Результат интеллектуальной деятельности: Землеройный рабочий орган

Изобретение относится к области устройств для выработки грунта в стесненных условиях.

В настоящее время одной из наиболее острых проблем, возникающих при строительстве объектов капитального строительства, в особенности - в крупных мегаполисах, является высокая плотность размещения подземных сооружений, включая трубопроводы различного назначения. В таких условиях выполнение работ по выемке грунта с применением традиционных технологий, землеройной техники, материалов и оборудования сопряжено с высокими рисками повреждений подземных сооружений. Прежде всего, это относится к действующим трубопроводам, находящимся на расстоянии по горизонтали (в свету) от смежных зданий и сооружений, не позволяющем выполнять выемку грунта как механическим способом с применением известных промышленных образцов рабочих органов экскаватора, так и ручным способом на глубине более 1,0 м от поверхности земли.

При рассмотрении технической литературы, наиболее близко относящейся к данной проблематике, выявлен следующий ряд технических решений.

Известно устройство для образования траншеи, содержащее рабочий орган, ходовую тележку, лыжи, направляющий шаблон, причем лыжи шарнирно соединены посредством рычажного механизма и торсионного вала с опорным приспособлением, взаимодействующим с направляющим шаблоном, а рычажный механизм выполнен в виде двуплечих рычагов, одним концом шарнирно соединенных с лыжами, а другим - посредством тяг и серьги с торсионным валом (патент на изобретение SU 257353, кл. E02F3/50, опубл. 11.11.1969 г., бюл. №35).

Основными недостатком данного устройства являются: сложность конструкции, связанная с большим количеством используемых в нем конструктивных элементов, что влечет за собой высокую стоимость изготовления устройства для образования траншеи;

необходимость предварительной выработки грунта в траншее для установки на ее дне направляющего шаблона, что существенно ограничивает возможность применения данного устройства в стесненных условиях ввиду высокой вероятности повреждения близко расположенных подземных сооружений.

Известно фрезерное устройство и способ разработки грунта, содержащие раму (22), по меньшей мере, две дисковые фрезы, установленные на раме с возможностью приводного вращения вокруг параллельных осей вращения, и регулировочное устройство, посредством которого может регулироваться расстояние между осями вращения дисковых фрез, причем регулировочное устройство содержит коленчато-рычажный механизм и, по меньшей мере, один гидроцилиндр для привода коленчато-рычажного механизма, причем гидроцилиндр расположен на раме, по существу, посередине между двумя осями вращения дисковых фрез, каждая из которых установлена на опорном листе, а оба опорных листа установлены на раме с возможностью поворота, причем коленчато-рычажный механизм содержит два рычага, шарнирно прикрепленных одной стороной к центральному гидроцилиндру другой стороной к одному из двух опорных листов, причем рама содержит направляющие элементы для ее направления в щели в грунте, причем дисковые фрезы выполнены с возможностью регулирования положения посредством регулировочного устройства таким образом, что во втянутом положении они отстоят внутрь от направляющих элементов, а в выдвинутом положении выступают в боковые стороны за направляющие элементы, причем опорные листы во втянутом положении и в выдвинутом положении образуют V-образную конфигурацию, причем во втянутом положении дисковых фрез оси поворота опорных листов на раме отстоят друг от друга на расстояние, которое меньше расстояния между осями вращения дисковых фрез, причем на раме предусмотрен, по меньшей мере, один направляющий блок для навески на несущий канат, причем предусмотрено силовое устройство, посредством которого направляющий блок может перемещаться относительно рамы в направлении подачи фрезерного устройства, при этом силовое устройство содержит силовой гидроцилиндр, расположенный на раме, в особенности посередине рамы, причем предусмотрено несущее устройство, на которое навешен несущий канат, и дополнительно предусмотрена удерживающая рама, а несущий канат связан с удерживающей рамой так, что, по меньшей мере, при извлечении фрезерного устройства часть тягового усилия передается через удерживающую раму на грунт, причем каждая дисковая фреза выполнена в виде пары из отдельных дисковых фрез, которые расположены по обе стороны от соответствующего опорного листа, причем дисковые фрезы и коленчато-рычажный механизм выполнены и расположены зеркально симметрично (патент на изобретение RU 2310725, кл. E02F 5/08, E02F 5/20, опубл. 20.11.2007 г., бюл. №32).

