Робочий орган роторного траншейного екскаватора

Реферат: Робочий орган роторного траншейного екскаватора включає в себе встановлений на рамі (1) безківшовий ротор (2), який містить маточину (3) та закріплений на ній центральний диск (4) із розміщеними по його периферії поперечними траверсами (5) із ріжучими елементами (6). Новим є те, що поверхні (Б) маточини (3) та/або центрального диска (4), та/або траверс (5), які транспортують ґрунт із забою, виконані рифленими або рельєфними, або перфорованими, або з насічкою, або із щонайменше одним протяжним виступом (7) чи канавкою, або мають покриття із зносостійкого пружного полімерного матеріалу типу поліуретану при товщині шару покриття 5-10 мм. Виступи (рифлі, насічки), западини чи отвори, виконані на поверхнях (Б), покращують зчеплення ґрунту із цими поверхнями (Б) і тим покращують винесення ґрунту із забою без суттєвого ускладнення конструкції робочого органу та зниження його надійності. Коефіцієнт тертя ґрунту по поверхні (Б) шару поліуретанового покриття суттєво більший, ніж коефіцієнт тертя ґрунту по стальній поверхні, тобто поліуретанове покриття із гладкою поверхнею покращується зчеплення ґрунту із цими поверхнями (Б) подібно до виступів, западин чи отворів. UA 100321 C2 (12) UA 100321 C2 UA 100321 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до землерийного машинобудування, а саме до робочих органів роторних екскаваторів, які призначені для безперервної розробки ґрунту, зокрема до робочих органів роторних траншейних екскаваторів. Відомі робочі органи роторних екскаваторів, які мають встановлений на рамі безківшовий ротор, що містить маточину та закріплений на ній центральний диск із розміщеними по його периферії поперечними траверсами із ріжучими елементами [SU 855133, 25.08.1981; SU 1093767 А, 23.05.1984; SU 1125338 А, 23.11.1984; SU 1597422 А1, 07.10.1990]. Кожний із цих робочих органів містить додаткові елементи для покращення винесення ґрунту із забою. Зокрема, робочий орган за SU 855133 оснащений шарнірно встановленими позаду ріжучих елементів V-подібними лопатками. Робочий орган за SU 1093767 має встановлені по боках центрального диска реборди із закріпленими на їх кінцях під кутом до площини диска кільцеві сектори, розміщені із перекриттям між собою. Робочий орган за SU 1125338 має закріплені по боках поперечних траверс бічні ріжучі периметри, які розташовані паралельно диску, при цьому зовнішні поверхні маточини, які транспортують ґрунт із забою, виконані у вигляді поверхонь зрізаних конусів, які меншими основами обернені до центрального диска. Робочий орган за SU 1597422 оснащений додатковими дисками, виконаними у вигляді еластичних кілець, які виконані із відрізків стандартних ланцюгів та зовнішні периметри котрих закріплені на поперечних траверсах. Зазначені додаткові елементи для покращення винесення ґрунту із забою суттєво ускладнюють конструкцію відомих робочих органів та знижують їх надійність, але найгірше те, що ці додаткові елементи суттєво погіршують розвантаження ґрунту із внутрішньої робочої порожнини ротора (простору між маточиною та поперечними траверсами) особливо при роботі в умовах вологих липких ґрунтів. Технічна задача винаходу полягає у тому, щоб простими засобами покращити винесення ґрунту із забою без ускладнення конструкції робочого органа та зниження його надійності, а також покращити розвантаження ґрунту із внутрішньої робочої порожнини ротора. Ця задача вирішена тим, що у робочому органі роторного екскаватора, що включає в себе встановлений на рамі (1) безківшовий ротор (2), який містить маточину (3) та закріплений на ній центральний диск (4) із розміщеними по його периферії поперечними траверсами (5) із ріжучими елементами (6), згідно з винаходом, поверхні (Б) маточини (3) та/або центрального диска (4), та/або траверс (5), які транспортують ґрунт із забою, виконані рифленими або рельєфними, або перфорованими, або з насічкою, або із щонайменше