Рыхлитель подъемно-ударного действия

 

Область применения: рыхлители ударного действия. Сущность изобретения: рыхлитель содержит корпус с заостренным наконечником, грузовой блок, соединенный со штоком гидроцилиндра. Наконечник выполнен с продольными ребрами. В полом корпусе установлен вал. Подпружиненный вал установлен на корпусе рыхлителя. Кинетическая энергия грузового блока при заглублении рабочего органа накапливается в гидроаккумуляторе и используется для поворота наконечника и подъема корпуса гидроцилиндром. 2 ил.

Изобретение относится к землеройной технике и может быть применено для рыхления грунта.

Известен рыхлитель, содержащий корпус с заостренным наконечником и грузовой блок, соединены с тросом подъемного механизма (авт. св. СССР N 1167276, кл. Е 02 F 5/30, опубл. 15.07.85).

Недостатком известного рыхлителя является низкая производительность. Это объясняется тем, что вся кинетическая энергия ударного рабочего органа, то есть корпуса и грузового блока, затрачивается на деформацию грунта, имеющую характер сжатия. . . Деформация сжатия существенно уменьшает зону скола грунта, а соответственно и производительность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является рыхлитель, включающий корпус с заостренным наконечником, грузовой блок, соединенный со штоком встроенного в корпус гидроцилиндра, подъемный трос и гидросистему [1].

В устройстве [1] кинетическая энергия корпуса затрачивается на его заглубление за счет деформации сжатия, а кинетическая энергия грузового блока затрачивается на расширение зоны скола путем выдвижения скалывающих зубьев. Недостатки устройства [1] снижают производительность и надежность работы. Это объясняется тем, что при ударе рабочего органа по грунту поршень вертикального гидроцилиндра под действием силы инерции грузового блока опускается и через рабочую жидкость выдвигает скалывающие зубья одновременно с заглублением клиновидного корпуса, что создает дополнительное сопротивление и уменьшает величину заглубления и производительность. Для отрыва грунта от массива используется усилие, создаваемое подъемным механизмом, передаваемое через трос. В этом случае на подъемный механизм и базовую машину передаются большие статические и динамические нагрузки. Большие усилия обусловлены отрывом грунта от массива и преодолением сил инерции покоя рабочего органа, имеющего большую массу. Большие изменяющиеся нагрузки, возникающие в тросе и механизме подъема, обуславливают снижение надежности работы.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности работы.

Цель достигается тем, что рыхлитель подъемно-ударного действия, включающий корпус с засоренным наконечником, грузовой блок, соединенный со штоком встроенного в корпус гидроцилиндра, подъемный трос и гидросистему, снабженную гидроаккумулятором, управляемым гидроклапанами, обратными клапанами, гидроемкостью и дросселем, причем корпус и наконечник выполнены с продольными ребрами, а наконечник соединен с валом, установленным в полости, выполненной в корпусе гидроцилиндра, с возможностью ограниченного поворота подпружиненного вала, соединенного посредством пальцев и винтовых пазов с корпусом гидроцилиндра, а последний установлен на корпусе рыхлителя в направляющих с возможностью осевого перемещения, причем поршневая полость гидроцилиндра сообщена первой гидролинией через обратный клапан с гидроаккумулятором, второй гидролинией - со сливом через первый гидроклапан, сообщенный камерой управления со штоковой полостью, и третьей гидролинией сообщена с камерой управления и через второй обратный клапан с выходом второго гидроклапана, вход которого через третий обратный клапан сообщен со сливом, а через регулируемый дроссель - со штоковой полостью гидроцилиндра, которая через четвертый обратный клапан сообщена со сливом и через третий управляемый гидроклапан - с гидроаккумулятором, сообщенным со сливом через четвертый гидроклапан, при этом третий управляемый гидроклапан выполнен с подпружиненным золотником, с механизмом регулирования упругости пружины, с инерционным механизмом управления, включающим грузик, прикрепленный к золотнику и с возможностью сообщения штоковой полости гидроцилиндра с гидроаккумулятором в одной позиции золотника и возможностью перекрытия упомянутой гидролинии в другой его позиции, соответствующей заглублению рабочего органа.

Предложенный рабочий орган отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения. Отмеченные отличительные признаки в известных технических решениях не обнаружены, поэтому предложенное устройство соответствует критерию изобретения "Существенные отличия".

