Вибрационный рыхлитель
Изобретение относится к землеройным машинам и может быть использовано при разработке прочных и мерзлых грунтов. Вибрационный рыхлитель включает базовую машину, паралеллограмную подвеску, рабочую балку, упругий элемент, стойку с рыхлительным зубом и вибровозбудитель. Вибрационный рыхлитель снабжен дополнительной стойкой с рыхлительным зубом и вибровозбудителем. Каждая из стоек рыхлителя снабжена шарнирной опорой, расположенной в верхней части стойки, и штангой, один конец которой закреплен на стойке, а другой шарниром присоединен к балке с возможностью качания штанг в плоскости, наклоненной под острым углом к поверхности земли в направлении движения базовой машины. Упругий элемент установлен между шарнирными опорами. Повышается эффективность рыхления грунта. 3 ил.
Изобретение относится к землеройным машинам и может быть использовано при разработке прочных и мерзлых грунтов.
Известен рыхлитель для разработки прочных и мерзлых грунтов, содержащий базовую машину, навесную раму, рыхлительную стойку с зубом, смонтированную шарнирно на раме и связанную с последней через регулируемую пружинную систему (см., например, a.c. № 994650). В этом рыхлителе благодаря согласованию частоты колебаний стойки с зубом с частотой скола грунтовых элементов происходит снижение динамических нагрузок, передаваемых на базовую машину.Однако рыхлители такого класса эффективны при использовании базовой машины высокой единичной мощности, обеспечивающей работу на значительных площадях. Работа машины в стесненных условиях или при использовании машины ограниченной мощности снижает эффективность применения рыхлителей данного класса.Наиболее близким к предлагаемому техническому решению относится виброрыхлитель, включающий параллелограмную подвеску, на которой шарнирно закреплена, с помощью амортизаторов двухстороннего действия, стойка с рылительным зубом и жестко закрепленным на ней вибровозбудителем (см. а.с. № 1477854). В этом рыхлителе для повышения эффективности рыхления, за счет использования параметрического резонанса, стойка закреплена на параллелограмной подвеске посредством рабочей балки и шарнирно соединенной с ней качающейся рамы с вертикальными направляющими, в которых установлена стойка, при этом амортизаторы ориентированы в вертикальном направлении и установлены между рабочей балкой и качающейся рамой и между качающейся рамой и стойкой.Рабочий орган известного рыхлителя представляет собой двухмассную механическую систему "качающаяся рама - стойка с рыхлительным зубом и вибровозбудителем". Поэтому настройка работы системы, имеющей две резонансные частоты, на оптимальный режим, обеспечивающий максимальное рассеяние энергии в разрушаемом грунте, требует более жестких условий, чем одномассная механическая колебательная система (см., например, книгу Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Машиностроение, 1976. - 320 с., стр. 164-167).Кроме того, колебательное движение рабочего органа в вертикальном направлении не оказывает эффективного снижения динамических нагрузок, передаваемых на базовую машину, поскольку наибольшая составляющая усилия резания грунта направлена горизонтально и именно она определяет тяговое усилие базовой машины. При этом эффект вибрации разрушения грунта в направлении движения всегда больше, чем при поперечных колебаниях (см., например, книгу Баладинского В.Л. Динамическое разрушение грунтов. Киев: Киевский ун-т. - 1971. - 227 с., стр.30).Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность рыхления грунта за счет снижения динамических нагрузок, воздействующих на базовую машину и передачи их в зону разрушения грунта.Сущность изобретения заключается в том, что вибрационный рыхлитель, включающий базовую машину, паралеллограмную подвеску, рабочую балку, упругий элемент, стойку с рыхлительным зубом и вибровозбудителем, снабжен дополнительной стойкой с рыхлительным зубом и вибровозбудителем, причем каждая из стоек рыхлителя снабжена шарнирной опорой, расположенной в верхней части стойки, и штангой, один конец которой закреплен на стойке, а другой шарниром присоединен к балке с возможностью качания штанг в плоскости, наклоненной под острым углом к поверхности земли в направлении движения базовой машины, а упругий элемент установлен между шарнирными опорами.