Устройство для рыхления прочных грунтов

Изобретение относится к строительству и может найти применение для послойного рыхления прочных грунтов, а также снятия льда и снежного наката на автомобильных дорогах и тротуарах. Устройство содержит раму, на которой в опорах вращения установлен вал с закрепленными к нему зубьями, привод вращения вала, кронштейн, жестко закрепленный на валу с осями, на которых в опорах вращения смонтированы зубчатые колеса с дебалансами, входящие в зацепление с зубчатым колесом, установленным на приводном валу в опорах вращения, и привод зубчатого колеса. Привод вращения вала включает зубчатую пару, ведущее колесо которой соединяется с ведущим валом привода через предохранительную муфту, а ведомое зубчатое колесо соединено с валом с закрепленными к нему зубьями посредством обгонной фрикционной муфты. Сцепление обгонной фрикционной муфты осуществляется при передаче крутящего момента от привода вращения вала. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы устройства, снижение энергоемкости процесса рыхления разрабатываемой среды и повышение надежности и долговечности элементов привода. 4 ил.

 

Изобретение относится к строительству и может найти применение для послойного рыхления прочных грунтов, а также снятия льда и снежного наката на автомобильных дорогах и тротуарах.

Известно устройство для фрезерования прочных грунтов, включающее раму, на которой в опорах вращения установлен вал с закрепленными к нему зубьями и привод вала [1].

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для рыхления прочных грунтов, содержащее раму, на которой в опорах вращения установлен вал с закрепленными к нему зубьями и привод вращения вала. На валу жестко закреплен кронштейн, на котором в опорах вращения смонтированы зубчатые колеса с дебалансами, входящие в зацепление с зубчатым колесом, установленным в опорах вращения, и привод зубчатого колеса [2].

Недостатком известного устройства является жесткая кинематическая связь между элементами привода и вала с зубьями, что приводит к значительным динамическим нагрузкам на привод устройства и к снижению эффективности процесса рыхления прочных грунтов.

Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства для рыхления прочных грунтов и снижение динамических нагрузок на привод.

Для достижения поставленной цели привод вращения вала включает зубчатую пару, ведущее колесо которой соединено с ведущим валом привода через предохранительную муфту, а ведомое зубчатое колесо соединено с валом с закрепленными к нему зубьями посредством обгонной фрикционной муфты.

На фиг.1 представлено устройство для рыхления прочных грунтов, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А фиг.1; на фиг.3 - кинематическая схема работы привода, когда динамический момент направлен в сторону вращения вала с зубьями; на фиг.4 - кинематическая схема работы привода, когда динамический момент направлен в противоположную сторону.

Устройство для рыхления прочных грунтов (фиг.1) содержит раму 1, на которой в опорах вращения установлен вал 2 с жестко закрепленными зубьями 3, ведомое зубчатое колесо 4 одноступенчатого цилиндрического редуктора 5, которое соединяется с валом 2 посредством обгонной фрикционной муфты 6, ведущий вал 7 редуктора 5, который через муфту 8 соединен с двигателем 9 привода вращения вала 2, ведущее зубчатое колесо 10, соединенное с ведущим валом 7 через предохранительную муфту 11 с неразрушающим элементом. При этом сцепление обгонной фрикционной муфты 6 осуществляется при передаче крутящего момента двигателем 9. На противоположной стороне относительно двигателя 9, на валу 2 жестко закреплен кронштейн 12 с осями 13, на которых в опорах вращения установлены зубчатые колеса с дебалансами 14, входящие в зацепление с зубчатым колесом 15, установленным на приводном валу 2 в опорах вращения. Привод 16 зубчатого колеса 15 установлен на раме 1.

Для рыхления прочного грунта или снятия льда и снежно-ледяного наката, рама 1 устройства навешивается на базовую машину с возможностью обеспечения контакта по заданной глубине с разрабатываемой средой, включается двигатель 9, который через муфту 8 вращает ведущий вал 7, и одновременно включается привод 16, который приводит во вращение зубчатое колесо 15, после чего базовая машина заглубляет устройство и начинает движение.

