Каток ударного действия
Владельцы патента RU 2524935:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в других областях промышленности. Каток ударного действия включает внешнюю и внутреннюю цилиндрические поверхности, продольную ось вращения катка с осевым цилиндрическим элементом, с закрепленными к нему, размещенными дискретно и регулярно в параллельных плоскостях радиальными направляющими стержнями и ударными элементами, перемещающимися по направляющим, воздействующими на внутреннюю поверхность катка и далее на обрабатываемую поверхность, причем радиальные направляющие стержни снабжены консольными выступами с возможностью временного закрепления на них ударных элементов и размещены внутри ударных элементов, а закрепление каждого радиального направляющего стержня к внутренней поверхности катка выполнено с возможностью ограниченного перемещения поверхности катка относительно радиального стержня. Радиальные направляющие стержни могут выступать за образующую внешней цилиндрической поверхности катка. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область, к которой относится изобретение
Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в сельском хозяйстве при обработке почвы, для уплотнения грунта при производстве земляных работ в строительстве и для разрушения гололедных образований на автодорогах и тротуарах.
Уровень техники
Известен каток ударного действия 3 (см. Патент на изобретение RU 2 434099 С1, МПК E02D 3/046, E01C 19/41), состоящий из стальной цилиндрической оболочки, имеющий ось вращения и плоскость симметрии, перпендикулярную оси вращения, на внутреннюю поверхность оболочки при качении воздействует ударная нагрузка, причем наружная поверхность цилиндрической оболочки может быть снабжена выступами.
Известен каток ударного действия (см. Патент на изобретение RU 2 43.4092 С1, МПК E02D 3/046, E01C 19/41), имеющий ось вращения и плоскость симметрии, перпендикулярную оси вращения, включающую осевой цилиндрический элемент с жестко закрепленными к нему, размещенными дискретно и регулярно в параллельных плоскостях радиальными направляющими стержнями и ударными элементами, причем радиальные направляющие стержни размещены внутри ударных элементов, выполнены с возможностью временного закрепления на них ударных элементов и их свободного падения вниз от верхнего положения при качении катка.
Раскрытие изобретения
Каток ударного действия представляет собой стальную цилиндрическую оболочку с внешней и внутренней цилиндрическими поверхностями, имеющий ось вращения и плоскость симметрии, перпендикулярную оси вращения, включающую осевой цилиндрический элемент с жестко закрепленными к нему, размещенными дискретно и регулярно в параллельных плоскостях радиальными направляющими стержнями, ударными элементами, перемещающимися по радиальным направляющим стержням, причем радиальные направляющие стержни размещены внутри ударных элементов и выполнены с возможностью временного закрепления на них ударных элементов, их свободного падению вниз от верхнего положения при качении катка, а закрепление каждого радиального направляющего стержня к внутренней поверхности катка выполнено с возможностью ограниченного радиального перемещения поверхностей катка к каждому радиальному направляющему стержню.
В катке ударного действия радиальные направляющие стержни могут выступать за образующую внешней цилиндрической поверхности катка.
Каток воздействует на обрабатываемую поверхность в результате свободного падения ударных элементов, их динамического воздействия на внутреннюю поверхность катка и далее на обрабатываемую поверхность, при этом за счет радиального перемещения поверхностей катка повышается эффективность его работы.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан фронтальный вид полого катка ударного действия с частичным вырезом.
На фиг.2 показано соединение радиального направляющего стержня с оболочкой и перемещение поверхности катка при ударе относительно радиального направляющего стержня (пунктир).
На фиг.3 представлен ударный элемент (разрез) и фрагмент направляющего стержня с консольным выступом.
На фиг.4 представлен вариант соединения направляющего стержня с выступом за образующую внешней цилиндрической поверхности катка.
На фиг.5 показана схема положения ударного элемента на направляющем стержне при одном обороте катка.
