Робочий орган траншеєкопача

Реферат: UA 70870 U UA 70870 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до землерийної техніки і може бути використана для прокладання трубопроводів, ліній зв'язку та інших комунікацій. Під час проведення землерийних робіт виникає потреба у швидкому та низько енергоємному методі розробки ґрунту. Такого ефекту можна досягнути активізацією робочих органів. Відомо патент SU 1640296 кл. Α1 Ε02F 3/06, 1988 року "Ківш землерийної машини ", який складається з ковша, на козирку якого закріплені ліві і праві зуби з відкрилками та з криволінійними ввігнутими в напрямку до поперечної площини симетрії ковша передніми гранями. При зануренні в ґрунт передньої ріжучої грані ковша на задньому боковому ребрі спостерігається косокутне різання, що значно збільшує величину в бік, розширення прорізу ніж при прямокутному блокованому різанні, за рахунок чого знижується енергоємність процесу копання. Недоліком даного технічного рішення є велика металоємкість. Найбільш близьке рішення запропоновано в патенті SU 1573105 МПК А1 Е02F 3/06, 1990 року "Робочий орган траншеєкопача", який складається з секційного робочого органу, виконаного у вигляді набору кілець з різцями і напрямними пластинами, секції встановлені таким чином, що кожна наступна секція обертається в оберненому напрямку до попередньої, та фрези. Обертаючись фреза заглиблює робочий орган в ґрунт, а зруйнований ґрунт зубцями за допомогою направляючих пластин транспортують його до вивантаження з робочого органа, при чому обертання двох сусідніх кілець в різних напрямках забезпечує збільшення швидкості протікання деформацій в точках породи, що збільшує продуктивність траншеєкопача. Недоліком такого рішення є великі витрати енергії. Задачею корисної моделі є підвищення ККД траншеєкопача за рахунок зменшення витрат енергії. Даний робочий орган може використовуватись для вологих ґрунтів. Використання запропонованого робочого органу дозволяє вирішити проблему зменшення енергоємності процесу розробки ґрунту без великих затрат на вдосконалення робочого органу. Корисна модель пояснюється кресленнями, де на: фіг. 1 - Робочий орган траншеєкопача. фіг. 2 - А-А по фіг. 1. фіг. 3 - С-С по фіг. 2. фіг. 4- Зуб траншеєкопача. фіг. 5 - Вид В по фіг.4. фіг. 6 - Вид Б по фіг.4. Поставлена задача вирішується наступним чином. Робочий орган траншеєкопача складається з рами 1, на якій встановлена конічна передача 2, у якій ведуча шестірня з'єднана до вала відбору потужності базової машини, а ведена розміщена на вертикальному валу 3, на протилежному кінці якого закріплена циліндрична шестірня 4, що розташована у закритому кожусі (редукторі) 5 і з одного боку входить в зачеплення з веденою передньою шестірнею 6, а з іншого боку через проміжну (паразитну) шестірню 7 з задньою веденою шестірнею 8. Ведені шестерні 6 та 8 насаджені на вертикальні вихідні вали передній 9 та задній 10 з шестернями 11, які охоплені набором кілець 12, що на внутрішній поверхні мають внутрішнє зубчасте колесо 13, модуль якого співпадає з модулем зубчастих коліс 11. На зовнішній поверхні кілець 12 встановлені ріжучі зуби 14, причому, на парних та непарних кільцях, якщо рахувати зверху, вони дзеркально відображені. Зуб 14 має ріжучу кромку 15 довжиною К, задню частину 16 та бічні частини 17, 18, при чому бічна частина 17, що приєднується до кільця 12 за рахунок пальця 19 має ввігнуту поверхню радіусом R, що дорівнює зовнішньому радіусу кільця 12, а до бічної поверхні 18 прикріплено відкрилок 20 шириною К з випуклістю в сторону верхньої частини зуба 14. Лобова поверхня 21 зуба 14 має ввігнутий характер від ріжучої кромки до верхньої точки задньої частини 16. Зуби 14, що прикріплені до зовнішньої поверхні кілець 12, встановлені ступінчасте таким чином, що ріжуча кромка 15 кожного наступного зуба впиралась у верхню точку задньої частини 16 попереднього зуба, утворюючи при цьому похилу ступінчасту поверхню 22 під кутом  до горизонталі, причому на непарних кільцях лівий нахил під кутом а, а на парних - правий нахил під кутом  (див. кн. Співаковский А.