RU2735497C1 - Straight-flow rotary ripper - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to devices for construction. Direct-flow rotary ripper comprises cutting element, rotors, material transportation elements, frame, reduction gear, hydraulic motor, small rotor shaft, large rotor shaft, blades, circumferential knives, end knives, spiral knife, two knives, disk with two teeth. Ripper is equipped with easily replaceable cutting elements, which have a rational profile, properly located and oriented in space. Reduction gear with hydraulic motor is connected to the frame. Torque is fed from reduction gearbox to small rotor shaft and large rotor shaft. Support disk and blades are welded to the big rotor shaft. Holders are welded to support disc. Holder ends are provided with dovetail grooves for three retainers. Plates are welded between blades in each row. Outer cheeks and inner jaws are attached to blades and plates with rivets. Circular blades and end knives are inserted between external jaws and internal jaws. Shaft end is fitted on small rotor shaft splines. To shaft tip are welded: spiral knife, two knives, disk with two teeth. Shaft end is locked on small rotor shaft by locking plate. Small rotor shaft has a pulling nut. Spiral knife, teeth, knives, circumferential blades, end knives and blades are located and oriented in space so that forward movement of the straight-flow rotary cultivator and minimum required torque are provided.

EFFECT: reduced energy consumption for soil development.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам в области строительства. Его можно использовать для проходки горизонтальных и наклонных скважин большого диаметра с целью монтажа коммуникаций, рытья колодцев, неглубоких каналов, кюветов автодорог. Прямоточный роторный рыхлитель можно использовать для разработки и измельчения пород при добыче полезных ископаемых.The invention relates to devices in the field of construction. It can be used for drilling horizontal and inclined wells of large diameter for the installation of communications, digging wells, shallow canals, road ditches. The straight-through rotary ripper can be used to mine and crush rock in mining applications.

Известен роторный рыхлитель (патент RU №2023119, заявка №4904326/03, опубл. 15.11.1994), включающий корпус с диаметральными направляющими, рабочие органы, расположенные с возможностью перемещения в направляющих, и привод вращения. Он снабжен рыхлительными зубьями, расположенными на корпусе между диаметральными направляющими и установленными с возможностью регулирования двумя маятниковыми отвесами и пружинно-рычажными механизмами сброса. При этом корпус выполнен из двух соединенных между собой объемных рам, каждая из которых выполнена в виде равностороннего многоугольника. В каждой из направляющих установлено по два рабочих органа, соединенных между собой посредством регулируемой по длине гибкой связью. Маятниковые отвесы установлены в цапфы, размещенные на тягах с двух торцевых сторон корпуса, а пружинно-рычажные механизмы сброса установлены на каждой из направляющих. Недостатком роторного рыхлителя является сложность конструкции.Known rotary ripper (patent RU No. 2023119, application No. 4904326/03, publ. 11/15/1994), including a housing with diametrical guides, working bodies located with the ability to move in guides, and a rotation drive. It is equipped with loosening teeth located on the body between the diametrical guides and mounted with the possibility of regulation by two pendulum plumb bobs and spring-lever release mechanisms. In this case, the body is made of two interconnected volumetric frames, each of which is made in the form of an equilateral polygon. In each of the guides, two working bodies are installed, connected to each other by means of a flexible connection adjustable in length. Pendulum plumb bobs are installed in trunnions placed on rods from two end sides of the body, and spring-lever release mechanisms are installed on each of the guides. The disadvantage of the rotary ripper is the design complexity.

