рабочий орган автогрейдера

Формула изобретения

Рабочий орган автогрейдера, состоящий из центральной, двух боковых секций и гидроцилиндров их выдвижения, при этом каждый гидроцилиндр связан с соответствующей боковой секцией с помощью шарнира, представляющего корпус, образованный стаканом и втулкой, который своим стаканом закреплен на конце штока гидроцилиндра, а втулкой охватывает верхний конец пальца, который своим нижним концом шарнирно соединен с верхней частью наружного конца соответствующей боковой секции, отличающийся тем, что центральная секция снабжена с тыльной стороны винтовыми направляющими "шевронного" типа, с подъемом в направлении от торцов к середине центральной секции, в которых посредством ползунов установлены боковые секции, при этом каждая боковая секция имеет длину l= (L/2)-0,25 м, где L - длина центральной секции.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам, в частности к автогрейдерам.

Известно рабочее оборудование автогрейдера [1] , содержащее отвал, включающий центральную секцию и установленные в пазухах на ползунах и направляющих гидроуправляемые боковые секции.

Недостатком известного рабочего органа является низкая производительность из-за нахождения на одном уровне нижних ножей основной и боковых секций в положении, когда боковые секции не выдвинуты или выдвинуты частично по отношению к центральной. Это вызывает повышение сопротивления грунта резанию и мощностных затрат на осуществление планировочных работ. Кроме того, это приводит к необходимости уменьшения общего угла заострения нижних ножей с целью снижения сопротивления грунта резанию.

Однако уменьшение угла заострения ножей приводит к быстрому их затуплению и выкрашиванию, снижению точности, увеличению энергоемкости процесса и стоимости производства планировочных работ.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является рабочий орган автогрейдера [2], включающий отвал, состоящий из центральной секции с открытой с торцов и по краям нижней стороны внутренней пазухой, в которой размещены боковые секции, смонтированные на ползунах и направляющих, выполненных в виде винтовых линий, с подъемом по направлению к середине центральной секции, при этом каждый гидроцилиндр управления боковой секцией закреплен шарнирно корпусом на центральной секции и соединен штоком с боковой секцией посредством имеющего несколько степеней свободы шарнирного соединения.

Недостатками известного рабочего органа являются сложность конструкции, большая металлоемкость и невысокая производительность автогрейдера при планировочных работах (длина отвала в рабочем положении не превышает 5,24 м).

Техническая задача, которую решает данное изобретение - это увеличение производительности планировочных работ, выполняемых автогрейдером, и упрощение конструкции рабочего органа.

Требуемый технический результат достигается тем, что в рабочем органе, состоящем из центральной, двух боковых секций и гидроцилиндров их выдвижения, при этом каждый гидроцилиндр связан с соответствующей боковой секцией с помощью шарнира, представляющего корпус, образованный стаканом и втулкой, который своим стаканом закреплен (с возможностью вращения за счет радиально-упорных подшипников) на конце штока гидроцилиндра, а втулкой охватывает (с возможностью продольных перемещений в ней) верхний конец пальца, который своим нижним концом шарнирно соединен с верхней частью наружного конца соответствующей боковой секции, согласно изобретению центральная секция снабжена с тыльной стороны винтовыми направляющими "шевронного" типа, с подъемом в направлении от торцов к середине центральной секции, в которых посредством ползунов установлены боковые секции. При этом каждая боковая секция имеет длину l = (L/2) - 0,25 м, где L - длина центральной секции.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило выявить отличительные признаки, подтверждающие соответствие критерию "Новизна".

При сравнении отличительных признаков с известными науке и технике решениями установлено, что предлагаемый настоящей заявкой рабочий орган автогрейдера соответствует критерию "Существенное отличие".

Критерий "Положительный эффект" для предлагаемого настоящей заявкой рабочего органа автогрейдера подтверждается тем, что он приводит к увеличению производительности автогрейдера при проведении планировочных работ при выдвинутых боковых секциях за счет увеличения длины боковых секций, а следовательно, и длины всего секционного отвала.

Критерий "Положительный эффект" для предлагаемого настоящей заявкой рабочего органа автогрейдера подтверждается тем, что предлагаемое техническое решение по размещению винтовых направляющих для установки в них с помощью ползунов боковых секций с тыльной стороны центральной секции является рациональным, так как это значительно упрощает конструкцию рабочего органа и снижает его металлоемкость.

