператор приводом 17 поворачивает фиксаторы 16 до их контакта с упорами 18 (фиг. 5 I) на нижней поверхности подножевой плиты 3. В результате совковый режущий орган 7 становится надежно прижат (закреплен) своими опорными выступами 12 к подножевой плите 3 (фиг. 4). Оператор открывает дополнительную заслонку 15 совкового режущего органа 7 (фиг. 4) и начинает разработку грунта с уменьшенной шириной резания.
Полые выступы 14 с размещенными в них упорами 18 смонтированы в плоскости боковых стенок 10 и подрезающих ножей 11 совкового режущего органа 7 (фиг. 6) и не создают дополнительных сопротивлений при копании, поскольку вписываются в суммарную толщину боковых стенок 10 и закрепленных к ним подрезающих ножей 11.
Предлагаемая управляемая ножевая система скрепера обеспечивает надежное закрепление совкового режущего органа к подножевой плите ковша на время копания уменьшенной шириной резания. Обеспечивает регулируемое усилие прижатия совкового режущего органа к подножевой плите и не препятствует разработке грунта полной шириной ковша. Все это обеспечивает снижение материалоемкости передней заслонки.