Рабочий орган землеройной машины Советский патент 1993 года по МПК E02F5/08 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к рабочим органам землеройных машин непрерывного действия.

Цель изобретения - уменьшение энергоемкости рабочего процесса перемещения грунта и снижение трудоемкости изготовления транспортирующей поверхности рабочего органа.

На фиг. 1 изображен предлагаемый рабочий орган; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 - плоская и пространственная схемы выбора формы транспортирующего элемента шнека.

Рабочий орган состоит из вала 1. стоек

2и транспортирующих лопастей 3. Лопасти

3имеют изогнутую форму, выполненную в виде полуцилиндра 4 (фиг. 4 и 5) при его пересечении тремя плоскостями X, Z и2 в момент его нахождения в контакте с валом 1 и повернутого относительно вала 1 на рабочий угол наклона лопасти, т.е. на угол а (фиг. 5). При этом две секущие плоскости

(Z и Z ) параллельны между собой и перпендикулярны к оси вращения шнека (вала). Плоскость, расположенная со стороны забора грунта (плоскость Z ), проходит через точку контакта поверхности цилиндра с поверхностью вала (на фиг. 5 и 4 это точки О). Другая плоскость (Z) удалена от первой в сторону выгрузки грунта на расстояние В , которое равно размеру фронтальной проекции ширины лопасти на ось вращения вала (шнека). Третья секущая плоскость X проходит через точку контакта вала и цилиндра (т.Л) и центр симметрии цилиндра (т.е. через ось С С цилиндра на фиг. 4).

На фиг. 4 приведена схема взаимного расположения вала 1 и цилиндра 4 в момент нахождения осей симметрии цилиндра и вала в двух вертикальных взаимно параллельных плоскостях, когда перпендикулярные им плоскости X, Z . X проецируются на фиг . 5 в соответствующие этим плоскостям линии X, Z , Z .

Для упрощения конструкции стойки выполнены сборными из трех пластин, две из

Ё

00

ю со

00

ю ю

со

которых имеют полукруглые вырезы для монтажа лопасти, третья соединяет две первые пластины в их торцевой части, что и обеспечивает прочность (жесткость) конструкции.

Снижение трудоемкости изготовления конструкции рабочего органа обеспечивается простотой изготовления транспортирующей поверхности шнека, которая представляет собой отдельную узкую короткую пластину, изогнутую в поперечном направлении по соответствующему радиусу, что просто реализуется на производстве.

Рабочий орган работает следующим образом.

При вращении вала шнека и его поступательном перемещении грунт, разрушаемый зубьями шнека, в момент подъема зубьев отбрасывается силами скольжения по поверхности зуба при поступлении новых порций грунта и за счет сил собственной упругости на наклонно расположенные лопасти, где скользит по их наклонной поверхности в направлении средней части зуба, стремясь занять среднюю, наиболее низко расположенную кривизну лопасти, где за счет ее наклона в сторону выгрузки соскальзывает с нее и за счет действующих -сил инерции при свободном падении преодолевает просвет между лопастями и попадает на среднюю часть последующей лопасти, которая в момент ее подъема приостанавливает движение грунта вниз, дает ему дополнительный импульс бокового движения в сторону выгрузки, и процесс повторяется. Частота вращения шнека и угол наклона средней части лопасти должны быть такими, чтобы можно было обеспечить перемещение материала средней частью лопасти при равенстве скоростей перемещения материала вниз под действием сил тяжести и скорости перемещения того же материала вверх в результате действия на грунт вращающейся лопасти. В результате постоянно поднимающиеся поверхности других лопастей перемещают грунт в сторону его выгрузки (т.е. вдоль шнека), не позволяя ему контактировать с грунтом забоя. При таком движении отсутствует трение грунта по грунту, т.к. грунт постоянно скользит по металлической поверхности лопасти, где коэффициент трения грунта по металлу всегда меньше коэффициента трения грунта по грунту. Кроме того, отсутствуют явления краевого эффекта, проявляющегося в зажиме, заклинивании и разрушении частиц грунта периферийной частью плоской ленты

или плоской пластины известных конструкций шнеков, т.к. у изогнутых лопастей большая часть грунта после его разрушения непосредственно попадает на транспортирующую изогнутую лопасть, которая направляет и формирует грунтовой поток, концентрируя (сосредотачивая) его в средней части лопасти.

Просыпавшиеся частицы грунта забираются со дна забоя периферийной частью лопасти с малой энергоемкостью, т.к. угол наклона рабочей поверхности на периферии лопасти из-за ее изгиба небольшой, и поэтому лопасть внедряется в грунт с меньшим усилием, далее работают только гравитационные силы, т.к. инерционные силы гасятся внешним изгибом лопасти.

Преимуществом предлагаемого рабочего органа является снижение энергоемкости особенно при горизонтальном перемещении грунта, т.к. в этом случае процесс происходит без подведения дополнительной энергии, только за счет равенства скоростей перемещения материала вниз

под действием сил собственной тяжести и скорости перемещения того же материала вверх под действием вращающейся лопасти. Кроме того, конструкция рабочего органа обеспечивает высокую технологичность

его изготовления.

Формула изобретения

1.Рабочий орган землеройной машины, включающий закрепленные перпендикулярно к валу равномерно расположенные по

винтовой линии изогнутые в радиальных плоскостях стойки с закрепленными на концах зубьями и расположенный вдоль вала элемент транспортирования с грузонесу- щей поверхностью, отличающийся

тем, что, с целью снижения энергоемкости перемещений грунта и уменьшения трудоемкости изготовления, элемент транспортирования выполнен из закрепленных на стойках отдельных лопастей, каждая из которых выполнена в виде полуцилиндра, радиус которого равен половине расстояния от оси вала до наружной кромки полуцилиндра, а его боковые кромки расположены перпендикулярно к оси вала, при этом лопасти закреплены к стойхам под равными углами.

2.Рабочий орган по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что каждая стойка выполнена из пластины, образуя П-образное поперечное сечение, при этом передние грани боковых пластин соединены с изогнутыми лопастями.

Ы-А

,Фиг.

ригЗ

18238&

Фиг

Использование: в землеройной машине непрерывного действия. Сущность изобретения: рабочий орган содержит вал, стойки с режущими элементами и транспортирующий орган. Последний выполнен в виде отдельных элементов, представляющих собой боковую поверхность полуцилиндра. Радиус полуцилиндра равен половине расстояния от центра вращения вала до наиболее удаленной точки поверхности шнека. Стойки имеют коробчатую формуй установлены на валу перпендикулярно оси вращения. Данная конструкция позволяет снизить энергоемкость рабочего процесса и повысить производительность. 1 з.п.ф-лы, 5 ил