ЧЕРПАКОВОЕ УСТРОЙСТВО ЗЕМСНАРЯДА
BUCKET DEVICE OF DREDGER

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подводной разработки грунта многочерпаковыми земснарядами.
Известно черпаковое устройство земснаряда, включающее черпаковую цепь, нечетные звенья которой снабжены черпаками, а четные (майоны) выполнены без черпаков (майонная цепь) (см. Краковский И.И. Суда технического флота. Рис.138, рис.154б, рис.156). Недостатком известных устройств являются высокие динамические нагрузки, действующие на черпаковое устройство и его привод, что приводит к снижению производительности земснаряда по грунту и уменьшению долговечности черпакового устройства и его привода. Это вызвано тем обстоятельством, что при грунтозаборе возникают большие колебания нагрузок на черпаковое устройство. Когда черпак входит в контакт с грунтом, то нагрузка резко возрастает, когда же черпак выходит из контакта с грунтом, то нагрузка резко снижается до нуля. Весь рабочий процесс грунтозабора сопровождается периодическим возрастанием нагрузки до максимума при резании и падением их до нуля при выходе черпака из контакта с грунтом. Это вызывает низкочастотную вибрацию грунтозаборного устройства и корпуса земснаряда, а также периодически изменяющуюся нагрузку на привод черпаковой цепи.
Для исключения указанных недостатков предложены различные технические решения (см. а.с. СССР №713944, Е02D 17/16, Е02F 3/14; а.с. СССР 1460120, Е02D 17/16), в которых для снижения амплитуды колебаний нагрузки предусматривается одновременное резание грунта сразу несколькими черпаками. Недостатком известных устройств является их высокая сложность и низкая надежность работы, что ограничило их применение.
Известно также устройство, в котором нижний черпаковый барабан снабжен режущими элементами для снижения динамических нагрузок (см. а.с. СССР №846646, Е02D 17/16). Однако экспериментальная проверка показала низкую эффективность этого устройства и оно не получило применения на практике.
Известно и принято за прототип черпаковое устройство земснаряда, включающее безмайонную черпаковую цепь, каждое звено которой снабжено черпаками (см. Краковский И.И. Суда технического флота. Рис.154а). В таком устройстве для достижения той же производительности, что и в майонной цепи, черпаки срезают стружку грунта толщиной в два раза меньше, чем в майонной цепи. Так как усилие резания черпака прямо пропорционально толщине стружки, то динамические нагрузки на черпаковое устройство в безмайонной цепи в два раза меньше, чем в майонной. При этом вероятность одновременного резания грунта несколькими черпаками в безмайонной цепи значительно выше, чем в майонной, что также снижает колебания нагрузки на черпаковое устройство. Недостатком известного черпакового устройства с безмайонной цепью являются плохие условия опорожнения черпаков при прохождении их верхнего черпакового барабана. Так как черпаки в безмайонной цепи находятся на близком расстоянии друг с другом, то при прохождении верхнего черпакового барабана нижерасположенный черпак препятствует опорожнению вышерасположенного черпака. Также при опорожнении черпаков грунт высыпается на нижерасположенный черпак, что вызывает разбрасывание и просор грунта, что снижает производительность земснаряда. При разработке каменистых грунтов наблюдались случаи заклинивания каменистых кусков грунта между соседними черпаками, что снижает надежность работы устройства. Все это ограничивает использование черпаковых устройств с безмайонной черпаковой цепью.
Решаемая предлагаемым изобретением задача - повышение производительности и надежности работы черпакового устройства с безмайонной цепью.
Технический результат, который может быть получен при реализации заявляемого устройства, - улучшение условий опорожнения черпаков безмайонной цепи от грунта при прохождении ими верхнего черпакового барабана.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном черпаковом устройстве земснаряда, включающем безмайонную черпаковую цепь, каждое звено которой снабжено черпаком, черпаки каждого четного звена снабжены специальными вырезами для пропускания грунта из черпаков нечетных звеньев при их опорожнении.
Указанные преимущества, а также особенности предлагаемого изобретения поясняются вариантами его осуществления со ссылками на чертежи: на фиг.1 показан общий вид черпакового устройства; на фиг.2 - продольный разрез звеньев черпаковой цепи; на фиг.3 - разрез А-А (вариант 1) на фиг.2; на фиг.4 - разрез А-А (вариант 2) на фиг.2.
Черпаковое устройство земснаряда включает в себя безмайонную черпаковую цепь 1 с черпаками 2 четного звена и черпаками 3 нечетного звена. Черпаки 2 снабжены вырезами 4. Черпаковое устройство включает в себя также раму 5, верхний 6 и нижний 7 черпаковые барабаны, скаты 8 и грунтовый колодец 9. Привод и натяжное устройство черпаковой цепи условно не показаны.
Черпаковое устройство земснаряда работает следующим образом. При вращении верхнего черпакового барабана 6 осуществляется перемещение черпаковой цепи 1 с черпаками 2 и 3 по нижнему черпаковому барабану 7 и скатам 8, установленным на раме 5. Черпаки 2 и 3, находящиеся в нижней части цепи 1 у барабана 7, входят в контакт с грунтом и осуществляют резание стружки грунта. Черпаками 2 осуществляется только резание грунта. Срезанная стружка грунта проходит через черпак 2, выходит в вырез 4 и остается на дне водоема. Черпаками 3 осуществляется не только резание стружки, но и подбор срезанного черпаками 2 грунта. Так как режущий профиль черпаков 2 и 3 одинаков, то усилие резание их также одинаково. Если бы не было черпаков 2, то толщина срезаемой стружки черпаками 3 была бы в 2 раза больше. Благодаря наличию черпаков 2 толщина срезаемой стружки черпаками 3 уменьшается в два раза, также снижается и усилие резания и, следовательно, динамические нагрузки на черпаковое устройство, вызванные резанием грунта. Срезанный грунт черпаками 3 перемещается наверх черпакового устройства и при прохождении верхнего черпакового барабана 6 вываливается в грунтовый колодец 9. При опорожнении черпаков 3 грунт под действием силы веса вываливается из черпаков и падает в колодец 9, проходя сквозь черпаки 2 благодаря вырезам 4 в них. При этом черпаки 2 не создают препятствий для опорожнения черпаков 3 и падения из них грунта, что снижает потери грунта и увеличивает производительность черпакового устройства. Благодаря вырезам 4 в черпаках 2 исключается заклинивание кускового грунта между черпаками 2 и 3, что повышает надежность работы черпакового устройства.
Вырезы 4 снижают прочность черпаков 2. Для увеличения прочности черпаков 2 с вырезами 4 в них могут быть установлены ребра жесткости 10, что также увеличивает надежность работы черпакового устройства.