рабочий орган траншеекопателя

Формула изобретения

РАБОЧИЙ ОРГАН ТРАНШЕЕКОПАТЕЛЯ, включающий режущий орган в виде приводной перфорированной трубы с резцами на ее внешней поверхности, расположенный внутри нее шнек, размещенный над ним сборник с метателем и механизм привода, отличающийся тем, что метатель установлен в приводной трубе и жестко соединен с ней, каждый виток шнека выполнен по параболической кривой, а его шаг - увеличивающимся в направлении к метателю, при этом соотношение частот вращения трубы и шнека не менее 5 : 1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, а именно к разработке траншей в плотных и мерзлых грунтах для прокладки силового и телефонного кабеля, закрытого дренажа и трубопроводов в системе городского коммунального хозяйства, а также для строительства наружных сетей.

Известен рабочий орган траншеекопателя, содержащий режущий рабочий орган, состоящий из двух с противоположным вращением частей и укрепленных на них ковшей с резцами, шнекового транспортера, метателя и привода [1] .

Недостатком такого рабочего органа является сложность конструкции, так как содержит трубу из двух частей, вращающихся в разных направлениях.

Известен рабочий орган траншеекопателя, содержащий режущий рабочий орган в виде приводной полой перфорированной трубы с резцами на ее наружной поверхности, расположенный внутри нее шнековый транспортер, метатель с направителем, труба охвачена передним и задним кожухом [2] .

Недостатком такого рабочего органа является сложность и ненадежность конструкции, так как задний кожух, назначение которого защита открытой траншеи от просыпания грунта и зачистка боковин траншеи (хотя необходимости в этом нет), а практически зачистка траншеи невозможна, в связи с тем, что требует больших энергетических затрат. Кроме того, кожух будет защемляться в траншее и ломаться из-за превышения габаритов кожуха сферы вращения режущего органа.

Задача, которая решается данным изобретением - упростить конструкцию устройства с одновременным повышением его надежности.

Для этого в рабочем органе траншеекопателя, включающем режущий рабочий орган в виде приводной полой перфорированной трубы с резцами, расположенный внутри нее шнековый транспортер, сборник с метателем и механизм привода, отношение скорости вращения трубы к скорости вращения шнека принимается равным или более, чем 5: 1, при этом метатель жестко соединен с приводной трубой, а шнек выполнен по параболической кривой с возрастающим кверху шагом.

Такая совокупность существенных признаков обеспечивает следующий технический результат: отпадает необходимость установки кожуха, охватывающего трубу, т. к. грунт при соотношении скоростей трубы и шнека не менее чем 5: 1 и без кожуха не будет просыпаться через отверстия в трубе в сторону открытой траншеи, т. е. рабочий орган образует как бы "закрытую трубу" в виду того, что отверстия трубы с большей линейной скоростью обгоняют шнек и грунт не успевает просыпаться через эти отверстия.

Кроме того, конструкция получается компактной, т. к. метатель можно выполнить при такой его установке за дно целое с режущим рабочим органом (приводной трубой) и механизм привода используется один как для привода трубы, так и метателя.

На фиг. 1 изображен рабочий орган, вид сбоку; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - метатель.

Рабочий орган траншеекопателя содержит режущий орган, выполненный в виде приводной трубы 1 с приемными окнами 2, внутри которой установлены шнековый транспортер 3 и размещенный над ним и примыкающий к нему метатель 4 грунта со сборником сброса 5 грунта.

Сборник сброса грунта - это объемное пространство, заключенное в трубе между шнеком и поверхностью метателя (точки А, В и С фиг. 3) и имеющий окна 6 для выброса грунта из сборника в отвал. В приемных окнах 2 трубы 1 размещены резцы 7 и дополнительно по всей поверхности трубы снаружи закреплены игольчатые резцы 8. Шнек 3 выполнен по параболической кривой с возрастающим шагом кверху. Метатель 4 выполнен в виде конуса с вогнутой отражающей поверхностью, жестко соединенного с трубой 1.

Работает траншеекопатель следующим образом.

Машина (тягач) с рабочим органом перемещается. Рабочий орган получает вращение от гидродвигателей. Резцы 7 и 8 срезают грунт и он поступает через приемные окна 2 в трубе во внутреннюю ее полость и шнеком 3 транспортируются вверх на метатель 4. Игольчатые резцы 8 при вращении режущего органа образуют в забое полукольцевые канавки, облегчая ленточное срезание грунта резцами 7. Грунт, попадая на метатель, перемещается от точки А к точке В вогнутой кривой, принимает его возрастающую линейную скорость и в точке В центростремительной силой сбрасывается через окна 6 в отвал. На фиг. 3 точки А, В, С определяют зону сброса грунта. Для сброса грунта в отвал на обе (или одну) стороны траншеи устанавливается направитель (на чертеже не показан). Выполнение шнека по параболической кривой с возрастающим вверх шагом исключает забивание шнека грунтом (заштыбовку), т. к. при таком выполнении шнека грунт будет транспортироваться вверх с линейно возрастающей скоростью. Трубе 1 сообщают при работе скорость вращения больше, чем скорость вращения шнека 2 не менее, чем в 5 раз. В связи с тем, что метатель жестко связан с трубой, то он имеет такую же скорость вращения, как и труба.

Скорости рабочего органа: перемещения, вращения рабочего органа (РО) и шнека в зависимости от физических характеристик грунта устанавливаются варьированием этих скоростей, достигая оптимального вращения РО и шнека, при котором линейная скорость РО превышает шнековую настолько, насколько окна РО размером дуги, равной l= 0,2618 при r= 1 (в радианном измерении), при движении превращаются в материальную точку.

Это можно пояснить следующим образом.

Принимая n_р.орг= 1000 об/мин, n_шнек= 200 об/мин и длину дуги паза в радианном измерении l= 0,2618 (соответствует углу 15^о), при диаметре рабочего органа d= 100 мм= 0,1 м длина дуги паза будет равна l_n= 0,2618 0,05= 0,01309 м= 13 мм, а при вращении РО относительная линейная скорость паза V = d = 3,14 0,1 = 4,19 м/сек, за время t = = = 0,003 с она практически перемещается относительно шнека, как материальная точка, т. е. паз (окно) трубы превращается в материальную точку.

Режущий орган устанавливают на машину с ходоуменьшителем и насосной станцией с гидроприводами.

(56) Авторское свидетельство СССР N 461203, кл. E 02 F 3/06, 1972.

Авторское свидетельство СССР N 751910, кл. E 02 F 3/06, 1978.