МАШИНА ДЛЯ ПРОФИЛИРОВАНИЯ ГРУНТОВЫХ ДОРОГ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВИНТОВОЙ ФРЕЗЫ Советский патент 1936 года по МПК E02F3/06 

Существующие машины для профилирования грунтовых дорог создают профиль дорожного полотна и делают копку канав в несколько проходов, вследствие чего теряется много времени на поворот машин в конце каждого участка, а отсюда и уменьшается их производительность. Крупные комья твердого грунта или валуны, попадая под машину, мешают ее работе, что также создает непроизводительный простой при удалении последних.

Даже наиболее мощная современная машина грейдер делает профилирование полотна и копку канавы за 4-5 проходов и к тому же копает канавы только треугольные, американского типа.

Предлагаемое изобретение имеет целью увеличить производительность машины для профилирования грунтовых дорог и устранить указанные недостатки существующих машин.

Для этой цели пустотелый барабан фрезы различного в соответствии с поперечным профилем дороги диаметра, снабженный для отделения и перемещения грунта винтовыми ножами, представляющий собой рабочий орган, позволяет в один проход сделать половину профиля грунтовой дороги.

На чертеже фиг. 1 представляет продольный диаметральный разрез рабочего органа; фиг. 2 - вид машины в плане; фиг. 3 - вид сбоку; фиг. 4 - разрез по соединению рамы с гусеницей; фиг. 5 - поперечный разрез по АА фиг. 1; фиг. 6 - схему передачи.

Шкив 1 и секции 2, 3, 4 и 5 (фиг. 1), изготовленные из литого железа, насаженные на вал 6 и стянутые на нем гайками 7, образуют барабан различного по длине диаметра. Шкив и секции для предупреждения взаимного прокручивания в ребрах соединяются шпильками 8. По окружности барабана в три ряда укреплен дугообразного сечения винтовой нож 9. Все это вместе взятое представляет собой рабочий орган-фрезу, наружный контур которой соответствует поперечному профилю половины дороги с трапецоидальными кюветами. Барабан состоит из отдельных съемных секций, закрепляемых между собою валом-стяжкой, простое заменение которых дает возможность делать кюветы разной формы.

Концами вала, вернее шейками гаек, фреза лежит в игольчатых подшипниках 10, со стороны же утолщенной части барабана имеется дополнительно упорный шарикоподшипник 11. Корпуса подшипников с фланцами 12 и 13 прикрепляются к кожуху 14, снабженному для жесткости прогонами и ребрами 15. Кожух служит одновременно и поперечной рамой и соединяется с продольной рамой 16, дополнительно с которой скрепляется тягой 17 (фиг. 2). Вся описанная система опирается на ходовую часть в трех точках: спереди концами продольной рамы на направляющие колеса 18 (фиг. 2 и 3), сбоку - кожухом на боковое колесо 19, сзади - на гусеницу 20, соединяющуюся с продольной рамой шарниром 21 (фиг. 3). На задней части продольной рамы на площадке 22 (фиг. 2) установлен двигатель 23 со всеми передачами и к фрезе и к гусенице, являющейся самоходом машины.

Фреза, находясь в загруженном положении, как показано на чертежах, и получая вращение и поступательное движение, перпендикулярное к своей оси, будет ножами 9 послойно срезать грунт и как шнеком перемещать его в сторону. Таким образом, позади увеличенной части фрезы будет оставаться вырезанный кювет, по которому и будет следовать гусеница. Грунт же, перемещенный в сторону, т.е. на проезжую часть профилируемой дороги, будет там отлагаться слоем соответственно нижней грани кожуха, находящегося на уровне нижнего контура фрезы. Кожух при работе фрезы будет предохранять от потери грунта сзади и препятствовать возможному подбрасыванию его вверх.

Поперечный уклон отлагаемого грунта и глубина вырезывания кювета могут регулироваться путем изменения поперечного уклона всей машины помощью подъемного механизма, состоящего из двух выгнутых швеллеров 25 (фиг. 1, 2 и 5), опирающихся шейками на ось колеса и катающихся роликами 26 в направляющих швеллерах 27, жестко прикрепленных к кожуху. Выдвижение колеса вниз производится через кремальерки 28 (на подвижных швеллерах) шестеренками 29, насаженными на вал 30 (фиг. 2), выведенный к месту управления (на чертеже не показанному); для регулирования продольного уклона дороги, а также для введения в рабочее и выведения из рабочего положений продольная рама может подниматься и опускаться на пустотелой стойке 31 (фиг. 3), шарнирно опирающейся на ось передних колес. Подъем рамы осуществляется наматыванием на лебедку 32 (с червячным приводом 33) троса или цепи 34, перекинутой через сидящий на стойке блок 35, могущий свободно поворачиваться на вертикальном штыре 36. Для поворота направляющих колес на стойке в головке рамы насажен на скользящих шпонках 37 сектор 39 с приводом посредством червячной и конической 40 передачей (фиг. 2 и 3).

Таким образом управление машины сводится к трем видам: а) управление поперечным уклоном, б) управление продольным уклоном и в) управление направлением движения машины. Все эти управления могут быть механическими с приводом через пары конических шестерен от общих передач или же ручными штурвальными. В последнем случае к подъемным механизмам нужны будут для облегчения управления компенсационные пружины, как у грейдера.

Осевые усилия фрезы в конечном счете будут восприниматься гусеницей, сцеплением ее с дном кювета и упором скосов башмаков 20 (фиг. 4) во внешний откос кювета.

