RU2010920C1

RU2010920C1 - Working tool of trench digger

Info

Publication number: RU2010920C1
Authority: RU
Inventors: Вениамин Павлович Выборнов
Original assignee: Вениамин Павлович Выборнов
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: working tool comprises cutting member in the form of power-operated pipe 1 with receiving ports 2, said pipe accommodating auger conveyor 3 and ground thrower 4. Cutters 7 are disposed in ports 2 and finger cutters 8 are additionally secured on pipe surface. Thrower is shaped like a cone with concave deflecting surface, and is rigidly connected with pipe 1. In operation, the relation of pipe rotation speed to auger speed is not under 5: 1. Auger has the shape of parabolic curve with increasing pitch. EFFECT: improved functional and operating characteristics. 3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к разработке траншей в плотных и мерзлых грунтах для прокладки силового и телефонного кабеля, закрытого дренажа и трубопроводов в системе городского коммунального хозяйства, а также для строительства наружных сетей. The invention relates to the construction, namely, the development of trenches in dense and frozen soils for laying power and telephone cables, closed drainage and pipelines in the city public utilities system, as well as for the construction of external networks.

Известен рабочий орган траншеекопателя, содержащий режущий рабочий орган, состоящий из двух с противоположным вращением частей и укрепленных на них ковшей с резцами, шнекового транспортера, метателя и привода [1] . Known working body of the trencher, containing a cutting working body, consisting of two parts with opposite rotation and buckets with cutters mounted on them, a screw conveyor, a thrower and a drive [1].

Недостатком такого рабочего органа является сложность конструкции, так как содержит трубу из двух частей, вращающихся в разных направлениях. The disadvantage of this working body is the design complexity, as it contains a pipe of two parts, rotating in different directions.

Известен рабочий орган траншеекопателя, содержащий режущий рабочий орган в виде приводной полой перфорированной трубы с резцами на ее наружной поверхности, расположенный внутри нее шнековый транспортер, метатель с направителем, труба охвачена передним и задним кожухом [2] . Known working body of the trencher, containing a cutting working body in the form of a drive hollow perforated pipe with cutters on its outer surface, a screw conveyor located inside it, a thrower with a guide, the pipe is covered by the front and rear casing [2].

Недостатком такого рабочего органа является сложность и ненадежность конструкции, так как задний кожух, назначение которого защита открытой траншеи от просыпания грунта и зачистка боковин траншеи (хотя необходимости в этом нет), а практически зачистка траншеи невозможна, в связи с тем, что требует больших энергетических затрат. Кроме того, кожух будет защемляться в траншее и ломаться из-за превышения габаритов кожуха сферы вращения режущего органа. The disadvantage of such a working body is the complexity and unreliability of the design, since the rear casing, the purpose of which is to protect the open trench from spilling the soil and cleaning the sidewalls of the trench (although this is not necessary), and practically cleaning the trench is impossible, due to the fact that it requires large energy costs. In addition, the casing will be pinched in the trench and break due to exceeding the dimensions of the casing of the sphere of rotation of the cutting body.

Задача, которая решается данным изобретением - упростить конструкцию устройства с одновременным повышением его надежности. The problem that is solved by this invention is to simplify the design of the device while increasing its reliability.

Для этого в рабочем органе траншеекопателя, включающем режущий рабочий орган в виде приводной полой перфорированной трубы с резцами, расположенный внутри нее шнековый транспортер, сборник с метателем и механизм привода, отношение скорости вращения трубы к скорости вращения шнека принимается равным или более, чем 5: 1, при этом метатель жестко соединен с приводной трубой, а шнек выполнен по параболической кривой с возрастающим кверху шагом. For this, in the working body of the trencher, including the cutting working body in the form of a drive hollow perforated pipe with cutters, a screw conveyor located inside it, a collector with a thrower and a drive mechanism, the ratio of the pipe rotation speed to the screw rotation speed is taken to be equal to or more than 5: 1 while the thrower is rigidly connected to the drive pipe, and the screw is made along a parabolic curve with increments increasing upward.

