Модернизация конструкции рыхлителя

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИНиГ СФУ

Курсовой проект

Модернизация конструкции рыхлителя

Выполнил:

Банщиков Д.С.

Проверил:

Павлов В.П.



Содержание

Введение

1. Патентный обзор

2. Техническая характеристика базовой машины и техническое предложение

3. Тяговый расчет

4. Определение производительности машины

Приложение А



Введение

Рыхлитель - специальная дорожная машина для проведения подготовительных работ.

Рыхлители применяют для послойного рыхления плотных, мерзлых грунтов, грунтов, пронизанных корневыми системами, а также для грунтов с включенными в них крупными камнями. Они взламывают дорожные покрытия при ремонте и реконструкции дорог. Рыхлители обычно используют в комплекте с бульдозерами, скреперами, погрузчиками, экскаваторами; при разработке тяжелых грунтов рыхлители в 3 - 5 раз увеличивают производительность этих машин.

Главнейшими классификационными признаками для рыхлителей являются: мощность двигателя - тягача и способ передвижения рыхлителя. По мощности двигателя - тягача рыхлители разделяют на легкие (до 75 л. с.), средние (от 75 до 250 л. с.) и тяжелые (свыше 250 л. с.). По способу передвижения различают рыхлители навесные и прицепные. Рабочее оборудование навесного рыхлителя подвешивают к корпусу заднего моста и к раме трактора в трех или четырех точках. У прицепного рыхлителя рабочее оборудование монтируют на специальной одноосной колесной тележке, прицепляемой к трактору. Управление прицепного рыхлителя канатное; зубья погружаются в грунт только за счет силы веса опускаемых частей рыхлителя.

Навесные рыхлители имеют преимущества перед прицепными не только в маневренности и в весе (менее металлоемки), но и в наличии гидропривода, обеспечивающего принудительное заглубление с передачей на зубья части веса трактора. Навесной рыхлитель, устанавливаемый на тракторе с бульдозерным оборудованием, позволяет более равномерно распределить нагрузку на опорные катки гусеничного хода трактора.



1. Патентный обзор

1) Номер патента:	371320
Суть изобретения: Описание изобретения:	Использование: Изобретение относится к виброударным рыхлителям и может использоваться для образования глубоких канав, разработки траншей и т. д. Сущность изобретения: Рыхлительная стойка выполнена с наковальней, внутри нее установлен ударник, закрепленный на рабочем наконечнике и соединенный при помощи виброударного механизма с рамой, а рама имеет упор, причем виброударный механизм выполнен в виде цилиндра двойного действия. Изобретение относится к виброударным рыхлителям. Известен рыхлитель, включающий раму, рыхлительную стойку с рабочим наконечником и виброударным механизмом.
Формула изобретения:	Рыхлитель, включающий раму, рыхлительную стойку с рабочим наконечником и виброударным механизмом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем попеременного воздействия виброударных импульсов как на рыхлительную стойку, так и на сам рабочий наконечник, рыхлительная стойка выполнена с наковальней и внутри нее установлен ударник, закрепленный на рабочем наконечнике и соединенный при помощи виброударного механизма с рамой, а рама имеет упор, причем виброударный механизм выполнении в виде силового цилиндра двойного действия и связан с рабочим наконечником посредством шарнира, расположенного выше оси вращения рабочего наконечника.
2) Номер патента:	375356
Суть изобретения:	Изобретение относится к навесным рыхлителям для разработки мерзлых грунтов. Цель изобретения - повысить эффективность рыхления. Для этого шарнир крепления корпуса силового цилиндра совмещен с шарниром крепления нижней тяги в раме рабочего органа.
Описание изобретения:	В основном авт. св. № 207122 описан навесной рыхлитель, включающий рабочий орган с одним или несколькими зубьями, шарнирно прикрепляемыми при помощи парных расположенных друг над другом тяг к раме тягача, и гидропривод. Основные особенности такого навесного рыхлителя заключаются в том, что верхняя тяга каждого зуба выполнена составной с шарнирным соединением звеньев, связанных со штоком силового цилиндра, корпус которого закреплен на нижней тяге этой же пары.
Формула изобретения:	Навесной рыхлитель включает опорный кронштейн крепления на базовом тягаче навесного устройства, выполненного в виде верхней тяги, состоящей из звеньев и нижней тяги, рабочее рамы, рабочего органа в виде зубьев, монтированных рабочей раме, силовых цилиндров подъема, силовых цилиндров изменения угла резания, шарнир крепления корпуса которых совмещен с одним из шарниров крепления нижней тяги и опорную полку.

