Робочий орган для нарізування щілин в грунті

Винахід відноситься до землерийної техніки і може бути використано для нарізування щілин в міцних і мерзлих грунта х. Відоме барове різальне обладнання (Добронравов С.С., Дронов В.Г. Машины для городского строительства М.: Высш. шк., 1985. -с.217, рис.5.46) у вигляді безкінечного ланцюга з різцями. Недоліки барового обладнання полягають у великій енергоємності розробки ґрунту внаслідок його подрібнення і подолання сил тертя в ланцюгах, а також малій довговічності робочого органа. Останнє обумовлено тим, що робочий орган внаслідок великої довжини здійснює в поперечному напрямку до напрямку переміщення машини коливальні рухи із значними амплітудами Це призводить до тертя робочого органа об стінки прорізу, і, відповідно, до його зношування. Відома також дискова щілинонарізувальна машина (Добронравов С.С., Дронов В.Г. Машины для городского строительства. -М.: Высш. шк., 1985. -с.218, рис.5.47,б), за робочий орган якої правлять дискові фрези, встановлені на рамі. Недоліки цього робочого органа полягають в інтенсивному зношуванні фрез і великій енергоємності різання ґрунту. Це обумовлено жорстким кріпленням рами робочого органа до базової машини, що призводить до контакту бокових частин робочого органа з ґрунтом при боковому крені машини і стрибкоподібній зміні глибини різання при поздовжньому крені. Мета винаходу полягає у підвищенні терміну роботи робочого органа і знижені енергоємності різання ґрунту. Поставлена мета досягається тим, що рама, на якій розміщено фрезу, приєднана до базової машини з можливістю поздовжнього обертання в площині, що співпадає з напрямком руху машини, і поперечного обертання в площині, перпендикулярній напрямку руху машини, причому вісь повздовжнього обертання рами зв’язана з базовою машиною через пружний елемент, а вісь поперечного обертання розташована вище центра тяжіння робочого органа. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг.1 зображено робочий орган на вигляді збоку, на фіг.2 робочий орган на вигляді зверху. Робочий орган для нарізування щілин в ґрунтах складається із фрези 1 з різальними елементами 2, приводу 3, які встановлені на рамі 4. Рама 4 приєднана до базової машини з можливістю поперечного обертання навколо осі 5 і поздовжнього обертання навколо осі 7. Вісь поздовжнього обертання 7 зв’язана з базовою машиною через пружний елемент 6, а вісь поперечного обертання 5 розміщено вище центра тяжіння робочого органа. Робочий орган для нарізування щілин працює наступним чином При одночасному русі базової машини із швидкістю V і обертанні фрези із кутовою швидкістю w відбувається нарізування щілини глибиною h. Внаслідок нерівності поверхні ґрунтового масиву виникають розгойдування базової машини в поздовжньому і поперечному напрямках. Завдяки тому, що рама 4 приєднана до базової машини з можливістю поперечного обертання в площині, перпендикулярній напрямку руху базової машини, фреза 1 не змінює свого положення відносно щілини, обертаючись в місці приєднання осі поперечного обертання 5 рами відносно базової машини, що виключає контакт фрези 1 із стінками щілини. Тим самим забезпечуються непродуктивні витрати енергії внаслідок тертя фрези по стінках щілини (зменшується енергоємність різання ґрунту) і зменшується знос фрези. Так як центр тяжіння робочого органа розташовано нижче осі 5 поперечного обертання рами, то виключається обертання фрези і в поперченому напрямку при появі бокових сил різання внаслідок неоднорідності ґрунту завдяки тому, що крутний момент від сил тяжіння робочого органа буде спрямовано в протилежний бік моменту від бокових сил різання, що буде перешкоджати поперечному повороту фрези. Величина бокових сил різання значно менша сил тяжіння робочого органа, тому кут відхилення площини обертання фрези 1 від вертикалі практично дорівнює нулю. Таким чином виключається розгойдування фрези 1 в поперечному напрямку від бокових сил різання і , відповідно, знижуються бокові зусилля на фрезу і її знос. В процесі нарізування щілини в ґрунті виникає сила опору різанню із дотичною Р і нормальною N складовими. Пружний елемент 6 під дією сили N знаходиться в стисненому стані. При зміні положення базової машини в поздовжній площині завдяки тому, що рама 4 приєднана до базової машини з можливістю поздовжнього обертання, а вісь обертання 7 з’єднана з базовою машиною пружним елементом 6, фреза 1 не сприймає поздовжні коливання базової машини. Завдяки цьому виключається як відрив фрези 1 від забою, так і різке збільшення глибини різання, тобто зменшуються динамічні навантаження на робочий орган і знос фрези 1. Таким чином, з’єднання робочого органа для нарізування щілин в ґрунті з можливістю його повороту в поздовжній і поперечній до напрямку р уху базової машини площинах дозволяє зменшити енергоємність різання ґрунту і підвищити до вговічність робочого органа.