Рабочее оборудование траншеекопателя
Рабочее оборудование траншеекопателя предназначено для проходки траншей в мерзлом и прочном грунте. Устройство содержит опорную раму с механизмом передвижения. На опорной раме с возможностью фиксации при заглублении смонтирован центральный исполнительный орган в виде пластинчатого режуще-транспортирующего устройства с огибающей его бесконечной цепью. Ведомая звездочка центрального исполнительного органа при рабочем ходе машины находится впереди его верхней ведущей звездочки. По обе стороны от центрального исполнительного органа на опорной раме закреплены цепные многорезцовые исполнительные органы. Ведомые звездочки цепных многорезцовых исполнительных органов расположены на одном валу с ведомой звездочкой центрального исполнительного органа. Такая конструкция обеспечивает жесткость рабочего органа. При разработке траншеи происходит скалывание верхнего слоя грунта дисковыми шарошками, которыми снабжен центральный исполнительный орган, и нарезка щелей цепными многорезцовыми исполнительными органами. Снизу образовавшуюся призму грунта центральный исполнительный орган подрезает и направляет его на транспортер. Для исключения осыпания грунта и тем самым повышения качества разрабатываемой траншеи на центральном исполнительном органе выполнены боковые борта.
Полезная модель относится к рабочему оборудованию землеройных машин - бесковшовых цепных траншеекопателей, предназначенных преимущественно для проходки траншей в мерзлом и прочном грунте.
Известно рабочее оборудование бесковшового цепного траншеекопателя УБМ-6, включающее три цепных рабочих органа, один из которых размещен на продольной оси траншеекопателя и выполнен с подрезающей фрезой. Боковые рабочие органы установлены на опорной раме с возможностью фиксированного поперечного перемещения баров по направляющим вдоль приводного редуктора, позволяет разрабатывать траншею с различными параметрами [А.с. 1199864 СССР, М. Кл. Е02F 3/08, 5/06. Баровая машина; опубл. 23.12.85, Бюл. №47. - 4 с.]. Недостатком данного рабочего оборудования является высокое усилие подачи, возникающее при разработке мерзлых и прочных грунтов. Увеличение сопротивления движению траншеекопателя в направлении подачи и уменьшение скорости рабочего перемещения базовой машины вызывает снижение производительности траншеекопателя. Кроме того, для дальнейшей уборки нарезанных призм грунта, требуется дополнительная техника, а следовательно и дополнительные затраты энергии.
Наиболее близким к предлагаемому является рабочее оборудование бесковшового цепного траншеекопателя, представляющее собой опорную раму с катком для передвижения по дну отрываемой траншеи. На раме, в ее центральной части, смонтирован исполнительный орган (режуще-транспортирующий пластинчатого типа), нижняя ведомая звездочка которого находится при рабочем ходе машины впереди его верхней ведущей звездочки. Движение резцов рабочей ветви центрального исполнительного органа происходит против хода траншеекопателя. Позади центрального исполнительного органа закреплено устройство для транспортирования грунта, выполненное в виде пластинчатого метателя. В транспортном положении рабочее оборудование укладывается на платформе тягача [А.с. 157281 СССР, М. Кл. Е02F 3/08, 5/06. Машина для отрывки траншей; опубл. 1963, Бюл. №17. - 2 с.]. При проходке траншей в мерзлых и прочных грунтах при значительной глубине отрываемой траншеи возникают большие нагрузки на консольный исполнительный орган и траншеекопатель может оказаться не работоспособным, так как нет дополнительной опоры впереди расположенной ведомой звездочки. Кроме того, происходит частичное осыпание разрушенного грунта на дно траншеи, что ухудшает качество разрабатываемых траншей.
Задача полезной модели - уменьшение энергоемкости процесса разработки траншей в мерзлом грунте, повышение производительности и надежности рабочего оборудования траншеекопателя, а так же повышение качества разрабатываемых траншей.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в обеспечении жесткости рабочего органа при отрывке траншей, в снижении тяговых усилий, уменьшении площади резания грунта центральным исполнительным органом, а так же исключении осыпания грунта на дно отрываемой траншеи.
