Przedmiotem wzoru uzytkowego jest czerpak wielkogabarytowej koparki kolowej, pracujacej w kopalniach wydobywajacych mineraly metoda odkrywkowa, zwlaszcza w kopalniach wegla brunatnego.Wzór dotyczy problemu urabiania warstw mineralów trudnourabialnych o bardzo duzych oporach skrawania, zawierajacych duza ilosc wtracen kamieni lub innych przerostów gruntów twardych.Znane sa czerpaki ze zrywakami, przeznaczone do urabiania warstw o bardzo duzych oparach skrawania. Wada tych czerpaków sa duze koszty ich wytwarzania oraz czesto kilkakrotnie szybsze zuzycie scierne zrywaka w porównaniu z pozostalymi elementami czerpaka . Powoduje to, ze czasokres pracy czerpaków ze zrywakami pomiedzy wymianami jest przez to znacznie krótszy, co podnosi koszty eksploatacyjne pracy koparek kolowych. Znane sa równiez czerpaki z narozami najczesciej uksztaltowanymi z blach spawanych ze soba o jednakowej grubosci scian bocznych i dolnych, spawanymi do noza lub laczonymi z nozem za pomoca srub lub klinów.Stosowanie narozy o jednakowej grubosci scian powoduje niepotrzebny wzrost ich masy i to w miejscach, w których nie jest to wymagane tak ze wzgledów wytrzymalosciowych jak i ze wzgledów eksploatacyjnych, sa to najczesciej naroza uksztaltowane z blach spawanych7 ze soba. Rozwiazania te nie sa przystosowane do przeprowadzania na nich uszlachetniajacej obróbki cieplnej w czesci skrawajacej naroza. Czerpaki z wymiennymi narozami o jednakowej grubosci scian naroza, wymagaja stosowania uciazliwych eksploatacyjnie, wykonawczo i remontowo elementów zlacznych, jak sruby, kliny itp.. W wiekszosci stosowanych rozwiazan czerpaków wymiana takich narozy w czerpakach zamontowanych na koparce przedluza znacznie czas postoju maszyn, w porównaniu z wymiana calych czerpaków. Ponadto istotna wada takiego rozwiazania jest brak ciaglosci wytrzymalosciowej - od sil dzialajacych na naroze - miedzy narozem a nozem i dalej korpusem czerpaka. Przy stosowaniu czerpaków z narozami w skalach o duzych oporach skrawania, ze znaczna zawartoscia kamieni wada ta ogranicza mozliwosc stosowania czerpaków z narozami wymiennymi jedynie do urabiania warstw o srednich trudnosciach eksploatacyjnych. Naroze wymienne rozlaczne tylko w bardzo ograniczonym stopniu zwieksza sztywnosc noza i odwrotnie - sztywnosc noza i korpusu czerpaka tylko nieznacznie zwieksza sztywnosc takiego naroza. Katowe deformacje sciany dolnej naroza w stosunku do sciany bocznej od wzajemnego oddzialywania sil w procesie urabiania w zasadniczym stopniu stanowia o trwalosci naroza. Najczesciej stosowane, znane czerpaki maja noze uzbrojone w zeby ostroslupowe, klinowe lub podobne.. Wspólna cecha tych czerpaków jest kilkakrotnie wyzsza w porównaniu z czerpakami uzbrojonymi w naroza wrazliwosc zebów, styku zebów z nozem lub styku kieszeni, w których mocowane sa zeby wymienne, z nozem na wylamanie lub deformacje w przypadku natrafienia czerpakiem w czasie urabiania na skale trudno- lub nieurabialna. Przy urabianiu koparkami kolowymi mas skalnych z wtraceniami trudnourabialnymi, czerpaki z zebami zaliczane sa do czerpaków o duzej awaryjnosci, znacznie podnoszacych koszty eksploatacyjne i remontowe.Wad uprzednio opisanych nie ma czerpak koparki kolowej wedlug wzoru, skladajacy sie z polaczonych ze soba nierozlacznie spawaniem: korpusu, noza i dwóch narozy, który charakteryzuje sie tym, ze kazde naroze stanowi monolityczny element, uksztaltowany z dwóch scian o zmiennej grubosci - sciany bocznej i sciany dolnej. Zgodnie z wzorem sciana boczna i sciana dolna naroza jest utworzona z czesci skrawajacej o grubosci hi, czesci srodkowej o grubosci h2 i czesci stykowej z nozem czerpaka o grubosci Ib, przy czym zaleznosc miedzy tymi grubosciami okreslaja wzory: hi = (1,25 i 2) ta; hi h3; h3 $. h2. Ponadto zlacza dwóch powierzchni bocznych z powierzchnia dolna noza sa wzmocnione blacha ksztaltowa, wspawana pod katem 10° - 45° do plaszczyzn3 prostopadlych przekrojów tych powierzchni, a krawedz skrawajaca sciany bocznej naroza stanowi linie lamana, przy czym maksymalna wielkosc odchylenia od linii prostej laczacej punkty skrajne na czesci skrawajacej sciany bocznej naroza, mierzona w kierunku czesci stykowej naroza z nozem czerpaka wynosi L = 1 - 5 grubosci noza w czesci skrawajacej.Takie uksztaltowanie naroza czerpaka koparki kolowej z narozami o zmiennym przekroju sciany bocznej i dolnej, odlewanymi lub odkuwanymi, spawanymi do noza czerpaka zmniejsza jego mase przy zachowaniu jego wysokiej wytrzymalosci.Zastosowanie odpowiednio obrobionego cieplnie materialu pozwala na uzyskanie duzej wytrzymalosci mechanicznej i odpornosci na scieranie. Polaczenie spawane naroza z nozem czerpaka umozliwia w czasie remontu naprawe czerpaka poprzez odpalenie zuzytego naroza i