Раскапывающее устройство и агрегат Российский патент 2021 года по МПК E01C23/88 E02F5/08 

Изобретение относится к раскапывающему устройству для рабочей машины и к рабочей машине, содержащей такое устройство.

Хорошо известно использование раскапывающих устройств, которые могут быть соединены с экскаваторами для прокладывания траншей или удаления слоев асфальта, и т.п.

Проблема, существующая в этом секторе, заключается в эксплуатационной надежности по времени, поскольку барабаны или колеса для раскапывания устройств обычно подвергаются значительным напряжениям (в частности, изгибающим напряжениям), которые могут значительно уменьшать срок их службы.

Изобретение предлагает раскапывающее устройство и рабочую машину, способные устранить указанные недостатки.

В частности, это устройство имеет высокую прочность и позволяет равномерно передавать усилия, возникающие при раскапывании, на механические компоненты для снижения эффектов износа.

Поставленная задача решается устройством по п. 1 и рабочей машины по п. 17. В зависимых пунктах представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Изобретения подробно описано ниже со ссылкой на чертежи, представленные в качестве примера.

На фиг. 1, 2 показано устройство согласно варианту выполнения, виды в перспективе с противоположных сторон;

на фиг. 3 – то же что и на фиг. 2, только часть корпуса устройства удалена для большей ясности, вид спереди в перспективе;

на фиг. 4 – устройство по фиг. 1, при этом стенки, образующие самовыравнивающийся корпус, и инструмент для выемки грунта, показаны в разобранном состоянии, вид в перспективе;

на фиг. 5, 6 – раскапывающее устройство согласно варианту выполнения в двух разных положениях соединительной части относительно опорных полозьев, виды сбоку;

на фиг. 7 – устройство по фиг. 1, в котором показан регулировочный ключ или инструмент U, который может быть соединен с регулировочным устройством, вид сбоку;

на фиг. 8 – устройство по фиг. 7, вид в разрезе по плоскости VIII-VIII.

На фигурах позицией 1 в целом обозначено устройство для рабочей машины.

Согласно варианту выполнения это устройство является раскапывающим устройством.

Согласно варианту выполнения это устройство является устройством для фрезерования.

Это раскапывающее устройство 1 содержит корпус 2, вращающийся раскапывающий инструмент 8 и самовыравнивающийся корпус 10.

Согласно варианту выполнения раскапывающий инструмент 8 имеет форму колеса или диска.

Согласно варианту выполнения раскапывающий инструмент 8 имеет форму валика или цилиндра.

Согласно варианту выполнения на периферии раскапывающего инструмента 8 расположено множество раскапывающих элементов 54, например, ориентированных по касательной относительно оси R вращения такого инструмента.

Следует отметить, что если не указано иначе, термины «осевой», «радиальный» или «по касательной» всегда относятся к оси R вращения.

Корпус 2 устройства содержит соединительную часть 4 для соединения с рабочей машиной и ограничивает первую камеру 6 корпуса, где частично размещен раскапывающий инструмент 8 устройства 1.

Согласно варианту выполнения в плоскости, перпендикулярной оси R вращения, первая камера 6 имеет поперечное сечение кругового сектора.

Согласно варианту выполнения соединительная часть 4 содержит крепежную плиту 56, имеющую множество крепежных отверстий 58 для прикрепления устройства 1 к рабочей машине, например, к ее подвижному плечу или опоре.

Самовыравнивающийся корпус 10 содержит пару опорных полозьев 12, 14, контактирующих с обрабатываемой поверхностью Z.

В показанном варианте выполнения положение опорных полозьев 12, 14 относительно раскапывающего инструмента 8 регулируется взаимно зависимым образом, так что расстояние от этих полозьев относительно поверхности выемки грунта может быть одинаковым для обоих полозьев. Например, эту регулировку можно выполнять посредством одного устройства 24 регулировки глубины.

Согласно варианту выполнения положение опорных полозьев 12, 14 относительно раскапывающего инструмента 8 регулируется независимо, в результате чего расстояние от каждого опорного полоза относительно поверхности выемки грунта можно выбирать независимым образом. Например, такую регулировку можно выполнять посредством пары устройств 24 регулировки, преимущественно действующих параллельно друг другу.

