Рабочий орган роторного экскаватора Советский патент 1992 года по МПК E02F3/24 E02F5/08 

Изобретение относится к области экскавации грунта и землеройной техники, точнее к рабочим органам роторных экскаваторов, и может быть использовано в липких и прочных, мерзлых и вечномерзлых грунтах при строительстве трубопроводов.

Известен рабочий орган роторного экскаватора, включающий раму, на которой установлены приводные ротор с ковшами, очиститель на оси, имеющий рабочие элементы, и транспортер, находящийся в полости ротора. Рабочие элементы очистителя связаны с осью посредством кронштейнов и шарнирно связанных с ними регулируемых по длине тяг. Передаточное отношение приводов очистителя и ротора равно отношению числа ковшей ротора к числу рабочих

элементов очистителя, который установлен на оси с возможностью попутного вращения с ротором, а его рабочие элементы выполнены в виде металлических щеток.

Известен рабочий орган роторного экскаватора, включающий раму, на которой установлены приводные ротор с ковшами и транспортирующий механизм в виде шнека, привод которого имеет механическую связь с приводом ротора.

Использование известного рабочего органа в липких и прочных грунтах неэффективно, так как в известном рабочем органе осуществляется гравитационная разгрузка ковшей ротора под действием веса самого грунта. Грунт налипает и намерзает на ковши, не имеющие очистителя, и забивает их.

VI

4 СЛ 00

Ю О

Это не позволяет увеличить частоту вращения ротора и резко снижает производительность рабочего органа. Кроме того, установка транспортирующего механизма внутри ротора уменьшает глубину копания рабочего органа, что также ограничивает его применение в липких и прочных грунтах.

Цель изобретения - повышение производительности и расширение области применения в липких и прочных грунтах.

Поставленная цель достигается тем, что в рабочем органе роторного экскаватора, включающем раму, на которой установлены приводные ротор с ковшами и транспортирующий механизм в виде шнека, привод которого имеет механическую связь с приводом ротора, шнек расположен над ротором под углом к последнему с возможностью поочередного размещения половины шага винтовой поверхности шнека в полости ковшей ротора, при этом каждый из ковшей выполнен в виде сектора кругового кольца, а механическая связь приводов ротора и шнека выполнена с передаточным отношением, кратным числу ковшей ротора.

Поставленная цель достигается еще и тем, что угол установки шнека определяется из соотношения:

а - arctg

2 аьр т (Up Dp

-1.

где fUp - частота вращения ротора, с

шгр - частота вращения транспортирующего механизма,

t- шаг винтовой лопасти транспортирующего механизма, м;

Dp - диаметр ротора с ковшами, м, На фиг.1 показан рабочий орган, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.З - схема расположения осей; на фиг.4 - график скоростей.

Рабочий орган роторного экскаватора включает раму 1, на которой установлены приводной ротор 2 с очищаемыми ковшами 3 и транспортирующий механизм 4 с приводом.

Транспортирующий механизм 4 выполнен в виде шнека и установлен над ротором 2 на валу 5 так, что половина шага винтовой поверхности шнека имеет возможность свободно и поочередно размещаться в полости ковшей 3 ротора 2. При этом ковши 3 выполнены в виде сектора кругового кольца: без боковых стенок и с цилиндрической внутренней поверхностью, Ротор 2 имеет вал 6, установленный на раме 1. От этого же вала

6 через систему шестерен приводится транспортирующий механизм 4. Передаточное отношение между ротором 2 и транспортирующим механизмом А кратно числу

ковшей 3 ротора 2. Если ротор 2 имеет, например, 10 ковшей, равномерно размещенных по его окружности, то транспортирующий механизм 4 в виде шнека должен сделать 10 оборотов за один оборот ротора

2. Ширина ковша 3 ротора 2 должна быть меньше половины шага t винтовой поверхности шнека, а высота ковша 3 должна быть меньше радиуса винтовой поверхности на вычетом половины диаметра вала

5 (dtp) транспортирующего механизма 4. Например, если ковш 3 имеет ширину В, то шаг t шнека должен быть t 2В . Если высота ковша 3 (h), то диаметр транспортирующего механизма 4 должен быть DTp 2ь + dip. Вал

5 транспортирующего механизма 4 должен быть расположен под углом а к оси ротора. Угол «определяется из соотношения

25

а arctg

2 сотр t (Up Dp

0

-1.

