Ворошилка фрезерного торфа

 

Изобретение относится к добыче фрезерного торфа, а именно к оборудованию для ворошения сфрезерованного слоя торфа в процессе его сушкиf Цель - повышение производительности за счет увеличения эксплуатационной надежности ворошилки, Ворошилка фрезерного торфа включает базовую машину 7, установленный на раме 4 генератор вынужденных колебаний (ГВК) 1, связанный кинематическим звеном 3 с гибкими ворошильными элементами (ВЭ) 2 в виде отрезков цепи.. Один из концов отрезков цепей каждого из ВЭ 2 присоединен к кинематическому звену, а другой свободен. Кинематическое звено выполнено в виде жесткой штанги или гибкой тяги. При включении вала 8 отбора мощности базовой машины приводится во вращение ГВК 1, и связанные с ним кинематические звенья начинают совершать возвратно-поступательные движения, амплитуда которых отре- 3

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

РЕСПУВЛИК щ) Е 21 С 49/00

/ «ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЛ

И *ВТСССИСМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ПФЗТ СССР (21) 4692636/03 (22) 18.05. 89 (46) 30.04.91. Бюл. 11 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт торфяной промппленности (72) В. Г.Багров, В, Г. Бал аболин, Ю, В. Виноградов, В. К,Либик и Ф.М,Морозов (53) 622.331 (088.8) (56) Солопов Г.С. и др. Торфяные. машины и комплексы . N.: Недра, 1981 с. 213-218, 400-401.

Янке Г., Энде Ф. Таблицы функций, М.: Физмаш, 1959.

Авторское свидетельство СССР

11 1027395, кл. Е 21 С 49/00, 1982. (54) ВОРОШИЛКА ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА (57) Изобретение относится к добыче фрезерного торфа, а именно к оборудоSU„„1645529 А 1

2 ванию дпя ворошения сфреэерованного слоя торфа в процессе его сушкин

Цель - повьппение производительности за счет увеличения эксплуатационной надежности ворошилки. Ворошилка фрезерного торфа вкпючает базовую машину 7, установленный на раме 4 генератор вынужденных колебаний (ГВК) 1, связанный кинематическим звеном 3 с гибкими ворошильным элементами (ВЭ)

2 в виде отрезков цепи.: Один из концов отрезков цепей каждого из ВЭ 2 присоединен к кинематическому звену, а другой свободен. Кинематическое звено выполнено в виде жесткой штанги или гибкой тяги. При включении вала

8 отбора мощности базовой машины приводится во вращение ГВК l и связанные с ним кинематические звенья начинают совершать возвратно-поступательные движения, амплитуда которых отре1645529

P (0 l 2)

h гулирована путем изменения точки креп" ления их привода на выходном валу

ГВК 1. При этом ВЭ 2 совершают колебания в горизонтальной плоскости, скользя по поверхности залежи и переИз о бр ет ение относится к добыче фрезерного торфа, точнее, к оборудованию для ворошения сфрезерованного слоя торфа в процессе его сушки.

Цель изобретения повышение про- 15 изводительности за счет увеличения эк=нлуатацнончой нпдежности ворошилYH °

На фиг. 1 показана ворошилка, обm, и вид; на фиг. 2 —, генератор вы- 20 нужденных колебаний и гибкие ворошильные элементы в процессе работы.

Ворошилка состоит из рами, генера тора 1 вынужденных колебаний, гибких ворошиль ых элементов 2 и кинематичес 25 кого звена 3, соединяющего ворошильные элементы с генератором. Рама может быть выполнена в виде фермы 4, опирающейся на залежь и передвигающейся по ней на опорных катках 5 (при-30 цепной вариант, фиг. !) ° или в виде несущих балок 6, прнкреппенных к раме базовой машины 7 (навесной вариант, фиг. 2), Генератор 1 вынужденных колебаний устанавливают на раме 4 (прицепнОй вариант) или на несущих балках б базовой машины 7 (навесной вариант) с приводом от вала 8 отбора мощности, On может быть выполнен по принципу 10 механического или гидравлического возбудителя, например в виде кривошипно-шатунного механизма. К ферме или несущим балкам рамы с возможностью возвратно-поступательного переме» 45 щения закреплены кинематические звенья 3, причем они могут быть выполнены в виде жестких штанг (фиг. 1) или в виде гибкой тяги, например предварительно напряженного троса 50 (фиг. 2). В случае использования троса предварительно напряженное катя» жение создается пружиной 9. На звеньях

3 с равномерным шагом закреплены концы гибких ворошильных элементов 2.