Известен рабочий орган землеройной машины (а.с. SU №1333743, Б.И. №32, 30.08.87), содержащий приводной ротор с конусным ободом, на котором шарнирно посредством пальцев закреплены рабочие элементы, имеющие режущую часть и транспортирующую поверхность. При этом предполагается, что грунт, остающийся внутри обода в процессе разработки, осыплется. Однако при разработке таким рабочим органом осыпаться может лишь сухой песчаный грунт. Поэтому предлагаемая конструкция рабочего органа имеет очень ограниченное применение. Кроме того, частицы грунта, остающегося внутри обода в процессе разработки, будут различной величины.Known working body of an earthmoving machine (and.with. SU No. 1333743, BI No. 32, 30.08.87), containing a drive rotor with a conical rim, on which pivotally by means of fingers are fixed working elements having a cutting part and a conveying surface. It is assumed that the soil remaining inside the rim during the development process will crumble. However, when developing with such a working body, only dry sandy soil can crumble. Therefore, the proposed design of the working body has very limited application. In addition, the particles of soil remaining inside the rim during development will vary in size.

Известен рабочий орган землеройной машины (а.с. №831899, Б.И. №19, 23.05.81), содержащий торцевую фрезу с закрепленным на ее ступице забурником, отвальное устройство и привод. При этом забурник выполнен из полосы, изогнутой по форме отрезка ленты Мебиуса. Углы наклона поперечных сечений забурника к плоскости вращения фрезы симметрично возрастают к его середине и составляют 90° в центре вращения фрезы. Недостатком рабочего органа является одинаковая угловая скорость забурника и всей фрезы, хотя идея увеличения углов наклона поперечных сечений забурника к плоскости вращения фрезы является правильной.Known working body of an earth-moving machine (and.with. No. 831899, BI No. 19, 23.05.81), containing an end mill with a borer fixed on its hub, a moldboard and a drive. In this case, the bit is made of a strip bent in the shape of a segment of a Mobius strip. The angles of inclination of the cross-sections of the bit to the plane of rotation of the cutter increase symmetrically towards its middle and are 90 ° at the center of rotation of the cutter. The disadvantage of the working body is the same angular velocity of the bit and the entire cutter, although the idea of increasing the angles of inclination of the cross-sections of the bit to the plane of rotation of the cutter is correct.

Конструктивно наиболее близким к предлагаемому устройству является рабочий орган землеройной машины (а.с. SU №1099007, Б.И. №23, 23.06.84), содержащий торцовую фрезу, соосно установленный в ней режущий орган, заключенный в кожух, разгрузочный узел и механизм транспортирования материала, кожух режущего органа с механизмом для транспортирования при помощи пустотелого вертикального цилиндрического шарнира, размещенного в его стенках горизонтального цилиндрического шарнира и шарнирно связанной со стенками вертикального шарнира заслонки, а приемная часть механизма для транспортирования размещена в полости вертикального шарнира с приемным окном. Причем механизм для транспортирования выполнен пневматическим. Кроме того, фреза установлена с возможностью вращения со скоростью больше скорости вращения рабочего органа.Structurally, the closest to the proposed device is the working body of an earth-moving machine (A.S. SU No. 1099007, BI No. 23, 06/23/84), containing an end mill, a cutting body coaxially installed in it, enclosed in a casing, an unloading unit and a material transport mechanism, a cutting body casing with a transport mechanism using a hollow vertical cylindrical hinge located in its walls of a horizontal cylindrical hinge and pivotally connected to the walls of the vertical hinge of the shutter, and the receiving part of the transport mechanism is located in the cavity of the vertical hinge with a receiving window. Moreover, the transportation mechanism is pneumatic. In addition, the cutter is installed with the possibility of rotation at a speed greater than the speed of rotation of the working body.

Однако в процессе разработки таким рабочим органом частицы грунта, будут различной величины. Кроме того, разработка грунта ковшами требует больших затрат энергии.However, in the process of developing such a working body, soil particles will be of different sizes. In addition, digging with buckets is energy intensive.