Технический результат достигается следующим образом. Как и в прототипе, рабочее оборудование траншеекопателя содержит опорную раму с механизмом передвижения, смонтированный на опорной раме центральный исполнительный орган, нижняя ведомая звездочка которого при рабочем ходе машины находится впереди его верхней ведущей звездочки, при этом центральный исполнительный орган выполнен в виде пластинчатого режуще-транспортирующего устройства с огибающей его бесконечной цепью, а также содержит механизм подъема и опускания центрального исполнительного органа и устройство для отброса грунта в сторону от траншеи или в транспортное средство, закрепленное на опорной раме позади центрального исполнительного органа. Но в отличие от прототипа у заявляемого рабочего оборудования траншеекопателя по обе стороны от центрального исполнительного органа дополнительно содержатся два цепных многорезцовых исполнительных органа в виде бесконечных цепей с резцами, установленных на направляющих рамах, ведомые звездочки которых вместе с ведомой звездочкой центрального исполнительного органа расположены на одном валу, кроме этого рабочее оборудование траншеекопателя дополнительно содержит промежуточную раму, расположенную внутри опорной рамы и с одного конца шарнирно соединенную с редуктором, установленным на опорной раме, при этом с противоположной стороны с промежуточной рамой шарнирно и с возможностью фиксации на опорной раме при заглубленном исполнительном органе соединены цепные многорезцовые исполнительные органы, причем механизм подъема и опускания центрального исполнительного органа выполнен в виде двух гидроцилиндров, установленных на опорной раме, а центральный (режуще-транспортирующий) исполнительный орган со стороны ведущей звездочки соединен с опорной рамой шарнирно. Кроме того, на центральном исполнительном органе дополнительно закреплены дисковые шарошки для скалывания верхнего слоя грунта, с возможностью свободного вращения, и боковые борта.
Помимо этого, опорная рама имеет ходовые колеса, перекатывающиеся по обеим сторонам от траншеи. Передние ходовые колеса выполнены с возможностью поворота.
В качестве устройства для отброса грунта использован транспортер.
Поскольку центральный исполнительный орган имеет дополнительную опору в виде двух цепных многорезцовых исполнительных органов, которые крепятся снизу к нижней части центрального исполнительного органа (ведомые звездочки расположены на одном валу), а сверху - к опорной раме, возникает конструктивная треугольная замкнутая схема, которая обеспечивает жесткость рабочего органа, способного отрывать траншеи значительной глубины. Снижение энергоемкости, как и в прототипе обеспечивается за счет уменьшения необходимых тяговых усилий, так как реакция грунта на резцы режуще-транспортирующего исполнительного органа направлена в направлении движения базовой машины. Такой эффект в большей степени проявляется, когда траншеи отрывают в грунтах сезонного промерзания, имеющих наибольшую прочность на дневной поверхности.
К тому же в отличие от прототипа дополнительные многорезцовые исполнительные органы осуществляют нарезку щелей. Образовавшуюся призму грунта подрезает центральный исполнительный орган, а дисковые шарошки скалывают верхний слой мерзлого грунта, имеющего наибольшую прочность, в сторону открытой поверхности грунта, увеличивая объем разрыхленного грунта, и тем самым уменьшается площадь резания грунта центральным исполнительным органом. На это затрачивается меньше энергии, чем в прототипе и тем самым повышается производительность траншеекопателя. Кроме того, на центральном исполнительном органе установлены боковые борта, которые не дают обрушиться разрыхленному грунту на дно траншеи, обеспечивая его чистоту, тем самым и качество разрабатываемой траншеи.
За счет снижения количества циркулирующего разрушенного грунта в траншее, транспортировки его в сторону от траншеи транспортером, исключены нерациональные затраты мощности на протягивание режущей цепи. Это позволяет повысить производительность бесковшового цепного траншеекопателя. А установка центрального исполнительного органа таким образом, что его ведомая звездочка находится впереди ведущей, и движение резцов против хода траншеекопателя, снижает сопротивление подачи при рабочем перемещении траншеекопателя.
Кроме прочего, механизм передвижения опорной рамы (ходовые колеса), выполненный по обе стороны от траншеи (в прототипе - внутри траншеи), позволяет легко перемещаться рабочему оборудованию, поскольку грунт в траншее не препятствует такому перемещению. Следовательно, тратится меньше усилий на разработку траншеи и повышается производительность траншеекопателя.
