Зуб землеройной машины

 

Изобретение касается разработки и транспортирования грунта землеройными машинами. Цель - снижение сопротивления грунта резанию за счет стабилизации силовых и энергетических параметров процесса копания. Для этого передняя грань резца выполнена ломанной из двух равных элементов длиной R-нижнего 3 и верхнего 4. Нижний элемент 3 составляет с траекторией резания угол δ≥μ. Верхний элемент 4 расположен под углом к траектории резания δ<SB POS="POST">1</SB>, равным -2 μ ≤ δ<SB POS="POST">1</SB>*98 φ/2. МЕжду элЕМЕНТАМи пЕРЕдНЕй гРАНи (ВЕРХНиМ 4 и НижНиМ 3) РАСпОлОжЕН ВЕЕРООбРАзНО СЕКТОРНый ВыСТуп 5 РАдиуСА R, примыкающий вершиной к передней режущей кромке. Выступ 5 выполнен с углом при вершине γ ≤ 2μ (μ-угол трения грунта по металлу). Задняя грань головки зуба составляет с траекторией резания угол α, равный или больший угла δ. На задней грани расположен выступ 6 в виде начальной площадки износа шириной A. Секторный выступ 5 взаимодействует с опережением с грунтом, пластически его деформирует, одновременно разрезает нижнюю часть массива и раздвигает его в стороны, чем нарушает сплошность массива. Кроме того, секторный выступ воспринимает часть нагрузки, которая при его отсутствии воспринималась бы нижним элементом 3. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

151, 4 Е 02 F 9/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3940300/22-03 (22) 26.06.85 (46) 15.09.89. Бюл. № 34 (71) Киевский инженерно-строительный институт (72) А. И. Уткин и В. И. Коротков (53) 621.879.34 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . № 829826, кл. Е 02 F 9/28, 1981, Авторское свидетельство СССР № 823515, кл. Е 02 F 9/28, 1981. (54) ЗУБ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение касается разработки и транспортирования грунта землеройными машинами. Цель — снижение сопротивления грунта резанию за счет стабилизации силовых и энергетических параметров процесса копания. Для этого передняя грань резца выполнена ломаной из двух равных элементов длиной R — нижнего 3 и верхнего 4.

Нижний элемент 3 составляет с траекторией ц„Я0„„15О7930 А1

2 резания угол 6)p. Верхний элемент 4 расположен под углом к траектории резания 6, равным 2р(61(л/2. Между элементами передней грани (верхним 4 и нижним 3) расположен веерообразно секторный выступ 5 радиуса R, примыкающий вершиной к передней режущей кромке. Выступ 5 выполнен с углом при вершине у(2р, (ц — угол трения грунта по металлу). Задняя грань головки зуба составляет с траекторией резания угол к, равный или больший угла 6. На задней грани расположен выступ 6 в виде начальной площадки износа шириной а. Секторный выступ 5 взаимодействует с опережением с грунтом, пластически его деформирует, одновременно разрезает нижнюю часть массива и раздвигает его в сторону, чем нарушает сплошность массива. Кроме того, секторный выступ воспринимает часть нагрузки, которая при его отсутствии воспринималась бы нижним элементом 3. 3 ил.

1507930

3

Изобретение относится к разработке и транспортированию грунта землеройными машинами и может быть использовано в ковшовых рабочих органах и рыхлителях.

Цель изобретения — снижение сопротивления грунта резанию за счет стабилизации силовых и энергетических параметров процесса копания.

На фиг. 1 изображен зуб землеройной машины, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на фиг. 3 — сечения А-А и Б-Б на фиг. 1.

Зуб состоит из рабочей головки 1 и примыкающего к нему элемента 2 крепления.

Передняя грань рабочей головки зуба 1 выполнена ломаной из двух равных элементов длиной R: нижнего элемента 3, составляющего с траекторией резания угол 6)р„и верхнего элемента 4, расположенного под углом к траектории резания б, который лежит в интервале 2pt(6i(n/2. Для снижения сопротивлений, при взаимодействии с разрушенным грунтом верхнего элемента 4, его поверхность может быть выполненной криволинейной с кривизной по радиусу R. Между элементами передней грани, верхним 4 и нижним 3, симметрично оси рабочей головки 1, веерообразно расположен секторный выступ 5 радиуса R, примыкающий вершиной к передней режущей кромке. Секторный выступ 5 выполнен с углом при вершине у( (2p. Задняя грань головки зуба составляет с траекторией резания угол а, который больше или равен углу 6. На задней грани зуба расположен выступ 6 в виде начальной плогцадки износа шириной а, пропорциональной толщине нижнего элемента передней грани головки зуба d, принимаемой из условия прочности.