Согласно этому варианту, устройство 1 может преимущественно содержать устройство 24 регулировки глубины X раскапывания, как описано ниже, для каждого опорного полоза 12, 14.

Отсюда следует, что этот вариант преимущественно обеспечивает, что поперечные стенки 16, 18 могут быть отделены друг от друга, так что каждая из них может занимать разное положение относительно корпуса 2 устройства, например, посредством собственного устройства 24 регулировки, и, так что один опорный полоз 12, 14 можно регулировать отдельно от другого опорного полоза.

Согласно этому варианту устройство 1 преимущественно может не содержать продольных стенок 20, 22, соединяющих поперечные стенки.

Самовыравнивающийся корпус 10 свободно установлен с возможностью поворота относительно корпуса 2 устройства, так что соединительная часть 4 может занимать различные угловые положения относительно опорных полозьев 12, 14 со ссылкой на ось вращения, по существу, параллельную оси R или совпадающую с ней.

Такая свобода перемещения хорошо показана на фиг. 6 и 7, где соединительная часть повернута соответственно влево (в первое угловое положение) или вправо (во второе угловое положение) независимо от положения инструмента и глубины выемки грунта.

Отсюда следует, что раскапывающее устройство 1 спроектировано таким образом, что опорные полозья 12, 14 всегда остаются в контакте с обрабатываемой поверхностью Z независимо от углового положения соединительной части 4 (и соединенного с ним плеча или опоры рабочей машины), так что глубина X раскапывания остается постоянной или неизменяемой для заданной операции выемки грунта посредством инструмента 8 для выемки грунта.

Согласно варианту выполнения самовыравнивающийся корпус 10 и корпус 2 устройства могут поворачиваться параллельно оси R вращения.

Согласно варианту выполнения самовыравнивающийся корпус 10 направляется корпусом 2 устройства в различные угловые положения посредством направляющих средств, взаимодействующих между корпусами 10, 2.

Согласно варианту выполнения направляющие средства содержат, по меньшей мере, один край направляющего паза 64, с которым входит в зацепление с возможностью скольжения, по меньшей мере, один направляющий палец 66.

Согласно варианту выполнения самовыравнивающийся корпус 10 содержит, по меньшей мере, одну пару поперечных стенок 16, 18, смещенных в осевом направлении вдоль оси R вращения и жестко соединенных посредством пары продольных стенок 20, 22 корпуса 10 для ограничения коробчатой конструкции, в которую помещен раскапывающий инструмент 8, выступающий фронтально к опорным полозьям 12, 14.

Согласно варианту выполнения самовыравнивающийся корпус 10 содержит, по меньшей мере, одну пару поперечных стенок 16, 18 (или содержит только эти стенки), смещенных в осевом направлении вдоль оси R вращения и соединенных с корпусом 2 устройства с возможностью скольжения. В этом варианте пара поперечных стенок 16, 18 вмещает в осевом направлении раскапывающий инструмент 8, выступающий фронтально к опорным полозьям 12, 14.

Таким образом, этот раскапывающий инструмент 8 способен удалять или вынимать твердый материал с обрабатываемой поверхности Z, например, в направлении вертикально вниз, как показано на фиг. 6 или 7.

Следовательно, это устройство 1 может перемещаться в одном направлении W обработки посредством контакта при скольжении между опорными полозьями 12, 14 и обрабатываемой поверхностью Z.

Согласно варианту выполнения опорные полозья 12, 14 расположены рядом с раскапывающим инструментом 8.

Согласно варианту выполнения опорные полозья 12, 14 выполнены из согнутых металлических листов.

Согласно варианту выполнения опорные полозья 12, 14 выполнены как одно целое с соответствующей поперечной стенкой 16, 18.

Согласно варианту выполнения одна или несколько поперечных стенок 16, 18 и/или одна или несколько продольных стенок 20, 22 являются, по существу, плоскими.

Согласно варианту выполнения поперечные стенки 16, 18 и продольные стенки 20, 22 соединены под прямыми углами.