Заявляемое устройство поясняется чертежами.
На фиг.1 - изображен общий вид бесковшового цепного траншеекопателя с рабочим оборудованием в транспортном положении, на фиг.2 - изображен общий вид бесковшового цепного траншеекопателя с рабочим оборудованием в рабочем положении, на фиг.3 - вид сверху фиг.2.
Позиции на чертежах обозначают следующее:
1 - тягач; 2 - сцепное устройство; 3 - поворотное устройство; 4 - ведущая звездочка цепного многорезцового исполнительного органа; 5 - опорные лапы; 6 - цапфа; 7 - гидроцилиндры заглубления и выглубления рабочего органа; 8 - центральный исполнительный орган; 9 - ведомая звездочка центрального исполнительного органа; 10 - ведомая звездочка цепного многорезцового исполнительного органа; 11 - цепной многорезцовый исполнительный орган; 12 - редуктор привода цепных многорезцовых исполнительных органов; 13 - привод центрального исполнительного органа; 14 - ходовая часть опорной рамы; 15 - транспортер; 16 - привод транспортера; 17 - ведущая звездочка центрального исполнительного органа; 18 - цапфа; 19 - ведущая звездочка привода цепного многорезцового исполнительного органа; 20 - промежуточная рама; 21 - ведомая звездочка привода цепного многорезцового исполнительного органа; 22 - основная (опорная) рама; 23 - дисковые шарошки; 24 - борта.
На основной (опорной) раме 22 шарнирно закреплен рабочий орган, состоящий из двух параллельных цепных многорезцовых исполнительных органов 11 и центрального исполнительного органа 8. Гидроцилиндры 7, являясь механизмом подъема и опускания центрального исполнительного органа, одновременно являются механизмом заглубления и выглубления всего рабочего органа.
Два параллельно расположенных цепных многорезцовых исполнительных органа 11 закреплены шарнирно:
- с одной стороны - к промежуточной поворотной раме 20, которая в свою очередь скреплена с редуктором 12 привода цепных многорезцовых исполнительных органов через цапфы 18;
- с другой стороны - к валу ведомой звездочки 9 центрального исполнительного органа. Верхняя часть центрального исполнительного органа крепится к основной (опорной) раме 22 через цапфы 6. Редуктор 13 привода центрального исполнительного органа закреплен на основной раме 22.
Редуктор 12 привода цепных многорезцовых исполнительных органов закреплен на основной раме 22. Ось его выходного вала совпадает с осью вращения промежуточной рамы 20. С обеих сторон выходного вала редуктора 12 установлены на шпонках ведущие
звездочки 19 привода цепных многорезцовых исполнительных органов 11, от которых через тяговые цепи крутящий момент передается на ведомые звездочки 21 привода цепных многорезцовых исполнительных органов 11, установленные на валах на шпонках. На этих же валах установлены ведущие звездочки 4 цепных многорезцовых исполнительных органов (2 шт.). Два гидроцилиндра 7 заглубления и выглубления рабочего органа закреплены шарнирно на основной раме 22, а штоками - к раме центрального исполнительного органа 8. На центральном исполнительном органе 8 на сварном корпусе установлены дисковые шарошки 23 (с возможностью вращения на осях сварного корпуса), а по бокам центрального исполнительного органа - борта 24. Оси для шарошек на сварном корпусе предпочтительно располагать с небольшим шагом друг от друга.
Позади центрального исполнительного органа 8 установлен транспортер 15 на специальных полозьях, на которых он выдвигается в сторону.
Заявляемое устройство может иметь гидравлический или электрический привод.
Ходовая часть траншеекопателя включает:
- ходовые колеса опорной рамы 14;
- поворотное устройство 3 и сцепное устройство 2 для буксировки тягачом 1.
