Землеройно-метательный рабочий орган

 

Использование: землеройное машиностроение. Может быть также использовано в лесном хозяйстве при прокладке защитных, заградительных и опорных противопожарных полос и при тушении пожаров. Сущность изобретения: фреза установлена на вертикальном валу и выполнена в виде замкнутого полого конуса, на поверхности которого установлены метательные лопатки. Лопатки выполнены желобчатыми, а их нижняя часть имеет режущие элементы. Кожух фрезы выполнен в виде усеченного конуса. За счет обеспечения увеличения скорости грунта при его движении вдоль метательных лопаток улучшается метание грунта. Наличие режущих элементов на метательных лопатках расширяет технологические возможности фрезы за счет резания грунта с древесными включениями. 2 ил.

Изобретение относится к землеройному машиностроению и может и быть использовано в лесном хозяйстве при прокладке защитных, заградительных и опорных противопожарных полос, а также при тушении лесных пожаров.

Известны рабочие органы землеройных машин, валы которых расположены горизонтально и параллельно прокладываемой полосе.

Дальность выброса грунта такими рабочими органами обеспечивается высокими окружными скоростями резания, что приводит к высоким энергозатратам, динамическим нагрузкам и повышенному износу режущих элементов.

Известен землеройно-метательный рабочий орган, который с целью снижения энергоемкости и увеличения дальности грунтометания снабжен шарнирно установленными на ступице лопатками, причем между шарнирами на ступице выполнены овальные выемки, в которых жестко закреплены пластинчатые пружины, поджимающие лопатки с двух сторон.

Однако эффективность снижения окружной скорости лопаток при их вхождении в грунт обеспечивается только деформацией пластинчатых пружин, жесткость которых не позволяет отклоняться лопаткам на большой угол.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является рабочий орган землеройной машины.

Он содержит установленные на раме две цилиндрические фрезы, размещенные на вертикальных валах с возможностью встречного вращения, режущие элементы, закрепленные на наружной цилиндрической поверхности, размещенный в полости фрез транспортирующий механизм, метатель грунта и привод фрез с вертикально расположенным двигателем. При этом транспортирующий механизм каждой из фрез выполнен из размещенных с внутренней стороны каждой цилиндрической фрезы лотка и метательной лопатки, связанных между собой посредством предварительно сжатого упругого элемента.

Однако данный рабочий орган предназначен только для отрывки траншей под кабель и другие инженерные коммуникации и не может быть использован в лесном хозяйстве при прокладке противопожарных полос, так как цилиндрические фрезы не смогут пройти встречающиеся в земле корни и др. препятствия.

Кроме того, как и у торцовых фрез, срезание почвы происходит с высокой скоростью вращения ввиду цилиндрического расположения ножей, а стружка, срезанная зубьями в верхней части загрузочного окна, не получает центробежного разгона и тормозит движение стружки, срезанной зубьями нижней части загрузочного окна. При этом отсутствует принцип разгона стружки от минимальной до максимальной скорости, а оставшаяся у срезанной стружки при попадании на метательные лопатки часть накопленной кинетической энергии гасится о горизонтальный кожух. Недостатком устройства является также то, что метательные лопатки возвращаются в исходное положение с ударами об ограничители, образуя динамические нагрузки и вибрацию.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей за счет резания грунтов с древесными включениями, снижение энергоемкости и улучшение метания грунта путем обеспечения увеличения скорости грунта при его движении вдоль метательных лопаток.

Цель достигается тем, что в землеройно-метательный рабочий орган, включающий такие известные признаки, как установленную на вертикальном валу фрезу, метательные лопатки, кожух и привод фрезы, внесены новые существенные признаки.

Фреза выполнена в виде полого замкнутого конуса, метательные лопатки выполнены желобчатыми и их наружная часть снабжена режущими элементами, при этом метательные лопатки закреплены на наружной поверхности полого конуса, а кожух выполнен в виде усеченного конуса.