Для того чтобы модернизировать навесное рыхлительное оборудование необходимо произвести поиск и анализ патентных решений.

В результате патентного поиска было найдено несколько патентов связанных с решением этой проблемы. Рассмотрим недостатки данных изобретений (найденные авторские патенты представлены в приложении А):

1) Основным недостатком всех найденных решений является то, что сам рыхлитель находиться слишком далеко от центра тяжести трактора, и в связи с тем для его заглубления требуется больше усилий.

2) Некоторые из представленных патентных решений не имеют гидравлического привода.

3) Большая часть представленных решений имеют громоздкую металлоконструкцию, что не очень удобно и выгодно.

Основываясь на данных критериях, предлагается сделать абсолютно другую конструкцию рыхлителя, которая бы соответствовала, исключала недостатки предыдущих. Основная мысль данной конструкции в том чтобы переместить рыхлитель как можно ближе к центру тяжести бульдозере тем самым существенно сократить затраты мощности которые требуются при заглублении. Такая модернизация приведет к решению еще ряда проблем, а именно:

-уменьшение габаритов рыхлителя;

-простота конструкции и минимум элементов;

-увеличение глубины резания;

-заглубление в грунт на максимальную глубину практически с места и т.д.

2. Техническая характеристика базовой машины и техническое предложение

За основу расчета возьмем расчет трактора рыхлителя Т-180



Таблица 1.1 - Техническая характеристика трактора Т-180

Номинальная мощность двигателя Д-180, кВт (л.с.)	132,4 (175)
Частота вращения коленчатого вала при номинальной мощности, об/мин	1100
Диаметр цилиндра, мм	145
Ход поршня, мм	205
Рабочий объем цилиндров, л	20,28
Степень сжатия	14
Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт*ч (г/э. л.с.-ч)	238 (175)
G, кг	2600
Вместимость топливного бака, л	325
База, мм	3220
Колея, мм	2040
Дорожный просвет, мм	550
Радиус поворота, м	2,04
Ширина трака гусеницы, мм	580
Высота почвозацепов, мм	75
Давление на грунт, кПа	59
Габаритные размеры, мм	5420 Х 2740 Х 2825
Масса конструктивная, кг	14950
Марка насоса	НШ - 46
Наибольшее давление насоса, МПа	9,5
Производительность насоса л/мин	70
Диапазон тягового усилия:
передний ход	14400 - 2350
задний ход	11580 - 3960
Диапазон скоростей, м/с:
передний ход	0,8 - 3,3
задний ход	0,3 - 2,4

3. Тяговый расчет

Для выполнения дорожной машиной заданных функций обеспечиваемое силовой установкой тяговое усилие Р_т должно быть не менее суммарных сил сопротивления дорожной машине Р_т ? W_c. Тяговое усилие можно определить исходя из выражения/1, с. 5/



(3.1)

где N- мощность силового оборудования, кВт; Р_т - тяговое усилие дорожной машины, Н; V - скорость перемещения дорожной машины при выполнении рассматриваемых видов работ, м/с.

С учетом буксования/1, с.5/

(3.2)

где з - КПД механической трансмиссии, 0,75 ... 0,9; д - коэффициент буксования, для гусеничных тракторов 0,07; для колесных 0,20.

Расчет по формуле 3.2 дает:

Суммарные силы сопротивления рассчитываются дифференцированно для различных групп дорожных машин. Так, для рыхлителя

W_c=W₁ + W₂

где W₁, W₂, - силы сопротивления соответственно резанию, перемещению самой машины.

Сопротивление грунта резанию W₁ определяют по формуле

W₁=К^.b^.h^.sin ц, Н (3.3)

где К - удельное сопротивление резанию (150000 Н/м² по рекомендации /1, с.6/); b и h - ширина и толщина стружки, м; ц - угол захвата, град(90⁰).

