RU194752U1

RU194752U1 - Earthmoving bucket

Info

Publication number: RU194752U1
Application number: RU2019120419U
Authority: RU
Inventors: Яков Львович Либерман; Константин Юрьевич Летнев; Егор Флюзович Камалтдинов
Priority date: 2019-07-01
Filing date: 2019-07-01
Publication date: 2019-12-23

Abstract

Предлагается ковш землеройной машины, включающий днище, заднюю и боковые стенки и зубья, жестко закрепленные на стержнях, установленные на днище параллельно боковым стенкам в опорах продольного скольжения с возможностью осевой вибрации. Отличительной особенностью ковша является то, что он снабжен кулачковым валом, закрепленным на днище и в боковых стенках в опорах вращения, приводом вращения, кинематически связанным с валом, каждый стержень выполнен с выступом, взаимодействующим с одним из кулачков вала, и снабжен пружиной, одним концом опирающейся на заднюю стенку, а другим – на поверхность стержня, перпендикулярную его оси, при этом профиль кулачка выполнен в виде архимедовой спирали.Техническим результатом предложения является обеспечение движения зубьев ковша по пилообразному закону, что создает их виброударные воздействия на грунт. Последнее облегчает копание твердых и мерзлых грунтов.An earthmoving machine bucket is proposed, including a bottom, rear and side walls and teeth rigidly fixed on rods mounted on the bottom parallel to the side walls in longitudinal sliding supports with the possibility of axial vibration. A distinctive feature of the bucket is that it is equipped with a cam shaft mounted on the bottom and in the side walls in rotation bearings, a rotation drive kinematically connected with the shaft, each rod is made with a protrusion interacting with one of the shaft cams, and is equipped with a spring, one end based on the rear wall, and the other on the surface of the rod perpendicular to its axis, while the cam profile is made in the form of an Archimedean spiral. The technical result of the proposal is to ensure the movement of the bucket teeth along loobraznomu law that creates their vibro-impact effects on the ground. The latter facilitates the digging of hard and frozen soils.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области дорожной и строительной техники и может быть использована в машинах типа экскаваторов, в особенности, при копании твердых и мерзлых грунтов.The proposed utility model relates to the field of road and construction equipment and can be used in machines such as excavators, especially when digging hard and frozen soils.

Ковши, аналогичные предлагаемому, известны. Таковы, например, выполненные в соответствии с Авторским свидетельством СССР №403821, Кл. Е 02 F 5/30, содержащие вибраторы, прикрепленные к днищу, вызывающие колебания днища, в результате которых грунт в ковше разрыхляется, что препятствует его уплотнению и облегчает заполнение ковша. Недостатком подобных ковшей является то, что сам процесс копания они практически не облегчают, энергия вибраторов расходуется в них в основном на колебания массивного ковша и большой массы грунта в нем, и только незначительная часть передается зубьям, разрушающим грунт.Ladles similar to the one proposed are known. Such, for example, are made in accordance with the USSR Copyright Certificate No. 403821, Cl. E 02 F 5/30, containing vibrators attached to the bottom, causing vibrations of the bottom, as a result of which the soil in the bucket loosens, which prevents its compaction and facilitates filling the bucket. The disadvantage of such buckets is that they practically do not facilitate the digging process, the energy of the vibrators is spent in them mainly on the vibrations of the massive bucket and the large mass of soil in it, and only a small part is transferred to the teeth that destroy the soil.

Более эффективным является ковш экскаватора с вибрирующими зубьями, защищенный Авторским свидетельством СССР №611975, Кл. Е 02 С 3/40, принятый нами за прототип. Насколько можно судить по описанию и приложенному к нему чертежу, указанный ковш включает в себя днище, заднюю и боковые стенки и зубья, жестко закрепленные на стержнях, представляющих собой сердечники магнитострикционных вибраторов. Стержни установлены на днище ковша параллельно его боковым стенкам в опорах продольного скольжения с антифрикционными прокладками и снабжены обмотками возбуждения. Когда в обмотки подается переменный ток, создающий переменное магнитное поле, длина стержней-сердечников изменяется. Зубья совершают колебания, с большой частотой воздействуют на грунт и облегчают его разрушение.More effective is the excavator bucket with vibrating teeth, protected by the USSR Copyright Certificate No. 611975, Cl. E 02 C 3/40, adopted by us for the prototype. As far as can be judged by the description and the drawing attached to it, the indicated bucket includes a bottom, rear and side walls and teeth rigidly fixed to the rods, which are the cores of magnetostrictive vibrators. The rods are mounted on the bottom of the bucket parallel to its side walls in the longitudinal sliding bearings with antifriction gaskets and are equipped with field windings. When an alternating current is generated in the windings, which creates an alternating magnetic field, the length of the core rods changes. The teeth oscillate, affect the soil with great frequency and facilitate its destruction.