Такая совокупность существенных признаков обеспечивает следующий технический результат: отпадает необходимость установки кожуха, охватывающего трубу, т. к. грунт при соотношении скоростей трубы и шнека не менее чем 5: 1 и без кожуха не будет просыпаться через отверстия в трубе в сторону открытой траншеи, т. е. рабочий орган образует как бы "закрытую трубу" в виду того, что отверстия трубы с большей линейной скоростью обгоняют шнек и грунт не успевает просыпаться через эти отверстия. This set of essential features provides the following technical result: there is no need to install a casing covering the pipe, since the soil with a ratio of pipe and screw speeds of at least 5: 1 and without a casing will not wake up through openings in the pipe towards the open trench, t I. e. the working body forms a kind of “closed pipe” in view of the fact that the pipe openings overtake the screw with a higher linear speed and the soil does not have time to wake up through these holes.

Кроме того, конструкция получается компактной, т. к. метатель можно выполнить при такой его установке за дно целое с режущим рабочим органом (приводной трубой) и механизм привода используется один как для привода трубы, так и метателя. In addition, the design is compact, because the thrower can be made with this installation at the bottom of the whole with a cutting tool (drive pipe) and the drive mechanism is used alone to drive the pipe and the thrower.

На фиг. 1 изображен рабочий орган, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - метатель. In FIG. 1 shows a working body, side view; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1; in FIG. 3 - thrower.

Рабочий орган траншеекопателя содержит режущий орган, выполненный в виде приводной трубы 1 с приемными окнами 2, внутри которой установлены шнековый транспортер 3 и размещенный над ним и примыкающий к нему метатель 4 грунта со сборником сброса 5 грунта. The working body of the trencher contains a cutting body made in the form of a drive pipe 1 with receiving windows 2, inside of which a screw conveyor 3 is installed and a soil thrower 4 is placed above it and adjacent to it with a soil dump 5.

Сборник сброса грунта - это объемное пространство, заключенное в трубе между шнеком и поверхностью метателя (точки А, В и С фиг. 3) и имеющий окна 6 для выброса грунта из сборника в отвал. В приемных окнах 2 трубы 1 размещены резцы 7 и дополнительно по всей поверхности трубы снаружи закреплены игольчатые резцы 8. Шнек 3 выполнен по параболической кривой с возрастающим шагом кверху. Метатель 4 выполнен в виде конуса с вогнутой отражающей поверхностью, жестко соединенного с трубой 1. The soil discharge collector is the volumetric space enclosed in the pipe between the screw and the thrower surface (points A, B and C of Fig. 3) and having windows 6 for ejecting soil from the collection into the dump. In the receiving windows 2 of the pipe 1, cutters 7 are placed and, additionally, needle cutters 8 are fixed on the outside of the pipe. The screw 3 is made along a parabolic curve with an increasing step up. The thrower 4 is made in the form of a cone with a concave reflective surface, rigidly connected to the pipe 1.

Работает траншеекопатель следующим образом. The trencher works as follows.

Машина (тягач) с рабочим органом перемещается. Рабочий орган получает вращение от гидродвигателей. Резцы 7 и 8 срезают грунт и он поступает через приемные окна 2 в трубе во внутреннюю ее полость и шнеком 3 транспортируются вверх на метатель 4. Игольчатые резцы 8 при вращении режущего органа образуют в забое полукольцевые канавки, облегчая ленточное срезание грунта резцами 7. Грунт, попадая на метатель, перемещается от точки А к точке В вогнутой кривой, принимает его возрастающую линейную скорость и в точке В центростремительной силой сбрасывается через окна 6 в отвал. На фиг. 3 точки А, В, С определяют зону сброса грунта. Для сброса грунта в отвал на обе (или одну) стороны траншеи устанавливается направитель (на чертеже не показан). Выполнение шнека по параболической кривой с возрастающим вверх шагом исключает забивание шнека грунтом (заштыбовку), т. к. при таком выполнении шнека грунт будет транспортироваться вверх с линейно возрастающей скоростью. Трубе 1 сообщают при работе скорость вращения больше, чем скорость вращения шнека 2 не менее, чем в 5 раз. В связи с тем, что метатель жестко связан с трубой, то он имеет такую же скорость вращения, как и труба. The machine (tractor) with the working body moves. The working body receives rotation from hydraulic motors. Cutters 7 and 8 cut the soil and it enters through the receiving windows 2 in the pipe into its internal cavity and is transported upward to the thrower 4 by the screw 3. Needle cutters 8 form half-ring grooves in the bottom while rotating the cutting body, facilitating tape cutting of the soil with cutters 7. Soil, getting on the thrower, it moves from point A to point B in a concave curve, takes its increasing linear speed and at point B, is sent by centripetal force through the windows 6 to the dump. In FIG. 3 points A, B, C determine the zone of soil discharge. To dump the soil into the dump on both (or one) sides of the trench, a guide is installed (not shown in the drawing). The execution of the auger along a parabolic curve with an upward increment eliminates the driving of the auger with soil (filling), since with this auger the soil will be transported upward at a linearly increasing speed. The pipe 1 is informed during operation that the rotation speed is greater than the rotation speed of the screw 2 by at least 5 times. Due to the fact that the thrower is rigidly connected to the pipe, it has the same rotation speed as the pipe.

