Ківш землерийно-транспортної машини з диференційним ріжучим ножем

Реферат: Ківш землерийно-транспортної машини з диференційним ріжучим ножем має днище, бокові стінки, задню стінку, передню заслінку, ріжучий ніж та завантажувальні пластини. Точка закріплення вала на завантажуючих пластинах виконана таким чином, що на кожній наступній завантажувальній пластині, рахуючи від ріжучого ножа, вона виконана зі зміщенням. При цьому, якщо на першій завантажувальній пластині ця вісь розташована посередині її поперечного перерізу (а/2), то на другій завантажувальній пластині вісь кріплення вала зміщена на (Δа), а на третій завантажувальній пластині ця відстань дорівнює (2Δа), таким чином для n-ої завантажувальної пластини ця відстань дорівнюватиме ((n-1)Δа). UA 102453 U (54) КІВШ ЗЕМЛЕРИЙНО-ТРАНСПОРТНОЇ МАШИНИ З ДИФЕРЕНЦІЙНИМ РІЖУЧИМ НОЖЕМ UA 102453 U UA 102453 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до ківшевих робочих органів і може бути використана при виконанні різних видів земляних робіт. Відомо, що на продуктивність проведення робіт з розробки ґрунту за допомогою ківшевого робочого органу може впливати ступінь наповнення ковша, швидкість наповнення ковша, тому виникає потреба у розробці конструкції, яка дасть змогу збільшити наповненість ковша з одночасним підвищенням швидкості наповнення ковша. Такого ефекту можна досягнути, використовуючи ківш землерийно-транспортної машини з додатковими завантажувальними елементами. 4 Відома заявка на корисну модель U 2015 01049. МКВ Е02F 5/30, 2015 року "Ківш скрепера", який складається з днища, виконаного з поперечними по всій ширині щілинами з встановленими в них навантажувальними пластинами, бокових стінок, задньої стінки, передньої заслінки, ріжучого ножа, прикріпленого до днища з боку передньої заслінки та рейок з зірочками по боках днища. Недоліком цього технічного рішення можна вважати підвищену енергоємність через потребу механізації механізму повороту пластин. 4 Відома заявка на корисну модель U 2015 01901. МКВ Е02F 5/30, 2015 року "Ківш землерийно-транспортної машини", який складається з днища, виконаного з поперечними по всій ширині щілинами з встановленими в них навантажувальними пластинами, бокових стінок, задньої стінки, передньої заслінки, ріжучого ножа, встановленого на осі з боку передньої заслінки та рейок з зірочками по боках днища. Недоліком цього технічного рішення можна вважати неможливість пошарово знімати ґрунт завантажувальними пластинами, так як ріжуча кромка всіх завантажувальних пластин заглиблюється на одну і ту ж саму глибину. Задачею корисної моделі є збільшення продуктивності розробки ґрунту ківшевим робочим органом, з одночасним спрощенням конструкції самого ковша та зменшенням енергоємності розробки ґрунту. Поставлена задача вирішується тим, що ківш землерийно-транспортної машини з диференційним ріжучим ножем має днище, бокові стінки, задню стінку, передню заслінку та ріжучий ніж, прикріплений з боку передньої заслінки на осі та з можливістю повороту на кут (α) і виконаний у вигляді двоплечого важеля, одне плече якого виконано з ріжучою кромкою, а іншим плечем важіль шарнірно з'єднаний з рейкою шатуном, причому днище на всю довжину між передньою заслінкою та задньою стінкою виконано з поперечними по всій ширині щілинами розміром (а), що розташовані на відстані одна від одної, а в щілинах, з можливістю повороту на валах, відстань між якими дорівнює L, встановлені завантажувальні пластини, що мають ріжучі кромки, які