Согласно варианту выполнения поперечные стенки 16, 18 и продольные стенки 20, 22 ограничивают вторую камеру 60 корпуса.

Согласно варианту выполнения корпус 2 устройства, по меньшей мере, частично помещен между поперечными стенками 16, 18 и продольными стенками 20, 22, в частности, во второй камере 60.

Согласно варианту выполнения, по меньшей мере, одна продольная стенка 20, 22 содержит средства придания жесткости конструкции, выполненные как одно целое с этой стенкой 20, 22.

Согласно варианту выполнения средства придания жесткости имеют форму согнутого участка 34 (в частности, в радиальном направлении) листа, образующего, по меньшей мере, часть этой стенки.

Согласно варианту выполнения вторая камера 60 имеет, по существу, квадратное или прямоугольное сечение, параллельное обрабатываемой поверхности Z.

Согласно варианту выполнения поперечные стенки 16, 18 и продольные стенки 20, 22 прикреплены друг к другу как единое целое, например, приварены или соединены механическими фиксирующими средствами.

Согласно варианту выполнения поперечные стенки 16, 18 и продольные стенки 20, 22 соединены сваркой.

Согласно варианту выполнения поперечные стенки 16, 18 и продольные стенки 20, 22 соединены механическими фиксирующими средствами, например, резьбовыми.

Согласно варианту выполнения одна или обе продольные стенки 20, 22 могут выступать в осевом направлении относительно поперечных стенок 16, 18.

Согласно варианту выполнения, по меньшей мере, одна поперечная стенка 16, 18 (например, обе) может содержать, по меньшей мере, один осевой выступ 62 (например, противолежащую пару таких выступов) для соединения с обеими поперечными стенками 16, 18.

Согласно варианту выполнения механические средства между поперечными стенками 16, 18 и продольными стенками 20, 22 могут входить в зацепление с одним или несколькими осевыми выступами 62.

Согласно варианту выполнения корпус 2 устройства механически соединен с самовыравнивающимся корпусом 10, так чтобы прикладывать равномерно давление к поперечным стенкам 16, 18 и опорным полозьям 12, 14.

Согласно варианту выполнения корпус 2 устройства соединен с самовыравнивающимся корпусом 10, по меньшей мере, одним устройством 24 для регулировки глубины X раскапывания, предусмотренном в устройстве 1.

Таким образом, назначение устройства 24 регулировки по этому варианту заключается в том, чтобы изменять или регулировать выступание раскапывающего инструмента 8 относительно опорных полозьев 12, 14 и, тем самым, регулировать глубину раскапывания.

Следует принять во внимание, что устройство 24 регулировки приводят в действие (например, с помощью ключа или регулировочного инструмента U или пневматическим, гидравлическим или механическим образом) для задания глубины X раскапывания.

Однако после установления требуемой глубины раскапывания (т.е. после задания наименьшего или наибольшего фронтального выступания раскапывающего инструмента 8 для выемки грунта относительно опорных полозьев 12, 14) это устройство 24 обеспечивает поддержание регулировки или наладки на постоянном или неизменяемом уровне на протяжении выполнения заданной операции раскапывания.

Согласно варианту выполнения устройство 24 регулировки содержит регулировочные элементы 26, 28, действующие симметрично на поперечных стенках 16, 18.

Согласно варианту выполнения регулировочные элементы 26, 28 содержат один или несколько первых радиальных рычагов 68.

Согласно варианту выполнения регулировочные элементы 26, 28 соединены с одним или несколькими подвижными регулировочными валами 30 синхронно для обоих этих элементов 26, 28.

Согласно варианту выполнения предусмотрен один регулировочный вал 30, с которым связаны или соединены регулировочные элементы 26, 28.

Согласно варианту выполнения пара первых радиальных рычагов 68 может быть связана или соединена с осевыми концами регулировочного вала 30, в частности, с возможностью вращения как одно целое с этим валом.

Согласно варианту выполнения, по меньшей мере, один направляющий палец 66 может быть прикреплен к одному свободному концу первого радиального рычага 68.

