Вибрационное устройство для рыхления смерзшихся грузов

 

Использование: для механизации и интенсификации выгрузки смерзшихся грузов подвижного состава, преимущественно вязкопластичных грузов из полувагонов, платформ и думпкаров. Сущность изобретения: устройство содержит плиту (1), несущую по меньшей мере один клиновидный штырь (2) с вогнутыми боковыми поверхностями (3), примыкающими к наклонным поверхностям и подкрепленными симметрично расположенными зубчатыми ребрами (5), образую- ,// щими в продольном сечении клин с углом при вершине, прилегающим к свободному концу штыря (2). С плитой (1) жестко связан вибровозбудитель (5) с вертикальным валом (6), установленным в подшипниках (7) и приводимым в движение от двигателя (8). На валу (6) смонтирован дебаланс-маховик (9) при помощи сферической втулки с полуосями , сопрягающимися с втулкой, установленной в ступице маховика (9), на ободе которого имеются отверстия для размещения дебалансных грузов (10), например в виде пальца, зафиксированного от смещения стопорной планкой. Для навешивания на крюк крана устройство содержит тросовую подвеску (15), которая снабжена амортизаторами (16) и шарнирно связана с плитой (1). Под действием продольных и поперечных колебаний осуществляется динамически направленное погружение штыря, исключающее его заклинивание и обеспечивающее рыхление крупным сколом. 4 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИ Ч Е СКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) М 1ч дММНМ

1::,"П,:КТЩ- ТИ19ЧНЩ

БИБЛИОТЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ QQ (21) 4915445/11 (22) 28.02.91 (46) 23,01,93, Бюл.N 3 (71) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (72) Б.С. Дубровин и С.А. Другаль (56) Авторское свидетельство СССР

N. 336247, кл. В 65 G 67/24, 1969. (54) ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

РЫХЛЕНИЯ СМЕРЗШИХСЯ ГРУЗОВ (57) Использование: для механизации и интенсификации выгрузки смерзшихся грузов подвижного состава, преимущественно вязкопластичных грузов из полувагонов, платформ и думпкаров. Сущность изобретения: устройство содержит плиту (1), несущую по меньшей мере один клиновидный штырь (2) с вогнутыми боковыми поверхностями (3), примыкающими к наклонным поверхностям и подкрепленными симметрично расположенными зубчатыми ребрами (5), образую„„. Ц „„1 789476 А1

<я15 В 65 G 67/24; В 06 В 1/16 щими в продольном сечении клин с углом при вершине, прилегающим к свободному концу штыря (2). С плитой (1) жестко связан вибровозбудитель(5) с вертикальным валом

;6), установленным в подшипниках(7) и приводимым в движение от двигателя (8). На валу (6) смонтирован дебаланс-маховик (9) при помощи сферической втулки с полуосями, сопрягающимися с втулкой, установленной в ступице маховика (9), на ободе которого имеются отверстия для размещения дебалансных грузов (10), например в виде пальца, зафиксированного от смещения стопорной планкой, Для навешивания на крюк крана устройство ссдержит тросовую подвеску (15), которая снабжена амортизаторами (16) и шарнирно связана с плитой (1). Под действием продольных и поперечных колебаний осуществляется динамически направленное погружение штыря. исключающее его заклинивание и обеспечивающее рыхление крупным сколом, 4 ил.

1789476

50

Изобретение относится к области механизации и интенсификации выгрузки смерзшихся грузов из открытого подвижного состава, преимущественно вязкопластичных грузов из полувагонов, платформ и думпкаров и может быть использовано для разрушения мерзлых грунтов, Известно вибрационное устройство для рыхления "Смерзшихся грузов в полувагонах, навешиваемое на крюк крана с помощью подпружиненной подвески и содержащее рабочий орган, снабженный направляющей рамой и выполненный в виде плиты со штырями, расположенными равномерно по всей ее площади, и жестко связанный с плитой дебалансный вибровозбудитель направленного действия, генерирующий вертикально направленную вынуждающую силу симметричного цикла.

Известно также вибрационное устройство для рыхления смерзшихся грузов на платформах, навешиваемое на крюк крана и содержащее рабочий орган, выполненный в виде многогранной призмы, имеющее ребро, обращенное вниз, и установленный над ним одновальный дебалансный вибровозбудитель горизонтальным расположением вала, генерирующий круговую вынуждающую силу. На гранях призмы смонтированы штыри, выполненные разной длины и направленные по радиусам цилиндрической поверхности, огибающей концы шты рей.