Задачей изобретения является создание прямоточного роторного рыхлителя непрерывного действия, формирующего скважину, колодец, канал или кювет автомобильной дороги за один проход с минимальными затратами энергии, при этом в результате разработки частицы грунта должны быть приблизительно одинаковой величины.The object of the invention is to provide a continuous-flow rotary ripper that forms a well, a well, a channel or a road ditch in one pass with minimal energy consumption, while the soil particles should be approximately the same size as a result of development.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый прямоточный роторный рыхлитель, содержащий режущий орган, роторы, элементы транспортирования материала. Содержит раму, редуктор, гидромотор, вал малого ротора, вал большого ротора, лопасти, окружные ножи, торцевые ножи, спиральный нож, два ножа, диск с двумя зубцами оснащен легко заменяемыми режущими элементами, которые имеют рациональный профиль, правильно расположены и сориентированы в пространстве.The problem is solved by the fact that the proposed direct-flow rotor ripper, containing a cutting device, rotors, elements of material transportation. Contains a frame, a gearbox, a hydraulic motor, a small rotor shaft, a large rotor shaft, blades, circumferential knives, end knives, a spiral knife, two knives, a two-pronged disc equipped with easily replaceable cutting elements that have a rational profile, are correctly positioned and oriented in space ...

Новые существенные признаки:New essential features:

- к раме присоединен редуктор с гидромотором;- a gearbox with a hydraulic motor is attached to the frame;

- от редуктора вращающий момент поступает на вал малого ротора и вал большого ротора, при этом направление вращения вала малого ротора противоположное по отношению к направлению вращения вала большого ротора;- from the gearbox, the torque enters the shaft of the small rotor and the shaft of the large rotor, while the direction of rotation of the shaft of the small rotor is opposite to the direction of rotation of the shaft of the large rotor;

- к валу большого ротора приварены опорный диск и лопасти;- a support disk and blades are welded to the shaft of a large rotor;

- к опорному диску приварены держатели;- holders are welded to the supporting disc;

- на концах держателей имеются выемки в виде «ласточкин хвост» под три фиксатора;- at the ends of the holders there are recesses in the form of "dovetail" for three clips;

- между лопастями в каждом ряде вварены пластины;- plates are welded between the blades in each row;

- к передним лопастям приварены упоры;- stops are welded to the front blades;

- к лопастям и пластинам заклепками присоединены наружные щеки и внутренние щеки;- outer cheeks and inner cheeks are riveted to the blades and plates;

- между наружными щеками и внутренними щеками вставлены окружные ножи и торцевые ножи;- circumferential knives and end knives are inserted between the outer cheeks and inner cheeks;

- на шлицы вала малого ротора установлен наконечник вала;- a shaft tip is installed on the splines of the shaft of the small rotor;

- к наконечнику вала приварены: спиральный нож, два ножа, диск с двумя зубцами;- welded to the shaft tip: a spiral knife, two knives, a disc with two teeth;

- наконечник вала зафиксирован на вале малого ротора стопорной пластиной;- the shaft tip is fixed on the small rotor shaft with a locking plate;

- на вале малого ротора имеется гайка-съемник;- there is a nut-puller on the small rotor shaft;

- спиральный нож, зубцы, ножи, окружные ножи, торцевые ножи и лопасти расположены и сориентированы в пространстве так, что обеспечивают поступательное перемещение прямоточного роторного рыхлителя и минимально необходимый вращающий момент.- spiral knife, teeth, knives, circumferential knives, end knives and blades are located and oriented in space so that they provide translational movement of the direct-flow rotor ripper and the minimum required torque.

Совокупность известных и отличительных существенных признаков заявляемого изобретения не известна из уровня техники и не вытекает из него очевидным образом.The totality of the known and distinctive essential features of the claimed invention is not known from the prior art and does not follow from it in an obvious way.

Новый технический результат заключается в том, что использование предлагаемого прямоточного роторного рыхлителя позволит уменьшить затраты энергии на разработку грунта. Частицы грунта одинаковой величины можно использовать в процессе строительства.The new technical result consists in the fact that the use of the proposed direct-flow rotary cultivator will reduce the energy consumption for soil development. Soil particles of the same size can be used in the construction process.

