ТРАМБОВАЛЬНАЯ МАШИНА Советский патент 1936 года по МПК E01C19/34 

Предлагаемое изобретение касается трамбовальных машин с применением трамбующих баб, приводимых последовательно в действие кулачным колесом, и устройства для фиксации баб в верхнем положении. В предлагаемой машине, с целью смягчения ударного воздействия кулака при его подходе к трамбующей бабе, упорный ролик штока бабы находится под воздействием пружины, допускающей перемещение ролика в направляющих. Для того, чтобы использовать движение бабы для освобождения ее от захватов, половины последних соединены звеньями, выпрямлением линии соединения которых при ударе верхнего конца штока бабы достигается развод захватов.

На чертеже фиг. 1 изображает вид трамбовальной машины сбоку; фиг. 2 - то же вид сверху; фиг. 3 - то же вид сзади; фиг. 4 - вид сбоку отдельной трамбующей бабы; фиг. 5 - то же вид спереди; фиг. 6 и 7 - детали сбоку и спереди трамбующей бабы; фиг. 8 - вид в проекциях храповика с кулаками; фиг. 9 - вид цилиндрической шестерни; фиг. 9′ - то же в разрезе АА на фиг. 9; фиг. 9′′ - то же в разрезе по ББ на фиг. 9; фиг. 10 и 10′ - вид захватов спереди и сбоку в закрытом положении; фиг. 11 - вид захватов спереди в открытом положении; фиг. 11′′ -то же вид сбоку.

Трамбовальная машина (фиг. 1, 2 и 3) сконструирована как для продуктивной работы, так и для передвижения ее вхолостую (без трамбования). Машина приводится в движение тракторной тягой. В нижней ее части расположен механизм, который приводит в движение рабочие органы машины (поднимание и сбрасывание трамбующих баб); части этого механизма расположены между нижней и верхней железными рамами. В верхней части машины расположены части механизма, действующего лишь при переводе машины на холостой ход и обратно из холостого на рабочий ход. Нижняя рама 1 (фиг. 1, 2 и 3) при помощи укрепленных на ней букс 4 стоит на двух парах тракторных колес с ребордами 3. На оси каждой пары колес у каждого колеса насажены цилиндрические шестерни 37, сцепляющиеся с шестернями 35, укрепленными на двух валах 29 с кулачными колесами 28.

В машине имеется одиннадцать трамбующих баб 6 и 7 (фиг. 1, 2 и 3), расположенных в двух рядах: в переднем ряду пять баб и в заднем шесть. Каждая трамбовальная баба прикреплена болтами к вертикальной металлической рейке 8 (фиг. 1), в верхней части последней прикреплен зуб 10 (фиг. 1, 4, 5, 6 и 7), выполненный в виде парных накладных щек 13, между которыми помещается упорный ролик 11, при помощи которого зуб с рейкой и бабой поднимается кулаком колеса 28, при вращении подхватывающим упорный ролик снизу. В верхней части рейка трамбующей бабы имеет шарнирное соединение со штоком 9, являющимся как бы продолжением рейки. Необходимость шарнирного соединения обусловливается небольшим отклонением назад рейки в момент отрыва трамбовки от грунта, когда ролик зуба накатывается на профиль кулака. Шток проходит через верхнюю раму снаряда и укрепленную на ней опорную чашку 25 пружинного амортизатора, предохраняющего трамбовку от провалов при случайных неровностях грунта; в таких случаях головка 22, которой заканчивается шток трамбовки, садится на спиральную пружину 24. Против каждой из одиннадцати трамбующих баб машины находится кулачное колесо 28, снабженное кулаками 32, при помощи которых колесо поднимает за зуб 10 рейку с трамбующей бабой до определенной высоты (нижняя плоскость бабы поднимается на 25 см от ее положения на грунте (фиг. 1). На этой высоте кулак 32 выходит из-под упорного ролика 11 зуба и трамбовка падает на землю. В виду возможности ускоренного износа кулаки 32 для легкости замены делаются закладными, причем изготовляются они из чугуна и наполовину пустотелые. Такой кулак закладывается в обод колеса 28 сбоку и в этом положении закрепляется на нем накладными планками 33. Профиль кулака, по которому (профилю) происходит качение пружинного ролика, принят таким, чтобы накатывание происходило постепенно для ослабления удара при первом соприкосновении кулака с роликом. Для этой же цели ось 17 упорного ролика 11 зуба своими концами заложена в прорези направляющих 14 зуба, в которых находятся спиральные пружины 15, в нормальном положении прижимающие ось ролика книзу, а при ударе кулака ось ролика, поднимаясь вверх, сжимает пружины, поглощающие полностью силу удара, благодаря чему работа происходит плавно и бесшумно.

