Рабочий орган снегоочистителя Советский патент 1982 года по МПК E01H5/09 

(54) РАБОЧИЙ ОРГАН СНЕГООЧИСТИТЕЛЯ.

Изобретение относится к устройствам для содержания дорожных покрытий в зимнее.время, и может быть использовано на расчистке дорог от снега.

Известен рабочий орган плужно-роторного снегоочистителя с криволинейными лопастями, передние концы которых своими наружными по радиусу частями входят вперед из охватывгиощего ротор кожуха. Лопасти этого ротора выполнены двухстенными, со спиральной рабочей поверхностью и торообразной задней стенкой 1.

Однако изготовление такого ротора сложно и трудоемко.

Наиболее близким к предлагаемому является рабочий орган снегоочистителя, содержащий смонтированный в плужной раме кожух с выбросным патрубком, закрепленный в кожухе ротор, включаивдйй диск с закрепленными на нем ступицей и криволинейнымилопастями с наружными и внутренними кромками, передние концы которых расположены перед входным отверстием кожуха (2. .Недостаток данного рабочего органа заключается в том, что криволинейные лопасти роторов, выполненные в виде геликоидов и винтовых поверхностей нелинейного типа, не разверты ваются на плоскость- и поэтому тг1кже технологически -сложны в изготовлений.

Цель изобретения - повышение производительности путем оптимизации формы рабочей поверхности ротора.

Указанная цель достигается тем, что поверхность каждой лопасти образована путем пересечения кожуха и ступицы конусом, вершина которого расположена в плоскости диска, а режущая часть внутренней кромки лопасти, выходящая за пределы поверхности ступицы, выполнена по логарифмической спирали, коэффициент которой равен величине радиуса ступицы.

Кроме того, образующий лопасть конус в сечении плоскостью, касательной к цилиндрической поверхности кожуха и перпендикулярной плоскости, проходящей через вершину конуса и ось вращения ротора образует эллипс, диаметр которого, параллельный оси вращения ротора, равен глубине кожуха, а диаметр, параллельный плоскости основания заднего диска, равен радиусу цилиндрической поверхности кожуха.

На фиг. 1 показан рабочий орган плужно-роторного снегоочистителя. вид спереди; на фиг. 2 схема установки конической лопасти в роторе снегоочистителя, в аксонометри-jecкой проекции (повернуто); на фиг.З ротор с усргановленной лопастью в кожухе. Ротор 1 рабочего органа снегоочи тителя .заключен в цилиндрическом ко жухе 2 с выбросной трубой 3, смонтированном в плужной раме 4, и содержит, конусный диск 5, жестко связанную с ним цилиндрическую ступицу 6 и криволинейные лопасти 7с передними концами 8, выходящими сво ими наружными по радиусу- частями 9 за г.ределы кожуха 2 по направлению движения снегоочистителя 10 (фиг.2) Ротор вращается в направлении, указанном стрелкой 11 относительно оси 12 вращения. Лопасть 7 ротора 1 сво им основанием 13 (участок а) лежит на конической поверхности 14 диска 5 и примыкает к. ступице 6. Внутренняя кромка 15 лопасти 7 на участке аЪс прилегает к ступице 6 и жестко связана с ней. В передней части ротора 1 внутренняя кромка 15 на участке cd отстоит от оси 12 вра щения ротора на расстоянии р , уве.личивающемся к переднему концу 8 лопасти 7. Наружная кромка 16 лопасти 7 рас положена на условной цилиндрической поверхности 17, соответствующей поверхности кожуха 2. Наружные по радиусу части 9 передних концов 8 лопастей 6 могут находиться как на поверхности цилиндра 17, так и выходить по радиусу за ее пределы. Лопасть 7 ротора 1 выполняется следующим образом. Образующая 18 конуса 19 (фиг, 2) проходит через точку О вершину конуса , расположенную за пределами диска 5 в плоскости его основания 20 и точку А направляющей 21 эллипт ческого или овального типа, лежащей в плоскости 22, касательной цилиндр 17 и перпендикулярной Е)адкальной плоскости 23, проходящей через вершину О, Параллельный оси вращения диаметр 24 направляющего эллипса 21. выбирается равным глубине V кожуха 2, а диаметр 25, параллельный основанию 20 диска 5 примерно равным радиусу ротора 1. При этом направляющими эллипс 21 расположен так что образующая 18, перемещаясь по нему и описывая конус 19, в крайнем заднем положении ОК относительно направления вращения 11 ротора 1 может лежать либо в радиальной, плос кости 23, либо в плоскости 26, параллельной оси 12 вргицения и смещен ной назад относительно нее на расстояние г , не выходящее за пределы радиуса г ступицы 6, а в крайнем за нем положении Ор относительно направления движения снегоочистителя 10 лежит 6 плоскости основания 20 диска 5 или несколько смещена назад относительно него. При перемещении по направляющей 21 образующая 18 пересекает цилиндрическую поверхность 17 по к-ривой к, являющейся наружной кромкой ,16 лопасти 7. Угол подъема d кривой fv - переменный по величине и направлению: у основания 13 лопасти 7 в точке f кривая имеет обратный подъем, возрастающий до точки К, в которой угол подъема кривой имеет экстремальное значение (касательная в точке k является образукяцей цилиндра 17) . Выше точки направление подъема кривой меняется, абсолютное значение угла подъема постепенно снижается и достигает :минимума в точке f . В точке f и далее по ходу вращения ротора подъем кривой может иметь также нулевое и даже отрицательные значения. Линия пересечения ад конуса19 с поверхностью 14 заднего диска 5 образует основание 13 лопасти, примыкающее своим внутренним концом в точке q к ступице 6. При этом точка примыкания основания к ступице смещена относительно оси вращения ротора вперед по напра 9лению вращения 11 на расстояние г. При пересечении конуса 19 со ступицей 6 по кривой аЬс образуется внутренняя кромка 15 лопасти 7, жестко связанная со ступицей 6. На участке со| , являющемся режущей частью лопасти 6, все точки виутренней кромки 15 смещены относительно оси вращения на расстояние j), увеличивающееся по направлению от точки с к точке d . Угол наклона (Ъ кривой cd к окружности вращения в каждой точке участка cd желательно обеспечить небольшим и постоянным по величине, например, посредством выполнения кривой в виде логарифмической спирали, выражающейся уравнением р г. . где е - основание натуральных логарифмов; f - радиальный угол, определянхций положение точек на участке (для точки С ) . f ,г и (Ь- те же, что и указёшных в описании. Ширина elf переднего заборного, конца 8 лопасти 7 выбирается не более 1/4 радиуса R ротора 1, причем наружная по радиусу 9 переднего конца 8 может лежать иа цилиндре 17 (точка f ) или несколько выходить за его пределы (точка ) .

