Рабочий орган бульдозера Советский патент 1979 года по МПК E02F3/76 

1 - . ; Изобретение касается землеройнртранспортных машин бульдозерного типа. Известен рабочий орган бульдозера включающий отвал с балкой и ножом, раскосы, валик и гидроцилиндры. С целью уменьшения энергоемкости процесса копания отвал вьтолнен в виде гибкой ленты, один конец которой закреплен на режущем ноже, а другой пропущен через установленный в раскосах поворотный ролик и соединен посредством пружины с бсшкой, смонтированной с возможностью перемещения в пазах . раскосов и соединенной со штоками силовых гидроцилиндров. Лобовая поверхность отвала способна прогибаться под действием давления грунта, принимая наиболее рациональный профиль (. Однако трение стружки грунта об отвЕш приводит к быстрому износу гибкой ленты. . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаилбму результату является рабочий орган бульдозера, включающий отвал с режущим ножом, выполненный в виде сетки. На тыльной стороне сетки смонтирован газовый коллектор, соединенный посредством впускного патрубка с источНИКОМ сжатого газа и являющийся одновременно коробкой жесткости. Сжатый аз, проходя через отверстия сетки, образует граничный слой газовой смазки, отделяющий стружку грунта от отвала и снижающий энергоемкость копания грунта 2. Основным недостатксчи такого рабочего органа является значительный расход сжатого газа и отсутствие возможности адаптации формы отвала и режима тазрвой смазки к различным условиям эксплуатации (вид грунта, влажность и прочность грунта, толпшна вырезае мой стружки, объем призьвл волочения и т. п.). Целью изобретения является уменьшение энергоемкости процесса копаНия грунта и снижение расхода сжатого гаэа путем обеспечения возможности адаптации фор1«л отвала к различным условиям эксплуатации. Это достигается тем, что отвал выполнен в виде упругой ленты, выходная часть ксокдого отверстия в которой имеет форму ксмуса, вершина которого обращена в сторону газового коллектора и расположена между лицевой и тыльной поверхностдает упругой ленты, причем расстояние от вершины конуса от.верстия до тыльной стороны упругой ленты принято равным 0,1-0,3 толщины упругой ленты. Кроме того, угол при вершине конусной части отверстий равен 35-50. Упругая лента прикреплена поперИ метру к герметичной коробке жесткоети. Форма отверстий позволяет :изменят5 автоматически расход сжатого газа при изменении кривизны поверхности отвала. Упругая отвальная поверхность под влиянием нормальных давлений стружки грунта и призмы волочения принимает автоматически наиболее рациональную кривизну, соответствующую минимальным энергозатратам. Как известно, изгибная деформация упругого элемента приводит к тому, что его выпуклая поверхность растягив ется, а вогнутая сжимается. Цилиндрический канал при вершине конусной части отверстия соответствует поверхности гибкой ленты, выпуклой внутрь .коробки жесткости, при изгибе ленты под действием грунта. Таким образом, цилиндрический канал расширяется пропорционально увеличению кривизны гибкой ленты.от нормального давления грунта, увеличивая тем самым расход сжатого газа через единицу площади отвальной поверхности, что в свою оче )редь приводит к увеличению давления сжатого газа в граничном смазочном слое. Давление сжатого газа уравнЬве шивает при этом нормальное давление грунта. Происходит автоматическая адаптация режима газовой смазки к кон кретным условиям Эксплуатации отвала Подобная дифференцированная по поверх .ности отвала подача, сжатого газа позволяет избежать трения грунта по отвалу в местах наибольшего давления . стружки, что неизбежно при фиксирован ном диаметре выпускных отверстий. .Кроме, того,, когда грунт не оказывает давления на отвал, внутреннее давлени сжатого газа придает отвальной поверх ности выпуклую наружу форму, при этом происходит сжатие цилиндрических кана лов вйпуклых отверстий, уменьшающее }(О минимума непроизводительный расход сжатого газа, Дополнительный эффект также обеспечивается за счёт квазисферической форМы отвальной поверхнос ти при копании грунта (болыиая деформация упругой ленты в Центре отва.ла, чем у боковых щрк коробки жесткости) что приводит к росту объема призмы волочения, удерживаемой отвалом. Адап тация кривизны отвальной поверхности учитывает также koppeKTHSH по нормаль ному и касательному давлениям на отвал,, которые вн.осит газовая смазка. Известно, например, что отвал с газовой смазкой должен иметь увеличенную кривизну нижней части за счет снижения касательной составляющей от треия стружки, направленной вверх, при, ем величина этой кривизны также име- т обратную связь с параметрами газовой смазки, грунтовыми условиями и режимом работы бульдозера. Дополнительный эффект обеспечивается также тем, что при рабочем изгибе упругой ленты выпускные, отверстия приобретают форму сопла Лаваля, обеспечивая наиболее оптимальный.режим выпуска сжатогогаза с наименьшими потерями энергии. Помимо изгибной деформации упругая лента испытывает и растяжение, что также увеличивает проходное сечение выпускных отверстий. На фиг, 1 показан отвал бульдозера с газовой смазкой, поперечный разрез на фиг. 2 - упругая отвальная .лента при отсутствии давления грунта на отвал и наличии давления сжатого газа, сечение; на фиг. 3 - то же, при отсутствии внутреннего и внешнего давления; на фиг. 4 - то же, при наличии внутреннего и внешнего давления. Рабочий орган бульдозера включает герметичную коробку 1 жесткости, служащую также газовым коллектором с внутренними ребрами 2 И 3. С тыльной стороны на коробке 1 смонтирован патрубок 4 для пойвода сжатого газа, от источника (на черт, не показан) « В ни.жней части на коробке 1 установлен посредством болтов режущий нож 5, По периметру спереди к коробке 1 посредством болтов и прижимных планок б и 7 прикреплена перфорированная упругая отвальная лента 8, Отверстия в ленте 8 имеют форму конуса, обращенного вершиной в сторону коробки 1, с цилиндрическим каналом при вергиине. Угол при вершине конусной части отверстий из условия сохранения проходного сечения отверстия при значительном рабочем прогибе упругой ленты 8 равен 35-50 , Длина цилиндрического канала из условия обеспечения регу.лировки проходного сечения отверстий при изгибе ленты равна 0,1-0,3 толщины упругой ленты. Описанные отверстия в ленте могут быть образованы методом холодной накатки или методом Штамповки при вулканизации. Работа отвала бульдозера осуществляется следующим образом. Пер началом копания груНта внутрь коробки 1 через патрубок 4 подают сжатый газ. Под действием внутреннего давления лента 8 выгибается вперед (см, фиг, 2), Цилиндрические каналы в ленте 8 при этом сжимаются, ограничивая выпуск сжатого газа.При копаний грунта стружка отделяется сгг массива ножом 5 и перемещается вверх,вдоль ленты 8, Вследствие того, что наружное нормальное давление грунта на отвал превышает избыточное давление сжато|го газа в коробке 1, лента 8 изгибается (см, фиг, 4); цилиндрические ка