Рабочее оборудование рыхлителя Советский патент 1985 года по МПК E02F5/30 

Изобретение относится к машинам для разработки мер.злых и прочных грунтов, а именно к рыхлителям с а тивными рабочими органами. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является рабочее оборудование рыхлителя, включающее несущую раму параллелограммного типа с гидроцилиндром подъема, закрепленный на раме посредством упругой подвески магнито стрикционный вибровозбудитель, жес ко соединенную с последним стойку которая изогнута по оси с радиусом постоянной кривизны, имеет зуб на свободном конце и выполнена с умен шающейся в сторону свободного конца площадью поперечного сечения l Недостатком известного технического решения являются большие потери акустической энергии в мета локонструкции рыхлителя. Цель изобретения - увеличение КПД оборудования. Указанная цель достигается тем, что в рабочем оборудовании рыхлителя 5 включающем несущую раму параллелограммного типа с гидро1ЩЛИНДРОМ подъема, закрепленнь й на раме посредством упругой подвес ки магнитострикцион«ый вибровозбудитель , жестко соединенную с после ним стойку, которая изогнута по оси с радиусом постоянной кривизны имеет зуб на свободном конце и выполнена с уменьшающейся в сторону свободного конца площадью поперечного сечения, стойка выполнена резонансной, а отношение ее длины по оси изгиба к вертикальной проекции стойки составляет 1,, при этом центральный угол, образованный перпендикулярами к касатель ным, проведенными к оси стойки в крайних ее точках, составляет 1,01,3 рад. Кроме того, радиус г постоянной кривизны изогнутой стойки по ее оси определяется зависимостью -0,002 Т + 0.2 1- , Оsin oi где Т - тяговый класс тягача, кН, W - центральный угол, град. Длина изогнутой стойки Ед по ее продольной оси определяется выражением96 i(p 4Г и, 1 4ii4 Е Ла,оогт40,21 гд и - линейный размер поперечного сечения стойки в месте ее-соединения с вибровозбудителем , м, Нр - линейный размер поперечно OFго сечения стоики в месте ее соединения с зубом, м Е - модель Юнга материала стойки , МПа; f - частота резонансная, Гц, р - плотность материала стойки, кг/м . На чертеже изображено рабочее оборудование рыхлителя, вид сбоку. Рабочее оборудование включает раму 1 параллелограммного типа с силовым гидроцилиндром 2 подъема, изогнутую стойку 3 с продольной осью 4. / Стойка 3 жестко соединена одним концом с магнитострикционным вибровозбудителем 5, продольная ось 6 которого размещена вертикально. Вибровозбудитель 5 закреплен на раме 1 посредством упругой подвески 7. Стойка 3 снабжена зубом 8 на свободном конце. Эпюра 9 иллюстрирует распределение амплитудных смещений в резонансной колебательной системе вдоль продольной оси. Стойка 3 выполнена изогнутой с постоянным радиусом г , который определяется как . о sinei Числитель этой зависимости определяет величину вертикальной проекции изогнутой оси стойки, которая соответствует максимальной глубине рыхления грунта рьсслителем, вьфажаемой через но «1нальное тяговое усилие базового тягача (тяговый класс тягача). Центральный угол об образован перпендикулярами , проведенными к касательным оси изогнутой стойки в крайних ее точках, и составляет 11,3 рад. Изогнутая стойка 3 в рабочем оборудовании рыхлителя выполняется 3 резонансной длины, которая определя ется выражением В конструкции рабочего оборудования рыхлителя отношение длины B(,g стойки 3 по оси к ее вертикальной проекции составляет 1,2-1,35- Это условие определяет расположение ст ки в пространстве. Выполнение соот ношений центрального угла «i в сово купности с отношением длины стойки 3 к ее вертикальной проекции обеспечивает максимальное приближение вектора колебательной скорости зуб 8 к вектору рабочей скорости базов го тягача с сохранением известных требований к углу рыхления прочных и мерзлых грунтов и заднего угла рыхлителя. Оборудование работает следующим образом. При движении базового тягача включается питание вибровозбудителя. Стойка 3 заглубляется в грунт при помол силового гидрощшиндра 2 и рамы 1 паралпелограммного типа обеспечивающих плоскопараллельное перемещение стойки с вибровозбуди964телем и таким образом постоянный угол рыхления независимо от заглубления стойки 3 в гнут. Энергия от вибровозбудителя в виде волны передается через стойку 3 на зуб 8. При этом зуб 8 колеблется с резонансной частотой колебаний, возбуждаемых вибровозбудителем, и активизирует процесс разрушения грунта. Соотношения между длиной продольной оси изогнутой стойки и ее вертикальной проекцией, а также центрального угла обеспечивают резонансный режим работы рабочего обоРУДования при максимальном приближении вектора колебательной скорости зуба к вектору рабочей скорости базового тягача. При резонансе амплитуда колебаний и потери энергии на рассеивание минимальны. В результате увеличивается КПД оборудования , улучшаются трещинообразования в массиве грунта и возрастает производительность рыхления. Удельная металлоемкость оборудования снижается за счет назначения рациональных соотношений параметров стойки. Предлагаемое соотношение между длиной изогнутой стойки по оси и величиной ее проекции на продольную ось вибровозбудителя определяют рациональное взаимное расположение данных элементов рабочего оборудования рьпслителя в пространстве .

1. РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ РЫХЛИТЕЛЯ, включающее несущую раму параллелограммного типа с гидроцилиндром подъема, закрепленный на раме посредством упругой подвески магнитострикционный вибровозбудитель, жестко соединенную с последним стойку, которая изогнута по оси с радиусом постоянной кривизны, имеет зуб на свободном конце и выполнена с уменьшающейся в сторону свободного конца площадью поперечного сечения, отличающеес я тем, что, с целью увеличения КПД оборудования, стойка выполнена резонансной, а отношение ее длины по оси изгиба к вертикальной проекции стойки составляет 1,2-1,35, при этом центральный угол, образованный перпендикулярами к касательным, проведенными к оси стойки в крайних ее точках, составляет 1,01,3 рад. 2.Оборудование по п. 1, о тличающееся тем, что радиус Гд постоянной кривизны изогнутой стойки по ее оси определяется зависимостью о sinoT где Т - тяговый класс тягача, кН; ei - центральный угол, град. 3.Оборудование по п. 1, отличающееся тем, что длина стойки B(jg по оси изгиба определяется выражением SP (/) Неое Но I sin 06 у 10,002 т+ 0,21 где Н о - линейный размер сечения 4 стойки-концентратора в месСП те, соединения с вибровозо со будителем, м, N - линейный размер сечения 05 стойки концентратора в месте соединения с зубом, м, Е - модуль Юнга материала стойки-концентратора , МПа; р - плотность материала стойки-концентратора, I - частота резонансная,,Ги.