Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам, а именно к рабочему оборудованию бульдозера и может быть использовано при разработке грунтов всех категорий.
Известно рабочее оборудование бульдозера, содержащее режущий нож на коробке жесткости, которая жестко соединена с толкающими брусьями, упругую лобовую металлическую пластину, выполненную из отдельных вертикальных секций, шарнирно закрепленный отвал, снабженный гидроцилиндром управления, поворотный кронштейн, на котором закреплена выступающая средняя часть ножа, рычаги и стойку с гидроцилиндром.(см. Авт. св. №840247, кл. Е02Р 3/76, бюл. №23, 1981 г.).
Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения угла резания при разработке грунта на установленной глубине.
Наиболее близким к заявленному изобретению является рабочее оборудование бульдозера, представляющее собой отвал в виде упругой пластины с режущим ножом, соединенный с базовой машиной посредством шарнирно установленных толкающих брусьев. (RU патент №2374396 опубл. 20.07.2009 г).
Недостатком известного отвала является высокая металлоемкость и большая масса, ограниченная производительность, невозможность адаптации основных параметров отвала под разрабатываемую категорию грунта.
Технической задачей заявленного изобретения является устранение недостатков известного изобретения.
Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого изобретения является повышение производительности и технологичности выполнения землеройно-транспортных работ путем обеспечения снижения результирующей сил сопротивления копанию, снижение металлоемкости, повышение ремонтопригодности.
Технический результат достигается тем, что рабочее оборудование бульдозера представляет собой гибкий отвал в виде упругой пластины с режущим ножом, соединенный с базовой машиной посредством шарнирно установленных толкающих брусьев, при этом гибкий отвал снабжен одной нижней и двумя верхними крепежными планками, одна из которых расположена с рабочей стороны, а другая со стороны, обращенной к бульдозеру, соединенными между собой и отвалом болтовым соединением, а нижняя крепежная планка расположена со стороны, обращенной к бульдозеру и соединена с гибким отвалом и ножом при помощи болтового соединения. Это позволяет обеспечить надежное крепление гибкого отвала бульдозера из полимерного сотового заполнителя с оболочкой из углепластика к базовой машине. Верхние планки выполнены с проушинами под раскосы, а нижняя - с проушинами под толкающие брусья, а упругая пластина гибкого отвала выполнена прямоугольной с наружной и внутренней поверхностями из углепластика и двумя слоями сотового заполнителя между ними, при этом ячейки сотового заполнителя соединены между собой посредством сварки, а наружные слои отвала соединены с сотовым заполнителем посредством полимеризации. Кроме того, ячейки сотового заполнителя обоих слоев могут быть дифференцированно заполнены кремнийорганическим материалом и также ячейки первого слоя сотового заполнителя, прикрепленного к наружной поверхности отвала из углепластика, полностью заполнены, а ячейки второго слоя, прикрепленного к внутренней поверхности отвала из углепластика - не заполняются.
Применение в конструкции отвала углепластика и сотового заполнителя позволяет снизить силу веса отвала и при копании адаптировать его основные параметры: угол резания δ; угол опрокидывания ϕ; угол наклона ε0; угол установки козырька βк и радиус кривизны отвальной поверхности R под различные категории грунтов по степени сложности разработки. Заполнения ячеек сотового заполнителя кремнийорганическим материалом определяется требованиями к значениям основных параметров и эксплуатационным свойствам отвала.
Адаптация основных параметров отвала под разрабатываемую категорию грунта позволяет снизить потери грунта при копании, что также способствует повышению производительности бульдозера.
Адаптация основных параметров отвала под разрабатываемую категорию грунта осуществляется путем изменения профиля отвала по схеме заполнения ячеек сотового заполнителя кремнийорганическим материалом, рассчитанной под определенный вид и силу нагружения отвала со стороны разрабатываемого грунта (в соответствии с требованиями технологического процесса).
Отсутствие необходимости монтажно-демонтажных работ по замене отвала бульдозера под определенную категорию грунта, а также в технологической настройке основных параметров отвала за счет их самостоятельной адаптации под действием нагрузки, способствует повышению технологичности и скорости выполнения землеройно-транспортных работ.
Изготовление отвала из углепластика и сотового заполнителя позволяет снизить его металлоемкость при одновременном повышении прочности за счет сочетания прочностных и деформационных свойств при малой плотности.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид гибкого отвала 1 бульдозера, имеющего форму прямоугольника и снабженного верхней крепежной планкой 2 с рабочей стороны, а со стороны, обращенной к бульдозеру верхней крепежной планкой 3 с проушинами под раскосы 4, на фиг. 2 - способ крепления ножа 5 к отвалу 1 при помощи болтового соединения 6 и нижней крепежной планки 7 с проушинами 8 под толкающие брусья, на фиг. 3 - разрез материала отвала, состоящего из внутренней поверхности отвала из углепластика 9, наружной поверхности отвала из углепластика 10, слоя сотового заполнителя с заполненными ячейками 11, слоя сотового заполнителя с незаполненными ячейками 12.
Предлагаемое рабочее оборудование бульдозера представляет собой прямой отвал 1, к которому в нижней части при помощи нижней крепежной планки 7 с проушинами под толкающие брусья 8 болтовым соединением 6 жестко крепится режущий нож. Верхняя крепежная планка 3 со стороны, обращенной к бульдозеру с проушинами под раскосы 4 жестко крепится к отвалу и верхней крепежной планке 3 болтовым соединением 6.
В продольном сечении гибкий отвал имеет ячеистую структуру в виде сот любой формы кроме ромбовидной (хрупкая форма), при этом ячейки сотового заполнителя 11 и 12 заполнены кремнийорганическим материалом по схемам, соответствующим разным видам и уровням нагружения. Соты соединены между собой сваркой, а наружные слои обшивки из углепластика 9 и 10 соединены с сотами 11 и 12 полимеризацией. Гибкий отвал соединен с базовой машиной посредством шарнирно установленных толкающих брусьев. Заглубление отвала в грунт при копании осуществляется с помощью силовых гидроцилиндров.
Предлагаемая полезная модель функционирует следующим образом.
В зависимости от значения сил нагружения, приложенных к гибкому отвалу со стороны копаемого грунта, отвал изменяет свою форму (как примерно показано штриховой линией на фиг. 1), адаптируя основные параметры отвала под категорию копаемого грунта. Характер изменения кривизны отвала определяется схемой заполнения ячеек конструкционного материала с сотовой структурой кремнийорганическим составом
Применение гибкого отвала бульдозера при копании грунтов различных категорий повышает производительность за счет снижения результирующей сил сопротивления копанию, обеспечивает высокую технологичность выполнения землеройно-транспортных работ, так как не требуется трудоемкая технологическая настройка основных параметров отвала и монтажно-демонтажные работы по его смене, при этом за счет возможности разборки конструкции отвала обеспечивается его высокая ремонтопригодность.