На фиг. 1 показана схема прямоточного роторного рыхлителя, вид спереди; на фиг. 2 - схема прямоточного роторного рыхлителя, вид справа; на фиг. 3 - схема прямоточного роторного рыхлителя, вид справа, с приводом от вала отбора мощности трактора; на фиг. 4 - разрез А - А; на фиг. 5 - фрагмент Б; на фиг. 6 - вид В.FIG. 1 shows a diagram of a straight-through rotor ripper, front view; in fig. 2 is a diagram of a direct-flow rotary ripper, right side view; in fig. 3 is a diagram of a direct-flow rotary ripper, right side view, driven from the tractor power take-off shaft; in fig. 4 - section A - A; in fig. 5 - fragment B; in fig. 6 - view B.

К раме 1 (фиг. 1, 2) присоединен планетарный двухступенчатый редуктор 11 (фиг. 2) с высокомоментным радиально-поршневым гидромотором 12. От редуктора вращающий момент поступает на вал малого ротора 21 (фиг. 4) и вал большого ротора 20. Между валом малого ротора и валом большого ротора установлен подшипник 18 и уплотнение 17. К валу большого ротора приварен опорный диск 19 и лопасти 4. К опорному диску приварены держатели 5 (фиг. 4, 6). На концах держателей имеются выемки в виде «ласточкин хвост» под три фиксатора 22. К держателям также приварены задние лопасти. Между лопастями в каждом ряде вварены пластины 3 (фиг. 1, 4). Пластины, лопасти, держатели, опорный диск и вал большого ротора образуют цельносварной каркас большого ротора. К передним лопастям (фиг. 4) приварены упоры 23. К лопастям и пластинам заклепками 26 (фиг. 5) присоединены наружные щеки 24 и внутренние щеки 25. Между наружными щеками и внутренними щеками вставлены окружные ножи 2 (фиг. 1, 2, 4, 5) и торцевые ножи 6. На шлицы вала малого ротора установлен наконечник вала 14 (фиг. 4), к которому приварены: спиральный нож 10 (фиг. 1, 2), два ножа 9, диск 7 с двумя зубцами 8. В совокупности они образуют малый ротор. Наконечник вала зафиксирован на вале малого ротора стопорной пластиной 15 (фиг. 4). На вале малого ротора имеется гайка-съемник 16.To the frame 1 (Fig. 1, 2) is attached a planetary two-stage gearbox 11 (Fig. 2) with a high-torque radial piston hydraulic motor 12. From the gearbox, the torque is supplied to the shaft of the small rotor 21 (Fig. 4) and the shaft of the large rotor 20. Between the shaft of the small rotor and the shaft of the large rotor are bearing 18 and the seal 17. To the shaft of the large rotor, a support disk 19 and blades 4 are welded. Holders 5 are welded to the support disk (Figs. 4, 6). At the ends of the holders there are recesses in the form of "dovetail" for three clips 22. The rear blades are also welded to the holders. Plates 3 are welded between the blades in each row (Figs. 1, 4). Plates, vanes, holders, platter and shaft of the large rotor form the all-welded frame of the large rotor. Stops 23 are welded to the front blades (Fig. 4). Outer cheeks 24 and inner cheeks 25 are attached to the blades and plates with rivets 26 (Fig. 5). Circular knives 2 are inserted between the outer cheeks and inner cheeks (Figs. 1, 2, 4 , 5) and end knives 6. On the splines of the shaft of the small rotor there is a shaft tip 14 (Fig. 4), to which are welded: spiral knife 10 (Fig. 1, 2), two knives 9, disc 7 with two teeth 8. B together they form a small rotor. The tip of the shaft is fixed on the shaft of the small rotor by a locking plate 15 (Fig. 4). There is a puller nut 16 on the small rotor shaft.

