рабочий орган землеройной машины

Формула изобретения

1. Рабочий орган землеройной машины, содержащий раму с поддерживающей и опорной направляющими, ведущее колесо с расположенными на его периферии тяговыми элементами, опорное колесо и бесконечную цепь с резцами, установленными на каждом звене цепи с помощью гнезд, отличающийся тем, что каждый тяговый элемент выполнен в виде двух роликов, установленных соосно по обе стороны колеса параллельно его оси, а на цилиндрической поверхности этого колеса между смежными парами роликов выполнены лыски, при этом опорное колесо имеет ступицу, цепь выполнена из чередующихся между собой звеньев с одним средним резцом и звеньев с двумя боковыми резцами, причем основания звеньев с двумя боковыми резцами имеют П-образную форму в донной части, взаимодействующей с поддерживающей и опорной направляющими рамы, и стенки в виде эвольвентных зубьев с боковыми поверхностями, взаимодействующими со спаренными роликами ведущего колеса, и вершинами, взаимодействующими с цилиндрическими поверхностями ступицы опорного колеса, а у звеньев с одним средним резцом в средней части основания выполнены поперечное углубление в форме участка цилиндрической поверхности радиусом, равным радиусу ведущего колеса, для взаимодействия с цилиндрической поверхностью последнего, и расположенные по краям основания плоские площадки для взаимодействия с поддерживающей и опорной направляющими рамы.

2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что звенья цепи с двумя боковыми резцами выполнены разъемными в продольной плоскости.

3. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что вершины эвольвентных зубьев имеют вогнутую поверхность радиусом, равным радиусу ступицы опорного колеса.

4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что опорная направляющая рамы выполнена съемной и имеет на наружной боковой поверхности пазы с наклоном в направлении движения цепи и глубиной, увеличивающейся от опорной поверхности направляющей к ее свободной поверхности.

5. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что ступица опорного колеса выполнена в виде двух закрепленных на его боковых плоскостях съемных дисков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к землеройным машинам и может быть использовано в цепных органах этих машин.

Известен рабочий орган землеройной машины, включающий раму со звездочкой, огибающую их режущую цепь с соединительными и несущими звеньями, площадки с резцами, размещенными на несущих звеньях [1].

Недостатком этого рабочего органа является наличие соединительных звеньев, не несущих на себе резцов, что приводит к сокращению общего количества резцов по длине цепи и, следовательно, к снижению разрушающей способности органа и его износостойкости. Другой недостаток состоит в применении для привода цепи звездочки с эвольвентными зубьями, которые не обеспечивают равномерность нагрузки цепи, а их прочность и износостойкость в условиях высоких динамических нагрузок недостаточно велика, причем сама звездочка при износе зубьев не подлежит восстановлению и требует замены. Кроме того, этот орган не обеспечивает устойчивого положения цепи в забое из-за отсутствия средств фиксации ее в поперечном направлении. Все это снижает эффективность и надежность работы и ремонтопригодность рабочего органа.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является рабочий орган землеройной машины, содержащий раму с поддерживающей и опорной направляющей, ведущее колесо с расположенным на его периферии тяговыми элементами, опорное колесо и бесконечную цепь с резцами, установленными на каждом из звеньев цепи с помощью гнезд [2].

В данном рабочем органе резцы установлены на каждом звене цепи, чем достигается увеличение общего количества резцов на цепи и, как следствие, повышение эффективности разрушения грунтов и износостойкости режущей части цепи. Однако ему присущи основные недостатки предыдущего рабочего органа, обусловленные тем, что в нем, как и в первом случае, для привода цепи используется звездочка с эвольвентными зубьями и отсутствуют средства фиксации цепи от поперечного смещения. В результате и этот рабочий орган имеет относительно невысокие эффективность и надежность в работе, а также малую ремонтопригодность.

Заявленное изобретение направлено на решение технической задачи по повышению эффективности и надежности работы и ремонтопригодности рабочего органа землеройной машины.

