Рабочий орган снегоочистителя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

<>956691 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 04. 08. 80 (21) 2966549/29-11 (51) М. Кп.з с присоединением заявки М9

Е 01 Н 5/09

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070 82. Бюллетень М 33

153) УДК: 624.144.5 (088. 8) Дата опубликования описания 07.09.82 (72) Авторы изобретения

Л.П. Дрыгин, В.Н. Куракин и Л.Н. Плакса

Ф .Э,б

Центральный научно-исследовательский и проектно-; . -.", конструкторский институт механизации и энергетики лесной промьталенности . (71) Заявитель (54) РАБОЧИЙ ОРГАН СНЕГООЧИСТИТЕЛЯ.

Изобретение относится к устройствам для содержания дорожных покрытий в зимнее,время, и может быть использовано на расчистке дорог от снега.

Известен рабочий орган плужно-роторного снегоочистителя с криволинейными лопастями, передние концы которых своими наружными по радиусу частями входят вперед из охватывающего ротор кожуха. Лопасти этого ротора выполнены двухстекными, со спиральной рабочей поверхностью и торообразной задней стенкой (1).

Однако изготовление такого ротора сложно и трудоемко.

Наиболее близким к предлагаемому является рабочий орган снегоочистителя, содержащий смонтированный в плужной раме кожух с выбросным патрубком, закрепленный в кожухе ротор, включающий диск с закрепленными на нем ступицей и криволинейными лопастями с наружными и внутренними кромками, передние концы которых расположены перед входным отверстием кожуха (2).

Недостаток данного рабочего органа заключается в том, что криволинейные лопасти роторов, выполненные в виде геликоидов и винтовых поверхностей нелинейного типа, не разверты ваются на плоскость и поэтому также технологически сложны в изготовлении.

Цель изобретения - повышение производительности путем оптимизации формы рабочей поверхности ротора.

Укаэанная цель достигается тем, что поверхность каждой лопасти обра зована путем пересечения кожуха и ступицы конусом, вершина которого расположена в плоскости диска, а режущая часть внутренней кромки лопас ти, выходящая за пределы поверхности ступицы, выполнена пб логарифмической спирали, коэффициент которой равен величине радиуса ступицы.

Кроме того, образующий лопасть конус в сечении плоскостью, касательной к цилиндрической поверхности кожуха и перпендикулярной плоскости, проходящей через вершину конуса и ось вращения ротора образует эллипс, диаметр которого, параллельный оси вращения ротора, равен глу25 бине кожуха, а диаметр, параллельный плоскости основания заднего диска, равен радиусу цилиндрической поверхности кожуха.

На фиг. 1 показан рабочий орган

30 плужно-роторного снегоочистителя, 956691 вид спереди; на фиг. 2 — схема установки конической лопасти в роторе снегоочистителя, в аксонометрической проекции (повернуто); на фиг.3 ротор с установленной лопастью в кожухе. 5

Ротор 1 рабочего органа снегоочистителя .заключен в цилиндрическом кожухе 2 с выбросной трубой 3, смонтированном в плужной раме 4, и содержит конусный диск 5, жестко свя- 10 занную с ним цилиндрическую ступицу 6 и криволинейны лопасти 7 с передними концами 8, выходящими своими наружными по радиусу частями 9 за г.ределы кожуха 2 но направлению движения снегоочистителя 10 (фиг. 2) .

Ротор вращается в направлении, указанном стрелкой 11 относительно оси

12 вращения. Лопасть 7 ротора 1 своим основанием 13 (участок а ) лежит на конической поверхности 14 диска 5 и примыкает к. ступице б.

Внутренняя кромка 15 лопасти 7 на участке abc прилегает к ступице 6 и жестко связана с ней. В передней части ротора 1 внутренняя кромка 15 на участке cd отстоит от оси 12 вращения ротора на расстоянии р, уве.«. личивающемся к переднему концу 8 лопасти 7.

Наружная кромка 16 лопасти 7 расположена на условной цилиндрической поверхности 17, соответствующей поверхности кожуха 2. Наружные по радиусу части 9 передних концов 8 лопастей 6 могут находиться как на 35 поверхности цилиндра 17, так и выходить по радиусу за ее пределы.

Лопасть 7 ротора 1 выполняется" следующим образом.

Образующая 18 конуса 19 (фиг. 2) 40

-проходит через точку О вершину конуса, расположенную за пределами диска 5 в плоскости его основания

20 и точку А направляющей 21 эллиптического или овального типа, лежащей 45 в плоскости 22, касательной цилиндру

17 и перпендикулярной радиальной плоскости 23, проходящей через вершину О.

Параллельный оси вращения диаметр 24 направляющего эллипса 21 выбирается равным глубине Ь кожуха 2, а диаметр 25, параллельный основанию 20 диска 5 примерно равным радиусу ротора 1. При этом направляющий эллипс 21 расположен так, что образующая 18, перемещаясь по нему и описывая конус 19, в крайнем заднем положении ОК относительно направления вращения 11 ротора 1 может лежать либо в радиальной плос- 60 кости 23, либо в плоскости 26, параллельной оси 12 вращения и смещенной назад относительно нее на расстояние r, не выходящее эа пределы радиуса г ступицы 6, а в крайнем зад- 65 нем положении Ор относительно направления движения снегоочистителя

10 лежит в плоскости основания 20 диска 5 или несколько смещена назад относительно него.

При перемещении по направляющей

21 образующая 18 пересекает цилиндрическую поверхность 17 по кривой

%к, являющейся наружной кромкой .16 лопасти 7.