przyspawanie nowego. Spawanie narozy z wykorzystaniem wysokosprawnych urzadzen spawalniczych pozwala na uzyskanie stosunkowo niskich nakladów na ta czynnosc. W rozwiazaniu czerpaka wedlug wzoru sztywnosc naroza spawanego do noza czerpaka zwieksza sztywnosc noza i korpusu czerpaka narazonych na oddzialywanie sil w procesie urabiania i odwrotnie, sztywnosc naroza i korpusu czerpaka zwieksza znaczaco sztywnosc naroza. Dzieki temu - przy podobnych parametrach wytrzymalosciowych - laczna masa czerpaka z narozami spawanymi jest nizsza od masy czerpaków z narozami wymiennymi, laczonymi z nozem czerpaka za pomoca srub lub klinów. Ponadto rozwiazanie wedlug wzoru zapewnia niska awaryjnosc czerpaka w porównaniu z czerpakami z narozami rozbieralnymi oraz czerpakami z zebami wymiennymi lub spawanymi, wysoka trwalosc noza a przez to calego czerpaka w wyniku zwiekszenia sztywnosci czerpaka od przyspawanego naroza wzrost trwalosci calego czerpaka w calym cyklu pracy - od jego wytworzenia az do zlomowania, a takze wysoka trwalosc a przez to mala awaryjnosc zlacza naroza z nozem, mocno obciazonego w dynamicznym procesie urabiania i stanowiacego zasadniczo o trwalosci eksploatacyjnej czerpaka.Przedmiot wzoru zostal przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia czerpak koparki kolowej w widoku z boku, fig. 2 w widoku z góry, fig. 3 naroze czerpaka w widoku z boku a fig. 4 w widoku z dolu.Jak przedstawiono na rysunku zgodnie z wzorem czerpak sklada sie z polaczonych ze soba nierozlacznie spawaniem: korpusu i, noza 2 i dwóch narozy 3 , z których kazde stanowi monolityczny element, uksztaltowany z dwóch scian o zmiennej grubosci - sciany4 4 bocznej i sciany 5_dolnej. Nóz 2 jest utworzony z polaczonych spawaniem dwóch powierzchni 6 bocznych i jednej powierzchni 7 dolnej, przy czym ich zlacza sa wzmocnione dwoma blachami 8 ksztaltowymi, wspawanymi pod katem 10* - 45° do plaszczyzn prostopadlych przekrojów tych powierzchni 6 i 7. Sciana 4 boczna i sciana dolna 5 naroza 3 jest utworzona z czesci 9 skrawajacej o grubosci hi, czesci 20 srodkowej o grubosci h21 czesci JJ. stykowej z nozem 2 czerpaka o grubosci h3, przy czym zaleznosc miedzy tymi grubosciami okreslaja wzory: hi = (1,25 t 2) ln; hi ^ h3; h3 ^h2. Krawedz 9 skrawajaca sciany 4 bocznej naroza 3 stanowi linie lamana, przy czym maksymalna wielkosc odchylenia od linii prostej laczacej punkty skrajne na czesci 9 skrawajacej sciany 4 bocznej naroza 3 , mierzona w kierunku czesci stykowej naroza 3 z nozem 2 czerpaka wynosi L = 1 - 5 grubosci noza 2 w czesci skrawajacej.Laktad Wcfroz-sniowo-tanowacyjny ^—\J fi TAIEPI7LF^VMT%„ <— <^4^^?^ Sp. z aa 87-101 Torun3, uL Kosciuszki 41/47 teL/faz 313-45 mgr inz. Marian Brusk* RZECZNIK PATENTOWY107395 atsqqs!v PL PLThe subject of the utility model is a bucket of a large-size wheeled excavator, working in mines extracting minerals using the opencast method, especially in brown coal mines. The pattern concerns the problem of mining hard-to-workable mineral layers with very high cutting resistance, containing a large number of hard stones or other hard cuttings. with rippers, designed for cutting layers with very high cutting fumes. The disadvantage of these buckets is the high cost of their production and often several times faster abrasive wear of the ripper compared to other elements of the bucket. As a result, the working time of the buckets with rippers between replacements is much shorter, which increases the operating costs of wheel excavators. There are also buckets with corners, most often formed of sheets welded together with the same thickness of the side and bottom walls, welded to the knife or connected to the knife by means of screws or wedges. where it is not required both for strength and operational reasons, these are usually corners formed of plates welded7 together. These solutions are not adapted to carry out refining heat treatment in the cutting part of the corner. Buckets with interchangeable angles with the same thickness of the walls of the corners, require the use of burdensome connecting elements, such as screws, wedges, etc. replacement of entire buckets. Moreover, a significant disadvantage of such a solution is the lack of strength continuity - from the forces acting on the corner - between the corner and the knife and further on the bucket body. When using buckets with corners in scales with high cutting resistance, with a significant content of stones, this disadvantage limits the possibility of using buckets with interchangeable corners only for mining layers with medium operating difficulties. The removable corner only to a very limited extent increases the stiffness of the knife, and vice versa - the stiffness of the knife and the