SU1074972A2 - Устройство дл разрушени твердых пород и мерзлых грунтов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ТВЕРДЫХ ПОРОД И МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ по авт. св. № 962478, отличаю (Л о vj со ю щесс  тем, что, с целью повышени  эффективности и обеспечени  работы устройства в различных режимах в зависимости от категории твердых пород, корпус устройства выполнен из наружной секции, с которой св заны рабочий наконечник и ударный элемент, и из внутренней, в которой раз.мещен механизм вибропривода, при это.м образующа  корпус вибропривода внутренн   секци  установлена в наружной с возможностью продольного перемепдени  посредством нодшипников качени  и подпружинена относил-ельно нее.

Description

Изобретение относитс  к области разработки грунта, а именно к устройствам, служащим дл  разрушени  твердых и мерзлых пород.

По основному авт. св. № 962478 известно устройство дл  разрушени  твердых пород и мерзлых грунтов, содержаш,ее корпус, шарнирно соединенный с ним и выполненный с режущим наконечником рабочий элемент , щарнирно соединенный с последним ударный элемент и вибропривод, включаю1ЦИЙ расположенный параллельно рабочему элементу вал с двум  кривошипами, смещенными по фазе один относительно другого, и двум  шатунами, один из которых выполнен из упруго св занных частей и св зан с ударным элементом, а другой - с ползунковым бойком, нанос щим удары по ударному элементу.

Недостатком известного устройства  вл етс  возможность его заклинивани  при больших сопротивлени х резанию и недостаточной мощности вибропривода, так как вибропривод закреплен без возможности перемещени  относительно корпуса устройства . Другим недостатком  вл етс  то, что при ударных взаимодействи х не используетс  кинетическа  энерги  корпуса, в котором размещен вибропривод с валом, так как корпус выполнен неподвижным. Кроме того, при известном конструктивном исполнении невозможно обеспечить устойчивые режимы работы, эффективные дл  всех категорий пород.

Цель изобретени  - повыщение эффективности и обеспечение работы устройства в различных режимах в зависимости от категории твердых пород.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  разрушени  твердых пород и мерзлых грунтов корпус устройства выполнен из наружной секции, с которой св заны рабочий наконечник и ударный элемент, и из внутренней, в которой размен1,ен механизм вибропривода, при этом образуюиха  корпус вибропривода внутренн   секци  установлена в наружной с возможностью продольного перемещени  посредством подшипников качени  и подпружинена относительно нее.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство содержит корпус, вьпюлненный из наружной 1 и из внутренней 2 секций . С наружной секцией 1 при помощи шарнира 3 соединен рабочий наконечник 4 и ударньп элемент 5, прикрепленный к наконечнику 3 посредством шарнира 6. Во внутренней секции 2 размещен механизм вибропривода , состо щий из маховиков с массами 7 и 8, установленных на валу 9 двигател  10. Внутренн   секци  2 установлена в наружной секции 1 с возможностью продольного перемещени  посредством подшипников 11 качени  и подпружинена относительно нее упругим элементом 12. Регулировка силы прижати  упругих элементов 12 осуществл етс  регулировочными винтами 13. Вал 9 установлен параллельно рабочему наконечнику 4 и св зан с ударным элементом 5 посредством кривопшпно-шатунного механизма, состо пл.его из кривошипа 14 и шатуна 15, вьпюлненного из двух частей, прижимаемых друг к другу пружинами 16. Шатун 15 св зан шарнирно с ударным элементом 5. В устройстве имеетс  дополнительный кривошип 17, шатун 18 и ползунковый боек 19, который бьет по наковальне 20, выполненной на ударном элементе 5. Кривошипы 14 и 17, имеющие эксцентриситеты Г1 и rj (причем ) и сдвинутые по фазе один относительно другого на угол f, св заны соответственно с И1атунами 15 и 18 через сферические подшипники, ось которых расположена перпендикул рно к оси рабочего наконечника 4. Двигатель 10 негюдвижно закреплен на внутренней секции 2. Устройство смонтировано на основании 21 посредством шарнирного приспособлени  22. Основание может быть прикреплено к руко ти 23 экскватора или к раме трактора.

Устройство работает следующим образ30 М.

