Рыхлитель

 

Изобретение относится к оборудованию для рыхления мерзлого грунта и смерзшихся насыпных материалов. Рыхлитель включает насаженную на штангу винтовую лопасть с приводом ее от оборудованного двигателем вращателя, корпус которого подпружинен относительно рамы с гидроцилиндрами ее вертикального перемещения. Штанга размещена внутри подпружиненного относительно рамы клинового корпуса, кинематически связанного с корпусом вращателя посредством кремальерных передач, параллельные рейки которых введены в зубчатое зацепление с шестернями, оси вращения которых закреплены на раме. Повышается надежность работы рыхлителя. 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для рыхления мерзлых грунтов и смерзшихся насыпных материалов. Известен рыхлитель [1], содержащий центральный клиновой корпус, внутри которого размещена вращающаяся штанга, на выходной конец которой насажена винтовая лопасть, а по бокам клинового корпуса установлены наклонно идущие вверх приводные шнеки. Все перечисленное оборудование смонтировано на подвесной раме с возможностью ее вертикального перемещения. При работе устройства винтовая лопасть, внедряясь в грунт, обеспечивает преодоление лобовых сопротивлений, возникающих на острие центрального клина, а шнеки разрабатывают грунт с боков и выносят его на поверхность. Тем самым существенно уменьшаются боковые сопротивления при заглублении всего рабочего органа в грунт. Недостаток данного устройства в его относительной сложности. Так привод радиально размещенных шнеков выполнен внутри полого центрального клина, что затрудняет его техническую эксплуатацию и ведет к тому же к повышенным энергозатратам.

Известен также разрыхлитель [2], у которого корпус вращателя винтовой штанги подпружинен относительно перемещаемой гидроцилиндрами рамы, в результате чего работа винтового наконечника носит прерывистый характер. Так, в начальный период своего заглубления он входит в грунт под действием осевой силы, передающейся винту от вращателя, при этом идет процесс сжатия пружинной подвески. Когда сила упругого сжатия пружин превысит силы сцепления грунта с винтовой лопастью, вся система упомянутых выше элементов “выстрелит” вверх совместно с материалом, нанизанным на лопасти. После чего этот цикл должен повторяться. Несомненное достоинство данного устройства в его экономичности, ибо разрушение материала идет здесь за счет использования деформации разрыва, а не лобового сжатия, что имело место в [1]. Однако устройство [2], как объект с цикличностью своего воздействия на грунт, имеет и характерный для этого процесса недостаток: так после каждого отскока вверх винтовой лопасти теряется ее контакт с основным грунтовым массивом и для начала нового цикла внедрения требуется новое забуривание. Поскольку при таких отскоках грунт откалывается малыми порциями, то применять данный процесс разрушения становится целесообразным, либо при распространении ею вширь, или продолжать разработку грунта в глубину, предварительно готовя для этого фронт работ с освобождением его от старых порций уже отколотого грунта.

В связи с этим, задачей заявляемого объекта является то, чтобы он, обладая достоинствами выбранного за ближайший аналог устройства [2], был лишен указанных выше недостатков и не терял бы в процессе разрушения грунта своего контакта со всем грунтовым массивом. Другими словами, ставится задача: при внутренней цикличности работы винтовой лопасти предлагаемому рыхлителю придать такие его новые отличия (в том числе и от других аналогичных устройств), которые позволяли бы считать процесс разрушения грунта действительно непрерывным при постоянном контакте рыхлителя с грунтом. Указанная задача достигается тем, что в рыхлителе, включающем насаженную на штангу винтовую лопасть с приводом ее от оборудованного двигателем вращателя, корпус которого подпружинен относительно рамы с гидроцилиндрами ее вертикального перемещения, штанга размещена внутри подпружиненного относительно рамы клинового корпуса, кинематически связанного с корпусом вращателя посредством кремальерных передач, параллельные рейки которых введены в зубчатое зацепление с шестернями, оси вращения которых закреплены на раме.

Указанное выше проиллюстрировано чертежом, на котором представлено следующее: центральный клиновой корпус 1, в подшипниках которого размещена штанга 2 с наружной винтовой лопастью 3. Привод штанги 2 исходит от оборудованного двигателем 4 вращателя, корпус 5 которого связан с рамой 6 посредством снабженных упорами упругих элементов 7. Клиновой корпус 1 подвешен к раме 6, с приводом ее от гидроцилиндров 8, посредством пружин 9. К тому же корпуса 1, 5 клина и вращателя кинематически связаны между собой, посредством кремальерных передач, каждая из которых включает две параллельно расположенные в зеркальном друг к другу отображении зубчатые рейки, одна из которых 10 скреплена с клиновым корпусом 1, а другая 11 - с корпусом 5 вращателя штанги 2. Между зубчатыми рейками 10-11, в зацеплении с ними установлены шестерни 12, оси которых закреплены на раме 6.