В настоящее время в лесном хозяйстве широко применяются грунтометательные машины, включающие торцевые фрезы с горизонтальной осью вращения. Подобные землеройно-метательные фрезы обеспечивают совмещение резания и метания грунта, при этом дальность выброса грунта обуславливают высокие окружные скорости резания, что приводит к повышенной энергоемкости процесса и быстрому износу режущих элементов ножей.

Кроме того, высокие окружные скорости резания вызывают большое ударное взаимодействие ножей фрезы с грунтом, что является причиной чрезмерного распыления и перемешивания грунта с одновременным снижением дальности метания. Поэтому резание грунта необходимо производить на низких скоростях, а метание - на высоких.

Предлагаемое конструктивное решение землеройно-метательного рабочего органа обеспечивает выполнение данного требования, так как применение конической фрезы с вертикальной осью вращения и желобчатыми, например полуцилиндрическими, лопатками позволяет плавно увеличивать скорость метания стружки при перемещении ее вдоль лопатки за счет центробежной силы инерции. При этом за счет снижения ударных нагрузок увеличивается долговечность режущих элементов фрезы, а желобчатая форма метательных лопаток исключает трение стружки о кожух, что снижает энергозатраты на подъем и ускорение стружки. Таким образом, значительно улучшается процесс грунтометания.

На фиг. 1 изображена общая схема землеройно-метательного рабочего органа; на фиг. 2 - фреза, общий вид.

Землеройно-метательный рабочий орган состоит из привода в виде редуктора 1 с вертикальным расположением выходного вала 2, на конце которого закреплена фреза, например, с помощью шлицевого соединения. Кожух 3 фрезы, имеющий выбросное окно 4, закреплен на редукторе 1, например, с помощью шпилек 5. Шарнирно-рычажная навеска, включающая, например, рычаг 6 и пружину 7, соединена с кронштейном 8 редуктора 1, а фреза выполнена в виде полого замкнутого конуса 9, на поверхности которого конусообразно закреплены, например сваркой, метательные лопатки 10 желобчатой формы, нижняя часть 11 которых выполнена в виде режущих элементов. Лопатки 10 могут быть снабжены режущими элементами в виде ножей желобчатой формы. Кожух 3 выполнен в виде усеченного конуса не закрывает режущие элементы 11.

Предлагаемый рабочий орган работает следующим образом.

Включается привод 1, вращение от которого передается фрезе, после чего оператор осуществляет заглубление и подачу фрезы в массив грунта на высоту режущих элементов 11 с помощью шарнирно-рычажной навески. Ножи 11, закрепленные на концах метательных лопаток 10, например полуцилиндрической формы, срезают почвенную стружку, которая за счет переносной центробежной силы инерции направляется по внутренней поверхности метательных лопаток на вылет через выбросное окно 4. При этом срезание почвенной стружки производится на низких окружных скоростях резания, а выброс - на высоких.

Встречающиеся на пути рабочего органа препятствия либо срезаются, либо огибаются рабочим органом путем его выглубления за счет столкновения с кожухом и разворота рабочего органа на шарнирно-рычажной навеске. При этом конусообразная форма кожуха обеспечивает ему необходимую жесткость, а желобчатая форма метательных лопаток 10 удерживает стружку на их внутренней поверхности и исключает трение стружки о кожух, в результате чего снижаются энергозатраты подъема и ускоряется движение стружки. Параметры метательных лопаток могут быть рассчитаны так, чтобы за один оборот фрезы почвенная стружка попадала в выбросное окно 4.

Формула изобретения

ЗЕМЛЕРОЙНО-МЕТАТЕЛЬНЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН, включающий установленную на вертикальном валу фрезу, метательные лопатки, кожух и привод фрезы, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет резания грунта с древесными включениями, снижения энергоемкости и улучшения метания грунта путем обеспечения увеличения скорости грунта при его движении вдоль метательных лопаток, фреза выполнена в виде полого замкнутого конуса, метательные лопатки выполнены желобчатыми и их нижняя часть снабжена режущими элементами, при этом метательными лопатками закреплены на наружной поверхности полого конуса, а кожух выполнен в виде усеченного конуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2