Согласно варианту выполнения поперечные стенки 16, 18 и корпус 2 устройства содержат направляющие средства 36 раскапывающего инструмента 8 в различных положениях регулировки глубины X раскапывания.

Положения регулировки расположены в направлении D регулировки, как показано двойной стрелкой на фиг 1 и 5.

Согласно варианту выполнения направляющие средства 36 содержат пару боковых направляющих 38, 40, связанных с поперечными стенками 16, 18 (или с корпусом устройства), которые ограничивают между собой пространство 42 для скольжения, и скользящий элемент 44, связанный с корпусом 2 устройства (или с поперечными стенками) и помещенный, по меньшей мере, частично в указанном пространстве 42 с возможностью скольжения.

Согласно варианту выполнения скользящий элемент 44 соединен с корпусом 2 устройства.

Согласно варианту выполнения скользящий элемент 44, по существу, имеет кольцевую форму.

Согласно варианту выполнения наружная кольцевая поверхность 46 скользящего элемента 44 примыкает к боковым направляющим.

Согласно варианту выполнения внутренняя кольцевая поверхность 48 скользящего элемента 44 образует поворотную направляющую для раскапывающего инструмента 8.

Согласно варианту выполнения устройство 24 регулировки содержит первый исполнительный механизм 50 (например, линейный или поворотный), действующий посредством прикладывания осевого усилия или тягового усилия между корпусом 2 устройства и самовыравнивающимся корпусом 10, в частности, в направлении S по касательной относительно окружности, сцентрированной по оси R вращения.

Согласно варианту выполнения первый исполнительный механизм 50 прикреплен на первом участке 70 к корпусу 2 устройства, и прикреплен на втором участке 72 к самовыравнивающемуся корпусу 10 преимущественно посредством шарнирного соединения на этих участках 70, 72.

Согласно варианту выполнения первый исполнительный механизм 50 механически соединен с одним или несколькими регулировочными валами 30, например, посредством второго радиального рычага 74.

Согласно варианту выполнения второй радиальный рычаг 74 составляет одно целое при вращении с одним или несколькими регулировочными валами 30 и шарнирно соединен с первым исполнительным механизмом 50 на одном из радиальных концов.

Таким образом, в результате воздействия усилия, прикладываемого исполнительным механизмом 50, например, в результате приближения или удаления от противоположных концов, этот исполнительный механизм 50 вращает радиальный рычаг 74 в направлении, которое обеспечивает поднимание или опускание самовыравнивающегося корпуса 10 относительно корпуса 2 устройства (посредством скольжения направляющего пальца 66 по пазу 64) и, тем самым, соответствующее перемещение раскапывающего инструмента 8.

Это устройство 24 регулировки описано только в качестве примера. Возможны другие способы регулировки глубины раскапывания согласно другим вариантам выполнения.

Согласно варианту выполнения раскапывающий инструмент 8 может вращаться относительно корпуса 2 устройства посредством привода 52.

Согласно варианту выполнения привод 52 является гидравлическим приводом.

Согласно варианту выполнения привод 52 контактирует и движется как одно целое с раскапывающим инструментом 8 в различных положениях регулировки глубины X раскапывания.

Вышеуказанные задачи также решаются с помощью раскапывающего агрегата, содержащего рабочую машину и раскапывающее устройство 1 по любому из вышеописанных вариантов выполнения, прикрепленное к подвижному плечу или опоре рабочей машины.

Согласно варианту выполнения рабочая машина может содержать гидравлический механизм отбора мощности для подачи энергии гидравлическому приводу 52.

Согласно изобретению устройство и агрегат устраняют вышеописанные недостатки.

В частности, описанное устройство позволяет обеспечить большую прочность во времени по сравнению с традиционными устройствами.

Преимущественно, устройство и агрегат по изобретению позволяют уменьшить или устранить изгибающие усилия, действующие на корпус.

Преимущественно, устройство по изобретению может действовать с меньшим количеством рычагов и средств управления по сравнению с традиционными устройствами.

Преимущественно, устройство по изобретению имеет рациональную конструкцию.

Согласно вариантам выполнения вышеуказанного устройства и рабочей машины специалист в этой области техники для обеспечения соответствия конкретным требованиям может предусмотреть изменения и модификации элементов другими функционально эквивалентными элементами.

