Устройство для рыхления и разгрузки смерзшихся навалочных грузов из железнодорожных полувагонов

 

Изобретение относится к средствам механизации погрузочно-разгрузочных работ и может быть использовано для выгрузки из железнодорожных вагонов смерзшихся и слежавшихся навалочных грузов, поступающих на подъездные пути предприятий и места общего пользования грузовых станций. Сущность изобретения - устройство для рыхления и разгрузки смерзшихся навалочных грузов из железнодорожных полувагонов содержит портал, несущий подъемную раму с установленными на ней бурофрезами, снабженными шнеками, резцами и приводом, механизм подъема и опускания подъемной рамы с трособочной системой, на участке трособлочной системы между механизмом подъема и опускания и порталом установлен кулачковый механизм, состоящий из рамы, на которой смонтированы кулачковый вал с приводом, толкатель с направляющими роликами и натяжными блоками, воздействующими на трос, который опирается на два опорных блока для сообщения подъемной раме с бурофрезами возвратно-поступательного перемещения при следующих соотношениях параметров кулачкового механизма и фрез t/S = 2, n_ф/n_к = 2, ϕ_вс= ϕ_нс= ϕ_п= ϕ_оп= π/2 , где t - шаг резцов вдоль оси фрезы; S - ход возвратно-поступательного перемещения подъемной рамы с фрезами; n_ф и n_к - соответственно частоты вращения фрез и кулачкового вала; ϕ_вc, ϕ_нс, ϕ_п и ϕ_оп - соответственно фазы верхнего и нижнего стояния, подъема и опускания кулачкового механизма. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы устройства на разгрузке полувагонов с сильносмерзшимися грузами. 2 ил.

Изобретение относится к средствам механизации погрузочно-разгрузочных работ и может быть использовано для выгрузки из железнодорожных вагонов смерзшихся и слежавшихся навалочных грузов, поступающих на подъездные пути предприятий и места общего пользования грузовых станций.

Известно устройство для рыхления и разгрузки смерзшихся навалочных грузов из железнодорожных полувагонов, содержащее портал, несущий подъемную раму, с установленными на ней бурофрезами, снабженными шнеками, резцами и приводом, механизм подъема и опускания подъемной рамы с трособлочной системой (Фохт Л. Г. Справочник. Машины и оборудование для погрузочно-разгрузочных работ. - М.: Стройиздат, 1982, с. 204-210).

Недостатком устройства является низкая эффективность на выгрузке сильносмерзшихся грузов из-за большого шага расстановки резцов на фрезах, вследствие чего в промежутках между резцами образуются целики из несрезанного груза, упирающиеся в шнеки и державки резцов, и создающие опасные изгибающие и окружные перегрузки фрез, а также осевую силу сопротивления, превышающую вес подъемной рамы.

Наиболее близким аналогом является устройство для рыхления и выгрузки смерзшихся навалочных грузов из железнодорожных полувагонов (Справочник. Перевозка смерзающихся грузов. / Под редакцией Ю.А. Носкова. -М.: Транспорт, 1988, с.65-74), содержащее портал, несущий подъемную раму, с установленными на ней бурофрезами, снабженными шнеками, резцами и приводом, механизм подъема и опускания подъемной рамы с трособлочной системой.

Недостатком, препятствующим получению требуемого технического результата является низкая эффективность устройства на рыхлении и выгрузке сильносмерзшихся навалочных грузов, так как при малом шаге расстановки резцов теряются преимущества резания по методу "крупного скола", в несколько раз увеличивается количество резцов и общая длина, их режущей кромки, а следовательно, и сила, необходимая для внедрения фрез в штабель груза. Кроме того снижение производительности и повышение себестоимости выгрузки происходит из-за больших затрат времени на первое пробуривание и на частую смену и заточку резцов в нижней части фрез, которые во время перехода фрез от одного люка полувагона к другому, ударяясь о балки пола полувагона, быстро тупятся и ломаются.

Предотвратить это явление, вследствие плохой видимости пола заваленного грузом, оператору установки не удается.

Существенные признаки, характеризующие изобретение, заключаются в следующем.

Ограничительные: портал, несущий подъемную раму, с установленными на ней бурофрезами, снабженными шнеками, резцами и приводом, механизм подъема, и опускания подъемной рамы с трособлочной системой.