Подвод т рабочий наконечник 4 к забою и включают двигатель 10, от которого вращение передаетс  валу 9, массам 7 и 8 на кривощипы 14 и 17, которые посредством пштунов 15 и 18 преобразуют вращательное движение вала 9 в возвратно-поступательное движение нижней части ударного элемента 5 и ползункового бойка 19. Ударный элемент 5 поворачиваетс  вокруг шарнира 6 и наь;осит периодические удары но рабочему нако11ечнику 4, внедр   его в породу. Ползунковый боек 19 наносит удар по наковальне 20, расположенной на ударном элементе 5. с некоторым запаздыванием, величина которого зависит от разности эксцентриситетов кривощипов г 1 и г 2 смещени  их по фазе на угол относительно друг друга, высоты наковальни 20, жесткости и силы прижати  упругих элементов 12. В момент удара ползункового бойка 19 по наковальне 20 ввиду того, что эксцентриситет г больи1е эксцентриситета Г|, происходит отталкивание вала 9 с внутренней секцией 2 от ударного элемента 5, если ударный элемент 5 находитс  в контакте с рабочим наконечником 4, или отталкивание ударного элемента 5 от вала 9 с внутренней секцией 2, если ударный элемент 5 находитс  в отрыве от рабочего наконечника 4. При этом в результате расталкивающих усилий пружины 16 деформируютс , позвол   шатуну 15 «удлин тьс  ira требуемую величину, чем иредотврапхаетс  заклинивание механизма. После окончани  взаимодействи  ползункового бойка 19 с ударным элементом 5, последний начимает перемещатьс  относителыю внутреьпей секции 2 под действием раст нутых пружин 16, поскольку его масса значительно меньше массы внутренней секции 2. При этом может происходить разделение ударных поверхностей ударного элемента 5 и рабочего наконечника 4. При дальнейшем повороте вала 9 внутренн   секци  2 с виброприводом под воздействием сжатых упругих элементов 12 начинает двигатьс  по направлению к рабочему наконечнику 4, и одновременно ударный элемент 5 под действием кривошипов 14 и 17 с эксцентриситетами ri или г перемеш ,аетс  относительно внутренней секции 2. В результате при повторном соприкосновении ударных поверхностей наконечника 4 и элемента 5 ударна  скорость составл ет сумму скоростей движени  ударной массы внутренней секции 2 и вибропривода относительно внешней секции 1 Vi и ударного элемента 5 относительно внутренней секции 2 Vj. Следовательно во врем  движени  передаетс  количество движени  1 т(У|+У), где гп m I -bnij - суммарна  масса внутренней секции 2 с виброприводом и ударного мента 5; mi - масса внутренней секции 2 с виброприводом; т - масса ударного элемента 5. При последующем ударе ползунковым бойком 19 по ударному элементу 5 на рабочий наконечник 4 передаетс  дополнительное количество движени  , где УЗ - линейна  скорость ползункового бойка 19 относительно внутренней секции 1. Таким образом, за каждый цикл на рабочий элемент оказываетс  двойное силовое воздействие, чем обеспечиваетс  повышение эффективности работь. Наиболее эффективными  вл ютс  режим с наибольшим силовым взаимодействием ударного элемента 5 с рабочим наконечником 4, что имеет место в момент начала взаимодействи  при движении внутренней секции 2 и ударного элемента 5 с максимальной суммарной линейной скоростью. Максимальна  относительна  линейна  скорость ударного элемента 5 относительно внутренней секции 2 достигаетс  при угловом положении кривошипа в момент взаимодействи  близком к 90°. Поскольку размах колебани  внутренней секции 2 при прочих равных услови х зависит от реакции рабочего наконечника 4, котора  в свою очередь определ етс  силой сопротивлени  грунта, а поэтому не  вл етс  величиной посто нной, дл  обеспечени  требуемого режима работы посредством поддержани  фазового угла кривошипов в момент ударов вблизи от оптимального значени  необходимо производить по мере изменени  сопротивлени  грунта регулирование некоторых параметров . В предлагаемом устройстве наиболее доступным  вл етс  изменение скорости враш,ени  вала. Максимальна  линейна  скорость внутренней секции 2 достигаетс  подбором жесткости и силы прижати  упругих элементов 12 или изменением скорости врашени  вала 9 при посто нной жесткости упругих элементов 12 до величины,при которой обеспечиваютс  резонансные режимы , т.е. когда размах колебаний корпуса  вл етс  максимальным. Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет повысить эффективность разрушени  твердых пород благодар  тому, что силовое воздействие на разрушаемый материал формируетс  за счет ударного воздействи  ударного элемента и дополнительного ударного воздействи  ползункового бойка через ударный элемент, и расширить диапазон применени  в зависи.мости от категории твердых пород настройкой на режимы наиболее сильных ударов, измен   жесткость пружин и усилие прижати  дополнительного корпуса к ударному элементу при посто нной скорости вращени  вала или измен ть скорость вращени  вала при посто нной жесткости пружин и усилии поджати  до достижени  резонансного режима работы, чем достигаетс  дополнительное динамическое нагружение грунта.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ТВЕРДЫХ ПОРОД И МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ по авт. св. № 962478, отличаю- .23 щееся тем, что. с целью повышения эффективности и обеспечения работы устройства в различных режимах в зависимости от категории твердых пород, корпус устройства выполнен из наружной секции, с которой связаны рабочий наконечник и ударный элемент, и из внутренней, в которой размещен механизм вибропривода, при этом образующая корпус вибропривода внутренняя секция установлена в наружной с возможностью продольного перемещения посредством подшипников качения и подпружинена относительно нее.