Критерий "Положительный эффект" для предлагаемого настоящей заявкой рабочего органа автогрейдера подтверждается тем, что указанные винтовые направляющие и ползуны, а также высота боковых секций позволяют разместить боковые и нижние ножи боковых секций вне зоны резания соответствующих ножей центральной секции при сдвинутых боковых секциях. Вывод ножей боковых секций из зоны резания соответствующих ножей центральной секции происходит одновременно, в результате чего нижние ножи боковых секций оказываются на более высоком уровне, чем нижние ножи центральной секции, а боковые ножи боковых секций оказываются сдвинутыми за пределы действия боковых ножей центральной секции.

Вычислительный эксперимент с математической моделью автогрейдера показал, что оптимальная длина боковой секции определяется из соотношения l = (L/2) - 0,25 м, где L - длина центральной секции.

В результате принятых мер уменьшаются усилия и мощность, затрачиваемые на резание грунта, что позволяет снизить интенсивность износа нижних ножей. Это, в свою очередь, приведет к увеличению точности, снижению стоимости и энергоемкости производства планировочных работ.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид спереди рабочего органа автогрейдера в рабочем положении, на фиг.2 - вид сзади, на фиг.3 - рабочий орган в транспортном положении.

Рабочий орган включает секционный отвал, выполненный из центральной секции 1 и двух боковых секций 2 и 3. Центральная секция 1 снабжена нижним 4 и боковыми 5 и 6 режущими ножами, а боковые секции 2 и 3 - нижними 7 и 8 и боковыми 9 и 10 режущими ножами, причем высота боковых секций меньше высоты центральной секции на величину высоты нижнего ножа при сохранении величины угла опрокидывания в пределах 70...75^o в соответствии с требованиями [3].

Боковые секции 2 и 3 своими ползунами 11 и 12 установлены с тыльной стороны центральной секции 1 с возможностью перемещения в винтовых направляющих "шевронного" типа 13 и 14, принадлежащих центральной секции 1. На тыльной стороне центральной секции 1 шарнирно закреплены корпуса гидроцилиндров выдвижения боковых секций 15 и 16, каждый из которых своим штоком связан с соответствующей боковой секцией посредством пространственных шарниров 17 и 18, обеспечивающих перемещение боковых секций по винтовым направляющим.

Отвал может быть установлен на автогрейдере посредством направляющих 19 и 20. Он также снабжен кронштейном 21 для присоединения к нему штока базового гидроцилиндра выдвижения всего отвала относительно тяговой рамы.

Функционирование рабочего органа автогрейдера

При сдвинутых боковых секциях 2 и 3 работа осуществляется только одной центральной секцией 1, которая при внедрении в грунт устанавливается под углом к направлению движения автогрейдера. Вырезаемый из массива нижним 4 и боковым 5 (6) ножами грунт перемещается центральной секцией 1 и укладывается в боковой валик.

При необходимости увеличения длины рабочего органа гидроцилиндрами 15 и 16 производится выдвижение боковых секций 2 и 3. При этом пространственные шарниры 17 и 18 преобразуют поступательное движение штоков гидроцилиндров во вращательно-поступательное движение боковых секций 2 и 3.

Боковые секции 2 и 3, выдвигаясь по винтовым направляющим 13 и 14 в рабочее положение, своими нижними ножами 7 и 8 устанавливаются на уровень нижнего ножа центральной секции 4. В результате выдвижения боковых секций 2 и 3 рабочий орган автогрейдера готов к выполнению планировочных работ всеми тремя секциями.

При необходимости выполнения работ только одной центральной секцией 1 при поступательном втягивании штоков гидроцилиндров 15 и 16 посредством пространственных шарниров 17 и 18 производится вращательно-поступательное перемещение боковых секций 2 и 3 в транспортное положение.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР 775241, кл. Е 02 F 3/76, 1978 г.

2. Авторское свидетельство СССР 1816830, кл. Е 02 F 3/76, 1993 г. (прототип).

3. Холодов А.М., Руднев В.К. и др. Проектирование машин для земляных работ. /Под редакцией А.М. Холодова. - Харьков: Вища школа, 1986.