ВИБРОАКТИВНЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1996 года по МПК E02F3/76 E02F5/32 

Изобретение относится к землеройным машинам типа бульдозеров, грейдеров и др. с виброактивными рабочими органами.

Известны рабочие органы машин этого типа, в которых интенсификация процесса разработки грунта и его движения по отвальной поверхности рабочего органа обеспечивается возбуждением колебаний, передаваемых пульсирующей рабочей средой. Такой рабочий орган представлен в а.с. N 759664, МКИ E 02 F 3/76. Рабочей средой в данном решении является жидкости, а возбудитель колебаний выполнен в виде гидропульсатора, что обуславливает применение многозвенной гидравлической системы, включающей насос, бак, аппаратуру распределения, управления и контроля рабочего процесса. Конструктивное решение рабочего органа с описанной системой не позволяет развить значительную колебательную мощность.

Дальнейшее усовершенствование рабочего органа указанного типа представлено в а.с. N 874899, МКИ E 02 F 3/76. Рабочий орган включает опорный корпус и лобовой лист, соединенные между собой с помощью шарнира и упругой связи. Решение позволяет улучшить вибрационные характеристики отвала, но система возбуждения колебаний остается сложной и громоздкой.

Целью изобретения является создание виброактивного рабочего органа землеройной машины, применимого для выполнения различных операций и оснащенного простой эффективной системой возбуждения колебаний.

Цель достигается тем, что в рабочем органе, который включает опорный корпус, лобовой лист, соединенный с ним шарниром и упругой связью, а также полость, заполненную рабочей средой, и возбудитель колебаний, лобовой лист выполнен секционным, полость разделена на отдельные полости по числу секций с расположением одной полости за каждой секцией лобового листа, а возбудитель колебаний выполнен в виде звукового генератора двухстороннего действия с двумя рабочими камерами. Полости заполнены газообразной рабочей средой, например воздухом, при нормальном атмосферном давлении и соединены раздельно с рабочими камерами звукового генератора с помощью волноводов.

В зависимости от вида операции по разработке и перемещению материала рабочим органом секции лобового листа могут быть соединены с опорным корпусом различным образом. В одном исполнении две секции соединены с опорным корпусом аналогично решению по прототипу: с помощью горизонтальных шарниров в верхней части и упругих связей в нижней части. В других исполнениях одна или обе секции лобового листа соединены с опорным корпусом с помощью вертикальных шарниров, расположенных у боковой стороны опорного корпуса или в его средней части. Система возбуждения колебаний при этом остается неизменной.

Вибрационный эффект достигается благодаря тому, что в устройстве используются герметически замкнутая система: генератор-волновод - преобразователь, позволяющая возбуждать в ней высокоинтенсивные звуковые колебания.

На фиг. 1 изображен виброактивный рабочий орган землеройной машины, разрез; на фиг. 2 рабочий орган, вид спереди; на фиг. 3 разрез А-А; на фиг. 4 7 варианты исполнения рабочего органа.

Виброактивный рабочий орган землеройной машины включает опорный корпус 1 и лобовой лист, состоящий из секций 2 и 3, оборудованных режущими ножами 4. Секции лобового листа соединены с опорным корпусом в верхней части с помощью шарниров 5 и 6, а в нижней части при помощи упругой связи. Она состоит из пальца 7 и двух пружин 8, 9. Палец 7 жестко укреплен на тыльной стороне секции лобового листа и пропущен через опорный корпус. Пружина 8 расположена между опорным корпусом 1 и секцией 2 или 3, а пружина 9 расположена на тыльной части опорного корпуса 1 между ним и регулируемым упором 10 на пальце 7.

Между секциями 2, 3 и опорным корпусом 1 с помощью эластичных элементов 11, 12 образованы раздельные полости 13, 14, заполненные газообразной рабочей средой. В качестве рабочей среды может использоваться воздух при нормальном атмосферном давлении. Возбудителем колебаний является звуковой генератор в виде цилиндра с корпусом 15 и поршнем 16 двухстороннего действия. Поршень приводится в движение механизмом 17, например, кулачкового типа. В корпусе 15 образованы рабочие камеры 18, 19, которые соединены раздельно с полостями 13, 14 с помощью волноводов 20, 21.

При выполнении лобового листа из секций больше двух за каждой секцией преобразователя формируется отдельная полость, и полости могут соединяться с рабочими камерами звукового генератора по группам, при этом смежные полости могут соединяться с различными рабочими камерами звукового генератора.

Другие схемы исполнения виброактивного рабочего органа в зависимости от его назначения представлены на фиг. 4 7 в упрощенном виде.