Несмотря на то, что ковш-прототип существенно эффективнее обеспечивает копание грунта, чем ковши-аналоги, он также имеет недостатки. Главными из них являются два: во-первых, зубья прототипа совершают синусоидальное движение, а потому сила удара их о грунт в конце их движения весьма мала; во-вторых, изменения длины стержней-сердечников также малы, и это тоже не способствует обеспечению значительной силы удара зубьев о грунт.Despite the fact that the prototype bucket provides more effective digging of the soil than the analog bucket, it also has disadvantages. The main ones are two: firstly, the teeth of the prototype make a sinusoidal movement, and therefore the force of impact of them on the ground at the end of their movement is very small; secondly, changes in the length of the core rods are also small, and this also does not contribute to a significant impact force of the teeth on the ground.

Проблемой, решаемой предлагаемой полезной моделью, является увеличение силы удара зубьев ковша о грунт, что должно способствовать улучшению режима разрушения грунта и облегчению копания грунта экскаватором.The problem solved by the proposed utility model is the increase in the impact force of the bucket teeth on the ground, which should help to improve the regime of soil destruction and facilitate digging of the soil by an excavator.

Технически решение сформулированной проблемы обеспечивается за счет того, что ковш землеройной машины, включающий днище, заднюю и боковые стенки и зубья, жестко закрепленные на стержнях, установленных на днище параллельно боковым стенкам в опорах продольного скольжения с возможностью осевой вибрации, отличается от прототипа тем, что он снабжен кулачковым валом, закрепленным на днище и в боковых стенках в опорах вращения, приводом вращения, кинематически связанным с валом, каждый стержень выполнен с выступом, взаимодействующим с одним из кулачков вала, и снабжен пружиной, одним концом опирающейся на заднюю стенку, а другим – на поверхность стержня, перпендикулярную его оси, при этом профиль кулачка выполнен в виде архимедовой спирали.Technically, the solution of the formulated problem is provided due to the fact that the bucket of the digging machine, including the bottom, rear and side walls and teeth, is rigidly fixed to the rods mounted on the bottom parallel to the side walls in longitudinal sliding supports with the possibility of axial vibration, differs from the prototype in that it is equipped with a cam shaft mounted on the bottom and in the side walls in rotation bearings, a rotation drive kinematically connected with the shaft, each rod is made with a protrusion interacting with one and cam shaft and provided with a spring having one end resting on the rear wall, and the other - to the surface of the rod perpendicular to its axis, wherein the cam profile is in the form of an Archimedean spiral.

На фиг. 1. показана конструктивная схема предлагаемого ковша (фрагмент, иллюстрирующий устройство механизма, создающего вибрацию зубьев), на фиг. 2 – сечение А–А; иллюстрирующее взаимное расположение элементов механизма, создающего вибрацию.In FIG. 1. shows a structural diagram of the proposed bucket (fragment illustrating the design of the mechanism that creates the vibration of the teeth), in FIG. 2 - section A – A; illustrating the relative position of the elements of the mechanism that creates the vibration.

Предлагаемый ковш землеройной машины, включает днище 1, заднюю 2 и боковые 3 стенки и зубья 4, жестко закрепленные на стержнях 5, установленных на днище 1 параллельно боковым стенкам в опорах продольного скольжения 6 с возможностью осевой вибрации.The proposed excavation bucket includes a bottom 1, rear 2 and side 3 walls and teeth 4, rigidly mounted on rods 5 mounted on the bottom 1 parallel to the side walls in the longitudinal sliding bearings 6 with the possibility of axial vibration.