Для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата в известном рабочем органе землеройной машины, содержащем раму с поддерживающей и опорной направляющими, ведущее колесо с расположенными на его периферии тяговыми элементами, опорное колесо и бесконечную цепь с резцами, установленными на каждом звене цепи с помощью гнезд, согласно изобретению, каждый тяговый элемент выполнен в виде двух роликов, установленных соосно по обе стороны колеса параллельно его оси, а на цилиндрической поверхности этого колеса между смежными парами роликов выполнены лыски, при этом опорное колесо имеет ступицу, а на звеньях цепи установлены один средний и два боковых резца и эти звенья чередуются между собой, причем основания звеньев с двумя боковыми резцами имеют П-образную форму в донной части, взаимодействующей с поддерживающей и опорной направляющими рамы, и стенки в виде эвольвентных зубьев с боковыми поверхностями, взаимодействующими со спаренными роликами ведущего колеса, и вершинами, взаимодействующими с цилиндрическими поверхностями ступицы опорного колеса, а у звеньев с одним средним резцом в средней части основания выполнены поперечное углубление в форме участка цилиндрической поверхности радиусом, равным радиусу ведущего колеса, для взаимодействия с цилиндрической поверхностью последнего и расположенные по краям основания плоские площадки для взаимодействия с поддерживающей и опорной направляющими рамы. Кроме того, звенья цепи с двумя боковыми резцами выполнены разъемными в продольной плоскости, а вершины эвольвентных зубьев имеют вогнутую поверхность радиусом, равным радиусу ступицы опорного колеса, опорная направляющая рамы выполнена съемной и имеет на наружной боковой поверхности пазы с наклоном в направлении движения цепи и глубиной, увеличивающейся от опорной поверхности направляющей к ее свободной поверхности, а ступица опорного колеса - в виде двух закрепленных на его боковых плоскостях съемных дисков.

Размещение на звеньях цепи одного среднего резца и двух боковых резцов и чередование этих звеньев в цепи позволяет уменьшить толщину звена с одним средним резцом без нарушения полного перекрытия забоя резцами, что с одной стороны снижает вес цепи, а с другой упрощает и облегчает ее монтаж - демонтаж.

Выполнение основания звена с двумя боковыми резцами П-образной формы со стенками в виде эвольвентных зубьев обеспечивает обхват этими зубьями ведущего и опорного колес, а также поддерживающей и опорной направляющих рамы, в результате чего цепь надежно фиксируется от поперечных смещений.

Выполнение тяговых элементов ведущего колеса в виде двух роликов, установленных соосно по обе стороны колеса параллельно его оси, а у звеньев с одним средним резцом, - в средней части основания поперечного углубления в форме участка цилиндрической поверхности, взаимодействующей с цилиндрической поверхностью ведущего колеса, позволяет за счет перераспределения усилий на колесе получить равномерную нагрузку на цепь.

Выполнение на цилиндрической поверхности ведущего колеса между смежными парами роликов лысок обеспечивает гарантированный радиальный зазор между лысками и донной частью П-образных звеньев, а выполнение опорного колеса со ступицей, цилиндрическая поверхность которой взаимодействует с вершинами эвольвентных зубьев с двумя боковыми резцами - гарантированные радиальные зазоры между опорными поверхностями всех звеньев и ободом колеса, что дает возможность уменьшить сопротивление движению цепи при ее перемещении по этим колесам. Выполнение звеньев с двумя боковыми резцами разъемами в продольной плоскости упрощает изготовление звена, облегчает монтаж - демонтаж и позволяет заменять не все звено, а только одну секцию звена при ее опережающем износе. Выполнение вершин эвольвентных зубьев звеньев с двумя резцами по вогнутой поверхности радиусом, равным радиусу ступицы опорного колеса, позволяет обеспечить более надежный контакт со ступицей при прохождении этих звеньев по колесу. Выполнение наиболее нагруженной опорной поверхности рамы съемной дает возможность произвести быструю ее замену в случае износа. Наличие на съемной направляющей пазов с наклоном в направлении движения цепи обеспечивает выталкивание разработанного грунта между этой направляющей и эвольвентными зубьями, а увеличение глубины пазов от опорной поверхности направляющей к ее свободной поверхности создает условия для выталкивания частиц грунта, соизмеримых или больших величины зазора между эвольвентными зубьями и опорной направляющей, что устраняет заштыбовку цепи. Выполнение ступицы опорного колеса в виде двух закрепленных на его боковых плоскостях дисков позволяет заменить изношенную ступицу без замены ведомого колеса.

Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых фиг. 1 изображает рабочий орган землеройной машины, общий вид; фиг. 2 - узел ведущего колеса в увеличенном масштабе; фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; фиг. 4 - вид А на фиг. 1 в увеличенном масштабе; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 1 в увеличенном масштабе; фиг. 6 - элемент съемной опорной направляющей рамы в увеличенном масштабе.