Скорости рабочего органа: перемещения, вращения рабочего органа (РО) и шнека в зависимости от физических характеристик грунта устанавливаются варьированием этих скоростей, достигая оптимального вращения РО и шнека, при котором линейная скорость РО превышает шнековую настолько, насколько окна РО размером дуги, равной l= 0,2618 при r= 1 (в радианном измерении), при движении превращаются в материальную точку. The speeds of the working body: displacement, rotation of the working body (RO) and the screw depending on the physical characteristics of the soil are set by varying these speeds, reaching the optimal rotation of the RO and the screw, at which the linear speed of the RO exceeds the screw as much as the window RO with an arc size equal to l = 0.2618 at r = 1 (in the radian dimension), when moving, they turn into a material point.

Это можно пояснить следующим образом. This can be explained as follows.

Принимая n_р.орг= 1000 об/мин, n_шнек= 200 об/мин и длину дуги паза в радианном измерении l= 0,2618 (соответствует углу 15^о), при диаметре рабочего органа d= 100 мм= 0,1 м длина дуги паза будет равна l_n= 0,2618 ˙ 0,05= 0,01309 м= 13 мм, а при вращении РО относительная линейная скорость паза V = πd

= 3,14 · 0,1

= 4,19 м/сек, за время t =

=

= 0,003 с она практически перемещается относительно шнека, как материальная точка, т. е. паз (окно) трубы превращается в материальную точку.Taking n = _r.org 1000 rev / min, n = _auger 200 rev / min and the arc length of the groove measured in radian l = 0,2618 (corresponding to angle ^of 15) when the working member diameter d = 100 mm = 0.1 m the length of the arc of the groove will be equal to l _n = 0.2618 ˙ 0.05 = 0.01309 m = 13 mm, and with the rotation of the PO, the relative linear velocity of the groove V = πd

= 3.14 · 0.1

= 4.19 m / s, during t =

=

= 0.003 s, it practically moves relative to the screw, as a material point, i.e., the groove (window) of the pipe turns into a material point.

Режущий орган устанавливают на машину с ходоуменьшителем и насосной станцией с гидроприводами. The cutting body is installed on a machine with a speed reducer and a pumping station with hydraulic drives.

(56) Авторское свидетельство СССР N 461203, кл. E 02 F 3/06, 1972. (56) Copyright certificate of the USSR N 461203, cl. E 02 F 3/06, 1972.

Авторское свидетельство СССР N 751910, кл. E 02 F 3/06, 1978. USSR author's certificate N 751910, cl. E 02 F 3/06, 1978.

Claims

TRANSMITTER'S WORKING BODY, including a cutting body in the form of a drive perforated pipe with cutters on its outer surface, a screw located inside it, a collector with a thrower located above it and a drive mechanism, characterized in that the thrower is installed in the drive pipe and is rigidly connected to it, each the screw revolution is made according to a parabolic curve, and its pitch is increasing towards the thrower, while the ratio of the pipe and screw rotation frequencies is at least 5: 1.