Работает предложенное устройство следующим образом. От привода вращение получает штанга 2 с винтовой лопастью 3, которая при воздействии на штоки гидроцилиндров 8, а через них и раму 6 коснется разрабатываемого грунта. При этом рама 6, перемещаясь вниз, будет давить на нижние концевики вертикальных направляющих упругих элементов 7, которая из расслабленного в статическом положении состояния будет сжиматься, ускоренно увлекая за собой винтовую лопасть 3, штангу 2, корпус 5 вращателя, двигатель 4. Движение этих элементов вниз быстрее рамы 6 будет продолжаться до тех пор, пока силы упругих элементов 7 не станут больше сил сцепления материала, нанизанного на винтовую лопасть 3. Когда это произойдет, упругие элементы 7 разожмутся и система: винтовая лопасть 3 - штанга 2 - корпус 5 вращателя - двигатель 4 “выстрелит” вверх, совершив отрыв материала, увлеченного за собой лопастью 3. Заметим, что описанный процесс работы винтовой лопасти 3 - штанги 2 - корпуса 5 вращателя - двигателя 4 совместно и с их упругими элементами 7 здесь полностью идентичен тому, что имело место в объекте [2]. Однако отличительная черта функционирования предложенного устройства от объекта [2] состоит в том, что цикличные движения винтовой лопасти 3 - штанги 2 - корпуса 5 вращателя – двигателя 4 и их упругих элементов 7 вниз-вверх одновременно вызывают обратные перемещения, т.е. вверх-вниз клинового корпуса 1 и его пружин 9. Последнее достигается наличием и работой кремальерных передач: зубчатых реек 10 – шестерней 12 – зубчатых реек 11. Так, при перемещении двигателя 4 – корпуса 5 вращателя – штанги 2 – винтовой лопасти 3 вниз вместе с ними туда же перемещаются и скрепленные с корпусом 5 вращателя зубчатые рейки 11, которые через паразитные шестерни 12 передают противоположные по направлению перемещения (т.е. вверх) зубчатым рейкам 10, скрепленным с боковыми сторонами клинового корпуса 1. При этом перемещение клинового корпуса 1 вверх сопровождается сжатием его подвесных к раме 6 пружин 9. Далее, при “выстреливании” винтовой лопасти 3 - штанги 2 - корпуса 5 вращателя - двигателя 4 вверх произойдет реверсивное движение реек 11-10 и “выстреливание” уже вниз клинового корпуса 1 и его пружин 9. Итак, забуривание в грунт лопасти 3 сопровождается перемещением вверх клинового корпуса 1, когда же винтовая штанга 2 отрывает грунт и перемещается вверх, наружный клин перемещается наоборот вниз. Таким образом, рабочий орган рыхлителя постоянно воздействует на грунт попеременно двумя своими частями - винтовой лопастью 3 и клиновым корпусом 1. При этом работа винтовой лопасти 3 снимает лобовые сопротивления при передвижении клинового корпуса 1 вниз, а вертикальные колебания самого клина уменьшают боковые сопротивления на его ребрах. Фактически указанные колебания клинового корпуса 1 выполняют альтернативную роль энергоемких боковых шнеков в устройстве [1]. В устройстве имеют место новые конструктивные элементы: пружина 9, зубчатые рейки 10, 11 шестерни 12, которые определяют новое функционирование ранее известного самого по себе клинового корпуса 1.

Информационные источники

1. А.С. Шаволов. Рабочий орган рыхлителя. Авт. св. № 1530694 А1. Опубл. в Бюл. № 47, 1989 г.

2. А.С. Шаволов. Рыхлитель смерзшихся материалов. Авт. св. № 861505. Опубл. в Бюл. № 33, 1981 г.

Формула изобретения

Рыхлитель, включающий насаженную на штангу винтовую лопасть с приводом ее от оборудованного двигателем вращателя, корпус которого подпружинен относительно рамы с гидроцилиндрами ее вертикального перемещения, отличающийся тем, что штанга размещена внутри подпружиненного относительно рамы клинового корпуса, кинематически связанного с корпусом вращателя посредством кремальерных передач, параллельные рейки которых введены в зубчатое зацепление с шестернями, оси вращения которых закреплены на раме.

РИСУНКИ

Рисунок 1