Осуществление изобретения
Каток ударного действия 1 представляет собой стальную цилиндрическую оболочку с внешней 2, внутренней 3 цилиндрическими поверхностями и плоскими боковыми элементами кругового очертания 4, продольную ось вращения катка с осевым цилиндрическим элементом 5, с плоскостью симметрии, перпендикулярной продольной оси вращения и размещенными дискретно и регулярно в параллельных плоскостях радиальными направляющими стержнями 6 (Фиг.1), один конец которых жестко закреплен к осевому цилиндрическому элементу 5, а второй размещен с упором в глухом пазу 7, выполненном на внутренней поверхности катка 3 и пластине 8, предназначенной для восприятия удара, жестко закрепленной к внутренней поверхности 3 катка 1 (Фиг.2). Радиальные направляющие стержни 6 размещены в продольных отверстиях 9 ударных элементов 10 и снабжены консольными выступами 11 для временного закрепления на них ударных элементов 10 (Фиг.3).
Для каждого из стержней 6 в катке 1 и пластине 8 может быть устроено сквозное отверстие 12, в котором размещен стержень 6, выполненный с кольцевым выступом 13, для упора в пластину 8, выступающий за внешнюю цилиндрическую поверхность катка и снабженный закрепленным с ним рабочим элементом 14, имеющим зазор А с внешней поверхностью 2 катка 1 (Фиг.4), не меньше величины перемещения поверхностей катка.
Положение ударного элемента 10 при качении катка по обрабатываемой поверхности, изображенное на чертеже (фиг.5), поясняет работу катка. В течение одного полного оборота катка при его качении определяются следующие фазы:
«а» - крайнее нижнее положение ударного элемента 10 относительно направляющего стержня после удара (φ=0);
«b» - подъем ударного элемента 10 при повороте направляющего стержня до момента принятия этим стержнем горизонтального положения, ударный элемент 10 при этом сохраняет свое положение на направляющем стержне 6, опираясь на него (0<φ≤π/2);
«c» - дальнейший подъем ударного элемента при его скольжении по направляющему стержню вниз к оси вращения до упора (π/2<φ<π);
«d» - крайнее верхнее положение ударного элемента (φ=π);
«e» - при φ>π ударный элемент 10 переваливается на направляющем стержне 6, при этом опирание ударного элемента 10 на этом стержне меняется на диаметрально противоположное, а его скольжение вниз преграждается консольным выступом 11 и фиксируется на стержне при дальнейшем его повороте вплоть до значения угла поворота φ≈2π;
«f»- при некотором критическом значении угла поворота φ≈2π происходит срыв ударного элемента с консольного выступа, его падение и удар по пластине 8 и внутренней поверхности катка 3.
Затем цикл повторяется.
Удар по внутренней поверхности полого катка осуществляется свободным падением ударного элемента, воспринимается площадкой 8 и далее всем катком, динамически воздействующим на обрабатываемую поверхность. За счет возможности упругого перемещения поверхностей катка относительно направляющих стержней 6 при ударе не возникают напряжения как в направляющих стержнях, так и области соединения этих стержней с внутренней поверхности катка, способных привести к разрушению катка.
Выступ направляющего стержня за образующую внешней цилиндрической поверхности катка 2 при его качении вместе с рабочим элементом 14 создает местные напряжения сжатия на обрабатываемой поверхности, что вместе с радиальным перемещением поверхностей катка способствует повышению эффективности его работы при воздействии на эту поверхность.
1. Каток ударного действия, включающий внешнюю и внутреннюю цилиндрические поверхности, продольную ось вращения катка с осевым цилиндрическим элементом, с плоскостью симметрии, перпендикулярной продольной оси вращения и размещенными дискретно и регулярно в параллельных плоскостях радиальными направляющими стержнями, один конец которых жестко закреплен к осевому цилиндрическому элементу, а второй закреплен к внутренней цилиндрической поверхности, причем направляющие стержни снабжены консольными выступами с возможностью временного закрепления на них ударных элементов и размещены внутри ударных элементов с возможностью свободного падения ударных элементов вниз от верхнего положения при качении катка, отличающийся тем, что закрепление каждого радиального направляющего стержня к внутренней поверхности катка выполнено с возможностью ограниченного перемещения этой поверхности наружу.
2. Каток ударного действия по п.1, отличающийся тем, что радиальные направляющие стержни выступают за образующую внешней цилиндрической поверхности катка и могут быть снабжены рабочими элементами, взаимодействующими с обрабатываемой поверхностью.
