Виброрыхлитель Советский патент 1982 года по МПК E02F5/30 

(54) ВИБРОРЫХЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению и может быть щуюльзовано при рыхлении мерзлых и нрочных грунтов. Известен виброрыхлитель, состоящий из магнитострикционного вибратора, соединенного с зубьями, имеющими возможность вертикального перемещения. Это устройство работает, как колебательная система, в состав которой входят вибратор, зуб, режущий наконечник и, так называемая, присоединенная масса грунта. Последняя при всех прочих равных условиях, зависит от акустических свойств разрабатываемых грунтов и меняется при переходе от одних грунтов к другим 1. Однако в связи с изменением присоединенной массы меняется и форма колебаний системы, т.е. узлы и пучности стоячей волны, установившейся в системе, также соответственно смещаются. Это приводит к значительному снижению амплитуды колебаний конца зуба и, следовательно, снижению эффективности устройства. Известен также виброрыхлитель, включающий магнитострикционный вибратор, соединенный с зубом, имеющим съемный наконечник. В зависимости от свойств грунта конец зуба может оснащаться тем или иным наконечником, наиболее подходящим для данных условий работы. Варьирование массы наконечника пс воляет изменять параметры колебательной системы, и, таким образом, до некоторой степени компенсировать влияние изменения присоединенной массы грунта 2. Однако такой способ изменения параметрой колебательной системы . носит дискретный характер. Кроме того, невозможно создать комплект наконечников, точно соответствующий изменению свойств грунта даже в пределах одного забоя. Поэтому такая конструкция в принципе может лишь до некоторой степени ослабить нежелательные явления, но не исключить их. Цель изобретения - повышение эффективности рыхления путем обеспечения настройки оптимального режима колебаний системы. Поставленная цель достигается тем, что виброрыхлитель снабжен грузовым элементом, который возможностью фиксированного продольного смещения смонтирован на зубе и расположен осесимметрично последнему. На чертеже изображено устройство, общий вид. Устройство состоит из корпуса 1, магнитострикционного вибратора 2, соединенного с зубом 3, на котором закреплен грузовой элемент 4, выполненный в виде любого тела, обладающего осевой симметрией - щара, цилиндра, призмы и т.п. На свободном конце зуба 3 закреплен режущий накоаечник 5. Устройство соединяется с базовой мащиной при помощи элементов 6 подвески на корпусе 1. Грузовой элемент 4, представляющий собою, например полый толстостенный цилиндр крепится на зубе гайкой - диафрагмой. Регулировка положения массы относительно концов зуба осуществляется с помощью резьбового соединения 7. Устройство для разрыхления мерзлых и прочных грунтов работает следующим образом. При включении магнитострикционного вибратора 2 в стержневой колебательной сиетеме, состоящей из вибратора 2, зуба 3, режущего наконечника 5 и грузового элемента 4, устанавливается стоячая волна продольных колебаний. Частота колебаний вибратора 2 и параметры колебательной системы согласовываются так, чтобы колебания осуществлялись в резонансном режиме, обеспечивающем экономичность системы и максимальные амплитуды колебаний режущего наконечника 5. Узловые сечения стержневой колебательной системы, колеблющейся в режиме резонанса, служат для крепления устройства к базовой ма.и:ине, так как амплитуды их колебаний равны нулю. При соприкосновании режущего наконечника с разрущаемым грунтом, часть последнего в виде присоединенной массы начинает совершать колебания совместно с режущим наконечником. В результате исходная резонансная колебательная система, состоящая

из вибратора 2, зуба 3, несущего режущий наконечгник 5 и грузового элемента 4, расположенного на зубе 3, превращается в другую колебательную систему, состоящую из перечисленных элементов и дополнительной сосредоточенной массы, соединенной с режущим наконечником. Такая новая система обладает иными по сравнению с исходной собственными частотами и не является резонансной при исходной частоте вынуждаюго смещения и расположенным осесимметрично последнему.

Источники информации, принятые -во внимание при экспертизе

№ 568708, кл. Е 02 F 5/30, 1975 (прототип) . щей силы. Узловые сечения такой системы смещаются и элементы крепления начинают подвергаться интенсивному вибрационному воздействию при одновременном снижении амплитуды колебаний режущего наконечника. Однако собственные частоты колебательной стержневой системы зависят не только от наличия и значений сосредоточенных масс. но и от положения последних относительно концов системы. Уменьщая или увеличивая длину а, определяющую положение грузового элемента на зубе, система вводится в резонансный режим и узловые сечения возвращаются в исходное положение, Таким образом, производится настройка колебательной системы предлагаемого уст ройства на режим, обеспечивающий резонансные колебания ее в зависимости от акустических свойств разрабатываемого грунта. Применение предлагаемого устройства разрущения мерзлых и прочных грунтов позволяет снизить энергоемкость процесса рыхления за счет обеспечения резонансного режима колебаний независимо от изменяющихся свойств разрыхляемого грунта. Кроме того, поддержание нулевых амплитуд в местах крепления устройства позволяет избежать вибрационного воздействия на элементы крепления и на базовую мащину, и, таким образом, увеличить долговечность устройства. Формула изобретения Виброрыхлитель, включающий магнитострикционный вибратор с концентратором в виде рыхлительного зуба с режущим наконечником, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности рыхления путем обеспечЬния настройки оптимального режима колебаний системы, он снабжен грузовым элементом, смонтированным на зубе с возможностью фиксированного продольно