Устройство для разрушения твердых пород и мерзлых грунтов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ТВЕРДЫХ ПОРОД И МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ по авт. св. № 962478, отличаю (Л о vj со ю щесся тем, что, с целью повышения эффективности и обеспечения работы устройства в различных режимах в зависимости от категории твердых пород, корпус устройства выполнен из наружной секции, с которой связаны рабочий наконечник и ударный элемент, и из внутренней, в которой раз.мещен механизм вибропривода, при это.м образующая корпус вибропривода внутренняя секция установлена в наружной с возможностью продольного перемепдения посредством нодшипников качения и подпружинена относил-ельно нее.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1074972 з(511 Е 02 F 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 962478 (21) 3383532/29-03 (22) 20.01.82 (46) 23.02.84. Бюл. № 7

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) В. А. Шилков, И. В. Золотухин, В. С. Метрикин, Г. К. Ярук и Н. А. Чипурин (53) 624.139.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 962478, кл. E 02 F 5/30, 1981 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ТВЕРДЫХ ПОРОД И МЕРЗЛЫХ

ГРУНТОВ по авт. св. № 962478, отличаюии вся те il, что, с целью повышения эффективности и обеспечения работы устройства в различных режимах в зависимости от категории твердl>lx !10pog, корпус устройства выполнен из наружной секции, с которой связаны рабочий наконечник и ударный элемент, и нз внутренней, в которой размещен механизм вибропривода, при этом образующая корпус вибропривода внутренняя секция установлена в наружной с возможностью продольного перемещения посредством подшипников качения и подпружинена относительно нее.!

074972

Изобретение относится к области разработки грунта, а именно к устройствам, служагцим для разрушения твердых и мерзлых пород.

По основному авт. св. Хо 962478 извест5 но устройство для разрушения твердых пород и мерзлых грунтов, содержащее корпус, шарнирно соединенный с ним и выполненный с режущим наконечником рабочий элемент, шарнирно соединенный с последним ударный элемент и вибропривод, включаю- 10

1ций расположенный параллельно рабочему элементу вал с двумя кривошипами, смещенными по фазе один относительно другого, и двумя шатунами, один из которых выполнен из упруго связанных частей и связан с ударным элементом, 3 другой — с ползун15 ковым бойком, наносящим удары по ударному элементу.

Недостатком известного устройства является возможность его заклинивания при больших сопротивлениях резанию и недос- 20 таточной мощности вибропривода, так как вибропривод закреплен без возможности перемещения относительно корпуса устройства. Другим недостатком является то, что при ударных взаимодействиях не используется кинетическая энергия корпуса, в кото- 2 ром разме1цсн вибропривод с валом, так как корпус выполнен неподвижным. Кроме того, при известном конструктивном исполнении невозможно обеспечить устойчивые режимы работы, эффективные лля всех категорий пород.

Цель изобретения — — повышение эффективности и обеспечение работы устройства в различных режимах в зависимости от категории твердых пород.

Г1оставленная цель достигается тем, что в устройстве для разрушения твердых пород и мерзлых грунтов корпус устройства выполнен из наружной секции„с которой связаны рабочий наконечник и ударный элемент, и из внутренней, в которой размещен механизм вибропривода, при этом образующая корпус 40 вибропривода внутренняя секция установлена в наружной с возможностью продольного перемещения посредством подшипников качения и подпружинена относительно нее.

На чертеже изображено предлагаемое устройство продольный разрез. 4

YcTpoLIcTBo содержит корпус, выполненный из наружной 1 и из внутренней 2 секций. С наружной секцией при помощи шарнира 3 соединен рабочий наконечник 4 и ударный элемент 5, прикрепленный к пако- 50 печнику 3 посредством шарнира 6. Во внутренней секции 2 размещен механизм вибропривода, состоящий из маховиков с массами 7 и 8, установленных на валу 9 двигателя 10. Внутренняя секция 2 установлена в наружной секции 1 с возможностью продольного перемещения посредством подшипников 11 качения и подпружинена относительно нее упругим элементом 12. Регулировка силы !IpHm3THH упругих элементов 12 осуществляется регулировочными винтами 13.

Вал 9 установлен параллельно рабочему наконечнику 4 и связан с ударным элементом 5 посредством кривошипно-шатунного механизма, состоящего из кривошипа !4 и шатуна 15, выполненного из двух частей. прижимаемых друг к другу пружинами 16.

Шатун 15 связан шарнирно с ударным элементом 5. В устройстве имеется дополнительный кривошип 17, шатун !8 и ползунковый боек 19, который бьет по наковальне 20, выполненной на ударном элементе 5.

Кривошипы 14 и 17, имеющие >KOLIBHTpHситеты г1 и г.„(причем г >r1) и сдвинутые по фазе один относительно другого на угол, связаны соответственно с шатунами 15 H 18 через сферические подшипники, ось которых расположена перпендику,1ярно к ос I рабочего наконечника 4. Двигатель 10 непольижно закреплен на внутренней секции 2. Устройство смонтировано на основании 2! посредством шарнирного приспособле. ия 22.

Основание может быть прикре11ле1п к руKOSITH 23 3KCKB3Top3 HJIH K раме тракто113.

Устройство работает следующим оораззом.