Использование дополнительной стойки с рыхлительным зубом и вибровозбудителем позволяет создавать концентраторы напряжений в объеме грунта, заключенном между зубьями рыхлителя и, тем самым, снизить тяговое усилие.Снабжение каждой из стоек рыхлителя штангой, один конец которой закреплен на стойке, а другой шарниром присоединен к балке с возможностью качания штанг в плоскости, наклоненной под острым углом к поверхности земли в направлении движения базовой машины, позволяет максимально снизить передачу динамических нагрузок на базовую машину.Снабжение стоек шарнирными опорами, расположенными в верхней их части, позволяет соединить стойки упругим элементом и обеспечить колебательное движение стоек с рыхлительными зубьями и вибровозбудителями в плоскости качания штанг в режиме согласования частот - частоты собственных колебаний механической системы с частотой вынужденных колебаний дебалансов вибровозбудителей. Это обеспечивает максимальную передачу энергии динамических нагрузок в грунт и минимальную на базовую машину.В совокупности указанные преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволяют увеличить передачу энергии динамических нагрузок в грунт, снизить их воздействие на базовую машину, уменьшить тяговое усилие.На фиг.1 изображен вибрационный рыхлитель, общий вид; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2.Рыхлитель включает базовую машину 1, параллелограмную подвеску 2, рабочую балку 3, соединенную шарнирно со штангами 4. С противоположной стороны штанг 4 закреплены стойки 5 с рыхлительными зубьями 6. В средней части стоек 5 установлены виброзбудители 7. В верхней части стоек 5 расположены шарнирные опоры 8, к которым присоединен упругий элемент 9. Между рабочей балкой и штангами установлены демпфирующие подушки 10.Рыхлитель работает следующим образом. При ведении земляных работ рыхлительные зубья 6 внедряются в грунт за счет тягового усилия базовой машины. Усилие на режущей части зубьев 6 определяется статической пригрузкой упругого элемента 9 тяговым усилием базовой машины 1. Одновременно с этим, в результате синхронного вращения дебалансов вибровозбудителей 7, в зону разрушения грунта через стойки 5 передается динамическая составляющая усилия разрушения. Колебательное движение стоек 5, вызванное работой вибровозбудителей 7, передается на упругий элемент 9 через шарнирные опоры 8. В режиме согласования частоты вынужденных колебаний дебалансов вибровозбудителей 7 с частотой собственных колебаний механической системы "стойка с рыхлительным зубом, вибровозбудитель, штанга" происходит максимальная передача энергии вибровозбудителей в грунт и минимальная - на элементы базовой машины.Благодаря применению дополнительной стойки 5 с рыхлительным зубом 6 и вибровозбудителем 7, в объеме грунта, заключенного между рыхлительными зубьями 6, создаются концентраторы напряжений, вызванные работой рыхлителя. Это снижает тяговое усилие базовой машины 1.Демпфирующие подушки 10 обеспечивают устойчивую работу рыхлителя в неоднородной среде.Применение предлагаемого рыхлителя позволяет повысить эффективность рыхления грунта за счет снижения тягового усилия и динамических нагрузок, воздействующих на базовую машину, и передачи их в зону разрушения грунта.Формула изобретения
Вибрационный рыхлитель, включающий базовую машину, паралеллограмную подвеску, рабочую балку, упругий элемент, стойку с рыхлительным зубом и вибровозбудитель, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной стойкой с рыхлительным зубом и вибровозбудителем, причем каждая из стоек рыхлителя снабжена шарнирной опорой, расположенной в верхней части стойки, и штангой, один конец которой закреплен на стойке, а другой шарниром присоединен к балке с возможностью качания штанг в плоскости, наклоненной под острым углом к поверхности земли в направлении движения базовой машины, а упругий элемент установлен между шарнирными опорами.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3