Отличительные: на участке трособлочной системы между механизмом подъема и опускания и порталом установлен кулачковый механизм, состоящий из рамы, на которой смонтированы кулачковый вал с приводом, толкатель с направляющими роликами и натяжным блоком, воздействующим на трос, который опирается на два опорных блока для сообщения подъемной раме с фрезами возвратно-поступательного перемещения при следующих соотношениях параметров кулачкового механизма и фрез t / S = 2, n_ф/n_к = 2, ϕ_вс= ϕ_нс= ϕ_п= ϕ_оп= π/2 где t - шаг резцов вдоль оси фрезы; S - ход возвратно-поступательного перемещения подъемной рамы с фрезами; n_ф и n_к - соответственно частоты вращения фрез и кулачкового вала; ϕ_вc, ϕ_нс, ϕ_п и ϕ_оп - соответственно фазы верхнего и нижнего стояния, подъема и опускания кулачкового механизма.

Технический результат при осуществлении изобретения заключается в повышении эффективности работы устройства на разгрузке полувагонов с сильносмерзшимися грузами.

Задачей изобретения является значительное снижение изгибающих и окружных нагрузок и резцов на фрезах, а также уменьшение затрат времени на первое пробуривание груза и смену резцов за счет введения в устройство кулачкового механизма с приводом и опорными блоками, Благодаря дополнительному оснащению устройства кулачковым механизмом появляется возможность сообщать подъемной раме с фрезами осевое возвратно-поступательное перемещение, в результате чего удается малым числом резцов своевременно срезать целики груза, образующиеся в промежутках между резцами, что обеспечивает возможность резания прочного груза наименее энергоемким методом "крупного скола". При этом наиболее полное срезание целиков груза и максимальное снижение энергоемкости процесса резания груза достигается при следующих соотношениях параметров кулачкового механизма и фрез t / S = 2, n_ф/n_к = 2, ϕ_вс= ϕ_нс= ϕ_п= ϕ_оп= π/2 Наряду с отмеченными преимуществами возвратно-поступательное перемещение фрез интенсифицирует процесс бурения и исключает поломки резцов на нижней части фрез, т.к. в результате ударно-вращательного бурения нижние слои груза разрушаются отрывом еще до того как фреза достигнет пола полувагона. По этой же причине отпадает необходимость поднимать и опускать подъемную раму с фрезами во время бокового фрезерования груза при переходе фрез над балками, разделяющими люки полувагона, и фрезеровать штабель груза на всю глубину. \\ 2 Совокупность перечисленных преимуществ устройства, оснащенного дополнительно кулачковым механизмом и обеспечивает повышение эффективности его работы на выгрузке сильносмерзшихся грузов.

На фиг. 1 изображено предложенное устройство, общий вид; на фиг. 2 - кулачковый механизм, общий вид. Устройство содержит портал 1, несущий подъемную раму 2, с установленными на ней бурофрезами 3, снабженными шнеками 4, резцами 5 и приводом 6. Подъемная рама 2 через трособлочную систему 7 соединена с механизмом подъема и опускания 8. На участке трособлочной системы 7 между механизмом подъема и опускания 8 дополнительно установлен кулачковый механизм 9, состоящий из рамы 10, на которой смонтированы кулачковый вал 11, с приводом 12, толкатель 13 с опорными роликами 14 и натяжным блоком 15, воздействующим на трос, который опирается на два опорных блока 16. Привод 12 кулачкового механизма 9 посредством толкателя 12, натяжного блока 14 и двух опорных блоков 15 сообщает подъемной раме 2 с бурофрезами 3 возвратно-поступательное перемещение при следующих кинематических соотношениях кулачкового механизма и фрез
t / S = 2, n_ф/n_к = 2, ϕ_вс= ϕ_нс= ϕ_п= ϕ_оп= π/2
где
t - шаг резцов вдоль оси фрезы;
S - ход возвратно-поступательного перемещения подъемной рамы с фрезами;
n_ф и n_к - соответственно частоты вращения фрез и кулачкового вала;
ϕ_вc, ϕ_нс, ϕ_п и ϕ_оп - соответственно фазы верхнего и нижнего стояния, подъема и опускания кулачкового механизма.