Расчет по формуле (3.3) дает

W₁ = 150000•^.0,086^.•0,5•sin 90 = 6370,6 Н,

Так как рыхлитель имеет три зуба, то значение W₁ увеличиваем в 3 раза W₁ = 6370,6•3 = 19111,8 Н.

Сопротивление перемещению самой дорожной машины

W₂ = 9,81^.G_дм^.(f i) Н, (3.4)

где G_дм - масса дорожной машины, кг; f - удельное сопротивление перемещению дорожной машины:

для гусеничных: f = 0,08...0,15; для колёсных 0,05...0,12, в зависимости от вида и состояния грунта.

Расчет по формуле 3.4 дает

W₂ = 9,81^.•14950•0,09 = 13199,4 Н.

Необходимая мощность для преодоления всех сил сопротивлений

N = 132,4 кВт,132,4>32,3, то есть N > Nw_c, дорожная машина преодолевает все силы сопротивления.

4. Определение производительности машины

Производительность машины рассчитывается по формуле /2, с.56/

(4.1)

где - расчетная скорость движения рыхлителя, км/ч;

здесь -скорость движения тягача рыхлителя на первой передаче, км/ч;

- ширина полосы рыхления с учетом перекрытия соседней полосы, м;

- Расчетная глубина рыхления; ; здесь H - максимальное заглубление зубьев рыхлителя, м;

- коэффициент, учитывающий характер проходов; =1 при параллельных резах; =1 при перекрестных резах;

- число проходов по одному месту (n = 1-3);

- число поворотов за час работы;

- время, затрачиваемое на один поворот ();

- коэффициент использования рабочего времени ().

Принимаем =2,5 км/ч; B=1,6 м; =0,4 м; =1; =1; =2; =1,5 мин; =0,85 мин.

Подставив числовые значения в формулу (4.1) получим



Приложение А

Патент RU 2483167

«РЫХЛИТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ БУЛЬДОЗЕРА»

Рыхлительное оборудование бульдозера относится к навесному оборудованию машин, например тракторов, и предназначено для рыхления твердых пород и дорожных покрытий, а также может быть использовано для разработки мерзлых грунтов. Рыхлительное оборудование бульдозера содержит жестко прикрепленную к задней части трактора опорную раму, на которой шарнирно закреплены элементы параллелограммного механизма, включающего верхнюю и нижнюю тяги, шарнирно соединенные с рабочей балкой, в которой выполнено отверстие под установку зуба, при этом рыхлительное оборудование снабжено гидравлическим устройством управления зубом, которое связано подводящими рукавами высокого давления с гидравлической системой навесного оборудования трактора и шарнирно прикреплено к опорной раме и рабочей балке. Оборудование снабжено второй верхней тягой, нижняя тяга выполнена в виде поддерживающей плиты, объединенной с примыкающими к ее боковым сторонам звеньями в единое целое, а гидравлическое устройство управления зубом представляет собой гидроцилиндр, расположенный штоком вниз, который соединен с нижней частью рабочей балки. Поддерживающая плита нижней тяги имеет трапециевидный вырез, направленный в сторону рабочей балки. Гидроцилиндр установлен по оси симметрии устройства, а верхние тяги - симметрично по обе стороны от него. На опорной раме по центру ее верхней части жестко закреплены две отстоящие друг от друга проушины для установки оси крепления корпуса гидроцилиндра, а по краям опорной рамы жестко закреплены кронштейны с отверстиями вверху и внизу соответственно под оси верхних тяг и оси звеньев нижней тяги. На рабочей балке по центру ее нижней части жестко закреплены две отстоящие друг от друга проушины для установки оси крепления штока гидроцилиндра, а по краям рабочей балки жестко закреплены кронштейны с отверстиями вверху и внизу соответственно под оси верхних тяг и оси звеньев нижней тяги. Упрощается конструкция рыхлительного оборудования, повышается производительность и надежность. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к навесному оборудованию машин, например тракторов, и предназначено для рыхления твердых пород и дорожных покрытий, а также может быть использовано для разработки мерзлых грунтов.