Недостатком таких конструкций является сообщение штырям плоских (в вертикальной плоскости) симметричных колебаний.

При этом груз испытывает деформации одноосного сжатия, характеризующиеся повышенной энергоемкостью, что снижает эффективность рыхления, так как симметричные колебания эффективны лишь при рыхлении слабосмерзшихся грузов, обладающих хрупкими свойствами. Вместе с тем, наличие множества (ансамбля) штырей обусловливает повышенное суммарное лобовое сопротивление при внедрении их в груз, вследствие образования под штырями уплотненного ядра (" пробки" ), и рыхление его на мелкие фракции, размеры кусков которых связаны с количеством штырей, в результате чего увеличивается время как на рыхление, так и на выгрузку, т,е, уменьшается производительность.

Наиболее близким техническим решением является устройство для разрушения мерзлых грунтов (3), включающее вибромолот с двухвальным вибровозбудителем и рабочим органом, содержащее по меньшей мере один штырь, выполненный в виде клина, жестко связанного с ударной плитой, несущей подпружиненную подвеску для взаимодействия с подъемным механизмом, Разрушающая массив асимметричная (ударная) нагрузка, создаваемая таким устройством сообщает клину одномерные колебания и реализует за счет действия осевых импульсов процесс вдавливания и сжатия груза, который является наиболее энергоемким и связан с вероятной возможностью заклинивания рабочего органа в смерзшемся, особенно вязкопластичном грузе, Кроме того, известные устройства имеют горизонтальное расположение дебалансных валов, что вызывает необходимость завышения приводной мощности вибровозбудителя для преодоления сопротивления момента инерции дебалансного вала при выводе его из крайнего нижнего (устойчивого) положения равновесия во время запуска двигателя.

Цель изобретения — снижение энергоемкости и повышение эффективности путем сообщения штырю пространственных колебаний и предотвращения его заклинивания.

Указанная цель достигается тем, что вибрационное устройство для рыхления смерзшихся грузов, содержащее несущую подпружиненную подвеску для взаимодействия с подъемным механизмом плиту, на которой закреплены по меньшей мере один клиновидный штырь и вибровозбудитель, образованный смонтированным на приводном валу диском с дебалансными грузами, снабжено симметрично расположенными относительно продольной вертикальной плоскости шты ря перпендикуля рно последней ребрами с зубчатой кромкой, образующими со штырем в поперечной вертикальной плоскости клин, а штырь в верхней части выполнен с вогнутыми криволинейными поверхностями, примыкающими к наклонным поверхностям, при этом, указанный вал расположен соосно вертикальной оси симметрии штыря, а диск смонтирован посредством сферического шарнира с возможностью ограниченного поворота относительно продольной горизонтальной оси, причем дебалансные грузы съемно закреплены в отверстиях, которые выполнены на ободе диска.

На фиг,1 схематично изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2— вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 — разрез

Б-Б на фиг,1; на фиг,4 — разрез В-В на фиг.1.

Вибрационное устройство для рыхления смерзшихся грузов состоит из рабочего органа, выполненного в виде плиты 1, снаб1789476

>кенной по меньшей мере одним клиновидным штырем 2, имеющим в верхней части вогнутые криволинейные поверхности 3, примыкающие к наклонным поверхностям.

Относительно продольной вертикальной плоскости штыря 2 перпендикулярно последней расположены ребра 4 с зубчатой кромкой, образующие со штырем 2 в вертикальной поперечной плоскости клин с углом при вершине, прилегающим к свободному концу штыря 2, С плитой 1 жестко связан вибровозбудитель 5, вертикальный вал 6 которого установлен в подшипниках 7 и состыкован с валом приводного двигателя 8. На валу 6, расположенного соосно вертикальной оси Оу симметрии штыря 2, смонтирован дебаланс 9, выполненный в виде диска с отверстиями на ободе для установки съемных дебалансных грузов 10, например в виде пальца, зафиксированных от смещения стопорной планкой 11. На валу 6 закреплена сферическая втулка 12 с полуосями 13, которые сопрягаются с втулкой 14, установленной в ступице диска 9. Для взаимодействия с подъемным механизмом устройство имеет тросовую подвеску 15, которая снабжена амортизатором 16 и шарнирно связана с плитой 1.

Вибрационное устройство работает следующим образом.