Для придания передним концам 8 лопастей оптимального угла атаки образующая 18 на участке mndf лопасти 7 может перемещаться по иной направляющей, обеспечивающей требуемый угол подъема.

Таким образом, лопасти 7 ротора 1, передние концы 8 которых своими наружными по радиусу частями 9 BEJXOдят вперед за пределы кожуха 2, выполнены в виде элемента конической поверхности 19, пересекающейся с задним диском 5, ступицей 6 и условным цилиндром 17, соответствующим кожуху 2, а основные параметры лопасти 7 определяются размерами и характером расположения направляющей 21 конуса 19 и положением его вершины (точка О).

Ротор работает следующим образом.

При движении снегоочистителя в направлении 10, вращгшщийся по направлению 11 ротор 1 передними концами 8 лопастей 7, имекмдими небольшой угол атаки, внедряется в снежный забой. Захваченная лопастями 7 масса под действием инерционных сил перемещается по рабочей поверхности лопастей 7 в кожух 2, достигая основания 13 лопасти 7 и заднего ротора 1. Одновременно частицы снега под влиянием центробежных сил инерции перемещаются к периферии ротора 1 и по внутренней поверхности кожуха 2 достигают выбросной трубы 3 и удаляются из кожуха 2.

Постепенное увеличение угла подъема dL лопасти 7 по направлению от передних концов 8 к заднему диску 5 и изменение его направления в зоне основания 13 способствует замедлению движения захваченных частиц снега и смягчению их ударов о задний диск 5.

Благодаря небольшой ширине передних заборных концов 8 лопастей 7 часть снежной массы проникает в кожух 2 до того, как окажется захваченной лопастью 7. Это в какой-то мере предотвраицает преждевременное смещение снега в радиальном направлении и снижает потери снега.

Исполнение режущей части внутренней кромки 15 лопасти 7 в виде вогнутой в сторону вращения кривой позволяет выбрать оптимальный угол атаки лопасти 7 при сохранении конической поверхности передних концов 8, а небольшой угол наклона кривой к окружности вращения на всем протяжении режущей части внутренней

кромки 15 смягчает ее удары в снежную массу и посторонние предметы, повьш1ая надежность ротора.

Поскольку предлагаемая лопасть развертывается на плоскость, технология ее изготовления по сравнению с винтовой значительно упрощается. Снижается трудоемкость и стоимость изготовления роторов. За счет рациональной формы лопасти улучшаются

10 возможности эвакуации снега, что в конечном счете повышает производительность.

Эффект от внедрения предлагаемого рабочего органа снегоочистителя составит около 3,7 тыс.р. в год на один

5 двухроторный снегоочиститель.

Формула изобретения

0

закрепленный в кожухе ротор, включающий диск с закрепленными на нем сту5пицей и криволинейными лопастями с наружными и внутренними кромками, передние концы которых расположены перед входным отверстием кожуха, о тличающийс я тем, что, с целью повышения производительности пу0тем оптимизации формы рабочей поверхности ротора, поверхность каждой лопасти образована путем пересечения кожуха и ступицы.конусом, вершина которого расположена в плоскости

5 диска., а режущая часть внутренней кромки лопасти, выходящая за пределы поверхности ступицы, выполнена по логарифмической спирали, коэффициент которой равен величине радиуса

0 ступицы.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

,1. Шалман Д.А. Снегоочистители. Л., Мсшшностроение, 1967. с. 52.

2. Патент США № 2785482, кл. 37-43, 19.03.57 (прототип).