повернуті у сторону ріжучого ножа, причому ширина завантажувальних пластин дорівнює (а), причому вали з обох кінців встановлені у опорах, які закріплені на днищі, а на кінцях валів закріплено шестерні, причому відстань між внутрішніми бічними поверхнями шестерень більша ширини днища, причому по обох боках днища, ззовні ковша, між шестернями встановлено направляючі пальці на відстані L1 один від одного, на яких з можливістю повздовжнього руху прикріплені рейки, що мають пази, причому рейка навпроти шестерень має наскрізні отвори, в яких розташовані шестерні, а на внутрішніх горизонтальних частинах отворів рейки закріплена зубчаста рейка, що знаходиться в зачепленні з шестернями, причому з боку задньої стінки до рейки прикріплено пружній елемент з коефіцієнтом пружності (k), згідно з корисною моделлю, точка закріплення вала на завантажуючих пластинах виконана таким чином, що на кожній наступній завантажувальній пластині, рахуючи від ріжучого ножа, вона виконана зі зміщенням, причому, якщо на першій завантажувальній пластині ця вісь розташована посередині її поперечного перерізу(а/2), то на другій завантажувальній пластині вісь кріплення вала зміщена на (Δа), а на третій завантажувальній пластині ця відстань дорівнює (2Δа), таким чином для n-ої завантажувальної пластини ця відстань дорівнюватиме ((n-1)Δа). Корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг. 1. Ківш землерийно-транспортної машини з диференційним ріжучим ножем - вид збоку, на фіг. 2. Ківш землерийно-транспортної машини з диференційним ріжучим ножем - вид збоку (без рейки), на фіг. 3. Ківш землерийнотранспортної машини з диференційним ріжучим ножем - виносний елемент А, на фіг. 4. Ківш землерийно-транспортної машини з диференційним ріжучим ножем - днище (вид знизу), на фіг. 5. Ківш землерийно-транспортної машини з диференційним ріжучим ножем - зміщення осі вала завантажувальних пластин. Ківш землерийно-транспортної машини з диференційним ріжучим ножем має днище 1, бокові стінки 2, задню стінку 3, передню заслінку 4 та ріжучий ніж 5, прикріплений на осі 6 до днища 1 з боку передньої заслінки 4 (фіг. 1), з можливістю повороту навколо осі 6 на кут (α) (фіг. 1 UA 102453 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3). Днище 1 на всю довжину між передньою заслінкою 4 та задньою стінкою 3 виконано з поперечними по всій ширині щілинами 7 розміром (а), що розташовані на відстані одна від одної (фіг. 4). В щілинах 7, з можливістю повороту на валах 8, відстань між якими дорівнює (L), встановлені декілька завантажувальних пластин 9 (фіг. 2), наприклад перша 10, друга 11 і третя 12, кожна розміром (а) у поперечному перерізі (фіг. 3), що мають ріжучі кромки 13, розташовані у сторону ріжучого ножа 5, причому точка закріплення вала 8 на завантажувальних пластинах 9 виконана таким чином, що на кожній наступній завантажувальній пластині, рахуючи від ріжучого ножа 5, вона виконана зі зміщенням, причому, якщо на першій завантажувальній пластині 10 ця вісь розташована посередині її поперечного перерізу (а/2) (фіг. 5), то на другій завантажувальній пластині 11 вісь кріплення вала 8 зміщена на (Δа), а на третій завантажувальній пластині 12 ця відстань дорівнює (2Δа), таким чином для n-ої завантажувальної пластини ця відстань дорівнюватиме ((n-1)Δа). Вали 8 з обох кінців встановлені у опорах 14 (фіг. 3), які закріплені на днищі 1, причому вали 8 розташовані на відстані (а1) від нижньої площини днища 1 (фіг. 1). На кінцях валів 8 закріплено