Известно рыхлительное оборудование бульдозера, содержащее жестко прикрепленную к заднему мосту трактора опорную раму, на которой шарнирно закреплены звенья параллелограммного механизма в виде верхней и нижней тяг, шарнирно соединенных с рабочей балкой, в которой выполнено отверстие под установку зуба, при этом управление зубом осуществляется связанным с гидравлической системой навесного оборудования трактора гидравлическим устройством в виде двух гидроцилиндров со штоками, направленными вверх, корпуса которых шарнирно соединены с опорной рамой, а штоки шарнирно прикреплены к верхней части рабочей балки (см. в Интернете на сайте http://stroy-technics.ru/article/buldozery-rykhliteli статью Бульдозеры-рыхлители, рис. 1.12. Бульдозер с рыхлителем Д3-126В-2, с.2). При заглублении зуба масло подается в штоковую полость гидроцилиндров, при этом требуется суммарное усилие двух гидроцилиндров, чтобы заглубить зуб в грунт. При подъеме зуба масло подается в поршневую полость гидроцилиндров.

Недостатками известного рыхлительного оборудования является большой расход подводящих рукавов высокого давления и масла, заполняющего гидроцилиндры, что делает конструкцию оборудования дорогостоящей.

Задачей заявляемого изобретения является удешевление конструкции устройства.

Технический результат заключается в упрощении конструкции рыхлительного оборудования без снижения производительности и надежности.

Указанная задача достигается тем, что в известном рыхлительном оборудовании бульдозера, содержащем жестко прикрепленную к задней части трактора опорную раму, на которой шарнирно закреплены элементы параллелограммного механизма, включающего верхнюю и нижнюю тяги, шарнирно соединенные с рабочей балкой, в которой выполнено отверстие под установку зуба, при этом рыхлительное оборудование снабжено гидравлическим устройством управления зубом, которое связано подводящими рукавами высокого давления с гидравлической системой трактора и шарнирно прикреплено к опорной раме и рабочей балке, согласно изобретению, оборудование снабжено второй верхней тягой, нижняя тяга выполнена в виде поддерживающей плиты, объединенной с примыкающими к ее боковым сторонам звеньями в единое целое, а гидравлическое устройство управления зубом представляет собой гидроцилиндр, расположенный штоком вниз, который соединен с нижней частью рабочей балки.

В рыхлительном оборудовании бульдозера поддерживающая плита нижней тяги имеет трапециевидный вырез, направленный в сторону рабочей балки.

В рыхлительном оборудовании бульдозера гидроцилиндр установлен по оси симметрии устройства, а верхние тяги - симметрично по обе стороны от него.

В рыхлительном оборудовании бульдозера на опорной раме по центру ее верхней части жестко закреплены две отстоящие друг от друга проушины для установки оси крепления корпуса гидроцилиндра, а по краям опорной рамы жестко закреплены кронштейны с отверстиями вверху и внизу соответственно под оси верхних тяг и оси звеньев нижней тяги.

В рыхлительном оборудовании бульдозера на рабочей балке по центру ее нижней части жестко закреплены две отстоящие друг от друга проушины для установки оси крепления штока гидроцилиндра, а по краям рабочей балки жестко закреплены кронштейны с отверстиями вверху и внизу соответственно под оси верхних тяг и оси звеньев нижней тяги.

Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемое рыхлительное оборудование бульдозера не известно и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень». расчет рыхлитель усовершенствование патент

Предлагаемое устройство может быть изготовлено в промышленных условиях цехов больших и средних машиностроительных заводов с использованием современных известных технологий, материалов и стандартного оборудования, которое выпускается как отечественной, так и зарубежной промышленностью.

Следовательно, заявляемое устройство соответствует критерию «промышленная применимость».

Предлагаемая совокупность существенных признаков придает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.