Как сказано выше, машина имеет два ряда трамбующих баб, причем бабы 6 переднего ряда поставлены против промежутков баб 7 заднего ряда для того, чтобы при работе машины не оставалось неутрамбованных полос. Двум рядам трамбующих баб соответствуют и два ряда кулачных колес 28, укрепленных на двух валах 29 в средней части машины. Валы 29 с колесами 28 получают вращение от сидящих на концах валов парных шестеренок 35, а последние вращаются цилиндрическими шестернями, сидящими соответственно на осях ходовых колес машины.

Угол между каждой парой кулаков 32 равен 90°. Для того, чтобы не было одновременного удара о грунт двух или большего числа баб, что могло бы привести к необходимости усиления тяги, все одиннадцать кулачных колес насажены на валы с соблюдением фазы отставания на 8° 12′. Таким образом, в течение промежутка времени (0,6 сек.) между двумя последовательными ударами одной и той же бабы, каждая из одиннадцати баб успеет дать о грунт один удар и в тот момент, когда одна баба стоит на грунте, все остальные находятся в разных стадиях подъема или падения.

В целях ослабления вредного влияния частых и довольно сильных ударов кулаков об упорные ролики (так как окружная скорость кулака при 25 оборотах вала и при радиусе храповика до вершины кулака 50 см значительна), помимо описанного выше профиля кулака с постепенным подъемом и снабжением упорного ролика пружиной, в машине применены шестерни особой конструкции (фиг. 9, 9′ и 9′′). На валу при помощи шпонки закрепляется ступица 39 шестерни, имеющая четыре выступа и четыре паза; на эту ступицу по контуру выступов и пазов наложена напитанная смазкой упругая прокладка 40 (ремень или т.п.), а сверху прокладки на ступицу насажен обод 38, состоящий из двух половин и имеющий, как и закрепленная на валу ступица, соответствующие выступы и пазы на внутренней своей стороне, а по внешней поверхности снабженной зубцами. Насаженный таким образом съемный обод, во избежание бокового движения, закрепляется с боков плоскими пружинными скобами 41, а обе половины накладного обода скрепляются между собой болтами 64.

Такое устройство шестерен с одной стороны ослабляет изнашивание зубцов вследствие наличия упругой прокладки, а с другой допускает легкую смену изношенной части обода штампованными запасными его частями.

Валы 29 с кулачными колесами 28 вращаются в основных подшипниках (фиг. 1, 2 и 3), укрепленных на нижней раме снаряда. Кроме того, в промежутках между кулачными колесами валы поддерживаются промежуточными подшипниками 31, которых имеется по два для каждого вала 29.

При работе машины будут периоды, когда, не останавливая ее поступательного движения, нужно будет прекращать трамбование грунта; это будет при перемещении машины в новые пункты работ и при поворотах вне трамбуемых полос. Для этой цели в верхней части машины установлено подъемное приспособление, дающее возможность легко переводить машину на холостой ход. Каждая трамбующая баба имеет свое подъемное приспособление и все они приводятся в действие одновременно, т.е. одновременно или захватывают и поднимают концевые головки штоков баб, когда начинается холостой ход, или их освобождают, когда прекращается время холостого хода.

Подъемное приспособление состоит из захватов 52, подвешенных над головками всех трамбующих баб (фиг. 1, 2, 10 и 11) на металлической балке 51, причем над каждым рядом трамбующих боб имеется своя балка с захватами. Концы 44 этой балки ходят вверх и вниз по вертикали в прорезях 43 металлических стоек 42, укрепленных на верхней раме трамбовальной машины. Перемещение балки вверх и вниз производится от руки вращением спаренных зубчатых колес 46, укрепленных на кронштейнах 50, на тех же стойках над верхней рамой, у обоих концов подъемной балки. Рабочий поворачивает за рукоятку рычаг 65, который пальцем поворачивает зубчатое колесо 46. Это колесо, а также парное с ним, сидящее на другом конце общего вала 48, перемещает вертикально прикрепленные наглухо к балке зубчатые рейки 47.