В исполнении по фиг. 4 секция 2 соединена с опорным корпусом 1 аналогично исполнению по фиг. 1, с помощью горизонтального шарнира 5, а секция 3
вертикальным шарниром у боковой стороны опорного корпуса.

В исполнении по фиг. 5 секция 2 соединена с опорным корпусом горизонтальным шарниром 5, а секция 3 вертикальным шарниром 22 в средней части опорного корпуса.

В исполнении по фиг. 6 секции 2, 3 лобового листа соединены с опорным корпусом с помощью вертикальных шарниров 22, 23, расположенных следующим образом: шарнир 22 в средней части опорного корпуса, а шарнир 23 у его боковой стороны. Механический звуковой генератор и упругие связи показаны схематично.

В исполнении по фиг. 7 секции 2, 3 соединены с опорным корпусом 1 с помощью вертикальных шарниров 23, расположенных у его боковых сторон.

В представленных исполнениях опорный корпус имеет прямую плоскую поверхность, обращенную к лобовому листу. Однако эта поверхность может быть не прямой, а ломаной или криволинейной. Это создает множество вариантов исполнения по расположению, форме, соотношению размеров секций лобового листа и их соединение с опорным корпусом для реализации различных задач по разработке и перемещению грунта или другого материала.

При включении звукового генератора его поршень 16 совершает возвратно-поступательные движения с заданной частотой. При этом поршень смещает частицы газообразной среды, с которой он контактирует своими поверхностями. Так, при движении поршня вправо (фиг. 1 и 3) в камере 18 будет формироваться волна сжатия газообразной среды или избыточное давление, одновременно в рабочей камере 19 будет формироваться волна разрежения газообразной среды или пониженное относительно исходного состояния давления. Волны сжатия и разрежения газообразной среды со скоростью распространения звука для данной среды будут передавать колебательную энергию из рабочих камер 18, 19 по волноводам 20, 21 в полости 13, 14 преобразователя со сдвигом по фазе на 180^o, т.е. в противофазе. Колебательное давление в полостях 13, 14 приводит в колебательное движение секции 2, 3 лобового листа относительно шарниров 5, 6. Пружины 8, 9 усиливают колебательное движение секций.

Таким образом, при использовании звукового генератора двухстороннего действия и герметично замкнутой колебательной системы генератор волновод - преобразователь, в полостях 13, 14 создаются высокие уровни колебательных давлений газообразной среды, например воздуха, находящегося в исходном состоянии при нормальном атмосферном давлении, достигающие величин 0,1 0,2 атмосферного давления.

Колебательная сила на кромке ножа 4 определяется величиной колебательного давления и площадью стенок секций в полостях 13, 14. Амплитуда колебаний секций регулируется упором 10, сжимающим пружины 8, 9.

Применение виброактивного рабочего органа данной конструкции снижает усилие копания примерно вдвое и обеспечивает значительное увеличение производительности машины.

Использование: землеройные машины типа бульдозеров, грейдеров и подобного типа с виброактивными рабочими органами. Сущность изобретения: рабочий орган содержит опорный корпус и лобовой лист, который разделен на секции. Каждая секция соединена с опорным корпусом шарниром и упругой связью и выполнена с полостью. Каждая полость заполнена газообразной средой. Возбудитель колебаний газообразной среды выполнен в виде звукового генератора двухстороннего действия с двумя рабочими камерами. Камеры соединены волноводами со смежными полостями секции лобового листа. 7 ил.

1. Виброактивный рабочий орган землеройной машины, включающий опорный корпус, лобовой лист, соединенный с ним шарниром и упругой связью, полости, заполненные рабочей средой, и возбудитель колебаний рабочей среды, рабочая камера которого соединена с полостями, отличающийся тем, что лобовой лист выполнен секционным, полость сформирована между каждой секцией лобового листа и опорным корпусом, а возбудитель колебаний выполнен в виде механического звукового генератора двустороннего действия с двумя рабочими камерами, каждая из которых соединена с помощью волновода с одной из полостей двух смежных секций лобового листа. 2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что одна из секций лобового листа соединена с опорным корпусом с помощью вертикального шарнира, расположенного у его боковой стороны. 3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что одна из секций лобового листа соединена с опорным корпусом с помощью вертикального шарнира, расположенного в его средней части. 4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что одна из секций лобового листа соединена с опорным корпусом с помощью вертикального шарнира, расположенного в его средней части, а другая с помощью вертикального шарнира, расположенного у его боковой стороны. 5. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что крайние секции лобового листа соединены с опорным корпусом с помощью вертикальных шарниров, расположенных у его боковых сторон.