Генератор вынужденных колебаний сообщает ворошильным элементам частоту колебаний, определяемую в соот» ветствии с формулой мещая фрезерную крошку вперед и в стороны. Крошка вэрыхляется, аэрируется, перемешивается и собирается s микровалки с про4илем, близким к синусоидапьному. 2 з,п.ф-лы, 2 ил. где P - частота колебаний гибких воП рошильных элементов

- функция Бесселя первого ряО да нулевого порядка;

f — коэф 1жциент трения гибких ворошильных элементов (стали) о торф;

g — ускорение свободного падения

1 — длина гибкого ворошильного элемент а.

Ниже приводится обоснование принятых частот колебаний ворошильных элементов.

Определение собственных частот ко» лебаний тяжелой цепи, перемещакщейся по расстилу фрезерной крошки, сводится с некоторыми допущениями к решению задачи на определение собственных частот колебаний тяжелой однородной нити, находящейся под действием собственного веса в вертикальном положении равновесия .

Нри движении цели длиной 1 по расстилу на нее действует переменное по длине натяжение

F =ш gK(1-x)

cOh) О где ш - погонная масса цепи;

К вЂ” коэффициент трения цепи по р асстилу; — ускорение свободного падения р х - текущая абсцисса.

Направление этой силы при колебаниях практически будет противоположно направлению движения, так как поступательная скорость при ворошении на порядок выше колебательных скоростей (отклонение .не превысит 5Р) .

Сила сопротивления в таком случае формально идентична силе тяжести, действукщей на тяжелую однородную нить, совершакщую колебания в поле сил тяжестир так как натяжение в нити

Ф шрg(l-z), где х - текущая аппликата.

I 645529

Собственные частоты для тяжелой однородной нити, колеблющейся в поле сил тяжести, определяются по формуле

Io

Ы

A 2 1 где P я - п-я собстненная частота;

I — функция Бесселя первого ряО да нул е во го поря дк а.

Таким образом, если в выражении для Р, заменить g Hà gK то получим формулу для определения собственных частот колебаний тяжелой цепи, перемещающейся по р асстил р. Ы Ф

Я 2 1

Первые три корня функции I д равны

2, 4; 5,52; 8,65.

Примем К1; 1 2 м, Тогда:

1) P 2,7 с (27 об/мин) 20

2) P 6,1 с (60 об/мин)

3) Р> 96 с (95 об/мин), При йзменении длины цепи ее собственная частота будет

P (1) mp

1о

Амплитуду колебаний цепи А можно повысить за счет увеличения амплиту . ды н точке подвеса цепи; увеличением погонной массы цепи, так как при 30 этом возрастут инерционные силы н звеньях цепи.

Оба варианта, естественно, приведут к увеличению потребляемой на колебания э нер гии. Причем но втором

35 случае возможно, подфреэерование з алежи тяжелой цепью, Выбор поправочного коэ фициента, подтвержденного экспериментальными данными (величина 0,8: l,7) обусловлен 40 следу куцим.