Он снабжен кулачковым валом 7, закрепленным на днище 1 и в боковых стенках 3 в опорах вращения 8 (опора вала на днище условно не показана), приводом вращения 9, кинематически связанным с валом 7, каждый стержень 5 выполнен с выступом 10, взаимодействующим с одним из кулачков 11 вала, и снабжен пружиной 12, одним концом опирающейся на заднюю стенку 2, а другим – на поверхность стержня 5, перпендикулярную его оси, при этом профиль кулачка 11 выполнен в виде архимедовой спирали.It is equipped with a cam shaft 7, mounted on the bottom 1 and in the side walls 3 in the bearings 8 (the shaft support on the bottom is not shown conventionally), a rotation drive 9, kinematically connected with the shaft 7, each rod 5 is made with a protrusion 10, interacting with one of the cams 11 of the shaft, and is equipped with a spring 12, one end resting on the rear wall 2, and the other on the surface of the rod 5 perpendicular to its axis, while the profile of the cam 11 is made in the form of an Archimedean spiral.

Привод 9, показанный на фиг. 2, представляет собой плоский электродвигатель (например, с дисковым печатным ротором), соединенным с валом 7 напрямую, но может представлять собой и двигатель в обычном исполнении, соединенный с валом 7 через зубчатую передачу. В любом случае, привод 9 связывается с валом 7 кинематически. Для того чтобы защитить стержни 5 и сопряженные с ними элементы, установленные на днище 1 ковша, ковш может быть снабжен защитным щитком 13. Аналогичные защитные щитки при необходимости могут быть установлены с торцов приводов 9.The drive 9 shown in FIG. 2, is a planar electric motor (for example, with a disk printing rotor) connected directly to the shaft 7, but can also be a conventional motor connected to the shaft 7 through a gear transmission. In any case, the drive 9 is connected kinematically with the shaft 7. In order to protect the rods 5 and associated elements installed on the bottom 1 of the bucket, the bucket can be equipped with a protective shield 13. Similar protective shields can be installed if necessary from the ends of the drives 9.

В процессе эксплуатации ковша, привод 9 вращает вал 7 по часовой стрелке. Кулачки 11, воздействуют на выступы 10, заставляют стержни 5 плавно перемещаться в сторону задней стенки 2 ковша, сжимая пружины 12. Совершив оборот, кулачки 11 освобождают от нажатия выступы 10 и стержни под действием пружин 12 резко перемещают стержни и связанные с ними зубья 4 в направлении грунта. Движение зубьев получается не по синусоидальному закону, а по пилообразному. Диапазон вибрации определяется профилем кулачков 11, сила удара – пружиной 12. Частота ударов определяется скоростью вращения привода 9. В результате энергия удара зубьев о грунт может быть в 10–20 раз больше, чем у прототипа.During operation of the bucket, the drive 9 rotates the shaft 7 in a clockwise direction. The cams 11 act on the protrusions 10, cause the rods 5 to move smoothly towards the rear wall 2 of the bucket, compressing the springs 12. Having made a revolution, the cams 11 release the protrusions 10 and the rods under the action of the springs 12 sharply move the rods and the associated teeth 4 into direction of soil. The movement of the teeth is obtained not according to a sinusoidal law, but according to a sawtooth. The vibration range is determined by the profile of the cams 11, the impact force is determined by the spring 12. The frequency of the impacts is determined by the rotation speed of the drive 9. As a result, the impact energy of the teeth on the ground can be 10–20 times greater than that of the prototype.

Увеличение энергии удара представляет собой технический результат предложения, обеспечивающий существенное облегчение разрушения грунта, копаемого экскаватором, что весьма важно при копании твердых и мерзлых грунтов.The increase in impact energy is the technical result of the proposal, providing significant relief of the destruction of soil excavated by an excavator, which is very important when digging hard and frozen soils.

Claims

Earthmoving bucket, including bottom, rear and side walls and teeth, rigidly mounted on rods mounted on the bottom parallel to the side walls in axial vibration supports with the possibility of axial vibration, characterized in that it is equipped with a cam shaft mounted on the bottom and side walls in the bearings, rotation drive, kinematically connected with the shaft, each rod is made with a protrusion interacting with one of the cams of the shaft, and is equipped with a spring, one end resting on the rear wall, and the other - and the surface of the rod perpendicular to its axis, while the cam profile is made in the form of an Archimedean spiral.