С помощью подвески 15 подъемным механизмом (не показан) устройство опускают штырем 2 на груз, который благодаря концентрации нагрузки на клиновидном конце, внедряется в него под действием собственного веса. При включении двигателя 8 вибровозбудителя 5 крутящий момент передается валу 6 с втулкой 12 и через полуоси 13 и втулку 14 диску 9, Так как диск неуравновешен за счет наличия дебалансных грузов 10, то плоскость вращения его наклонена к оси вала 6 и составляет с горизонтальной осью Ох угол а. При этом генерируется вынуждающая сила с амплитудой

Р>, горизонтальная проекция которой Py, =

P sinrx создает момент M > = Р,4 (I< — расстояние от конца штыря 2 до центра тяжести дебалансного груза 10), а вертикальная проекция Py = Р>сова приводится к моменту пары сил М = Pyax (a> — плечо), воспринимаемому подшипниками 7, и силе Ру, действующей вдоль вертикальной оси Оу штыря 2.

При повороте вала 6 на 180 диск 9 меняет угол наклона на противоположный (-и), При этом вибровозбудитель 5 передает штырю 2 импульсноволновое движение, сообщая ему угловые колебания и симметричную вертикальную нагрузку Ру, 5

50 совпадающую по направлению с силой тяжести. Эти продольные и поперечные колебания ослабляют структуру смерзшегося груза и способствуют его механическому разрушению за счет создания в нем сложного напряженного состояния, так как помимо напряжений сжатия, сконцентрированных в зоне образования лидирующей трещины, возникают объемные напряжения изгиба, ускоряющие отделение крупных кусков (на ширину штыря 2) от массива, При этом ребра 4 с зубчатой кромкой позволяют снизить сопротивление при угловых колебаниях рабочего органа, а также улучшают условия рыхления хрупких грузов, Сопряжение наклонных поверхностей в верхней части штыря 2 с вогнутыми криволинейными поверхностями 3 способствует интенсификации отделения кусков от массива на заключительной стадии за счет увеличения угла наклона распорных усилий Fp, направленных по нормали к этой поверхности. После отделения куска от массива устройство переставляют на неразрыхленную часть груза и циклы повторяют до полного его разрыхления. При этом амортизаторы 16 обеспечивают виброизоляцию подвески 15, благодаря чему исключается передача вибрации ча подъемный механизм и осуществляются перестановки при включенном вибровозбудителе.

Преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что силовая асимметрия и порождаемые ею пространственные колебания рабочего органа обеспечивают динамически направленное погружение и вынуждают поперечное раскачивание штыря 2, облегчая его внедрение и образование поверхности скола в массиве, а также исключают заклинивание, что существенно снижает энергоемкость процесса рыхления вязкопластичных смерзшихся грузов и повышает производительность. Наличие ребер с зубчатой кромкой на боковой поверхности клиновидного штыря 2, выполняющих функции концентраторов, уменьшает сопротивление груза поперечному раскачиванию устройства, а вертикальное расположение дебалансного вала позволяет снизить мощность привода.

Таким образом, при взаимодействии со смерзшимся грузом рабочий орган, кроме поступател ьного динамически нап равленного движения, совершает пространственные колебания, которые обеспечивают приложение циклической нагрузки s поперечном внедрению направлении, снижая энергоемкость и повышая эффективность

1789476 процесса за счет предотвращения заклини- копластичных грузов и разрушения моноливания рабочего органа при рыхлении вяз- та крупным сколом, 1

Формула изобретения

727 и

4Ьг. Z

А8. 3

Составитель Б,Дубровин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И,щулла

Редактор

Заказ 325 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Вибрационное устройство для рыхления смерзшихся грузов, содержащее несущую подпружиненную подвеску для взаимодействия : подьемным механизмом, плиту, на которой закреплены по меньшей мере один клиновидный штырь и вибровозбудитель, образованный смонтированным на приводном валу диском с дебалансными грузами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергоемкости и повышения эффективности путем сообщения штырю пространственных колебаний и предотвращения его заклинивания, оно снабжено симметрично расположенными

5 относительно продольной вертикальной плоскости штыря перпендикулярно к последней ребрами с зубчатой кромкой, образующими со штырем в поперечной вертикальной плоскости клин, а штырь в

10 верхней части выполнен с вОгнутыми криволинейными поверхностями, примыкающими к наклонным поверхностям, при этом указанный вал расположен соосно с вертикальной осью симметрии штыря, а диск

15 смонтирован посредством сферического шарнира с возможностью ограниченного поворота относительно продольной горизонтальной оси, причем дебалансные грузы съемно закреплены в отверстиях, которые

20 выполнены на ободе диска,