Во-первых, дпя обеспе чения минимальной энергоемкости и наилучших технологических показателей процесса ворошения в гибких рабочих органах должны генерироваться колебания, совпадающие с частотой собстненных колебаний гибкого ворошильного элемента, движущегося по расстилу, т.е. в режиме резонансных колебаний, Практически из-эа нелостоянстна оборо1 тон двигателя вследствие неравномерности работы регулятора (л SX) и различной з агруз ки двигателя этот режим будет нарушаться. Кроме того, коэффициент трения р абочего ор, гана ворошилки о расстил меняется и некоторых пределах, что также приводит к рассогласонанию частот, Во-вторых, для обеспечения качества ворошения (работы без пропусков) генерируемые кол еб ания должны соэд анать в ворошильных элементах определенную форму колебаний (2 или 3-ю) .

При значительных отклонениях частоты генератора от Р, н ворошильных элементах будут создаваться суммарные колебания двух близлежащих форм случайной амплитуды, что может привести к пропускам при ворошении.

В силу указанных причин для обеспечения удовлетворительной энергоемкостии и качества процесса ворошения генерируемые в гибких ворошильных элементах колебания не должны отличаться от собственной частоты более чем на +203, Ворошилка работает следукицнм образом.

Базовая машина 7 перемещает норошилку по карте с расстилом торфяной крошки. При включении вала 8 отбора мощности базовой машины приводится во вращение генератор 1 вынужденных колебаний, Сняэанные с ним кинематическне звенья 3 начинают совершать возвратно-поступательные движения, амппнтуда которых заранее отрегулирована путем изменения точки крепления их привода на выходном валу генерзтора вынужденных колебаний, На номинальных оборот ах двигателя генер атор вынужденных колебаний создает частоту возвратно-поступательных движений кинематических звеньев 3, определяемую по формуле

P (О 8: I 2)

° 2

Присоединенные к кинематическим звеньям гибкие норошильные элементы

2 также начинают совершать колебания в гориэонтапьной плоскости, скользя по поверхности залежи и перемешая фрезерную крошху вперед и н стороны, при этом крошка взрыхляется, аэрируется, перемешивается и собирается в ьжкронапки с профилем, близким к синусоидальному.

В зависимости от формл заданных колебаний меняются степень воздействия гибких ворошильных элементов 2 на торфяную крошку и форма микровалкон, Наилучший с точки зрения технологии режим работы и наименыпие энергетические затраты наблюдаются в режиме полного резонанса, т.е. при

)645529

Р В В

Ее и 2 1 формул а из обр ет ения

Го f g

Р =(О 81 2)

2 1 тя ги.

Фиг. 2

Составитель И. Синицкая

Гехред А,Кравчук

Корректор Л,Патай

Редактор А, Мако вская

Заказ 1333 Тираж 307 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 однако из-за ряда укаэанных awae факторов (неравномерность работы двигателя, влияние различных факторов на самопередвижение агрегата, различие коэфс1кциентов трения, толщины перемещаемого споя рвсстила и-других) работа обычно осуществляется в режи- 10 мах, близких к резонансному (в дорезонансной зоне или выше ее). Основным условием надежной работы ворошильных элементов является отклонение частоты их колебаний от резонансной не 15 более чем на +20, Епнетыти!с л > с..паэт, ворошилыых элементов с генератором вынужденных колебаний, задающим элементам частоту колебаний в соответствии с форму- 20 лой позволяет за счет колебательных движений .рабочей части ворошильных эле25 ментов с заданной частотой искпючить захват и Нротаскивание любых древесных включений, ведущих к нарушению нормапьного процесса ворошения и ос30 тановкам оборудованиядля освобождения ворошильных элемвнтов, 1. Ворошилка фрезерного торфа, включающая базовую машину и установленный на раме рабочий орган с гибкими ворошильными элементами в виде отрезков цепей, о т л и ч а ю щ а я с а тем, что, с целью повышения производительности эа счет увеличения эксплуатационной надежности ворошилки, она снабжена установленным на раме генератором вынужденных колебаний, связанным посредством кинематического звена с гибкими ворошнльными элементами, один из концов цепей каждого

I иэ которых присоединен к кинематическому звену, а другой - свободен.

2. Ворошилка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что кинематическое звено выполнено в виде жесткой штанги.

3, Ворошилка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что кинематическое звено выполнено в виде гибкой