Робочий орган землерийної машини

Винахід відноситься до землерийних машин, конкретно до землерийних машин для відривання траншей. Відомі робочі органи штангових розпушників з гвинтовими наконечниками, які при зануренні у масив забезпечують виконання надрізів, що використовуються як концентратори напруг. Імпульс газу із джерела високого тиску проходить через вихлопні отвори, що розташовані над гвинтовим наконечником і розкриває створені надрізи та тріщини в бік відкритої поверхні масиву, що забезпечує відрив та розпушення ґрунту. (Фролов А.В. Разработка мерзлых грунтов методами с газоимпульсной интенсификацией. Издательство Саратовского университета. 1990г.). Недоліком цих робочих органів є циклічність процесу руйнування ґрунту. 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 повільне витікання імпульсу газу через випускні отвори. Метою винаходу є зменшення енергоємності розробки ґрунту. Поставлена мета вирішується використанням в конструкції робочого органа з енергозберігаючим газоімпульсним інтенсифікатором газоімпульсних ґрунторуйнуючих пристроїв. На фіг. 1 показаний робочий орган, вигляд зверху; на фіг. 2 - переріз А-А на фіг. 1; на фіг. 3 - газоімпульсний ґрунторуйнуючий пристрій в положенні І; на фіг. 4 - газоімпульсний ґрунторуйнуючий пристрій в положенні II; на фіг. 5 - газоімпульсний ґрунторуйнуючий пристрій в положенні III; на фіг. 6 - газоімпульсний ґрунторуйнуючий пристрій в положенні IV. Робочий орган нерухомо кріпиться до рами робочого органу з приводом, зачисним кожухом 13 та газоімпульсним обладнанням. Рама робочого органу кріпиться до рами базової машини. Робочий орган складається з нерухомого конуса 1, внутрішнього конуса 2 та газоімпульсних ґрунторуйнуючи х пристроїв 3. Нерухомий конус 1 виконано у вигляді зрізаного конусу, який розташовано більшою основою донизу. Внутрішній конус 2 встановлюється всередині зовнішнього конусу 1 і є рухомим. Газоімпульсні ґрунторуйнуючі пристрої 3 розташовані у проміжку між внутрішнім конусом 2 та зовнішнім конусом 1 по концентричним колам різного діаметру. Зовнішні робочі отвори 11 розташовані на поверхні зовнішнього конусу 1 в напрямку руху базової машини, що забезпечує дію імпульсу газу в напрямку розроблюваної траншеї. Встановлення зовнішніх робочих отворів 11 у вигляді гвинтової лінії, а також форма зовнішнього конуса дозволяє використовувати імпульс газу для виносу розробленого ґрунту за межі траншеї. Між нерухомим конусом 1 та внутрішнім конусом 2 встановлюються тіла кочення 21 та елементи ущільнення 22. Газоімпульсний ґрунторуйнуючий пристрій складається з заслінки 4, зовнішнього робочого отвору 11 та внутрішнього робочого отвору 12. В заслінці 4 розташовані передній 6 та задній 7 впускні канали а також передній 9 та задній 10 випускні канали. На внутрішньому конусі розташовані впускний отвір внутрішнього конуса 5 та випускний канал внутрішнього конуса 8. Робочий орган з енергозберігаючим газоімпульсним інтенсифікатором працює наступним чином. Базова машина рухається вперед і занурює робочий орган у масив. В цей час у порожнину 14 у вн утрішньому конусі 2, яка слугує у якості ресиверу, через двопозиційний клапан 20 надходить стиснений газ. Після занурення робочого органу у роботу вступають газоімпульсні ґрунторуйнуючі пристрої. При дії навантаження від створеного газом імпульсу в вершинах тріщин та надрізів, що знаходяться у ґрунті, виникають граничні напруги, що призводить до швидкого зростання тріщин, та виникає розклинюючий ефект, що призводить до розпушення ґрунту та його відриву під дією розтягуючих сил в бік відкритої поверхні масиву. Для пояснення роботи газоімпульсного ґрунторуйнуючого пристрою розглянемо чотири його положення. Положення І. Заслінка 4 знаходиться у положенні, коли вона роз'єднує зовнішній робочий отвір 11 та внутрішній робочий отвір 12. При подальшому русі внутрішнього конуса 2 внутрішній впускний отвір 5 співпадає з переднім впускним каналом 6 на заслінці 4, з'єднуючи