На фиг.1 изображен рыхлитель подъемно-ударного действия; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Рыхлитель содержит ребристый рабочий корпус 1, во внутренней полости которого установлен вал 2, жестко соединенный с ребристым наконечником 3. Вал 3 установлен с возможностью ограниченного поворота относительно корпуса 1 и соединен с последним упругим элементом, выполненным, например, в виде пружины 4 закручивания. Корпус гидроцилиндра 5 соединен с корпусом 1 посредством направляющих, допускающих только взаимное возвратно-поступательное перемещение, а с верхним концом вала 2 он соединен посредством пальцев 6 и винтовых пазов 7. Поршень 8 гидроцилиндра 5 соединен через шток 9 с грузовым блоком 10, соединенным с тросом 11 механизма подъема. Поршневая полость 12 гидроцилиндра 5 сообщена гидролинией 13 через гидроклапан 14 со сливом, а через обратный клапан 15 с гидроаккумулятором 16, который через гидроклапан 17 сообщен со сливом и через управляемый гидроклапан 18 гидролинией 19 сообщен со штоковой полостью 20 гидроцилиндра 5. Штоковая полость 20 гидролинией 19 сообщена через обратный клапан 21 со сливом, а через регулируемый дроссель 22 с входом гидроклапана 23, который через обратный клапан 24 сообщен со сливом. Выход гидроклапана 23 через обратный клапан 25 сообщен с поршневой полостью 12 гидроцилиндра 5. Гидроклапан 18 выполнен с подпружиненным золотником, с механизмом 26 регулирования упругости пружины и с инерционным механизмом управления, включающим грузик 27, соединенный с золотником.

Рыхлитель действует следующим образом.

В исходном положении (фиг.1) рыхлитель удерживается тросом 11 механизма подъема в верхней позиции. Пружина 4 фиксирует вал 2 с наконечником 3 с положении, в котором его ребра и ребра корпуса 1 совпадают, а верхний торец вала 2 упирается в корпус гидроцилиндра 5. Золотник гидроклапана 18 удерживается пружиной в верхнем положении, в котором он сообщает штоковую полость 20 с гидроаккумулятором 16. Гидроклапаны 14, 17 и 23 закрыты. Давление зарядки гидроаккумулятора 16 достаточно для удержания в закрытом положении гидроклапана 23, но недостаточно для открытия гидроклапанов 14 и 17.

При падении рыхлителя корпус 1 с наконечником 3 входят во взаимодействие с грунтом и начинается замедление их выдвижения вследствие сопротивления грунта. Возникающая при замедлении рабочего органа сила инерции грузика 27 преодолевает усилие пружины и переключает вниз золотник гидроклапана 18, который перекрывает гидролинию, сообщающую гидроаккумулятор 16 со штоковой полостью 20 гидроцилиндра 5. Поршень 8 гидроцилиндра 5 под действием силы тяжести и инерции грузового блока 10 опускается и вытесняет рабочую жидкость из поршневой полости 12 в гидроаккумулятор 16 по гидролинии 13 через обратный клапан 15. Гидроаккумулятор 16 заряжается, а штоковая полость 20 в это время заполняется рабочей жидкостью по гидролинии 19 через обратный клапан 21 из гидробака. Гидроаккумулятор 16 заряжается полностью на заданную величину давления, когда поршень 8 переместится только на часть возможного хода и остановится в промежуточном положении, изображенном на фиг. 1 прерывистыми линиями. Для дальнейшего перемещения поршня силы инерции грузового блока 10 недостаточно, поэтому остальная часть его кинетической энергии расходуется на заглубление корпуса 1 с наконечником 3. Усилие передается через рабочую жидкость, заполняющую поршневую полость 12 гидроцилиндра 5. По мере заглубления корпуса 1 с наконечником 3 в грунт замедление их движения стремится к нулю и соответственно стремится к нулю сила инерции грузика 27. При уменьшении силы инерции грузика 27 до величины, близкой к остановке корпуса 1, пружина поднимает золотник гидроклапана 18 вверх в исходную позицию, в которой он сообщает гидроаккумулятор 16 со штоковой полостью 20 гидроцилиндра 5. Рабочая жидкость из гидроаккумулятора 16 через гидроклапан 18 по гидролинии 19 поступает в штоковую полость 20 и в сообщенную с ней камеру управления гидроклапана 14, открывая последний. Поршень 8 гидроцилиндра 5 под действием рабочей жидкости из гидроаккумулятора 16 опускается вместе с грузовым блоком 10 до упора последнего в поверхность грунта (изображено на фиг.1 прерывистыми линиями). После упора грузового блока 10 в поверхность грунта поршень 8 становится неподвижным, а корпус гидроцилиндра 5 начинает перемещаться вверх. При подъеме корпуса гидроцилиндра 5 установленные в нем пальцы 6 перемещаются по винтовым пазам 7, выполненным на конце вала 2, поэтому он вместе с наконечником 3 поворачивается, закручивая пружину 4 из исходного положения в положение отрыва грунта (на фиг.2 сплошными линиями изображено положение ребер корпуса 1 и прерывистыми линиями положение ребер повернутого наконечника 3). После поворота наконечника 3 в указанное положение пальцы 6 упираются в торцы винтовых пазов 7 и передают осевое усилие от продолжающего подъем корпуса гидроцилиндра 5 на вал 2 с наконечником 3 и через последний на корпус 1. Повернутый наконечник 3 упирается верхними торцами ребер в грунт и осуществляет отрыв его от массива по линиям скола, которые на поверхности грунта находятся внутри контура, очерченного кромками грузового блока 10, прижатыми к поверхности грунта. Таким образом отрыв грунта от массива осуществляется за счет усилия, развиваемого гидроцилиндром 5. Из поршневой полости 12 рабочая жидкость в это время идет на слив через открытый гидроклапан 14.