одним протяжним виступом (7) чи канавкою, або мають покриття із зносостійкого пружного полімерного матеріалу типу поліуретану при товщині шару покриття 5-10 мм. Виступи (рифлі, насічки), западини чи отвори покращують зчеплення ґрунту із зазначеними поверхнями (Б) і відповідно покращують винесення ґрунту із забою без суттєвого ускладнення конструкції робочого органа та зниження його надійності. Коефіцієнт тертя ґрунту по поверхні (Б) шару поліуретанового покриття суттєво більший, ніж коефіцієнт тертя ґрунту по стальній поверхні, тобто поліуретанове покриття із гладкою поверхнею покращується зчеплення ґрунту із цими поверхнями (Б) подібно до виступів, западин чи отворів. Оскільки виступи достатньо не високі, то вони не заважають ґрунтознімачам (8) робочого органа видаляти ґрунт із зазначених внутрішніх порожнин ротора 2. Крім того, у окремих випадках виконання винаходу зазначений протяжний виступ (7) виконаний прямолінійним, спіралеподібним, гвинтоподібним, колоподібним або подібним до більш складної просторової кривої лінії. Також зазначений протяжний виступ (7), виконаний із арматурного прокату періодичного профілю діаметром 3-10 мм, розташований впритул до поверхонь (Б) та жорстко закріплений до цих поверхонь по всій його довжині, наприклад, суцільним чи переривчастим зварним швом. Також рифлені поверхні (Б) є поверхнями рифленого стального листа із ромбічним рифленням із діагоналями ромба (t1=25-30) х (t2=60-70) мм або сочевичним рифленням із відстанню між рифлями t=20-30 мм при довжині рифлів I=24 мм. Також рельєфні поверхні (Б) є поверхнями структурного стального листа товщиною (b) полотна 3-4 мм із круглою або квадратною рельєфною формовкою із розміром (а) формовок 1530 мм, глибиною (h) 2-5 мм і кроком (t) 40-80 мм. Також перфоровані поверхні (Б) є поверхнями просічно-витяжного стального листа із товщиною заготовки (b) 4-6 мм при загальній товщині листа (S) 14-20 мм і розмірах комірки MxN (15-25) х (52-70) мм. Також перфоровані поверхні (Б) є поверхнями перфорованого стального листа (фіг. 11) товщиною полотна 5-6 мм із круглими отворами діаметром (а) 10-30, розташованими по шестикутнику при кроці отворів (t) 30-42 мм, або прямокутними отворами із округленими 1 UA 100321 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 торцями і симетричним зміщенням отворів (фіг. 12) із розміром (a x S) отворів (6-10) х (25-30) мм при кроках отворів у поперечному (t1) та подовжньому (t2) напрямках відповідно 12-46 мм та 30-60 мм. Також перфоровані поверхні (Б) є поверхнями перфорованого стального листа товщиною полотна 3-5 мм із круглими лункоподібними отворами діаметром (а) 10-30 мм розташованими по шестикутнику при кроці отворів (t) 30-60 мм і куті лунок γ=105-115 кутових градусів. Також насічка виконана одинарною, подвійною або рашпільною із частотою 3-5 насічок на см або штампованою у вигляді отворів розміром 10-20 мм, видавлених у стальному листі товщиною 3-5 мм із гострими крайками, які виступають зовні, при кроці отворів 20-80 мм. Також поверхні (Б) траверс (5), обернені до осі (9) обертання ротора (2), нахилені до цієї осі (9) під кутом таким чином, що точка цієї поверхні (Б), яка більш віддалена від центрального диска (4), менш віддалена від цієї осі (9) ніж точка цієї поверхні (Б), яка менш віддалена від центрального диска (4). Також кут (β) між поверхнею (Б) траверси, оберненою до осі (9) обертання ротора (2), і поверхнею (Б) центрального диска складає від 89 до 75 кутових градусів. Також зовнішні поверхні (Б) маточини (3), які транспортують фунт із забою, виконані у вигляді поверхонь зрізаних конусів, які меншими основами обернені до центрального диска. Також кут (α) між зовнішньою поверхнею (Б) маточини (3), яка транспортує ґрунт із забою, і поверхнею (Б) центрального диска (4) складає від 89 до 80 кутових градусів. Наявність зазначених вище кута (β) між поверхнею (Б) траверси 5, оберненою до осі 9 обертання ротора 2, і поверхнею (Б) центрального