Угол подъема d. кривой Š— переменный по величине и направлению: у основания 13.лопасти 7 в точке кривая имеет обратный подъем, возрастающий до точки К, в которой угол подъема кривой имеет экстремальное значение (касательная в точке k является образующей цилиндра 17) . Выае точки направление подъема кривой меняется, абсолютное значение угла подьема постепенно снижается и достигает минимума в точке f . В точке f и да лее по ходу вращения ротора подъем кривой может иметь также нулевое и даже отрицательные значения.

Линия пересечения ад конуса 19 с поверхностью 14 заднего диска 5 образует основание 13 лопасти, примыкающее своим внутренним концом в точке ц к ступице б. При этом точка примыкания основания к ступице смещена относительно оси вращения ротора вперед по направлению вращения 11 на расстояние г .

При пересечении конуса 19 со ступицей б по кривой abc образуется внутренняя кромка 15 лопасти 7, жестко связанная со ступицей б.

На участке с4, являющемся режущей частью лопасти 6, все точки внутренней кромки 15 смещены относительно оси вращения на расстояние р, увеличивающееся по направлению от точки с к точке d .

Угол наклона р кривой сй к окружности вращения в каждой точке участка сс3 желательно обеспечить небольшим и постоянным по величине, например, посредством выполнения кривой в виде логарифмической спирали, выражающейся уравнением

y=r е где e — основание натуральных логарифмов;

Ч - радиальный угол, определяющий положение точек на участке cg (для точки С Ч=О) .

Я r и р- те же, что и указанных в описании. ширина 4 переднего заборного конца 8 лопасти 7 выбирается не более 1/4 радиуса R ротора 1, причем наружная по радиусу кромки 9 переднего конца 8 может лежать на цилиндре 17 (точка ) или несколько выходить за его пределы (точка 9 ).

956691

Для придания передним концам 8 лопастей оптимального угла атаки образующая 18 на участке mndf ло пасти 7 может перемещаться по иной направляющей, обеспечивающей требуемый угол подъема. 5

Таким образом, лопасти 7 ротора 1, передние концы 8 которых своими наружными по радиусу частями 9 выходят вперед за пределы кожуха 2, выполнены в виде элемента конической 10 поверхности 19, пересекающейся с задним диском 5, ступицей 6 и условным цилиндром 17, соответствующим кожуху 2, а основные параметры лопасти 7 определяются размерами и ха- )5 рактером расположения направляющей

21 конуса 19 и положением его вераины (точка О).

Ротор работает следующим образом.

При движении снегоочистителя в направлении 10, вращающийся по направлению 11 ротор 1 передними концами 8 лопастей 7, имеющими небольшой угол атаки, внедряется в снежный забой. Захваченная лопастями 7 масса под действием инерционных сил перемещается по рабочей поверхности лопастей 7 в кожух 2, достигая основания 13 лопасти 7 и заднего ротора 1. Одновременно частицы снега под влиянием центробежных сил инерции перемещаются к периферии ротора

1 и по внутренней поверхности кожуха 2 достигают выбросной трубы 3 и удаляются из кожуха 2.

Постепенное увеличение угла псдьема d. лопасти 7 по направлению от передних кснцов 8 к заднему диску 5 и изменение его направления в зоне основания 13 способствует замедлению движения захваченных частиц сне- 40

ra и смягчению их ударов о задний диск 5.

Благодаря небольшой ширине передних заборных концов 8 лопастей 7 часть снежной массы проникает в ко- 45 жух 2 до того, как окажется захваченной лопастью 7. Это в какой-то мере предотвращает преждевременное смещение снега в радиальном направлении и снижает потери снега. 50

Исполнение режущей части внутрен,ней кромки 15 лопасти .7 в виде вог нутой в cTîðîíó вращения кривой позволяет выбрать оптимальный угол атаки лопасти 7 при ссхранении кони- 55 ческой поверхности передних концов

8, а небольшой угол наклона кривой к окружности вращения на всем протяжении режущей части внутренней кромки 15 смягчает ее удары в снежную массу и посторонние предметы, повышая надежность ротора.

Поскольку предлагаемая лопасть развертывается на плоскость, технология ее изготовления по сравнению с винтовой значительно упрощается.

Снижается трудоемкость и стоимость изготовления роторов. За счет рациональной формы лопасти улучшаются воэможности эвакуации снега, что в конечном счете повышает производительность.

Эффект от внедрения предлагаемого рабочего органа снегоочистителя составит около 3,7 тыс.р. в год на один двухроторный снегоочиститель.

Формула изобретения

1. Рабочий орган снегоочистителя, содержащий смонтированный в плужной раме кожух с выбросным патрубком, закрепленный в кожухе ротор, включающий диск с закрепленными на нем ступицей и криволинейными лопастями с наружными и внутренними кромками, передние концы которых. расположены перед входным отверстием кожуха, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности путем оптимизации формы рабочей поверхности ротора, поверхность каждой лопасти образована путем пересечения кожуха и ступицы..конусом, вершина которого расположена в плоскости диска., а режущая часть внутренней кромки лопасти, выходящая за пределы поверхности ступицы, выполнена по логарифмической спирали, коэффициент которой равен величине радиуса ступицы.

2. Рабочий орган по п. 1, о тли чающи и с я тем, чтообразующий лопасть конус в сечении плоскостью, касательной к цилиндрической поверхности кожуха и перпендикулярной плоскости, проходящей через вершнну конуса и ось вращения ротора, образует эллипс, диаметр которого, параллельный оси вращения ро-.

J тора, равен глубине кожуха, а диаметр, параллельный плоскости основания заднего диска, равен радиусу цилиндрической поверхности кожуха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шалман Д.А. Снегоочистители.

Л.; Машиностроение, 1967. с. 52.

2. Патент CIIIA 9 2785482, кл. 37-43, 19.03.57 (прототип).