Заявленная конструкция рыхлительного оборудования бульдозера оптимизирована таким образом, что гидравлическое устройство управления зубом выполнено в виде одного гидроцилиндра, а нижняя тяга, за счет объединения в единое целое поддерживающей плиты и примыкающих к ней звеньев, представляет одну сборочную единицу, вместо двух. В известном прототипе при заглублении зуба в грунт масло (рабочая жидкость) подается в штоковую полость гидроцилиндра, а в заявленном устройстве - в поршневую. За счет того, что сечение поршневой полости больше сечения штоковой полости, в заявленном рыхлительном оборудовании бульдозера усилие при заглублении зуба достаточно для производства работы по рыхлению грунта. При подъеме зуба гидроцилиндр развивает гораздо меньшее усилие, т. к. надо лишь преодолеть вес поднимаемых деталей. В этом случае достаточно усилия, создаваемого гидроцилиндром при подаче масла в полость штока.

Предлагаемое рыхлительное оборудование бульдозера поясняется чертежами, где представлено на:

Фиг.1 - вид рыхлительного оборудования в изометрии;

Фиг.2 - вид рыхлительного оборудования сбоку;

Фиг.3 - вид рыхлительного оборудования сверху;

Фиг.4 - вид рыхлительного оборудования сзади.

Заявляемое рыхлительное оборудование бульдозера содержит неподвижную опорную раму 1, жестко прикрепленную либо к заднему мосту трактора (на черт. не показан), либо непосредственно к остову трактора. На опорной раме 2 шарнирно закреплены две верхние тяги 2 и нижняя тяга, содержащая поддерживающую плиту 3 с трапециевидным вырезом, объединенную в единое целое с примыкающими к ней с боковых сторон звеньями 4. Вырез плиты 3 выполнен со стороны рабочей балки 5 и предназначен для прохождения гидроцилиндра при его опускании и подъеме. На рабочей балке 5 также шарнирно закреплены своими вторыми концами верхние тяги 2 и звенья 4 нижней тяги. В рабочей балке 5 выполнено отверстие под установку зуба 6. Рыхлительное оборудование бульдозера снабжено гидравлическим устройством управления зубом 6 в виде гидроцилиндра 7, связанного подводящими рукавами высокого давления (на черт. не показаны) с гидравлической системой навесного оборудования трактора. Гидроцилиндр 7 является поршневым гидроцилиндром двустороннего действия с односторонним штоком 8. Корпус (на черт. не обозначен) гидроцилиндра 7 шарнирно прикреплен к опорной раме 2, а шток 8, направленный вниз, шарнирно прикреплен к нижней части рабочей балки 5. Усилие на штоке 8 и его перемещение могут быть направлены в обе стороны в зависимости от того, в какую из полостей нагнетается рабочая жидкость. Оптимальным вариантом расположения гидроцилиндра 7 является его крепление по центру оси симметрии рыхлительного оборудования бульдозера с симметричным расположением верхних тяг 2 относительно гидроцилиндра 7. На опорной раме 1 по центру жестко закреплены две отстоящие друг от друга проушины 9 для установки оси (на черт. не обозначена) крепления корпуса гидроцилиндра 7, а по краям опорной рамы 1 жестко закреплены кронштейны 10 с отверстиями вверху и внизу соответственно под оси 11 верхних тяг 2 и оси 12 звеньев 4 нижней тяги. Проушины 9 жестко соединены между собой. Кронштейны 10 выполнены из двух отстоящих друг от друга деталей, жестко соединенных между собой. По центру рабочей балки 5 закреплены две отстоящие друг от друга проушины 13 для установки оси крепления штока 8 гидроцилиндра 7, а по краям рабочей балки 5 жестко закреплены кронштейны 14 с отверстиями вверху и внизу соответственно под оси 15 верхних тяг и оси 16 звеньев 4 нижней тяги. Проушины 13 жестко соединены между собой. Кронштейны 14 выполнены из двух отстоящих друг от друга деталей, жестко соединенных между собой.

Зуб 6 снабжен сменным сварным протектором 17 и сменным литым наконечником 18. Зуб 6 содержит удлиненную стойку (на черт. не обозначена), в верхней части которой выполнено три друг под другом отверстия 19, позволяющие менять величину вылета зуба 6 для разных глубин рыхления. Кроме того, крайнее нижнее отверстие 19 используется для транспортного положения. Крепится зуб 6 к рабочей балке 5 пальцем 20.