диска та кута (α) між зовнішньою поверхнею (Б) маточини 3 і поверхнею (Б) центрального диска 4 у вказаних діапазонах додатково покращує утримання ґрунту поверхнями (Б) та винесення ґрунту із забою. Суть винаходу пояснюєтьсь кресленнями, де: на фіг. 1 зображено загальний вигляд робочого органа роторного екскаватора, вигляд зліва; на фіг. 2 - те саме, вигляд спереду; на фіг. 3 - вузол А на фіг. 2; на фіг. 4-14 - варіанти виконання поверхонь (Б) маточини, центрального диска та траверс, які транспортують ґрунт із забою. Робочий орган роторного екскаватора включає в себе встановлений на рамі 1 безківшовий ротор 2, який містить маточину 3 та закріплений на ній центральний диск 4 із розміщеними по його периферії поперечними траверсами 5 із ріжучими елементами 6. Поверхні (Б) маточини 3 та/або центрального диска 4, та/або траверс 5, які транспортують ґрунт із забою, виконані рифленими або рельєфними, або перфорованими, або з насічкою, або із щонайменше одним протяжним виступом чи канавкою, або мають покриття із зносостійкого пружного полімерного матеріалу типу поліуретану. Зазначений протяжний виступ закріплений (виконаний) на поверхні (Б), наприклад, центрального диска 4 (маточини 3 або поперечної траверси 5) може мати вигляд прямолінійного (фіг. 4), подібного до спіралі (спіралеподібного) (фіг. 5), подібного до гвинтової лінії (гвинтоподібного), подібного до кола чи його дуги (колоподібного) або подібного до більш складної просторової кривої лінії елемента 7. На поверхні (Б) центрального диска 4 (маточини 3 або поперечної траверси 5) може бути закріплено декілька елементів 7, причому їх витки (гілки) можуть бути розташовані практично впритул один до одного або на відстані, яка близька до діаметра арматурного прутка або дроту У найпростішому варіанті виконання елементи 7 розташовані впритул до поверхонь (Б) та жорстко закріплені до цих поверхонь по всій довжині елементів, наприклад суцільним чи переривчастим зварним швом. Елементи 7 можна виконувати із будь-якого прутка або дроту необхідного перерізу, але краще виконувати із арматурного прокату періодичного профілю (прокат арматурний періодичного профілю за ДСТУ 3760-98, або дріт періодичного профілю для армування залізобетонних конструкцій класу ВР-1 за ГОСТ 6727-80 або дріт із високовуглецевої сталі для армування попередньо напружених залізобетонних конструкцій класу ВР-2 за ГОСТ 7348-81) діаметром 3-10 мм. Прутки за ДСТУ 3760-98 мають поперечні виступи серпоподібної форми, які покращують зчеплення прутків із ґрунтом. Поверхня дроту за ГОСТ 6727-80 або ГОСТ 7348-81 з двох боків покрита спеціальними вм'ятинами, які покращують зчеплення дроту із ґрунтом. В одному із можливих виконань елемент 7, закріплений на поверхні центрального диска 4, може бути виконаний у вигляді багатовиткової спіралі, а елемент, закріплений на поверхні маточини 3 - у вигляді багатовиткової гвинтової лінії. Рифлені поверхні (Б) можуть бути поверхнями рифленого стального листа із ромбічним рифленням (фіг. 6) із діагоналями ромба (t1=25-30) х (t2=60-70) мм або сочевичним рифленням (фіг. 7) із відстанню між рифлями t=20-30 мм при довжині рифлів I=24 мм. В іншому виконанні робочого органа рельєфні поверхні (Б) можуть бути поверхнями структурного стального листа товщиною (b) полотна 3-4 мм із круглою (фіг. 8) або квадратною 2 UA 100321 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рельєфною формовкою (фіг. 9) із розміром (а) формовок 15-30 мм, глибиною (h) 2-5 мм і кроком (t) 40-80 мм. Ще в одному виконанні перфоровані поверхні (Б) можуть бути поверхнями просічновитяжного стального листа (фіг. 10) із товщиною заготовки (b) 4-6 мм при загальній товщині листа (S) 14-20 мм і розмірах комірки M x N (15-25) x (52-70) мм. В іншому виконані робочого органа перфоровані поверхні (Б) можуть бути поверхнями перфорованого стального листа (фіг. 11) товщиною полотна 5-6 мм із круглими отворами діаметром (а) 10-30, розташованими по