Зуб работает следующим образом.

В результате движения рабочего органа землеройной машины зуб (фиг. 1) рабочей головкой 1 внедряется в грунт. Толщина срезаемой зубом стружки, как правило, значительно превышает высоту проекции головки зуба на плоскость, нормальную к траектории резания. Движение зуба в грунтовом массиве сопровождается периодическим образованием сколов грунта. Сколы происходят в результате пластического деформирования грунта нижним элементом и передней грани зуба и последуюгцего разрушения грунта, в основном за счет деформаций отрыва, сдвига и скола в верхней части элемента стружки. Секторный выступ 5 с опережением, вступающим в процессе резания относительно нижнего элемента 3, взаимодействуя с грунтом, пластически его деформирует, подготавл ива я очередной скол грунта. Одновременно секторный выступ 5 разрезает нижнюю часть массива и раздвигает его в стороны, чем нарушает сплошность массива, с которым должен взаимодействовать нижний элемент 3 передней грани. Благодаря тому, что угол при вершине образующей

4 секторного выступа 5 меньше двух углов трения, касательная составляющая внедрения выступа в массив минимальна, а боковые распорные усилия, деформирующие грунт по бокам выступа, весьма значительны, однако вследствие симметрии зуба они рабочим органом не воспринимаются. Нижний элемент 3, взаимодействуя с грунтом с уже частично нарушенной сплошностью, воспринимает значительно меньшие нагрузки, чем он воспринимал бы в ненарушенном массиве.

Одновременно секторный выступ 5, продолжая своей вершиной и поверхностью взаимодействовать с грунтом, воспринимает часть нагрузки, которая при отсутствии секторного выступа воспринималась бы нижним элементом 3, тем самым значительно разгружает зоны в углах сопряжения передней режущей кромки с боковыми гранями. Эффект уменьшения нагрузки на нижний элемент 3 еще более усиливается благодаря небольшому углу резания о, который должен быть больше угла трения р,, для создания скалывающего усилия. Грунт, разрушенный нижним элементом 3 с секторным выступом 5, перемещается к верхнему элементу 4 и далее в ковш землеройной машины. Большой угол резания верхнего элемента 4, который может достигать величины л/2, уже не оказывает существенного влияния на сопротивления резанию, так как взаимодействует с уже разрушенным грунтом. Криволинейная поверхность верхнего элемента 4, выполненная радиусом R, еще в большей степени способствует уменьшению сопротивлений в этой части передней грани зуба.

По мере износа (укорочения) нижнего элемента 3 зуба ширина площадки износа выступа 6 благодаря тому, что угол резания о нижнего элемента 3 передней грани меньше заднего угла а, несколько уменьшается.

К общей площади износа прибавляется некоторая площадь от износа нижней части секторного выступа 5. В результате по мере укорочения зуба суммарная площадь площадки износа практически остается неизменной.

Таким образом, сила резания для преодоления сопротивлений площадке износа в процессе всей эксплуатации зуба остается практически постоянной величиной и постоянного направления. Этим достигается стабилизация внешней нагрузки от сил резания в процессе эксплуатации.

Формула изобретения

Зуб землеройной машины, включающий рабочую головку с передней и задней гранями, выемку на передней грани зуба, выполненную криволинейной, и выступ, расположенный симметрично оси рабочей головки, имеющий угол при вершине, отличающийся тем, что, с целью снижения сопротивления грунта резанию за счет стабилизации силовых и энергетических параметров процесса

1507930

5 копания, выступ на передней грани выполнен в виде сектора диска радиусом R и углом при вершине образующих диска у 2р,, где p. — угол трения грунта по металлу, расположенного веерообразно в выемке на передней грани, образованной двумя пересекающимися плоскостями одинаковой длины

R, равной или больше допустимому укоро6 чению зуба при износе, и составляющий с касательной к траектории резания угол нижней плоскости 6) р верхней — 2p(6 ( (л/2, а задняя грань нижней части головки зуба составляет с траекторией резания угол а=о+(5-8 ) и снабжена выступом в виде начальной площадки износа шириной, равной толщине нижней части головки зуба.

Составитель В. Пушкарский

Редактор F. Копча Техред И. Верес Корректор М. Самборская

За к аз 5459/36 Тираж 589 11одписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откргятиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб.. д, +5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ië. Гагарина, 101