Предлагаемое рыхлительное оборудование бульдозера используется следующим образом.

Зуб 6 устанавливается на рабочей балке 5 посредством пальца 20 в необходимом для заглубления положении. От гидравлической системы трактора подается в поршневую полость гидроцилиндра 7 рабочая жидкость (масло), шток 8 выдвигается, передавая усилие на рабочую балку 5, которая опускается вниз, заглубляя зуб 6 в грунт. Трактор начинает двигаться и зуб 6 разрыхляет породу по заданной траектории. После завершения процесса рыхления подается рабочая жидкость в штоковую полость гидроцилиндра 7, втягивая шток 8, что заставляет подниматься рабочую балку 5, производя выглубление зуба 6 из грунта. Поддерживающая плита 3 защищает гидроцилиндр 7 от попадания в него больших кусков грунта.

Заявляемое изобретение обладает рядом преимуществ:

-удешевление конструкции;

-уменьшение затрат на процесс рыхления;

-надежность в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Рыхлительное оборудование бульдозера, содержащее жестко прикрепленную к задней части трактора опорную раму, на которой шарнирно закреплены элементы параллелограммного механизма, включающего верхнюю и нижнюю тяги, шарнирно соединенные с рабочей балкой, в которой выполнено отверстие под установку зуба, при этом рыхлительное оборудование снабжено гидравлическим устройством управления зубом, которое связано подводящими рукавами высокого давления с гидравлической системой навесного оборудования трактора и шарнирно прикреплено к опорной раме и рабочей балке, отличающееся тем, что оборудование снабжено второй верхней тягой, нижняя тяга выполнена в виде поддерживающей плиты, объединенной с примыкающими к ее боковым сторонам звеньями в единое целое, а гидравлическое устройство управления зубом представляет собой гидроцилиндр, расположенный штоком вниз, который соединен с нижней частью рабочей балки.

2. Рыхлительное оборудование бульдозера по п.1, отличающееся тем, что поддерживающая плита нижней тяги имеет трапециевидный вырез, направленный в сторону рабочей балки.

3. Рыхлительное оборудование бульдозера по п.1, отличающееся тем, что гидроцилиндр установлен по оси симметрии устройства, а верхние тяги - симметрично по обе стороны от него.

4. Рыхлительное оборудование бульдозера по п.1, отличающееся тем, что на опорной раме по центру ее верхней части жестко закреплены две отстоящие друг от друга проушины для установки оси крепления корпуса гидроцилиндра, а по краям опорной рамы жестко закреплены кронштейны с отверстиями вверху и внизу соответственно под оси верхних тяг и оси звеньев нижней тяги.

5. Рыхлительное оборудование бульдозера по п.1, отличающееся тем, что на рабочей балке по центру ее нижней части жестко закреплены две отстоящие друг от друга проушины для установки оси крепления штока гидроцилиндра, а по краям рабочей балки жестко закреплены кронштейны с отверстиями вверху и внизу соответственно под оси верхних тяг и оси звеньев нижней тяги.

Патент RU 2085666

«Рыхлитель»

Использование: машины и механизмы для рыхления прочных и мерзлых грунтов. Сущность изобретения: рыхлитель содержит базовую машину, закрепленную на ней раму, балку, в которой установлена стойка с шарнирно соединенным с ней зубом, верхние и нижние тяги, образующие с рамой и балкой шарнирный параллелограмм, гидроцилиндр подъема и опускания рабочего органа, гидроцилиндр для изменения угла рыхления. На рыхлителе установлены двуплечий рычаг соединенный с верхней тягой, одно плечо которого шарнирно соединено с подвижным звеном гидроцилиндра изменения угла рыхления, верхний и нижний гидроцилиндры одностороннего действия. Корпус верхнего гидроцилиндра шарнирно соединен с балкой, а шток - с другим плечом двуплечего рычага. Корпус нижнего гидроцилиндра шарнирно соединен с балкой, а шток - с зубом рыхлителя. Поршневые полости верхнего и нижнего гидроцилиндров сообщены между собой. В полости нижнего гидроцилиндра установлена пружина возврата. 1 ил.