Для снятия малого ротора отгибают стопорную пластину и вращают гайку-съемник. Затем заворачивают гайку-съемник, вставляют другой малый ротор до фиксации стопорной пластиной. Для замены окружных ножей и торцевых ножей большого ротора (фиг. 6) сначала сдвигают фиксаторы (направление показано стрелками). В каждом ряду вынимают задние окружные ножи, затем - задние торцевые ножи (фиг. 4). После поочередно окружные и торцевые ножи. Последним вынимают передние окружные ножи. Установку заменяемых ножей производят в обратном порядке. Передние окружные ножи вставляют до касания упоров. Затем вставляют окружные ножи и торцевые ножи, последовательно вдвигая их между соответствующими внутренними и наружными щеками. При этом каждый последующий нож своей фаской фиксирует предыдущий нож. Задние окружные ножи запирают с торцов фиксаторами (фиг. 6). Торцевые ножи и окружные ножи взаимозаменяемы. При затуплении лезвия торцевого ножа или лезвия окружного ножа его можно перевернуть (фиг. 5) и использовать повторно.To remove the small rotor, bend the lock plate and rotate the puller nut. Then screw the nut-puller, insert another small rotor until it is fixed with the locking plate. To replace the circumferential knives and the end knives of the large rotor (Fig. 6), the latches are first shifted (the direction is shown by the arrows). In each row, take out the rear circumferential knives, then the rear end knives (Fig. 4). After alternately circumferential and end knives. The last to take out the front circumferential knives. The replacement knives are installed in the reverse order. Insert the front circumferential knives until they touch the stops. Then the circumferential knives and the end knives are inserted, sequentially sliding them between the corresponding inner and outer cheeks. In this case, each subsequent knife fixes the previous knife with its chamfer. The rear circumferential knives are locked at the ends with clamps (Fig. 6). End knives and circumferential knives are interchangeable. When the end knife blade or the circumferential knife blade is dull, it can be turned over (Fig. 5) and reused.

Вращающий момент в редуктор поступает от гидромотора (фиг. 2). Возможен вариант его поступления от вала отбора мощности трактора (фиг. 3) через привод 13. Первая ступень редуктора приводит во вращение вал малого ротора. Вторая ступень редуктора приводит во вращение вал большого ротора. При этом направление вращения вала малого ротора (фиг. 1) противоположное по отношению к направлению вращения вала большого ротора для частичной компенсации реактивного момента при резании грунта окружными ножами и торцевыми ножами.The torque in the gearbox comes from the hydraulic motor (Fig. 2). A variant of its receipt from the tractor power take-off shaft (Fig. 3) through the drive 13 is possible. The first stage of the gearbox drives the shaft of the small rotor into rotation. The second gear stage drives the shaft of the large rotor. In this case, the direction of rotation of the shaft of the small rotor (Fig. 1) is opposite with respect to the direction of rotation of the shaft of the large rotor for partial compensation of the reactive moment when cutting the soil with circumferential knives and end knives.

Если заглубление прямоточного роторного рыхлителя небольшое, режут грунт только окружные ножи и торцевые ножи большого ротора. Грунт попадает внутрь большого ротора. Так как скорость перемещения прямоточного роторного рыхлителя строго постоянная, частицы грунта, отрезаемые торцевыми ножами и окружными ножами, приблизительно одинаковой величины. Лопасти имеют полувинтовую форму. Они транспортируют срезанный грунт внутри прямоточного роторного рыхлителя назад, к выходу из него. Устройство для транспортировки частиц срезанного и разрыхленного грунта от прямоточного роторного рыхлителя зависит от типа грунта, его состояния и назначения прямоточного роторного рыхлителя.If the depth of the direct flow rotor ripper is small, only the circumferential knives and the end knives of the large rotor cut the soil. The soil falls into the interior of the large rotor. Since the speed of movement of the direct-flow rotor ripper is strictly constant, the soil particles cut off by the end knives and circumferential knives are approximately the same size. The blades have a half-screw shape. They transport the cut material inside the ROTOR RIPPER back to the outlet. The device for transporting particles of cut and loosened soil from the direct-flow rotary cultivator depends on the type of soil, its condition and the purpose of the direct-flow rotary cultivator.