порожнину 14 з порожниною А газоімпульсного ґрунторуйнуючого пристрою 3. Одночасно з цим внутрішній випускний канал 8 співпадає з заднім випускним каналом 10 на заслінці 4, з'єднуючи порожнину Б з атмосферою. Стиснене повітря починає надходити в порожнину А і заслінка 4 починає рухатися проти руху вн утрішнього конуса 2, відкриваючи шлях стиснутому повітрюу масив ґрунту. При цьому повітря з порожнини Б виходить в атмосферу. За час руху заслінки 4 передня границя внутрішнього робочого отвору 12 суміщується з передньою границею зовнішнього робочого отвору 11. Положення II. Відкривальний рух заслінки 4 завершено. Зовнішній робочий отвір 11 повністю відкрито. Внутрішній впускний отвір 5 та вн утрішній випускний канал 8 роз'єднуються відповідно з переднім впускним каналом 6 та з заднім випускним каналом 10 на заслінці 4. Передня границя зовнішнього робочого отвору 11 співпадає з передньою границею внутрішнього робочого отвору 12. Між І-м і ІІ-м положеннями передня границя внутрішнього робочого отвору 12 зміщується на величину d p . Положення III. Задня границя внутрішнього робочого отвору 12 співпадає з задньою границею зовнішнього робочого отвору 11. При подальшому русі внутрішнього конуса 2 наступний внутрішній впускний отвір 16 співпадає з заднім впускним каналом 7 на заслінці 4, з'єднуючи порожнину 14 з порожниною Б газоімпульсного ґрунторуйнуючого пристрою 3. Одночасно з цим внутрішній випускний канал 8 співпадає з переднім випускним каналом 9 на заслінці 4, з'єднуючи порожнину А з атмосферою. Стиснене повітря починає надходити в порожнину Б і заслінка 4 починає рухатися у напрямку руху внутрішнього конуса 2 і від'єднує внутрішній робочий отвір 12 від зовнішнього робочого отвору 11. Положення IV. Заслінка 4 знаходиться в закритому положенні. Задня границя внутрішнього робочого отвору 12 зміщена від задньої границі зовнішнього робочого отвору 11 на величину l. Наступний внутрішній впускний отвір 16 та внутрішній випускний канал 8 роз'єднані відповідно із заднім впускним каналом 7 та переднім випускним каналом 9 на заслінці 4. Завдяки тому, що наступний внутрішній робочий отвір 15, а також наступні внутрішній впускний отвір 16 та внутрішній випускний канал 17 розташовано з деяким кроком j t , через деякий час t наступний внутрішній робочий отвір 15 займе положення І і робочий цикл почнеться спочатку. Розташування внутрішні х робочих отворів 12 на внутрішньому конусі 2 виконано таким чином, що коли будьякий газоімпульсний ґрунторуйнуючий пристрій 3 знаходиться в положенні III, то газоімпульсний ґрунторуйнуючий пристрій 3, який знаходиться в одній лінії робочих отворів 18 але на наступному концентричному колі робочих отворів 19 знаходиться в положенні І. Тобто витікання імпульсу газу в однойменній гвинтовій лінії випускних отворів 18 відбувається неодночасно а по-черзі: спочатку спрацьовує газоімпульсний ґрунторуйнуючий пристрій 3, який знаходиться найближче до поверхні фунту, після нього зразу спрацьовує газоімпульсний ґрунторуйнуючий пристрій 3, який знаходиться на нижчому концентричному колі робочих отворів 19, що дозволяє розроблювати ґрунт частинами та більш ефективно виносити розроблений ґрунт за межі траншеї. Для створення направленого потоку ґрунту по один бік від траншеї, осі робочих отворів нахилені під гострим кутом в бік обертання внутрішнього конусу 2. Виконання зовнішнього конуса 1 робочого органа нерухомим виключає тертя його об ґрунт, що знижує енергоємність різання. Використання порожнини 14 внутрішнього конусу 2 в якості ресивера виключає коливання тиску при циклічній роботі газоімпульсних ґрун торуйнуючи х пристроїв 3. Внаслідок того, що сумарний час відкривання та закривання робочих отворів заслінками 4 незначний у порівнянні з часом дії імпульсу стисненого газу, ґр унт буде знаходитися практично весь час циклу під дією максимального тиску газу. Профілювання дна та стінок траншеї а також винос залишків ґрунту за її межі виконується зачисним кожухом 5.