Рычаги, производящие поворот зубчатых колес 46, переднего и заднего рядов трамбующих баб, связаны между собою штангой 66, что дает возможность, поворачивая рукоятку одного рычага, одновременно приводить в действие подъемные приспособления переднего и заднего рядов.

Рычаг 65 свободно сидит на одном валу с зубчатыми колесами 46. Вращение зубчатых колес производится пружинным пальцем рычага, вдвигающимся между двумя зубцами зубчатки при помощи пружины, которая автоматически выпрямляется при повороте ручки рычага, а по окончании поворота пружина снова сжимается и палец втягивается в наконечник рычага.

Захваты (фиг. 3, 10 и 11) состоят из стержня 56, один конец которого закреплен в головке 53, а другой заканчивается вилкой 55, в которой шарнирно укреплены верхние концы обеих половин захватов 52. Одна из половин захватов имеет раздвоенную верхнюю часть 57, так что верхняя часть другой половины входит в промежуток между лапками раздвоенной верхней части первой половины. Обе половины захватов соединены вместе шарнирно при помощи болта. Обе половины захватов свободно (для возможности вращения) соединены звеньями 58, находящимися под углом друг к другу. Эти звенья при улавливании головки штока бабы остаются пассивными и лишь несколько изменяется между ними угол излома у шарнира при раздвиганий захватов в момент прохождения вверх головки 22 штока между нижними их концами 54. Когда балка 51 с захватами опускается для посадки трамбующих баб на кулаки кулачных колес 28, звенья 55 под давлением движущейся им навстречу верхушки штока трамбовки, поднимаемой кулаком 32, изламывается в обратную сторону (фиг. 11) и этим раскрывают захваты для свободного выпадения из них головки штока. В этом положении звенья 58 остаются до того момента, когда выпадающая из клещей головка 22 штока потянет книзу рычажок 60, а последний посредством упругой нити 67 потянет книзу поднятые звенья 58, благодаря чему захваты снова примут нормальное положение.

Для того, чтобы в поднятом (фиг. 11) положении звенья 58 не упирались в верхнюю часть захватов, что мешало бы их действию, и для того, чтобы при дальнейшем изгибе звеньев не уменьшался раствор захватов, звенья так прикреплены к левой (на чертеже) половине захватов (фиг. 10 и 11), что в положении, указанном на фиг. 11, они своей левой частью упираются в нижний выступ раздвоенной верхней части 57, которая и ставит предел излому звеньев. Если для дальнейшего подъема до высшей точки кулак должен поднять трамбующую бабу, а следовательно и конец штока трамбовки выше, чем допускают уже до указанного предела звенья 58, то это достигается тем, что конец штока, упершись в звенья, дальше поднимает уже все части захватов, т.е. поднимает и стержень 57 и их тяжелую головку 53, так как шток захватов свободно ходит в отверстии подъемной балки, на которой стоит головка.

Для того, чтобы захваты не закрывались больше, чем нужно после вхождения головки штока трамбующей бабы внутрь захватов, а также после выпадения из них головки штока, на одной половине захватов имеется прилив 59, препятствующий излишнему сближению захватов.

Как видно из чертежа, действие подъемного приспособления заключается в захвате и подъеме головок штоков трамбующих баб для передвижения машины вхолостую (перемещение без трамбования), а равно в опускании трамбующих баб для посадки их на кулаки при возобновлении процесса трамбования после окончания перемещения машины вхолостую. Все, эти действия производятся на ходу машины вращением зубчатки рабочим при помощи рычага 65.