шестикутнику при кроці отворів (t) 30-42 мм, або прямокутними отворами із округленими торцями і симетричним зміщенням отворів (фіг. 12) із розміром (a x S) отворів (6-10) х (25-30) мм при кроках отворів у поперечному (t1) та подовжньому (t2) напрямках відповідно 12-46 мм та 30-60 мм. Перфоровані поверхні (Б) можуть бути поверхнями перфорованого стального листа (фіг. 13) товщиною полотна 3-5 мм із круглими лункоподібними (кут лунок γ = 105-115 кутових градусів) отворами діаметром (а) 10-30 мм розташованими по шестикутнику при кроці отворів (t) 30-60 мм. Насічка може бути виконана одинарною, подвійною або рашпільною із частотою 3-5 насічок на см або штампованою (фіг. 14) у вигляді отворів розміром 10-20 мм, видавлених у стальному листі товщиною 3-5 мм із гострими крайками, які виступають зовні, при кроці отворів 20-80 мм. Поверхні (Б) маточини 3 та/або центрального диска 4 та/або траверс 5, які транспортують ґрунт із забою, можуть мати покриття із зносостійкого пружного полімерного матеріалу типу поліуретану при товщині шару покриття 5-10 мм. Поверхні (Б) траверс 5, обернені до осі 9 обертання ротора 2, нахилені до цієї осі 9 під кутом (90°-β) таким, чином, що точка цієї поверхні (Б), яка більш віддалена від центрального диска 5, менш віддалена від цієї осі 9, ніж точка цієї поверхні (Б), яка менш віддалена від центрального диска 4. Кут (β) між поверхнею (Б) траверси 5, оберненою до осі 9 обертання ротора 2, і поверхнею (Б) центрального диска складає від 89 до 75 кутових градусів. Зовнішні поверхні (Б) маточини 3, які транспортують фунт із забою, виконані у вигляді поверхонь зрізаних конусів, які меншими основами обернені до центрального диска 4. Кут (α) між зовнішньою поверхнею (Б) маточини 3, яка транспортує ґрунт із забою, і поверхнею (Б) центрального диска 4 складає від 89 до 80 кутових градусів. Процес екскавації ґрунту відбувається при переміщенні екскаватора та обертанні ротора 2 робочого органа. Ріжучі елементи 6 руйнують цілісний масив ґрунту. Ґрунт, що розташовується у внутрішніх порожнинах ротора 2, утворених поверхнями (Б) маточини 3, центрального диска 4 та траверс 5, зчіплюється із зазначеними поверхнями (Б) і завдяки цьому виноситься із зони забою. Завдяки описаному вище та показаному на фіг. 4-14 виконанню поверхонь (Б) із виступами, западинами чи отворами покращується зчеплення ґрунту із цими поверхнями і відповідно покращується винесення ґрунту із забою без суттєвого ускладнення конструкції робочого органа та зниження його надійності. Коефіцієнт тертя ґрунту по поверхні (Б) шару поліуретанового покриття суттєво більший, ніж коефіцієнт тертя ґрунту по стальній поверхні, тобто поліуретанове покриття із гладкою поверхнею покращується зчеплення ґрунту із цими поверхнями (Б) подібно до виступів, западин чи отворів. Оскільки виступи (наприклад 7) достатньо не високі, то вони не заважають ґрунтознімачам 8 робочого органа видаляти ґрунт із зазначених внутрішніх порожнин ротора 2. Наявність зазначених вище кута (β) між поверхнею (Б) траверси 5, оберненою до осі 9 обертання ротора 2, і поверхнею (Б) центрального диска та кута (α) між зовнішньою поверхнею (Б) маточини 3 і поверхнею (Б) центрального диска 4 у вказаних діапазонах додатково покращує утримання ґрунту поверхнями (Б) та винесення ґрунту із забою. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Робочий орган роторного траншейного екскаватора, що включає в себе встановлений на рамі (1) безківшовий ротор (2), який містить маточину (3) та закріплений на ній центральний диск (4) із розміщеними по його периферії поперечними траверсами (5) із ріжучими елементами (6), який відрізняється тим, що поверхні (Б) маточини (3) та/або центрального диска (4), та/або траверс (5), які транспортують ґрунт із забою, виконані рифленими або рельєфними, або перфорованими, або з насічкою, або із щонайменше одним протяжним виступом (7) чи канавкою, або мають покриття із зносостійкого пружного полімерного матеріалу типу поліуретану при товщині шару покриття 5-10 мм. 3 UA 100321 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2. Робочий орган за п. 1, який відрізняється тим, що зазначений протяжний виступ (7) виконаний прямолінійним, спіралеподібним, гвинтоподібним, колоподібним або подібним до більш складної просторової кривої лінії. 