Крутящий момент передается с ведущего вала 7, вращающегося с угловой скоростью ω1 (фиг.1, фиг.3), через предохранительную муфту 11 и ведущее зубчатое колесо 10 на ведомое зубчатое колесо 4, которое через сцепленную обгонную фрикционную муфту 6 передает крутящий момент на вал 2, который вращается с угловой скоростью ω2. Зубья 3 поочередно входят в контакт с разрабатываемой средой, разрушая ее.

Привод 16 через зубчатое колесо 15 приводит во вращение зубчатые колеса с дебалансами 14 (фиг.2), которые создают возмущающую силу:

где m - масса вращающихся дебалансов, кг;

e - эксцентриситет дебаланса, м;

ω - угловая скорость вращения дебалансов, рад/с.

Под действием этой возмущающей силы возникают крутильные колебания вала 2 вместе с закрепленными на нем зубьями 3 относительно собственной оси. Величина максимального динамического момента, вызывающего эти колебания, определяется из:

где D0 - диаметр расстановки осей зубчатых колес с дебалансами.

Тб - момент, передаваемый от двигателя привода барабана.

Следовательно, в момент взаимодействия зубьев 3 с разрабатываемой средой к моменту Тб на валу 2, который создается двигателем 9, добавляется динамический момент Тдин от крутильных колебаний. При этом в зависимости от угла поворота зубчатых колес с дебалансами направление действия динамического момента Тдин может совпадать с направлением момента Тб (направлением вращения вала 2) или может быть направлено в противоположную сторону.

Когда динамический момент Тдин, направленный в сторону вращения вала 2 (фиг.3), превышает момент Тб, обгонная муфта 6, жестко связанная с валом 2, начинает проскальзывать в направлении вращения зубчатого колеса 4, так как угловая скорость вращения ωдин вала 2 под действием Тдин значительно выше угловой скорости вращения ω2 ведомого зубчатого колеса 4 приводимого моментом Тб. Таким образом, проскальзывание муфты 6 предотвращает передачу крутильных колебаний к валу двигателя 9.

При повороте зубчатых колес с дебалансами на 180°, направление действия динамического момента Тдин изменится тоже на 180° (фиг.4). Когда динамический момент Тдин превысит момент Тб, обгонная муфта 6 сцепляется, передавая динамический момент Тдин на зубчатое колесо 4, которое становится ведущим, вращаясь с угловой скоростью в направлении действия динамического момента Тдин. Зубчатое колесо 4 приводит во вращение зубчатое колесо 10 с угловой скоростью в направлении, противоположном вращению вала 7, при этом происходит выключение предохранительной муфты 11, у которой момент срабатывания Тдин определяется условием:

Таким образом, момент Тб от двигателя 9 привода вала 2 не противодействует свободным крутильным колебаниям вала 2 с зубьями 3. В результате чего при прочих равных условиях увеличивается динамическая составляющая на разрушение среды, а сам привод устройства не испытывает дополнительных динамических нагрузок при колебаниях барабана с зубьями против его вращения.

Применение изобретения позволит не только повысить эффективность работы устройства, но и снизит энергоемкость процесса, увеличит надежность и долговечность элементов привода вала с зубьями.

Источники информации

1. Бородачев И.В. Справочник конструктора дорожных машин: - М. Машиностроение 1965. - 725 с.

2. Пат. 2224848, Российская Федерация, МПК E02F 5/30. Устройство для рыхления прочных грунтов / Ромакин Н.Е., Земсков В.М., Краснолудский Н.В.; №2001118342; заявл. 02.07.2001; опубл. 27.02.2004. Бюл. №6.