О., Дьячков В.К. "Транспортирующие машины". - М.: изд. "Машиностроение", 1983. - С. 357). Кут  знаходиться з виразу: 1 UA 70870 U m2FkF m2Fk cos    0, R R 2    m2FkF    cos   Fmg  m Fk   0, sin  mg     R R      mg sin   Fmg cos   Приймаємо: mg  m 2FkF  A, R  FBmg  5 m 2Fk  , R A sin  - B cos  = 0, 2 2 2 2 A sin  = B cos  , 2 2 2 2 2 A sin  = В -B sin  , 2 2 2 2 2 A sin  + В sin  = B , sin2     arcsin 2 2   2  ,  2  2 ,  Fmg    arcsin m 2Fk R 2 2 2     mg  m FkF     Fmg  m Fk    R R        2  m 2Fk R  arcsin , 2 2 4 2 2  2 4 2  2 2  m FkF m  Fk F   m  Fk m 2Fk 2 2 2  m g  2mg   2 Fmg  F m g    R2  R R R2      Fmg    arcsin  Fmg   2 2 m g      arcsin   arcsin 10  R2  F g    4Fk 2F2  4Fk 2 m  g2    F2g2  2 2   R R     2Fk  RFg     , 2 2   2Fk  m  Fg   R    R2g2 1  F2   4Fk 2 F2  1  2Fk  gRF 1 F F  20 R2  4Fk 2    arcsin  2Fk  RFg R  R2g2   4F 2F 2   4F 2R2F 2g2  k  k      R2   , , Звідки:   arcsin 15  4Fk 2F2 m 2Fk R 2  2 2 g   4Fk 2  , де FB - коефіцієнт тертя частинок по зубу 14 та відкрилку 20; Fk- коефіцієнт тертя частинок по кільцю 12; ν - швидкість транспортування ґрунту; R- радіус кілець 12; m - маса частинок, що транспортуються; 2 g - прискорення вільного падіння, g=9,81 м/с . Крім того, зубчасті колеса 11 на валах 9 і 10 встановлені таким чином, що на валу 9 кожна парна шестірня, рахуючи зверху, закріплена на валу за допомогою шпонок 23, а кожна непарна шестірня 11 - встановлена на підшипниках 24 з можливістю вільного обертання навколо вала. А на валу 10 навпаки - кожна непарна - на шпонці, а парна - на підшипниках. 2 UA 70870 U 5 10 15 20 Зубчасті колеса 11, кільця 12, підшипники 24 від вертикального переміщення захищені встановленими на валах 9 та 10 пружинними кільцями 25. Між кільцями 12 у спеціальних канавках встановлені сталеві кульки 26. При цьому, якщо прийняти за позначення n- порядковий номер кільця, починаючи з протилежного кінця валів 9,1 0, то величина Кn ширини зуба 14 та відкрилка 20 змінюється за виразом: . Kn = Κ n, де n=1,2,3,… n. Робочий орган траншеєкопача працює наступним чином. При включенні вала відбору потужності базової машини конічна передача 2 передає крутний момент на шестірню 6 та 8, які обертають вали 9 та 10 в протилежні боки. В зв'язку з тим, що на валу 9 жорстко закріплені тільки парні шестерні 11, рахуючи зверху, а на валу 10 жорстко прикріплені непарні шестерні 11, то парні і непарні кільця 22 обертатимуться в різні боки. Зменшення тертя між ними здійснюється за допомогою кульок 26. При взаємодії зубів 14 з ґрунтом він починає руйнуватись і попадатиме на відкрилок 20, що лежить в зоні розвалу ґрунту (див. АС № 1640296) і не прийматиме участі у порушенні цілісності ґрунту, а виконує тільки транспортуючий характер. За рахунок того, що кут нахилу  вибрано з умови рівновісного положення одиниці маси ґрунту на похилій, то при обертанні кілець 12 зі швидкістю ν частинки ґрунту будуть рухатись вверх у зону денної поверхні забою (див. кн. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. "Транспортирующие машины". - М.: изд. "Машиностроение", 1983. - С. 357). Для запобігання заштибовки ґрунтом відкрилок 20, вони виконані збільшені за шириною від нижнього кінця робочого органу до верху, тим самим виносна здібність їх збільшена. Таким чином, на вільний рух ґрунту по відкрилках 20 не витрачається додаткова потужність двигуна траншеєкопача, що зменшує енергоємність розробки ґрунту, тим самим підвищуючи ККД. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 45 Робочий орган траншеєкопача, що складається з рами та приводного секційного робочого органу у вигляді кілець з зубами, який відрізняється тим, що на рамі встановлена конічна передача, в якій ведуча шестірня з'єднана з валом відбору потужності базової машини, а ведена - розміщена на вертикальному валу, на протилежному кінці якого закріплено циліндричну шестірню, що розташована у закритому кожусі і з одного боку входить в зачеплення з веденою передньою шестірнею, а з іншого боку, через проміжну шестірню, із задньою веденою шестірнею, причому передня ведена шестірня насаджена на передній вертикальний вихідний вал, а задня ведена шестірня - на вертикальний задній вихідний вал, крім того, на передньому та задньому вертикальних валах послідовно встановлено набір шестерень, які охоплені набором кілець, що на внутрішній поверхні мають внутрішнє зубчасте колесо, модуль якого дорівнює модулю зубчастих коліс, що встановлені на передньому та задньому валах, причому на зовнішній поверхні кілець встановлені ріжучі зуби таким чином, що на парних та непарних кільцях, якщо рахувати зверху, вони дзеркально відображені, а зуби мають ріжучу кромку довжиною К, задню частину та бічні частини, при чому бічна частина, що приєднується до кілець має ввігнуту поверхню радіусом R, що дорівнює зовнішньому радіусу кілець, а до протилежної бічної поверхні прикріплено відкрилок шириною К з випуклістю в бік верхньої частини зуба, а лобова поверхня зуба має ввігнутий характер від ріжучої кромки до верхньої точки задньої частини зуба, крім того, зуби встановлені східчасто таким чином, що ріжуча кромка кожного наступного зуба впирається у верхню точку задньої частини попереднього зуба, утворюючи при цьому похилу східчасту поверхню під кутом α до горизонталі, що знаходять з виразу:   arcsin  2Fk  gRF 1 F F  50 55 2  2 2 g   4Fk 2  , де FB - коефіцієнт тертя частинок по зубу 14 та відкрилку 20; Fk- коефіцієнт тертя частинок по кільцю 12;  - швидкість транспортування ґрунту; R- радіус кілець 12; m - маса частинок, що транспортуються; 2 g - прискорення вільного падіння, g=9,81 м/с , при чому на непарних кільцях - лівий нахил, а на парних - правий нахил під кутом  , крім того зубчасті колеса, що встановлені на передньому та задньому вертикальних валах, встановлені таким чином, що на передньому валу кожна парна шестірня, рахуючи зверху, закріплена на 3 UA 70870 U 5 валу за допомогою шпонок, а кожна непарна шестірня - встановлена на валу на підшипниках, а на задньому валу - навпаки - кожна непарна на шпонці, а парна - на підшипниках, крім цього, зубчасті колеса, кільця та підшипники від вертикального переміщення захищені встановленими на валах пружинними кільцями, а між кільцями у спеціальних канавках встановлені сталеві кульки, при чому якщо прийняти за позначення n- порядковий номер кільця, починаючи з протилежного кінця переднього та заднього валів, то величина Кn ширини зуба та відкрилка . змінюється за виразом: Кn= К n, де n= 1, 2, 3,... n. 4 UA 70870 U 5 UA 70870 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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