Изобретение относится к строительному и дорожному машиностроению, в частности к машинам и механизмам для рыхления прочных и мерзлых грунтов.

Исследованиями установлено, что угол резания (рыхления) по мере заглубления рабочего органа должен уменьшаться от максимального (60 80^o) до минимального с учетом требований прочности, износостойкости и обеспечения достаточного заднего угла режущего инструмента. Такое отношение обеспечивает уменьшение сил сопротивления и энергоемкости разработки грунтов и, таким образом, способствует повышению производительности работы рыхлителя.

Известны конструкции рыхлителей с подвижными зубьями, например. Данный рыхлитель включает базовую машину, навесную раму и соединенными с ней гидроцилиндрами, шток одного из которых связан с тыльной частью стойки, а клиновый наконечник смонтирован на стойке посредством закрепленных на них соответственно хвостовика и направляющей, в которой установлен последний, при этом поршневые полости гидроцилиндров сообщены между собой, а шток второго гидроцилиндра кинематически связан с хвостовиком наконечника.

Применение этого рыхлителя позволяет уменьшить энергозатраты на процесс рыхления, однако он не позволяет устанавливать оптимальный угол рыхления при изменении глубины рыхления.

Известен рыхлитель, включающий базовую машину, шарнирную подвеску с приводом управления и смонтированный на рабочей балке подвески рыхлительный зуб, содержащий наконечник с переменно-устанавливаемой шириной, рычагов, один из которых связан с кронштейном на верхнем звене подвески. В кронштейне выполнены монтажные отверстия.

Данный рыхлитель также не обеспечивает изменения угла рыхления в зависимости от глубины. Наиболее близким по технической сущности к заявленному рыхлителю является выбранный в качестве прототипа рыхлитель, включающий базовую машину и закрепленную на ней раму, балку, в которой установлена своей верхней частью стойка, верхние и нижние тяги, образующие с рамой и балкой шарнирный параллелограмм и гидроцилиндр подъема и опускания рабочего органа. Для возможности изменения угла рыхления установлена нижняя часть стойки, представляющая собой зуб с закрепленным на ней наконечником, шарнирно-соединенная с верхней частью стойки и с толкателем, соединенным со штоком гидроцилиндра управления, корпус которого при помощи проушин крепится к балке.

При увеличении глубины рыхления необходимое изменение угла рыхления производится принудительным перемещением поршня и штока гидроцилиндра за счет подачи рабочей жидкости от насоса в полости гидроцилиндра управления.

Недостатком известного рыхлителя следует считать невозможность установки контролируемого оптимального угла рыхления при заданной глубине, что приводит к снижению производительности. В предлагаемом изобретении установлен двуплечий рычаг, шарнирно-соединенный с верхней тягой, одно плечо которого шарнирно соединено с подвижным звеном гидроцилиндра изменения угла рыхления, верхний гидроцилиндр одностороннего действия, корпус которого шарнирно соединен с балкой, а шток при помощи шарнира с другим плечом двуплечего рычага, и нижний гидроцилиндр одностороннего действия, имеющий корпус, шарнирно-соединенный с балкой, и шток, соединенный шарниром с зубом рыхлителя, при этом одинаковые полости верхнего и нижнего гидроцилиндров сообщены между собой, а в полости нижнего гидроцилиндра установлена пружина возврата.

На чертеже изображен рыхлитель.

Рыхлитель устанавливается на базовой машине 1 и включает соединенную с ней раму 2, балку 3, в которой установлена стойка 4 с шарнирно-соединенным с ней зубом 5, тяги верхние 6 с шарнирно закрепленным на них двуплечего рычага 7 и нижние 8, образующие с рамой 2 и балкой 3 шарнирный параллелограмм, гидроцилиндр подъема и опускания рабочего органа 9, гидроцилиндр изменения угла рыхления 10, который одним концом соединен при помощи шарнира с верхней тягой 6, а другим шарнирно связан с двуплечим рычагом 7, шарнирно соединенным также другим плечом со штоком верхнего гидроцилиндра 11, корпус гидроцилиндра 11 шарнирно соединен с балкой 3, шток нижнего гидроцилиндра 12 шарнирно соединен с зубом 5, а его корпус при помощи шарнира соединен с балкой 3. Поршневые полости гидроцилиндров нижнего 12 и верхнего 11 соединены между собой, например, шлангом 13 а в штоковой полости нижнего гидроцилиндра 12 установлена пружина возврата 14.