Устройство работает следующим образом. Полувагон 17 с сильносмерзшимся грузом маневровым устройством подается под портал 1. После открытия люков включается привод 6 бурофрез 3 и механизм опускания 8 рамы 2. Как только фрезы начнут бурить груз, включается привод 12 кулачкового механизма 9, который вращая кулачковый вал 11, посредством толкателя 3, движущегося по опорным роликам 14, натяжного блока 15 и двух опорных блоков 16 натягивает канат на фазе подъема или, ослабляя его на фазе опускания через трособлочную систему, сообщает подъемной раме 2 и бурофрезам 3 вертикальное возвратно-поступательное перемещение. После образования в штабеле груза сквозных отверстий механизм опускания выключается и маневровое устройство начинает надвигать полувагон с грузом на вращающиеся фрезы 3. При этом рыхление груза идет резцами 5, закрепленными на шнеках 4, таким образом, что за время каждого оборота одни и те же резцы срезают целики, образованные между прорезями предыдущего оборота. Срезание целиков в фазах верхнего и нижнего стояния кулачкового механизма 9 идет по горизонтальной траектории вдоль осевой линии целиков и по винтовой траектории на фазах подъема и опускания. После разрыхления груза по всему полувагону надвиг полувагона прекращается, выключается кулачковый механизм и механизмом подъема-опускания 8 рама 2 с бурофрезами 3 перемещается в верхнее положение. После этого маневровое устройство подает под портал 1 следующий полувагон и цикл выгрузки повторяется.

Замена обычного вращательного бурения ударно-вращательным увеличивает осевую силу на фрезах, улучшая их внедрение в прочный груз.

Этот режим бурения способствует транспортированию разрыхленного груза вверх по скважине и сокращает время и глубину бурения, так как нижний, наиболее прочный слой груза во время удара забурников фрез 3 на фазе опускания кулачкового механизма 9 отрывается раньше, чем фреза достигшая дна вагона. Своевременное срезание целиков груза, исключая их контакт с державками резцов и шнеками, позволяет вести резание груза методом "крупного скола", по наименее энергоемкой шахматной схеме минимальным числом резцов, за счет чего резко уменьшаются окружные и изгибающие нагрузки на фрезах, а также стоимость и время на замену и заточку резцов. Помимо отмеченных преимуществ энергоемкость горизонтального фрезерования груза значительно снижается вследствие отрыва нижних слоев груза. В результате отпадает необходимость фрезеровать груз на всю глубину штабеля, поднимая и опуская раму 2 с фрезами при переходе их через стальные балки между люками полувагонов, при ударах о которые, ввиду их плохой видимости, ломаются наиболее важные нижние резцы фрез.

Устройство также может быть использовано на самоходных бурофрезерных машинах. В этом случае оно устанавливается на подвижной портал на том же участке трособлочной системы, и в стационарном варианте.

Формула изобретения

Устройство для рыхления и разгрузки смерзшихся навалочных грузов из железнодорожных полувагонов, содержащее портал, несущий подъемную раму с установленными на ней бурофрезами, снабженными шнеками, резцами и приводом, механизм подъема и опускания подъемной рамы с трособлочной системой, отличающееся тем, что на участке трособлочной системы между механизмом подъема и опускания и порталом установлен кулачковый механизм, состоящий из рамы, на которой смонтированы кулачковый вал с приводом, толкатель с направляющими роликами и натяжными блоками, воздействующими на трос, который опирается на два опорных блока для сообщения подъемной раме с бурофрезами возвратно-поступательного перемещения, при следующих соотношениях параметров кулачкового механизма и фрез
t/S = 2, n_ф/n_к = 2;
ϕ_в.с= ϕ_н.с= ϕ_п= ϕ_оп= π/2,
где t - шаг резцов вдоль оси фрезы;
S - ход возвратно-поступательного перемещения подъемной рамы с фрезами;
n_ф и n_к - соответственно частоты вращения фрез и кулачкового вала;
ϕ_в.с, ϕ_н.с, ϕ_п и ϕ_оп - соответственно фазы верхнего и нижнего стояния, подъема и опускания кулачкового механизма.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2