Подводят рабочий наконечник 4 к забою и включают двигатель 10, ol которого вращение передается валу 9, массам 7 и 8 на кривошипы 14 и 17, которые посредством шатунов 15 и 18 преобразуют вра1цательное движение вала 9 в возвратно-поступательное движение нижней части ударного элемента 5

H ползуHKoBor" 00НК3 19. дарный эле 1еllT 5 поворачивается вокруг шарнира 6 H на1госит периодические улары по рабочему наконечни— ку 4, внедряя его в породу. Иолзунковый боек 19 наносит улар 110 наковальне 20, расположенной на ударном элементе 5, с некоторым запаздыванием, величина которого зависит от разности эксц(нтрисHTcToB КрНBo!LIHIIoB г, и 1 р смещения их по фазе па угол относительно друг друга, высоты наковальни 20, жесткости и силы пр11жатия упругих элементов !2. В момен,; 33р3 .1олзункового бойка 19 по наковальне 20 ввиду того, что эксцентриситет г больше эксцентриситета г I, пр!HcxolHT отталкивание 3313 9 с внутренней сскц11ей 2 оТ у !3pllor-о элемента 5, если ударный элсме1гг 5 нах11дится в контакте с рабочим наконечником 4, или отталкивание ударного элемента 5 от 83.13 9 с внутренней секцией 2, если ударный элемент 5 находится в отрыве от рабочего н3конечника 4. При этом B результат< расталкивающих усилий пружины 16 деформируются, позволяя шатуну 15 «удлиняться» па требуемую величину, чем предотвр31цается заклинивание механизма. Г1осле окончания взаимодействия ползункового бойка 19 с ударным элементом 5, Ilocëåä!IHй на1и1:1аеT перемещаться относитсльн1о внутренней сек1074972

Составитель Л. Варина

Редактор A. Шишкина Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 222/28 Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ции 2 под действием растянутых пружин 16, поскольку его масса значительно меньше массы внутренней секции 2. При этом может происходить разделение ударных поверхностей ударного элемента 5 и рабочего наконечника 4. При дальнейшем повороте вала 9 внутренняя секция 2 с виброприводом под воздействием сжатых упругих элементов 12 начинает двигаться по направлению к рабочему наконечнику 4, и одновременно ударный элемент 5 под действием кривошипов 14 и 17 с эксцентриситетами г1 или f перемещается относительно внутренней секции 2.

В результате при повторном соприкосновении ударных поверхностей наконечника 4 и элемента 5 ударная скорость составляет сумму скоростей движения ударной массы внутренней секции 2 и вибропривода относительно внешней секции 1 V i и ударного элемента 5 относительно внутренней секции 2

Ч2. Следовательно во время движения передается количество движения 1= п1(Ъ 1+Ч ), где m=mi+m — суммарная масса внутренней секции 2 с виброприводом и ударного эле мента 5; m i — масса внутренней секции 2 с виброприводом; m — масса ударного элемента 5.

При последующем ударе ползунковым бойком 19 по ударному элементу 5 на рабочий наконечник 4 передается дополнительное количество движения I i =п1 7q, где V. линейная скорость ползункового бойка 19 относительно внутренней секции 1.

Таким образом, за каждый цикл íà рабочий элемент оказывается двойное силовое воздействие, чем обеспечивается повышение эффективности работы.

Наиболее эффективными являются режим с наибольшим силовым взаимодействием ударного элемента 5 с рабочим наконечником 4, что имеет место в момент начала взаимодействия при движении внутренней секции 2 и ударного элемента 5 с максимальной суммарной линейной скоростью.

Максимальная относительная линейная скорость ударного элемента 5 относительно внутренней секции 2 достигается при угловом положении кривошипа в момент взаимодействия близком к 90 . Поскольку размах колебания внутренней секции 2 при прочих равных условиях зависит от реакции рабочего наконечника 4, которая в свою очередь определяется силой сопротивления грунта, а поэтому не является величиной постоянной, для обеспечения требуемого

10 режима работы посредством поддержания фазового угла кривошипов в момент ударов вблизи от оптимального значения необходимо производить по мере изменения сопротивления грунта регулирование некоторых параметров. В предлагаемом устройстве наи15 более доступным является изменение скорости вращения вала. Максимальная линейная скорость внутренней секции 2 достигается подбором жесткости и силы прижатия упругих элементов 12 или изменением ско20 рост вращения ва1а 9 при постоянной жесткости упругих элементов 12 до величины, при которой обеспечиваются резонансные режимы, т.е. когда размах колебаний корпуса является максимальным.

Таким образом, предлагаемое устройство

25 позволяет повысить эффективность разрушения твердых пород благодаря тому, что силовое воздействие на разрушаемый материал формируется за счет ударного воздействия ударного элемента и дополнительного ударного воздействия ползункового бойка через ударный элемент, и расширить диапазон применения в зависимости от категории твердых пород настройкой на режимы наиболее сильных ударов, изменяя жесткость пружин и усилие прижатия дополнительного корпуса к ударному элементу при постоян35 нои скорости вращения вала или изменять скорость вращения вала при постоянной жесткости пружин и усилии поджатия до достижения резонансного режима работы, чем достигается дополнительное динамичес40 кое нагружение грунта.