Рыхлитель работает следующим образом.

При движении базовой машины 1 с помощью гидроцилиндра 9 и шарнирного параллелограмма осуществляется заглубление в грунт балки 3 со стойкой 4 и зубом 5. По мере заглубления балки 3 относительно нее поворачивается верхняя тяга 6 с рычагом 7, в результате чего жидкость из поршневой полости верхнего гидроцилиндра 12, перемещая его поршень со штоком, который поворачивает зуб относительно стойки 4, изменяя угол рыхления и устанавливая его оптимальное значение для заданной глубины рыхления.

При выглублении рабочего органа верхняя тяга вместе с двуплечим рычагом 7 и гидроцилиндром изменения угла рыхления 10 возвращается в первоначальное положение и поршни верхнего 11 и нижнего 12 гидроцилиндров, а также зуб 5 под действием пружины возврата 14 и сопротивления рыхления грунта проходит в исходное положение.

Для установки оптимального угла рыхления при другой глубине рыхления 2 необходимо повернуть двуплечий рычаг 7, для чего перед заглублением рыхлителя включается в работу гидроцилиндр 10.

В предложенном устройстве опускание (заглубление) рабочего органа и изменение угла рыхления осуществляется общим приводом гидроцилиндром подъема и опускания рабочего органа (позиция 9 чертежа), за счет кинематической связи элементов устройства с приводом, что обеспечивает определенную закономерность изменения угла рыхления в зависимости от хода штока гидроцилиндра.

При работе предлагаемого устройства установка двуплечего рычага, верхнего и нижнего гидроцилиндров, поршневые полости которых сообщены между собой, в их кинематической связи с другими элементами, позволяет устанавливать оптимальный угол рыхления для заданной глубины рыхления, что обеспечивает уменьшение сил сопротивления и энергоемкость разработки грунта, способствуя тем самым повышению производительности рыхления.

Формула изобретения

Рыхлитель, включающий базовую машину и закрепленную на ней раму, балку, в которой установлена стойка с шарнирно соединенным с ней зубом, верхние и нижние тяги, образующие с рамой и балкой шарнирный параллелограмм, гидроцилиндр подъема и опускания рабочего органа, гидроцилиндр для изменения угла рыхления, отличающийся тем, что на рыхлителе установлены двуплечий рычаг, шарнирно соединенный с верхней тягой, одно плечо которого шарнирно соединено с подвижным звеном гидроцилиндра изменения угла рыхления, верхний гидроцилиндр одностороннего действия, корпус которого шарнирно соединен с балкой, а шток его при помощи шарнира с другим плечом двуплечего рычага, нижний гидроцилиндр одностороннего действия, имеющий корпус, шарнирно соединенный с балкой, и шток, соединенный шарниром с зубом рыхлителя, при этом поршневые полости верхнего и нижнего гидроцилиндров сообшены между собой, а в полости нижнего гидроцилиндра установлена пружина возврата.

фиг 1.

Патент № SU 371320

«Виброударный рыхлитель»

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Барсов И.П. Строительные машины и оборудование. М.: Стройиздат, 1986.512с.

Бульдозеры и рыхлители / Б.З. Захарчук, В.Д. Телушкин, Г.А. Шлойдо. А.А. Ярким. М.: Машиностроение, 1987. 238 с.

Дорожные машины: Ч. 1. Машины для земляных работ / Т.В. Алексеева, К.А. Артемьев, А.А. Бромберг и др. М.: Машиностроение, 1972. 504 с.

Проектирование машин для земляных работ / Под ред. A.M. Холодова. Харьков: Вища шк., 1986. 272 с.

Теория и расчет строительных машин / Л.А. Гоберман, К.В. Степанян, А.А. Яркий, B.C. Зеленский. М.: Машиностроение, 1979. 408 с.

Размещено на Allbest.ru

...