Устройства с фрезерным рыхлителем
Разработка тяжелых грунтов земснарядами невозможна без предварительного механического разрыхления. Для этой цели используются различные типы механических разрыхлителей: фрезерные, роторно-ковшовые, винтовые, цепные с ковшами или зубъями, волочащиеся, качающиеся, вибрационные и комбинированные - гидрофрезерные. Фрезерные разрыхлители получили наиболее широкое распространение. Современные земснаряды в основном комплектуются рыхлителями фрезерного типа (рис.1.).
Рис.1. Фрезерный рыхлитель:
1 - редуктор; 2 - рама; 3 - папильонажный блок; 4 - наконечник; 5 - фреза;
6 - вал фрезы; 7 - трос; 8 - вал привода; 9 - электродвигатель.
Рис. 1а. Рыхлитель фрезерного типа (винтовой)
Фрезерный рыхлитель монтируют на жесткой раме 2, которая служит основой для размещения фрезы 5 и ее привода, состоящего из электродвигателя 9, редуктора 1 и вала 8. Редуктор понижает частоту вращения вала 8, расположенного вдоль оси рамы. Фреза 5 закреплена на конце вала 6, параллельно которому расположен наконечник 4, входящий внутрь полости фрезы. Рама рыхлителя шарнирно соединена с корпусом земснаряда и перемещается в вертикальном направлении штоками гидроцилиндров или тросами. На ней закреплены блоки 3 для папильонажных тросов 7, перемещающих рыхлитель по горизонтали.
Фрезы для разработки грунта подразделяются по конструкции на два основных типа: открытые и закрытые. Открытая фреза (рис. 2, а)
Рис.2. Фрезы открытого типа:
а - с прямыми ножами, б - типа «Монзунд», в - ложковая;
1 - тыльное кольцо; 2 - нож; 3 - спица; 4 - ступица.
представляет собой ряд (пять и более) ножей 2, расположенных по окружности под некоторым углом к оси вращения. Ножи закреплены посредством спиц 3 к центральной ступице 4, имеющей коническое отверстие для посадки на головной вал. Ножи служат не только для отделения грунта от массива, но и для направления его к приемному отверстию наконечника, поэтому им придается некоторый угол по отношению к тыльному кольцу 1, соединяющему концы ножей для создания необходимой жесткости всей конструкции фрезы. Спицам также придан наклон подобно лопастям шнека для подачи грунта с торца фрезы к приемному отверстию наконечника. Фрезы с прямыми ножами наиболее просты в изготовлении и предназначены для разработки связных, но не налипающих грунтов.
Фреза «Монзунд» (рис.2,б) предназначена для разработки очень плотных и налипающих грунтов. Она отличается особой волнообразной формой режущей кромки, уменьшающей потребные усилия резания и налипаемость грунта. Ложковой фрезой (рис.2,в) разрабатывают тяжелые налипающие грунты. Для разработки тяжелых глин применяют фрезы с мощными ножами. Режущие кромки которых снабжены сменными зубъями наподобие режущих кромок экскаваторных ковшей.
Основным недостатком всех фрез является одностороннее направление их вращения, что обеспечивает нормальные условия резания грунта лишь при движении (проходке) рыхлителя в одну сторону, т. е. в том случае, когда ножи движутся снизу вверх, в подрез. При обратной проходке рыхлителя ножи двигаются сверху вниз (в накат) и фреза при большой плотности грунта и небольшой массе рыхлителя может покатиться по нему и рыхлитель «выкатится» из забоя. Поэтому фрезерные рыхлители должны иметь массу, достаточную для создания усилий резания.
Рис. 2г. Рыхлитель лопастного типа
Рис. 2д. Рыхлитель турбинного типа