Для подъема рыхлителя включают привод механизма подъема, который через трос 11 воздействует на грузовой блок 10 и соединенный с ним поршень 8. При подъеме поршня 8 уменьшается давление в поршневой полости 12 и в сообщенной с ней камере управления гидроклапана 23, поэтому последний 23 открывается и рабочая жидкость из штоковой полости 20 и гидроаккумулятора 16 через дроссель 22 поступает в поршневую полость 12 через открытый гидроклапан 23 и обратный клапан 25. Дроссель 22 ограничивает скорость перемещения поршня 8 относительно корпуса гидроцилиндра 5, т.е. создает подпор рабочей жидкости в штоковой полости 20 и предотвращает резкое увеличение нагрузки на трос 11 и весь механизм подъема при упоре поршня 8 в крышку корпуса гидроцилиндра 5. Клапан 24 предотвращает образование большого разрежения в поршневой полости 12 при разряженном гидроаккумуляторе, например, после длительного перерыва в работе. Гидроклапан 17 в течение всего времени эксплуатации остается закрытым. После выглубления корпуса 1 и отрыва грунта от массива уменьшается воздействие последнего на ребре наконечника 3, поэтому последний вместе с валом 2 под действием пружины 4 поворачивается в исходное положение, скользя пазами 7 по пальцам 6.

После подъема рыхлителя в исходное положение рабочий цикл повторяется.

Формула изобретения

РЫХЛИТЕЛЬ ПОДЪЕМНО-УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ, включающий корпус с заостренным наконечником, грузовой блок, соединенный со штоком встроенного корпуса гидроцилиндра, подъемный трос и гидросистему, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности работы, гидросистема снабжена гидроаккумулятором, управляемыми гидроклапанами, обратными клапанами, гидроемкостью и дросселем, причем корпус и наконечник выполнены с продольными ребрами, а наконечник соединен с валом, установленным в полом корпусе с возможностью ограниченного поворота подпружиненного вала, соединенного посредством пальцев и винтовых пазов с корпусом гидроцилиндра, а последний установлен на корпусе рыхлителя в направляющих с возможностью осевого перемещения, причем поршневая полость гидроцилиндра сообщена первой гидролинией через обратный клапан с гидроаккумулятором, второй гидролинией - со сливом через первый гидроклапан, сообщенный камерой управления со штоковой полостью и третьей гидролинией сообщена с камерой управления и через второй обратный клапан с выходом второго гидроклапана, вход которого через третий обратный клапан сообщен со сливом, а через регулируемый дроссель - со штоковой полостью гидроцилиндра, которая через четвертый обратный клапан сообщена со сливом и через третий управляемый гидроклапан - с гидроаккумулятором, сообщенным со сливом через четвертый гидроклапан, при этом третий гидроклапан выполнен с подпружиненным золотником, с механизмом регулирования упругости пружины, с инерционным механизмом управления, включающим грузик, прикрепленный к золотнику с возможностью сообщения штоковой полости гидроцилиндра с гидроаккумулятором в одной позиции золотника и возможностью перекрытия упомянутой гидролинии в другой его позиции, соответствующей заглублению рабочего органа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2