где (Dp - частота вращения ротора, с ;

частота вращения транспортирующего механизма, с ;

т - шаг винтовой лопасти транспортирующего механизма, м;

Dp - диаметр ротора с ковшами, м. Рабочий орган снабжен направляющим желобом 7, подборным щитом 8 и опорой 9

5 ц имеет шарнир 10, относительно которого осуществляется поворот вала 5 транспортирующего механизма 4.

Рабочий орган работает следующим образом.

0 От силовой станции приводится ведущий вал 6 ротора 2, а от него (через редуктор) вал 5 транспортирующего механизма 4 в виде шнека. Поскольку вращение ротора 2 и шнека осуществляется от одного ведущего

5 вала 6, а передаточное отношение частот вращения ротора 2 и шнека фиксировано, то перемещения ковшей 3 ротора 2 и витка шнека синхронизированы.

Виток шнека без удара входит в полость

0 ковша 3 и перемещает грунт по цилиндрической поверхности ковша 3 к последующим виткам шнека, а затем в отвал.

Так как ширина ковша 3 меньше половины шага витка, то за первые полоборота

5 вала 5 шнека ковш 3 находится во взаимодействии с витком шнека, а за другие полоборота он свободно проходит под валом 5 шнека, поскольку высота его не превышает половины диаметра витка шнека (за вычетом половины диаметра вала 5). Для устранения заклинивания шнека и ковша 3 вал 5 шнека устанавливается повернутым в плоскости, параллельной валу 6 ротора 2 на угол а (фиг.З). Такое расположение вала 6 ротора 2 и вала 5 шнека обеспечивает взаимоположение ковша 3 и шнека в движении без заклинивания, так как наиболее удаленная от оси вращения шнека винтовая поверхность перемещается вдоль ковша 3, удаляясь от него по мере набегания ковша 3.

При вращении ротора 2 и при продольной подаче ковши 3, снабженные резцами, разрабатывают грунт. Грунт, подхваченный ковшами 3, перемещается по забою снизу вверх. На выходе из забоя грунт попадает в направляющий желоб 7 и по нему на шнек.

При работе на малых глубинах для устранения рассыпания грунта из ковша 3 на выходе из забоя направляющий желоб дол- жен быть удлинен до касания с дневной поверхностью грунта.

При разработке тяжелых грунтов часть ковшей 3 ротора может быть снабжена усиленными резцами в ущерб емкости ковшей 3.

Рабочий орган позволяет работать на больших скоростях резания грунтов, т.е. частота вращения ротора может быть увеличена в несколько раз благодаря эффективной принудительной разгрузке ковшей, а следо- вательно, может быть увеличена производительность.

-13 24

Формула изобретения

1.Рабочий орган роторного экскаватора, включающий раму, на которой установлены приводные ротор с ковшами и транспортирующий механизм в виде шнека, привод которого имеет механическую связь с приводом ротора, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и расширения области применения в липких и прочных грунтах, шнек расположен над ротором под углом к последнему с возможностью поочередного размещения половины шага винтовой поверхности шнека в полости ковшей ротора, при этом каждый из ковшей выполнен в виде сектора кругового кольца, а механическая связь приводов ротора и шнека выполнена с передаточным отношением, кратным шагу ковшей ротора.

2,Рабочий орган по п.1,отличающий с я тем, что угол установки шнека определяется из соотношения

a arctg

t сор Dp

где а)р - частота вращения ротора; - частота вращения шнека; t - шаг винтовой лопасти шнека; Dp - диаметр ротора с ковшами.

У /// /// /// ////// /// qous. 4

Ч

TAJL

Использование: разработка узких траншей при строительстве трубопроводов. Сущность изобретения: шнек транспортирующего механизма расположен над ротором под углом к последнему с возможностью поочередного размещения половины шага винтовой поверхности шнека в полости ковшей ротора. Каждый из ковшей выполнен в виде сектора кругового кольца. Механическая связь приводов ротора и шнека выполнена с передаточным отношением, кратным числу ковшей ротора. Угол установки шнека над ротором определяется по заданному соотношению. Виток шнека без удара входит в полость ковшей и перемещает грунт по поверхности ковша к последующим виткам шнека, а затем в отвал. Это обеспечивает повышение производительности рабочего органа и расширяет область применения в липких и прочных грунтах. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. Ё

Vrp/er-a)