Эти изменения также соответствуют объему защиты, установленному приложенной формулой изобретения.

Кроме того, каждое описанное изменение, относящееся к возможному варианту выполнения, может быть внедрено независимо от других описанных изменений.

Список позиций

1 – раскапывающее устройство

2 – корпус

4 – соединительная часть

6 – первая камера корпуса

8 – раскапывающий инструмент

10 – самовыравнивающийся корпус

12 – опорный полоз

14 – опорный полоз

16 – поперечная стенка

18 – поперечная стенка

20 – продольная стенка

22 – продольная стенка

24 – устройство регулирования

26 – регулировочный элемент

28 – регулировочный элемент

30 – регулировочный вал

32 – механическое фиксирующее средство

34 – согнутый участок

36 – направляющее средство

38 – боковая направляющая

40 – боковая направляющая

42 – пространство для скольжения

44 – скользящий элемент

46 – наружная кольцевая поверхность

48 – внутренняя кольцевая поверхность

50 – первый исполнительный механизм

52 – привод

54 – раскапывающий элемент

56 – крепежная плита

58 – крепежное отверстие

60 – вторая камера корпуса

62 – осевой выступ

64 – направляющий паз

66 – направляющий палец

68 – первый радиальный рычаг

70 – первый участок

72 – второй участок

74 – второй радиальный рычаг

D – направление регулировки

X – глубина раскапывания

R – ось вращения

S – направление по касательной

U – регулировочный ключ или инструмент

W – направление обработки

Z – обрабатываемая поверхность

Группа изобретений относится к раскапывающим устройствам, соединенным с экскаваторами для прокладывания траншей или удаления слоев асфальта и т.п. Технический результат – обеспечение высокой прочности, позволяет равномерно передавать усилия, возникающие при раскапывании, на механические компоненты для снижения эффекта износа. Раскапывающее устройство для рабочей машины содержит корпус, включающий в себя соединительную часть для соединения с рабочей машиной и ограничивающий первую камеру, в которую частично помещен вращающийся вокруг оси (R) раскапывающий инструмент устройства и самовыравнивающийся корпус. При этом самовыравнивающийся корпус содержит пару опорных полозьев, контактирующих с обрабатываемой поверхностью (Z), и свободно установлен с возможностью поворота относительно корпуса так, что соединительная часть способна занимать различные угловые положения относительно опорных полозьев. Самовыравнивающийся корпус содержит, по меньшей мере, одну пару поперечных стенок, смещенных в осевом направлении вдоль оси (R) вращения и жестко соединенных парой продольных стенок этого корпуса для образования коробчатой конструкции, в которую помещен раскапывающий инструмент, выступающий фронтально к опорным полозьям. Причем корпус механически соединен с самовыравнивающимся корпусом с возможностью равномерного прикладывания давления к поперечным стенкам и опорным полозьям. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Раскапывающее устройство (1) для рабочей машины, содержащее:

корпус (2), включающий в себя соединительную часть (4) для соединения с рабочей машиной и ограничивающий первую камеру (6), в которую частично помещен вращающийся вокруг оси (R) раскапывающий инструмент (8) устройства (1);

самовыравнивающийся корпус (10), содержащий пару опорных полозьев (12, 14), контактирующих с обрабатываемой поверхностью (Z), и свободно установленный с возможностью поворота относительно корпуса (2) так, что соединительная часть (4) выполнена с возможностью регулировки в угловом направлении относительно пары опорных полозьев (12, 14), при этом самовыравнивающийся корпус (10) содержит по меньшей мере одну пару поперечных стенок (16, 18), расположенных на расстоянии вдоль оси (R) вращения и жестко соединенных парой продольных стенок (20, 22) этого корпуса (10) для образования коробчатой конструкции, в которую помещен раскапывающий инструмент (8), выступающий фронтально к паре опорных полозьев (12, 14);

причем корпус (2) механически соединен с самовыравнивающимся корпусом (10) с возможностью равномерного прикладывания давления к поперечным стенкам (16, 18) и паре опорных полозьев (12, 14); и

соединительная часть (4) выполнена с возможностью поворота относительно пары опорных полозьев (12, 14) влево в по меньшей мере первое угловое положение и вправо относительно вертикального направления во второе угловое положение, при этом соединительная часть выполнена с возможностью поворота независимо от положения инструмента и глубины выемки грунта инструментом, а вертикальное направление перпендикулярно рабочей поверхности и падает на ось вращения.