шестерні 15, причому відстань між внутрішніми бічними поверхнями шестерень 15 більша ширини днища 1 та опор 14. По обох боках днища 1, ззовні ковша землерийно-транспортної машини, між шестернями 15 встановлено направляючі пальці 16 на відстані (L1) один від одного (фіг. 1), причому направляючі пальці 16 розташовані на відстані (а1) від нижньої площини днища 1. До направляючих пальців 16, з можливістю повздовжнього руху, прикріплені рейки 17 (фіг. 4), що мають пази 18, причому пази 18 виконані довжиною ℓ=α 1×π×d/360°, де α1 - кут повороту шестірні 15; d - діаметр ділильного кола шестірні 15. Ріжучий ніж 5 виконаний у вигляді двоплечого важеля, з точкою підвісу на осі 6 (фіг. 1), одне плече 19 якого, що знаходиться зі сторони передньої заслінки 4, має ріжучу кромку 20, а друге плече 21, довжиною (а2), на своєму кінці має шарнір 22, причому до шарніру 22 одним кінцем прикріплено шатун 23 довжиною (b), а другий кінець шатуна 23 шарнірно прикріплений до рейки 17. Рейка 17 навпроти шестерень 15 має наскрізні отвори 24 довжиною (ℓ1), в яких розташовані шестерні 15, причому ℓ1>ℓ+d/2. На внутрішніх горизонтальних частинах отворів 24 рейки 17 закріплена зубчаста рейка 25, що знаходиться в зачепленні з шестернями 15. До кінця рейки 17 зі сторони задньої стінки 3 прикріплено пружній елемент 26 з коефіцієнтом пружності (k). Ківш землерийно-транспортної машини з диференційним ножем працює наступним чином: при розробці ґрунту передню заслінку 4 підіймають, а ківш разом з ріжучим ножем 5 опускається. При переміщенні по ґрунтовій поверхні на ріжучий ніж 5, який заглиблений на глибину (h) (фіг. 3), та на ріжучу кромку 20 і плече 19 ріжучого ножа 5 починає діяти навантаження з зусиллям (F), яке, подолавши зусилля (F1=-kℓ) пружного елемента 26, повертає ріжучий ніж 5 навколо осі 6, проти годинникової стрілки на кут (α). Друге плече 21 довжиною (а2) ріжучого ножа 5 також повертається навколо осі 6 та приводить в рух приєднаний до нього за допомогою шарніру 22 шатун 23 довжиною (b), який, в свою чергу, шарнірно з'єднаний з рейкою 17, в отворах 24 якої виконана зубчаста рейка 25. Шатун 23 переміщує рейку 17 по пазах 18 довжиною (ℓ). Для прикладу, виконаємо розрахунок ланок механізму відкривання щілин 7 при розробці ґрунту, за такими параметрами: α1=45°; d=100 мм.; z=32; довжина плеча 21 дорівнює а2=3,6×ℓ, довжина шатуна 23 (b=9,5×ℓ). Довжина пазів (ℓ) обчислюється за наступною формулою: ℓ=α1×Ρ×z/360°; де α1 - кут повороту шестерні 15 (α1=45°); Ρ - крок зубчастого вінця шестірні 15; z - кількість зубців шестірні 15. Крок зубчастого вінця обчислюємо за формулою: Р=π×m; де m - модуль зуба шестірні 15. Модуль зуба шестірні 15 обчислюємо за формулою: m=d/z; де d - діаметр ділильного кола шестірні 15; z - кількість зубців шестірні 15. Отримуємо остаточну спрощену формулу для розрахунку довжини пазів 18 та переміщення рейки 17: ℓ=α1×π×d/360°=45×3,14×100/360=39,25 мм. Для механізму відкривання щілин 7, підраховуємо необхідні розміри ланок механізму: - довжина плеча 21 ножа 5 буде дорівнювати а2=3,6×ℓ=3,6×39,25 мм=141,3 мм; - довжина шатуна 23 буде дорівнювати b=9,5×ℓ=9,5×39,25=372,8 мм. Рейка 17 по пазах 18, переміщуючись на відстань ℓ=39,25 мм, в свою чергу обертає на кут (α1=45°) проти годинникової стрілки шестірні 15. Шестерні 15 через вали 8 передають обертальний рух завантажувальним пластинам 10, 11, 12, повертаючи їх проти годинникової 2 UA 102453 U 5 10 15 стрілки на кут (α1=45°). Завантажувальні пластини 10, 11, 12 