Рабочий орган землеройной машины содержит (фиг. 1) раму 1 с поддерживающей 2 и опорной 3 направляющими, ведущее 4 и опорное 5 колеса, бесконечную цепь 6 с резцами 7, установленными на каждом звене 8 цепи 6 с помощью гнезд 9. На периферии ведущего колеса 4 (фиг. 2) размещены тяговые элементы в виде двух роликов 10, установленных соосно на осях 11 по обе стороны колеса параллельно его оси. На цилиндрической поверхности колеса 4 выполнены расположенные между смежными парами роликов 10 лыски 12. Опорное колесо 5 (фиг. 1) имеет ступицу 13. Цепь 6 (фиг. 4) представлена чередованием звеньев 14 с одним средним резцом 15 и звеньев 16, оснащенных двумя боковыми резцами 17 (основание звеньев 16 выполнено П-образной формы в донной части 18) и стенками в виде эвольвентных зубьев 19, взаимодействующими с поддерживающей 2 и опорной 3 направляющими рамы 1, взаимодействующими с тяговыми роликами 10 ведущего колеса 4 и рабочими поверхностями 20 эвольвентных зубьев 19, взаимодействующими с цилиндрическими поверхностями ступицы 13 (фиг. 5) опорного колеса 5. У звеньев 14 в средней части основания выполнено поперечное углубление 21 в форме участка цилиндрической поверхности радиусом, равным радиусу ведущего колеса 4, для взаимодействия с цилиндрической поверхностью последнего и расположенные в основании плоские площадки 22 для взаимодействия с опорными поверхностями направляющих 2 и 3 рамы 1. Звенья 16 могут быть выполнены разъемными в продольной плоскости, а вершины 21 их эвольвентных зубьев 19 - имеют вогнутую поверхность радиусом, равным радиусу ступицы 13 опорного колеса 5. Кроме того, опорная направляющая 3 (фиг. 6) рамы 1 может быть выполнена съемной и иметь на наружной боковой поверхности пазы 24 с наклоном в направлении движения цепи 6 и глубиной, увеличивающейся от опорной поверхности 25 направляющей 3 к ее свободной поверхности 26, а ступица 13 опорного колеса 5 - в виде двух закрепленных на его боковых плоскостях съемных дисков 27. На раме 1 между поддерживающей 2 и опорной 3 направляющими установлен механизм натяжения 28, например, в виде силового цилиндра.

Рабочий орган землеройной машины работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса 4 его спаренные ролики 10, взаимодействуя с боковыми поверхностями 20 эвольвентных зубьев 19, передают на бесконечную цепь 6 тяговое усилие и она приходит в движение. Рабочий орган устанавливают на грунт и резцы 7 цепи под действием тягового усилия и осевой нагрузки, передаваемой на резцы 7 от рамы 1 через опорную направляющую 3 и опорные поверхности 18 и 22 соответственно звеньев 16 и 14, разрабатывают грунт, образуя щелевую выработку. Благодаря спаренным роликам 10, взаимодействующим с парой охватывающих ведущее колесо 4 эвольвентных зубьев 19 звеньев 16, а также взаимодействующим с цилиндрической поверхностью колеса 4 цилиндрической опорной поверхностью 21 звеньев 14, происходит перераспределение усилий на звеньях и цепь нагружается равномерно. За счет того что ролики имеют большую прочность и изнашиваются равномерней, чем зубья обычной звездочки, а количество зубьев на цепи существенно превышает количество зубьев на звездочке при одновременном сокращении времени и частоты их контакта с тяговыми элементами ведущего колеса, срок службы рабочего органа повышается. Жесткое закрепление цепи 6 на рабочем органе в поперечном направлении за счет обхвата эвольвентными зубьями 19 звеньев 16 ведущего 4 и опорного 5 колес, а также поддерживающей 2 и опорной 3 направляющих рамы 1 обеспечивает спокойный и уравновешенный режим работы резцов 7 в забое, что также положительно влияет на общую работоспособность органа. Увеличивают надежность и эффективность работы органа и гарантированные радиальные зазоры между цилиндрическими поверхностями колес 4 и 5 и опорными поверхностями 18 и 22 соответственно звеньев 16 и 14, обеспечиваемые лысками 12 ведущего колеса 4 и взаимодействием вершин 23 эвольвентных зубьев 19 с цилиндрическими поверхностями ступицы 13 опорного колеса 5, а также наличие пазов 24 на опорной направляющей 3 рамы 1, предотвращающих заштыбовку цепи 6. В случае выхода из строя какого-либо узла рабочего органа он может быть быстро и легко заменен новым.

Таким образом, при реализации изобретения возможно получение технического результата, заключающегося в повышении эффективности и надежности работы и ремонтопригодности рабочего органа землеройной машины.

Источники информации

1. Авт. св. СССР N 1620549, кл. E 02 F 5/06, 1989 (аналог).

2. Авт. св. СССР N 702122, кл. E 02 F 5/06, 1975 (прототип).