3. Робочий орган за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що зазначений протяжний виступ (7) виконаний із арматурного прокату періодичного профілю діаметром 3-10 мм, розташований впритул до поверхонь (Б) та жорстко закріплений до цих поверхонь по всій його довжині, наприклад, суцільним чи переривчастим зварним швом. 4. Робочий орган за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що рифлені поверхні (Б) є поверхнями рифленого стального листа із ромбічним рифленням із діагоналями ромба (t1=25-30) x (t2=60-70) мм або сочевичним рифленням із відстанню між рифлями t=20-30 мм при довжині рифлів I=24 мм. 5. Робочий орган за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що рельєфні поверхні (Б) є поверхнями структурного стального листа товщиною (b) полотна 3-4 мм із круглою або квадратною рельєфною формовкою із розміром (а) формовок 15-30 мм, глибиною (h) 2-5 мм і кроком (t) 40-80 мм. 6. Робочий орган за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що перфоровані поверхні (Б) є поверхнями просічно-витяжного стального листа із товщиною заготовки (b) 4-6 мм при загальній товщині листа (S) 14-20 мм і розмірах комірки (M x N) (15-25) x (52-70) мм. 7. Робочий орган за будь-яким із попередніх пунктів 1-3, який відрізняється тим, що перфоровані поверхні (Б) є поверхнями перфорованого стального листа товщиною полотна 5-6 мм із круглими отворами діаметром (а) 10-30 мм, розташованими по шестикутнику при кроці отворів (t) 30-42 мм, або прямокутними отворами із округленими торцями і симетричним зміщенням отворів із розміром (a x S) отворів (6-10) х (25-30) мм при кроках отворів у поперечному (t1) та подовжньому (t2) напрямках відповідно 12-46 мм та 30-60 мм. 8. Робочий орган за будь-яким із попередніх пунктів 1-6, який відрізняється тим, що перфоровані поверхні (Б) є поверхнями перфорованого стального листа товщиною полотна 3-5 мм із круглими лункоподібними отворами діаметром (а) 10-30 мм, розташованими по шестикутнику при кроці отворів (t) 30-60 мм і куті лунок γ=105-115 кутових градусів. 9. Робочий орган за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що насічка виконана одинарною, подвійною або рашпильною із частотою 3-5 насічок на сантиметр або штампованою у вигляді отворів розміром 10-20 мм, видавлених у стальному листі товщиною 3-5 мм із гострими крайками, які виступають зовні, при кроці отворів 20-80 мм. 10. Робочий орган за п. 1, який відрізняється тим, що поверхні (Б) траверс (5), обернені до осі (9) обертання ротора (2), нахилені до цієї осі (9) під кутом таким чином, що точка цієї поверхні (Б), яка більш віддалена від центрального диска (4), менш віддалена від цієї осі (9), ніж точка цієї поверхні (Б), яка менш віддалена від центрального диска (4). 11. Робочий орган за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що кут (β) між поверхнею (Б) траверси, оберненою до осі (9) обертання ротора (2), і поверхнею (Б) центрального диска складає від 89 до 75 кутових градусів. 12. Робочий орган за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що зовнішні поверхні (Б) маточини (3), які транспортують ґрунт із забою, виконані у вигляді поверхонь зрізаних конусів, які меншими основами обернені до центрального диска. 13. Робочий орган за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що кут (α) між зовнішньою поверхнею (Б) маточини (3), яка транспортує ґрунт із забою, і поверхнею (Б) центрального диска (4) складає від 89 до 80 кутових градусів. 4 UA 100321 C2 5 UA 100321 C2 6 UA 100321 C2 7 UA 100321 C2 8 UA 100321 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9