Если заглубление прямоточного роторного рыхлителя большое или полное, спиральный нож ввинчивается в грунт. Зубцы рыхлят грунт и направляет его на ножи. Ножи, имеющие полувинтовую форму, режут грунт и направляют внутрь прямоточного роторного рыхлителя. Спиральный нож, зубцы, ножи, окружные ножи, торцевые ножи и лопасти расположены и сориентированы в пространстве так, что обеспечивают поступательное перемещение прямоточного роторного рыхлителя. При этом для резания, разрыхления и перемещения грунта внутри прямоточного роторного рыхлителя нужен минимально необходимый вращающий момент.If the depth of the ram ripper is large or full, the spiral blade is screwed into the soil. The tines loosen the soil and guide it towards the knives. The knives, which have a half-screw shape, cut the soil and direct it inside the direct-flow rotary ripper. Spiral knife, teeth, knives, circumferential knives, end knives and blades are located and oriented in space so that they provide translational movement of the direct-flow rotary ripper. At the same time, the minimum required torque is required for cutting, loosening and moving the soil inside the direct-flow rotary cultivator.

Claims (6)

Прямоточный роторный рыхлитель, содержащий режущий орган, роторы, элементы транспортирования материала, отличающийся тем, чтоDirect-flow rotary ripper containing a cutting device, rotors, material transport elements, characterized in that он содержит раму, к которой присоединен редуктор с гидромотором, при этом от редуктора вращающий момент поступает на вал малого ротора и вал большого ротора, причем направление вращения вала малого ротора противоположное по отношению к направлению вращения вала большого ротора,it contains a frame to which a gearbox with a hydraulic motor is attached, while from the gearbox the torque is supplied to the small rotor shaft and the large rotor shaft, and the direction of rotation of the small rotor shaft is opposite to the direction of rotation of the large rotor shaft, к валу большого ротора приварены опорный диск и лопасти, к опорному диску приварены держатели, а на концах держателей имеются выемки в виде «ласточкин хвост» под три фиксатора, при этом между лопастями в каждом ряде вварены пластины, а к передним лопастям приварены упоры,a support disk and blades are welded to the shaft of a large rotor, holders are welded to the support disk, and at the ends of the holders there are recesses in the form of a "dovetail" for three retainers, while plates are welded between the blades in each row, and stops are welded to the front blades, к лопастям и пластинам заклепками присоединены наружные щеки и внутренние щеки, а между наружными щеками и внутренними щеками вставлены окружные ножи и торцевые ножи,outer cheeks and inner cheeks are riveted to the blades and plates, and circumferential knives and end knives are inserted between the outer cheeks and inner cheeks, на шлицы вала малого ротора установлен наконечник вала, к которому приварены: спиральный нож, два ножа, диск с двумя зубцами, при этом наконечник вала зафиксирован на вале малого ротора стопорной пластиной, а на вале малого ротора имеется гайка-съемник,a shaft tip is installed on the splines of the small rotor shaft, to which are welded: a spiral knife, two knives, a disc with two teeth, while the shaft tip is fixed on the small rotor shaft with a locking plate, and on the small rotor shaft there is a puller nut, спиральный нож, зубцы, ножи, окружные ножи, торцевые ножи и лопасти расположены и сориентированы в пространстве так, что обеспечивают поступательное перемещение прямоточного роторного рыхлителя и минимально необходимый вращающий момент.spiral knife, teeth, knives, circumferential knives, end knives and blades are located and oriented in space so that they provide translational movement of the direct-flow rotor ripper and the minimum required torque.

Images