Процесс захвата и подъема трамбующих баб происходит следующим образом. Головка 22 штока каждой трамбующей бабы поднимается по вертикали только до определенной высоты (на 25 см вверх). На чертеже фиг. 11 головка штока показана именно в этом наивысшем положении. Когда нужно перевести машину на холостой ход и для этого поднять все трамбующие бабы машины немного выше точки наивысшего их рабочего подъема, чтобы кулаки храповиков не задевали упорных роликов, рабочий рукояткой рычага поворачивает зубчатое колесо на небольшой угол 7-10°; тогда балка 51 с захватами опускается в прорезях верхних стоек до определенного положения так, чтобы концы захватов после прохода в них головок штоков трамбующих баб захватили головки 22 в тот момент, когда головка достигнет наивысшей точки подъема (фиг. 10). Когда захваты, раскрытые проходящей вверх головкой, закроются снова, последняя окажется зажатой в захватах, затем немного поднимают всю балку с захватами обратным вращением зубчатого колеса тем же рычагом для того, чтобы вращающиеся колеса своими кулаками не действовали на упорные ролики трамбующих баб.

Из расчета количества ударов трамбующих баб в единицу времени, от одного удара данной бабы до следующего удара той же бабы проходит 0,6 сек. С другой стороны по расчету за тот же промежуток времени все остальные десять баб должны последовательно одна за другой дать по одному удару о грунт, для чего необходимо каждой из них достигнуть высшей точки подъема. Таким образом, в течение 0,6 сек. все одиннадцать баб попадут в спущенные сверху захваты и будут подняты кверху одним поворотом зубчатки на небольшой угол. Следовательно, практически поимка и поднятие на холостой ход трамбующих баб на ходу машины - секундная операция.

Когда заканчивается холостой переход машины и нужно возобновить процесс трамбования, балка с захватами и подвешенными в них бабами спускается путем вращения зубчатки рычагом с таким расчетом, чтобы (для каждой трамбовки) вращающийся с храповиком кулак подхватил опускающуюся на него бабу и, чуть подняв ее (до наивысшей точки), сбросил для удара о землю. Следовательно, с одной стороны захваты с подвешенной в них бабой должны быть опущены на 2-3 см ниже наивысшей точки подъема головки штока бабы, с другой стороны конструкция захватов должна быть такова, чтобы поднимаемая под действием кулака головка могла подняться над концами захватов внутри их и, упершись концом штока в звенья 58, мгновенно раздвинуть захваты, чтобы они не мешали ей выпадать из них после срыва с кулака. При этом, когда освободившаяся баба выпадает из захватов, то она автоматически оттягивает вниз рычажок 60, а последний, будучи оттянут книзу, тянет за собой звенья 58 и этим заставляет закрыться захваты, которые после этого поднимаются кверху путем поднятия балки поворотом того же зубчатого колеса в обратную сторону.

Операция обратной посадки трамбовок на кулаки также мгновенна, как и захват и подъем, так как в тот же период 0,6 сек. все одиннадцать трамбовок одна за другой будут подняты своими храповиками до наивысшей точки, раздвинут захваты и выпадут из них на землю.

Все сказанное относится к подъемным приспособлениям как переднего, так и заднего ряда трамбовок, причем все операции производятся одним и тем же рабочим в обоих рядах одновременно.

1. Трамбовальная машина с применением трамбующих баб, приводимых последовательно в действие кулачным колесом и устройства для фиксации баб в верхнем (нерабочем) положении, выполненного в виде поворотных парных захватов, установленных на раме с возможностью их перемещения по высоте, отличающаяся тем, что, с целью смягчения ударного воздействия кулака при его подходе к трамбующей бабе, упорный ролик 11 штока бабы находится^-под воздействием пружины 15, допускающей перемещение ролика в направляющих 14.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что с целью использования движения бабы под действием кулачного колеса для освобождения ее от захватов 52 половины последних соединены звеньями 58, выпрямлением линии соединения которых при ударе верхнего конца штока бабы достигается развод захвата и возможность ухода бабы вниз.

3. При устройстве по пп. 1 и 2 применение поворотного рычажка 60, соединенного тягой со звеньями 58 и предназначенного для приведения захватов в рабочее положение, при ударе штока бабы при уходе вниз об указанный рычажок.

4. При машине по пп. 1 и 2 применение в шестернях упругих прокладок 40, расположенных между ободом 38 и его ступицей 39 и предназначенных для смягчения толчков в кулачной передаче к трамбующим бабам.