Недостатками данного фрезерного устройства являются:

сложность конструкции, связанная с большим количеством используемых в нем конструктивных элементов, что влечет за собой высокую стоимость изготовления фрезерного устройства;

отсутствие направляющего элемента, исключающего возможность неконтролируемого попадания дисковых фрез в процессе выработки грунта в стесненных условиях на близко расположенные подземные сооружения и, как результат, повреждения их.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является экскаватор, содержащий кузов, направляющую, поддерживаемую кузовом, головку, выполненную с возможностью скольжения вдоль направляющей, первую штангу с головкой в сборе, предназначенную для подъема или вращения головки, зажим штанги, установленный на переднем конце направляющей и предназначенный для зажима второй штанги, заглубленной в грунт, фиксатор положения, выполненный с возможностью скольжения вдоль направляющей посредством головки и предназначенный для фиксации положения первой штанги при сборке первой штанги и второй штанги, причем фиксатор положения содержит основание, установленное на направляющей с возможностью скольжения, опорную пластину, установленную на одной стороне основания и имеющую опорный паз на ее верхней поверхности, так что первая штанга поддерживается в заданном положении, а также устройство блокировки, установленное на одной стороне основания и предназначенное для подъема основания посредством взаимодействия, когда головка поднимается (патент на изобретение RU 2439275, кл. Е21В 7/00, E02F 5/20, опубл. 10.01.2012 г., бюл. №1).

Недостатками данного экскаватора являются:

сложность конструкции, связанная с большим количеством используемых в нем конструктивных элементов, что влечет за собой высокую стоимость изготовления экскаватора;

необходимость размещения кузова экскаватора вблизи вырабатываемой выемки, что при выполнении земляных работ, в особенности на неустойчивых грунтах, может привести к неконтролируемым обрушениям грунта.

Задача, решаемая в изобретении, заключается в устранении указанных недостатков путем применения земляного рабочего органа, обеспечивающего возможность выполнения выемки грунта в стесненных условиях, с исключением возможности механического повреждения близко расположенных подземных сооружений.

Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции земляного рабочего органа и в повышении безопасности выполнения выемки грунта в стесненных условиях.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается также в результате того, что, согласно изобретению, землеройный рабочий орган для выемки грунта содержит присоединенную к рукояти экскаватора заднюю стенку, две коронки, жестко закрепленные на нижнем ребре задней стенки на равном удалении от ее боковых ребер и друг от друга, маятниковый захват, подвижно установленный на петлях, неподвижно присоединенных к нижней части задней стенки, режущую кромку, жестко закрепленную на задней стенке под петлями, две гибкие связи, присоединенные к боковым ребрам задней стенки и к верхней части маятникового захвата, по меньшей мере две направляющие сваи, заглубляемые на общей вертикальной плоскости вдоль внешней поверхности подземного сооружения с возможностью перемещения по их наружным поверхностям задней стенки. Изобретение поясняется фиг. 1-4.

На фиг. 1 изображен землеройный рабочий орган, общий вид.

На фиг. 2 изображена принципиальная схема заглубления землеройного рабочего органа, вид в поперечном разрезе в фазе его заглубления (позиция I).

На фиг. 3 изображена принципиальная схема выемки грунта землеройным рабочим органом, вид в поперечном разрезе в фазе его подъема (позиция II).

На фиг. 3 изображена принципиальная схема выемки грунта землеройным рабочим органом, вид в поперечном разрезе в фазе сброса грунта (позиция III).

На фиг. 1-4 применены следующие обозначения:

1 - экскаватор;

2 - рукоять;

3 - задняя стенка;

4 - маятниковый захват;

5 - режущая кромка;

6 - коронка;

7 - гибкая связь;

8 - петля;

9 - направляющая свая.

Землеройный рабочий орган работает следующим образом.

При монтаже землеройного рабочего органа на нижнем ребре его задней стенки 3 на равном удалении от ее боковых ребер и друг от друга жестко закрепляют две коронки 6, к нижней части задней стенки 3, на ее боковых краях неподвижно присоединяют две петли 8 с установленным в них маятниковым захватом. В нижней части задней стенки 3, под петлями 8, жестко закрепляют режущую кромку 5. К нижней части задней стенки 3, на ее боковых краях, неподвижно присоединяют две петли 8 с установленным в них маятниковым захватом 4. К боковым ребрам задней стенки 3 и к верхней части маятникового захвата 4 присоединяют две гибкие связи 7. Верхнюю часть задней стенки 3 закрепляют на рукояти 2 экскаватора 1.

Для предотвращения повреждения подземного сооружения в процессе выемки грунта вдоль его внешней поверхности на общей вертикальной плоскости заглубляют по меньшей мере две направляющие сваи 9 на глубину, при которой их нижние концы находятся ниже нижней отметки подземного сооружения. Землеройный рабочий орган устанавливают с прилеганием его задней стенки 3 к направляющим сваям 9 и заглубляют на требуемую глубину. При подъеме землеройного рабочего органа маятниковый захват 4 под воздействием грунта наклоняется относительно задней стенки 3 на величину, ограниченную длиной гибких связей 7, и выталкивает вверх находящийся над ним грунт. После поднятия рабочего органа его наклоняют в сторону размещения отвала и сбрасывают грунт с маятникового захвата 4.

Таким образом, в результате реализации предложенного технического решения обеспечивается возможность выполнения выемки грунта в стесненных условиях, с исключением возможности механического повреждения близко расположенных подземных сооружений, упрощение конструкции земляного рабочего органа и повышение безопасности выполнения выемки грунта в стесненных условиях.