в свою чергу відкривають щілини 7, та своєю ріжучою кромкою 13 починають врізатися в ґрунт. При цьому шар ґрунту, який знімає ріжуча кромка 13 кожної завантажувальної пластини 9, різний, ріжуча кромка кожної наступної завантажувальної пластини 9 знімає шар ґрунту на (Δh) більший від шару ґрунту попередньої ріжучої кромки 13 завантажувальної пластини 9 і визначається в залежності від заглиблення ріжучого ножа 5 на глибину (h1) відносно нижньої точки днища 1 за залежностями: для першої завантажувальної пластини 10 (h1+Δh=a/2cosα1); для другої завантажувальної пластини 11 (h1+2Δh=(a/2+Δa)cosα1); для третьої завантажувальної пластини 12 (h1+3Δh=(a/2+2Δa) cosα1); для n-ої завантажувальної пластини (h1+nΔh=(a/2+(n-1)Δa) cosα1). Ґрунт через відкриті щілини 7 потрапляє до ковша. Таким чином збільшується швидкість, відсоток наповнення ковша та товщина шару, який знімається. Коли ківш заповнений, то його підіймають з одночасним опусканням передньої заслінки 4. В цей час зусилля (F1=-kℓ) пружного елемента 26 поверне рейку 17 по пазах 18 в початкове положення. Рейка 17, в свою чергу, переміщує шатун 23 та повертає шестерні 15 за годинниковою стрілкою, які в свою чергу закривають щілини 7, а шатун 23, переміщуючись, повертає плече 21 ріжучого ножа 5 навколо осі 6 у початкове положення. Ґрунт транспортується на місце вивантаження. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 40 Ківш землерийно-транспортної машини з диференційним ріжучим ножем, що має днище, бокові стінки, задню стінку, передню заслінку та ріжучий ніж, прикріплений з боку передньої заслінки на осі та з можливістю повороту на кут () і виконаний у вигляді двоплечого важеля, одне плече якого виконано з ріжучою кромкою, а іншим плечем важіль шарнірно з'єднаний з рейкою шатуном, причому днище на всю довжину між передньою заслінкою та задньою стінкою виконано з поперечними по всій ширині щілинами розміром (а), що розташовані на відстані одна від одної, а в щілинах, з можливістю повороту на валах, відстань між якими дорівнює (L), встановлені завантажувальні пластини, що мають ріжучі кромки, які повернуті у сторону ріжучого ножа, причому ширина завантажувальних пластин дорівнює (а), причому вали з обох кінців встановлені у опорах, які закріплені на днищі, а на кінцях валів закріплено шестерні, причому відстань між внутрішніми бічними поверхнями шестерень більша ширини днища, причому по обох боках днища, ззовні ковша, між шестернями встановлено направляючі пальці на відстані (L1) один від одного, на яких з можливістю повздовжнього руху прикріплені рейки, що мають пази, причому рейка навпроти шестерень має наскрізні отвори, в яких розташовані шестерні, а на внутрішніх горизонтальних частинах отворів рейки закріплена зубчаста рейка, що знаходиться в зачепленні з шестернями, причому до рейки прикріплено пружній елемент, який відрізняється тим, що точка закріплення вала на завантажуючих пластинах виконана таким чином, що на кожній наступній завантажувальній пластині, рахуючи від ріжучого ножа, вона виконана зі зміщенням, причому, якщо на першій завантажувальній пластині ця вісь розташована посередині її поперечного перерізу (а/2), то на другій завантажувальній пластині вісь кріплення вала зміщена на (Δа), а на третій завантажувальній пластині ця відстань дорівнює (2Δа), таким чином для n-ої завантажувальної пластини ця відстань дорівнюватиме ((n-1)Δа). 3 UA 102453 U 4 UA 102453 U 5 UA 102453 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 6