2. Устройство по п. 1, в котором самовыравнивающийся корпус (10) соединен с корпусом (2) с возможностью перемещения со скольжением, при этом по меньшей мере одна пара поперечных стенок (16, 18) вмещает в осевом направлении раскапывающий инструмент (8), выступающий фронтально к паре опорных полозьев (12, 14).

3. Устройство по п. 1, в котором корпус (2) соединен с самовыравнивающимся корпусом (10) посредством устройства (24) регулировки глубины (X) раскапывания устройства (1), содержащего регулировочные элементы (26, 28), выполненные с возможностью приведения в действие симметрично на по меньшей мере одной паре поперечных стенок (16, 18).

4. Устройство по п. 3, в котором регулировочные элементы (26, 28) соединены с одним или несколькими подвижными регулировочными валами (30) синхронно для обоих указанных регулировочныхэлементов (26, 28).

5. Устройство по п. 3, в котором устройство (24) регулировки содержит первый исполнительный механизм (50), действующий посредством прикладывания осевого усилия или тягового усилия между корпусом (2) и самовыравнивающимся корпусом (10) в направлении (S) по касательной относительно окружности, сцентрированной по оси (R) вращения.

6. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере одна пара поперечных стенок (16, 18) и пара продольных стенок (20, 22), по существу, плоские и соединены под прямыми углами.

7. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере одна пара поперечных стенок (16, 18) и пара продольных стенок (20, 22) соединены друг с другом как единое целое.

8. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере одна продольная стенка (20, 22) из их пары содержит средство придания жесткости конструкции, выполненное как единое целое с указанной стенкой (20, 22), при этом средство придания жесткости имеет согнутый участок (34) листа, образующего по меньшей мере часть указанной стенки.

9. Устройство по п. 1, в котором по меньшей мере одна пара поперечных стенок (16, 18) и корпус (2) содержат направляющее средство (36) раскапывающего инструмента (8) в различных положениях регулировки глубины (X) раскапывания раскапывающего инструмента, причем направляющее средство (36) содержит пару боковых направляющих (38, 40), связанных с по меньшей мере одной парой поперечных стенок (16, 18) или с корпусом устройства, ограничивая между по меньшей мере одной парой поперечных стенок пространство (42) для скольжения, и скользящий элемент (44), связанный с корпусом (2) или с по меньшей мере одной парой поперчных стенок и помещенный по меньшей мере частично в указанном пространстве (42) с возможностью скольжения.

10. Устройство по п. 9, в котором скользящий элемент (44) соединен с корпусом (2) и имеет, по существу, кольцевую форму.

11. Устройство по п. 9, в котором наружная кольцевая поверхность (46) скользящего элемента (44) примыкает к боковым направляющим, а внутренняя кольцевая поверхность (48) скользящего элемента (44) образует поворотную направляющую для раскапывающего инструмента (8).

12. Устройство по п. 1, в котором самовыравнивающийся корпус (10) и корпус (2) выполнены с возможностью поворота параллельно оси (R) вращения.

13. Устройство по п. 1, в котором раскапывающий инструмент (8) выполнен с возможностью вращения относительно корпуса (2) посредством привода (52), причем указанный привод (52) контактирует и движется как одно целое с раскапывающим инструментом (8) в различных положениях регулировки глубины (X) раскапывания.

14. Устройство по п. 1, в котором пара устройств (24) регулировки глубины выполнена с возможностью независимого регулирования положения пары опорных полозьев (12, 14) относительно раскапывающего инструмента (8).

15. Раскапывающий агрегат, содержащий рабочую машину и раскапывающее устройство (1) по п. 1, прикрепленное к подвижному плечу или к опоре рабочей машины.