Направление вращения фрезы может быть совпадающим с направлением вращения ходовых колес или же противоположным. По выбранному направлению фрезы должно быть соответствующее направление винта (ножа). Лучшим будет вращение, противоположное вращению колес, при котором 1) резание грунта будет происходить снизу вверх и фреза не будет иметь тенденции вылезать наверх, 2) лотком ножа, в противоположность первому, будут служить не стенки кожуха, а естественно создающийся впереди фрезы вал грунта, что дает следующие преимущества: а) не будет сильного изнашивания кожуха, б) исключается возможность поломки ножа от попадания между ножом и кожухом твердых предметов, в) вал из грунта будет заполнять неровности в продольном направлении дороги за счет изменения его величины.

Передача к фрезе может быть цепной или, как показано на чертеже, канатной 41 с перекрещивающимся бесконечным тросом и с приданием для этого некоторого склонения фрезе относительно плоскости осей передач.

Над ведомым шкивом, насаженным между секциями барабана, ножи имеют разрыв шириной 4-5 см (фиг. 1). Остающийся столбик грунта между ножами будет выбиваться напором транспортируемого грунта.

Ведущий шкив 42 (фиг. 2) для натяжения троса помещен на траверзе 43 с натяжным приспособлением (на чертеже не показанным), поворачивающейся около оси ведущей шестерни передачи 44 (фиг. 2, 3).

В зависимости от глубины кювета будет вырезаться различное количество грунта, который и будет транспортироваться транспортировочным поясом фрезы, а для того, чтобы полностью использовать производительную способность пояса, не увеличивая диаметра фрезы из расчета на кювет максимальной глубины, нужно иметь различный поступательный ход машины на один оборот фрезы (т.е. иметь различную подачу, меньшую для глубоких и большую для мелких кюветов). В результате объем работы в единицу времени, т.е. производительность машины в кубических метрах будет оставаться постоянной, и потребность в мощности двигателя для фрезы изменяться не будет. В зависимости от различной "тяжелости" грунта фреза будет давать различную нагрузку на мотор, а чтобы нагрузка на мотор от этого не менялась, можно сделать изменяющимся число оборотов фрезы, оставляя не измененной подачу.

Из приведенного следует, что для такой машины, чтобы не утяжелять ее конструкции и не жертвовать ее производительностью или излишней мощностью мотора, рационально иметь две коробки скоростей, первичную общую и вторичную - между фрезой и самоходом.

На фиг. 6 показана схема такой передачи, где а - вал двигателя, б - муфта сцепления, 45 - коническая передача к первичной коробке (первичная коробка скоростей 3-х ступеней), 44 - шестереночная передача к фрезе, 43 - траверза натяжного приспособления, 42 - канатная передача к фрезе; 46 - передача от первичной коробки к вторичной (вторичная коробка скоростей 4-х ступеней), 47 - шестереночная передача и 48 - цепная передача к гусенице.

Наличие двух коробок скоростей:- первичной 3-х и вторичной 4-х ступеней - дает для самохода двенадцать поступательных передних скоростей. Кроме того, имея одну запасную шестерню 49 (фиг. 3 и 6), находящуюся в постоянном сцеплении с ведомой шестерней передачи между коробками, включаемую кулачковой муфтой 50, при нейтральном положении первичной коробки получаем четыре задних скорости, служащие транспортными. Задний транспортный ход тем удобен машине, что он не требует высокого подъема рамы, так как пониженная часть кожуха и фрезы будет следовать за гусеницей и не будет цепляться за препятствия. С целью уменьшения поперечных размеров режущей части фрезы нормальное положение фрезы берется наклонным от 0 до 12°. Для кюветов, например, глубиною от 45-75 см диаметр фрезы получается больший для режущей части - 200 см, больший для транспортировочной - 100 см при высоте ножа в 25 см.

При вырезании большего количества грунта из глубоких кюветов, соответствующих широкому полотну, фреза может быть несколько короче половины ширины профилируемой дороги, так как не уменьшающийся грунт на ее длине напором подается дальше; при мелких кюветах, соответствующих узкому полотну, грунт распределяется, не доходя до конца фрезы. На основании указанного фреза, изготовленная несколько короче половины ширины дороги широкого профиля, будет пригодна для дорог с профилем меньшей ширины.

Для профилирования дорог с различными откосами секции барабана вместе с ножами могут заменяться секциями нужной формы, поперечного профиля дороги.

Для облегчения управления машиной целесообразно будет применить ряд приспособлений, как-то: а) для управления уклонами - дугообразные, жидкостные или шариковые ватерпасы, установленные на раме машины перед водителем; при этом машину можно вести по строго заданному уклону, б) для регулирования глубины кювета - рейку с делениями, установленную рядом со стойкой, величина опускания которой будет показывать глубину кювета, в) вешку-мушку, установленную против канавки и блока (на стойке); по ней легко будет сохранять направление движения машины.

1. Машина для профилирования грунтовых дорог с применением винтовой фрезы, отличающаяся тем, что пустотелый барабан фрезы простирается до оси пути и снабжен витками различного диаметра в соответствии с поперечным профилем дороги.

2. Форма выполнения машины по п. 1, отличающаяся тем, что рама, поддерживающая фрезу, опирается на три ходовых тележки, из коих две тележки допускают регулировку высоты и наклон ее.

3. Форма выполнения машины по п. 1, отличающаяся тем, что барабан по длине выполнен в поперечном сечении различными диаметрами.