Устройство для рыхления прочных грунтов, содержащее раму, на которой в опорах вращения установлен вал с закрепленными к нему зубьями, привод вращения вала, кронштейн, жестко закрепленный на валу с осями, на которых в опорах вращения смонтированы зубчатые колеса с дебалансами, входящие в зацепление с зубчатым колесом, установленным на приводном валу в опорах вращения, и привод зубчатого колеса, отличающееся тем, что привод вращения вала включает зубчатую пару, ведущее колесо которой соединено с ведущим валом привода через предохранительную муфту, а ведомое зубчатое колесо соединено с валом с закрепленными к нему зубьями посредством обгонной фрикционной муфты.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к машинам для производства демонтажных работ, таких как разрушение бетонных, железобетонных, каменных конструкций, демонтаж фундаментов и железобетонных полов, проходка туннелей, выбивка футеровок металлургических агрегатов и вращающихся печей цементного производства, проведение работ в условиях радиоактивной, химической и биологической опасности.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям винтовых рабочих органов, используемых для крепления в грунте, глубинном уплотнении, а также в качестве тяговых элементов в устройствах для разработки непрочных грунтов.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для дробления и раскалывания крупногабаритных изделий из глины, камня, бетона, железобетонных плит, а также для разрушения асфальтового покрытия, ледового покрова и пр.

Изобретение относится к землеройным машинам, в частности к машинам для прокладки траншей по дну рек и морей. .
Изобретение относится к области производства земляных работ при вскрышных работах, рытье котлованов и траншей в условиях вечномерзлого состояния грунта. .

Изобретение относится к области машин и механизмов ударного действия, а именно к гидропневматическим ударным устройствам. .

Изобретение относится к области строительства, а именно для послойного рыхления прочных грунтов, а также снятия асфальтобетонных покрытий при ремонте автомобильных дорог и тротуаров.

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам искусственного оттаивания мерзлых горных пород, и может быть использовано в горной промышленности, преимущественно при разработке месторождений и в строительстве.

Изобретение относится к области разработки грунтов с помощью землеройных машин и может быть использовано в горном и строительном деле при прокладке каналов и линий связей в прочных и мерзлых грунтах и породах. Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность рыхления грунта за счет снижения тягового усилия и динамических нагрузок, воздействующих на базовую машину, и передачи их в зону разрушения грунта в широком интервале изменения частот вынужденных колебаний рабочего органа, а также проводить настройку работы механической системы в случае рассогласования частот. Рыхлитель отличается от известных тем, что неподвижный газовый цилиндр снабжен подвижным газовым цилиндром, поршень которого соединен с поршнем неподвижного газового цилиндра штоком. Через шток пропущена ось, соединенная с гильзой, охватывающей цилиндрический корпус и взаимодействующей через шарнир с рыхлительным зубом. Подвижный газовый цилиндр соединен со штоком гидравлического цилиндра, расположенного в цилиндрическом корпусе с противоположной стороны от рыхлительного зуба. Полости подвижного и неподвижного газовых цилиндров сообщаются через воздушные каналы и воздухопровод с реверсивным пневматическим компрессором и пневмозамками двухстороннего действия, а полости гидроцилиндра соединены через каналы, расположенные в корпусе гидроцилиндра, и гидропровод с реверсивным гидронасосом и гидрозамками двухстороннего действия.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при открытой разработке пластовых месторождений криолитозоны на базе бестранспортной системы разработки вскрышных пород. Техническим результатом является снижение влияния повторного смерзания на производительность драглайна и обеспечение его стабильной работы в процессе экскавации взорванных пород вскрышного блока. Для этого после производства буровзрывных работ на вскрышном уступе в процессе послойной экскавации взорванной породы в предотвал и конечный контур отвала на кровле пласта полезного ископаемого в пределах экскаваторной заходки по всей длине блока оставляют слой породы с отрицательной температурой. Это позволяет вскрыть зону устойчивого смерзания, растеплить и разупрочнить ее путем воздействия солнечной инсоляции за период отработки верхней части развала. Оставленный слой породы экскавируется в конечный контур отвала после уборки верхней части развала по всей длине экскаваторного блока. 3 табл., 2 ил.
Наверх