Предлагаемое рабочее оборудование траншеекопателя работает следующим образом. Перед нарезанием траншеи определенной ширины, рабочее оборудование выводится из транспортного положения при воздействии двух гидроцилиндров 7 на раму центрального исполнительного органа 8, которая начинает вращаться относительно оси крепления (расположена в задней части машины) к основной раме 22, увлекая за собой два параллельных цепных многорезцовых исполнительных органа 11, ведомые звездочки 10 которых установлены на одной оси с ведомой звездочкой 9 центрального исполнительного органа. Цепные многорезцовые исполнительные органы 11 в свою очередь увлекают во вращение промежуточную раму 20, к которой они прикреплены шарнирно с одного края. Другой край промежуточной рамы 20 вращается на цапфах 18, установленных на редукторе 12, прикрепленном к основной раме 22 (это является второй шарнирной опорой всего рабочего органа на основной раме).
Рабочий орган заглубляется при вращении приводных звездочек 4 режущих цепей цепных многорезцовых исполнительных органов 11 и приводной звездочки 17 центрального исполнительного органа 8 на заданную величину, достигнув которую, промежуточная рама 20 одним краем ложится специальными лапами 5 в пазы основной рамы 22 (этим достигается жесткость конструкции при работе траншеекопателя).
По окончании заглубления рабочего органа, траншеекопателю задается рабочее перемещение.
При нарезке траншеи, два цепных многорезцовых исполнительных органа 11 прорезают узкие щели, а центральный исполнительный орган 8 снизу подрезает образовавшуюся призму грунта. Установленные на центральном исполнительном органе 8 дисковые шарошки 23, оси которых расположены с небольшим шагом друг от друга, скалывают верхний слой мерзлого грунта, имеющего наибольшую прочность, в сторону открытой поверхности грунта, а прикрепленные с боков центрального исполнительного органа борта 24, не дают отколовшемуся грунту обрушиться на дно траншеи, обеспечивая ее чистоту.
Подрезанный центральным исполнительным органом 8 и отколовшийся дисковыми шарошками грунт, транспортируется им же вверх и попадает на транспортер 15, и далее на обочину.
По окончании работ, траншеекопатель подается тягачом чуть назад, либо сразу, при воздействии гидроцилиндров 7 на раму центрального исполнительного органа 8, рабочий орган в обратном порядке складывается в транспортное положение. Для надежности, рабочий орган дополнительно крепится цепями к основной раме 22.
1. Рабочее оборудование траншеекопателя, содержащее опорную раму с механизмом передвижения, смонтированный на опорной раме центральный исполнительный орган, нижняя ведомая звездочка которого при рабочем ходе машины находится впереди его верхней ведущей звездочки, при этом центральный исполнительный орган выполнен в виде пластинчатого режуще-транспортирующего устройства с огибающей его бесконечной цепью, а также содержащее механизм подъема и опускания центрального исполнительного органа и устройство для отброса грунта, закрепленное на опорной раме позади центрального исполнительного органа и направленное в сторону от траншеи, отличающееся тем, что оно по обе стороны от центрального исполнительного органа дополнительно содержит два цепных многорезцовых исполнительных органа в виде бесконечных цепей с резцами, установленных на направляющих рамах, ведомые звездочки которых вместе с ведомой звездочкой центрального исполнительного органа расположены на одном валу, кроме этого, рабочее оборудование траншеекопателя дополнительно содержит промежуточную раму, расположенную внутри опорной рамы и с одного конца шарнирно соединенную с редуктором, установленным на опорной раме, при этом с противоположной стороны с промежуточной рамой шарнирно и с возможностью фиксации на опорной раме при заглубленном исполнительном органе соединены цепные многорезцовые исполнительные органы, причем механизм подъема и опускания исполнительного органа выполнен в виде двух гидроцилиндров, установленных на опорной раме, а центральный исполнительный орган со стороны ведущей звездочки соединен с опорной рамой шарнирно, помимо этого, центральный исполнительный орган снабжен дисковыми шарошками для скалывания верхнего слоя грунта, установленными с возможностью свободного вращения, и боковыми бортами, кроме того, опорная рама выполнена с возможностью передвижения по обеим сторонам от траншеи.
2. Рабочее оборудование по п.1, отличающееся тем, что механизм передвижения опорной рамы состоит из четырех ходовых колес и выполнен с возможностью поворота передних ходовых колес.
3. Рабочее оборудование по п.1, отличающееся тем, что устройство для отброса грунта выполнено в виде транспортера
