Конусна фреза з газоімпульсним інтенсифікатором спрямованої дії

Винахід відноситься до землерийних машин, конкретно до землерийних машин для відривання траншей в міцних грунтах. Відомий робочий орган землерийної машини (патент України №44563 А), який являє собою конусну фрезу, що має в осьовому перерізі форму зрізаного конуса, бокові сторони якого утворюють з основою підрізаючу кромку, а на бокових поверхнях конуса, по концентричним колам різного діаметру, встановлені різально-метальні елементи. Недоліком цього робочого органу є зниження його продуктивності при підвищенні міцності грунту, що розроблюється. Найбільш близьким рішенням є конусна фреза землерийної машини (патент України №53381 А), що містить газоімпульсне обладнання, яке включає в себе джерело стиснутого газу, розподільник, систему керування та випускні отвори. Недоліком цього газоімпульсного обладнання є складність створення спрямованого імпульсу газу, який співпадатиме з напрямком руху базової машини. Задачею винаходу є підвищення продуктивності машини та зменшення загальної енергоємності процесу руйнування міцних грунтів. Поставлена задача вирішується використанням в конструкції конусної фрези газоімпульсного інтенсифікатора спрямованої дії. На фіг. 1 показана технологія робота конусної фрези під час спрацьовування газоімпульсного інтенсифікатора спрямованої дії, загальний вид; на фіг.2 - конусна фреза під час спрацьовування газоімпульсного інтенсифікатора спрямованої дії, вигляд зверху; на фіг. 3 - загальний вигляд робочого органа; на фіг. 4 - переріз А-А на фіг. 3; на фіг. 5 - переріз Б-Б на фіг. 4. Конусна фреза 4, встановлюється на рамі робочого органа 2 з приводом 3, зачисним кожухом 5, нерухомим розподілювальним конусом 9 та джерелом стиснутого газу 8. Рама робочого органу 2 кріпиться до рами базової машини 1. Газоімпульсний інтенсифікатор спрямованої дії включає в себе джерело стиснутого газу 8, двопозиційний клапан 17, нерухомий розподілювальний конус 9 з робочими камерами 10, який з'єднаний з рухомою конусною фрезою 4 через тіла кочення 12 і елементи ущільнення 13. Останні призначенні для створення герметичності робочої камери 10. Конусна фреза 4 має випускні отвори 11, які розташовані по концентричним колам різного діаметру на бокових поверхнях конусної фрези 4, причому таким чином, щоб у вертикальному перерізі вони знаходились на однаковій відстані від концентричних кіл різально-метальних елементів 7, а в горизонтальному перерізі лінія випускних отворів 15 випереджала лінію різально-метальних елементів 16 на кут 45°. Лінії робочих камер 18 нерухомого конуса 9 утворюють з поздовжньою віссю базової машини 1 кут 45°. Для передачі імпульсу газу, від джерела стиснутого газу 8 до випускних отворів 11 слугують з'єднувальні канали 14. Конусна фреза з газоімпульсним інсифікатором спрямованої дії працює наступним чином. Під час розробки траншеї базова машина 1 рухається вперед і через привід 3 робочого органа, надає обертального руху конусній фрезі 4. Частина масиву грунту руйнується за рахунок підрізання і різання грунту підрізаючою кромкою 6 і різально-метальними елементами 7. Від початку заглиблення робочого органу, джерело стиснутого газу 8, через двопозиційний клапан 17 та з'єднувальний канал 14, заповнює робочу камеру 10, нерухомого конуса 9 газом високого тиску. При співпаданні лінії випускних отворів 15 з лінією робочих камер 18 нерухомого конуса 9, відбувається витікання імпульсу газу через випускні отвори 11 у бік руху базової машини 1. При дії навантаження від створеного газом імпульсу в вершинах тріщин та надрізів, створених різальнометальними елементами 7, виникають граничні напруги, що призводить до швидкого зростання тріщин, та виникає розклинюючий ефект, завдяки чому відбувається розпушення грунту та його відрив в бік відкритої поверхні масиву під дією розтягуючих сил. Лінії робочих камер 18 нерухомого конуса 9 утворюють з поздовжньою віссю базової машини 1 кут 45°, що забезпечує витікання імпульсу газу у напрямку розроблюваної траншеї. Розташування випускних отворів 11 на боковій поверхні конусної фрези 4 здійснюється по концентричним колам різного діаметру таким чином, щоб у вертикальному перерізі вони знаходились на однаковій відстані від концентричних кіл різально-метальних елементів 7, а в горизонтальному перерізі лінія випускних отворів 15 випереджала лінію різально-метальних елементів на кут 45°, що призводить до дії навантаження від імпульсу газу в проміжках між дією напруг, створених накладанням хвиль деформації в масиві при взаємодії з грунтом різально-метальних елементів 7, завдяки чому створюються додаткові динамічні навантаження на руйнуємий грунт. Це дозволяє більш ефективно використати енергію стиснутого газу, та зменшити енергоємність розробки грунту за рахунок його додаткового руйнування. Профілювання дна та стінок траншеї, а також винос грунту за її межі виконується зачисним кожухом 5.