Фреза каналокопателя Советский патент 1993 года по МПК E02F5/08 

Изобретение относится к землеройным машинам с роторным рабочим органом, предназначенным для строительства и ремонта мелиоративных каналов.

Целью изобретения является повышение надежности фрезы каналокопателя путем снижения ударных нагрузок,

На фиг.1 изображен общий вид фрезы каналокопателя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - схема смещения ребер фрезы при увеличении нагрузки от сил резания; на фиг,4 - схема смещения ребра фрезы при ударной нагрузке.

Фреза каналокопателя включает ступицу 1, основание 2, ребра 3 и упругие элементы 4. Основание 2 установлено на ступице 1 подвижно посредством цилиндрического шарнира 5 (например, подшипника скольжения), ось вращения которого совпадает с осью вращения фрезы. Каждое из ребер 3 установлено на ступице 1 посредством шарниров 6 и соединено с основанием 2 посредством упругих элементов 4, один конец которых жестко закреплен на основании 2, а другой конец жестко закреплен на ребро 3. Крепление одного из концов каждого упругого элемента 4 может быть выполнено шарнирным. Упругие элементы 4 имеют криволинейную форму, которая может быть U-образной, S-образной, 0-образной и т.п., при условии возможности деформации и сохранения упругих свойств в двух плоскостях, То, что хотя бы один конец каждого упругого элемента закреплен жестко, обеспечивает ему сохранение упругих свойств при деформации в двух плоскостях. При этом параметры упругих элементов и вариант их крепления выбираются таким образом, чтобы суммарная угловая жесткость поворота всех ребер при деформации упругих элементов f 1 по фиг.З была меньше угловой жесткости поворота одного ребра при деформации упругого элемента fz по фиг.4. На поверхности ребер 3 и основании 2 установлены режущие элементы 7.

Предлагаемая фреза каналокопателя работает следующим образом. При прокладке фрезой канала ее режущие элементы 7 разрабатывают грунт, При увеличении нагрузки от сил резания грунта основание 2, преодолевая усилие упругих элементов 4, поворачивается на шарнире 5 относительно

ел

С

00

о

4 CJ 4

ступицы 1 против направления вращения фрезы, что повлечет за собой поворот ребер 3 относительно своих шарниров 6, поскольку они соединены с основанием 2 упругими элементами 4. Такой поворот основания 2 совместно с ребрами 3 обеспечивается тем, что угловая жесткость поворота всех ребер в сумме при деформации упругих элементов fi меньше угловой жесткости поворота одного ребра при деформации упругого элемента f2. При повороте ребер 3 на своих шарнирах б часть режущих элементов 7, установленных на нижней части ребер, будет выведена из контакта с грунтом. Поскольку при этом в контакте с грунтом останется меньшее количество режущих элементов, то нагрузка от сил резания будет снижена. На схеме смещения ребер фрезы при увеличении нагрузки от сил резания (фиг.З) показан поворот ребер и деформация упругих элементов при увеличении нагрузки от сил резания. При снижении нагрузки от сил резания грунта упругие элементы 4 повернут основание 2 на шарнире 5 относительно ступицы 1 по направлению вращения фрезы и соответственно повернут ребра 3 на шарнирах 6. Таким образом, режущие элементы 7, расположенные на нижней части ребер 3, будут введены в контакт с грунтом и будут участвовать в разработке грунта в забое канала. Такие циклы.вывода и ввода части режущих элементов, расположенных на ребрах, позволяют постоянно автоматически поддерживать величину нагрузки от сил резания на уровне, близком к ее номинальному значению, и тем самым снизить величину динамических нагрузок.

При ударе резца 7 о каменистое включение в грунте в связи с тем, что момент инерции отдельного элемента фрезы (ребра 3 или основания 2) меньше суммы моментов инерции этих элементов, происходит поворот на своем шарнире того элемента, на

котором установлен взаимодействующий с каменистым включением резец, При этом упругие элементы 4 деформируют по направлению, обозначенному на схеме f2. На схеме смещения ребра фрезы при ударной

нагрузке (фиг.4) показано смещение ребра и деформация упругого элемента, когда резец, взаимодействующий с каменистым включением при ударе, установлен на ребре. Поскольку величина ударной нагрузки

зависит от массы формирующих эту нагрузку тел, то в данном случае, когда в формировании ударной нагрузки участвует лишь один из элементов фрезы (ребро или основание), величина ударной нагрузки будет

уменьшена, а следовательно, уменьшается .вероятность поломки деталей фрезы, т.е. повышается ее надежность.

Таким образом, предлагаемая конструк ция фрезы каналокопателя одновременно

со снижением динамических нагрузок от сил резания грунта позволяет уменьшить величину ударных нагрузок, а следовательно, позволяет повысить надежность фрезы. Формула изобретения

Фреза каналокопателя, включающая ступицу с установленным на ней основанием и ребра с режущими элементами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения ударных нагрузок, каждое из ребер соединено с основанием посредством упругого элемента, имеющего криволинейную форму, при этом по крайней мере один конец упругого элемента закреплен на основании жестко.

Физ,2

Фиг.5

Использование: землеройные машины, для строительства и ремонта мелиоративных каналов. Сущность изобретения: ребра с режущими элементами соединены с основанием посредством упругих элементов, каждый из которых имеет криволинейную форму. По крайней мере один конец упругого элемента закреплен на основании жестко. При ударе режущего элемента, установленного на ребре, происходит поворот ребра, на котором р азмещен указанный режущий элемент. Это обеспечивает снижение ударных нагрузок и повышает надежность фрезы. 4 ил.