bucket body only slightly increases the stiffness of such a corner. The angular deformation of the lower wall of the corner in relation to the side wall from the interaction of forces in the cutting process largely determines the durability of the corner. The most commonly used, known buckets have knives equipped with pyramidal, wedge or similar teeth. The common feature of these buckets is several times higher compared to buckets equipped with the sensitivity of the teeth, the contact between the teeth and the knife or the contact of pockets in which replaceable teeth are attached, With a knife, it is difficult or non-workable if it comes into contact with a bucket while mining on the rock. When excavating rock masses with difficult-to-cut inclusions with wheel excavators, buckets with teeth are classified as buckets with high failure rate, significantly increasing operating and repair costs. a knife and two corners, characterized by the fact that each corner is a monolithic element, formed from two walls of variable thickness - the side wall and the bottom wall. According to the formula, the side wall and the bottom wall of the corner are made of a cutting part with a thickness hi, a central part with a thickness h2 and a contact part with a bucket knife with a thickness Ib, the relationship between these thicknesses is determined by the formulas: hi = (1.25 and 2 ) this; hi h3; h3 $. h2. In addition, the joints of the two side surfaces with the lower surface of the knife are reinforced with a shaped plate, welded at an angle of 10 ° - 45 ° to the planes of perpendicular sections of these surfaces, and the cutting edge of the side wall at the corner is a broken line, with the maximum deviation from the straight line joining the extreme points on the cutting part of the side wall, the corner measured in the direction of the contact part of the corner with the bucket knife is L = 1 - 5 of the knife thickness in the cutting part. The bucket knife reduces its weight while maintaining its high strength. The use of a properly heat-treated material allows for high mechanical strength and abrasion resistance. The welded connection of the corner with the bucket knife makes it possible to repair the bucket during renovation by firing the worn corner and welding a new one. Welding the corners with the use of highly efficient welding equipment allows for relatively low expenditure on this activity. In the design of the bucket according to the formula, the stiffness of the corner welded to the bucket knife increases the stiffness of the knife and the bucket body exposed to the impact of forces in the mining process, and vice versa, the stiffness of the bucket corner and body significantly increases the stiffness of the bucket corner. Thanks to this - with similar strength parameters - the total weight of the bucket with welded corners is lower than the weight of buckets with interchangeable angles, connected to the bucket knife by means of screws or wedges. In addition, the solution according to the formula ensures low failure rate of the bucket compared to buckets with detachable corners and buckets with replaceable or welded teeth, high durability of the knife and thus the entire bucket as a result of increasing the stiffness of the bucket from the welded corner, increasing the durability of the entire bucket throughout the work cycle - from its high durability and thus low failure rate of the joint with the knife, heavily loaded in the dynamic mining process and essentially constituting the service life of the bucket. side view, Fig. 2 in top view, Fig. 3, corner of the bucket in side view, and Fig. 4 in bottom view As shown in the figure in accordance with the formula, the bucket consists of: body and a knife 2 and two corners 3, each of which is a monolithic element, formed from two walls with a different of different thickness - the side wall4 and the bottom wall. The knife 2 is made of two side surfaces 6 and one bottom surface 7 welded together, their joints being reinforced with two shaped plates 8, welded at an angle of 10 * - 45 ° to the planes of perpendicular sections of these surfaces 6 and 7. Side wall 4 and The bottom wall 5 of the corner 3 is formed by a cutting part 9 with a thickness hi, a middle part 20 with a thickness h21 of parts JJ. contact with the knife 2 of a bucket with a thickness h3, where the relationship between these thicknesses is determined by the formulas: hi = (1.25 t 2) ln; hi ^ h3; h3 ^ h2. The cutting edge 9 of the side wall 4 of the side corner 3 is a split line, the maximum amount of deviation from the straight line connecting the extreme points on the cutting part 9 of the side wall 4 of the side corner 3, measured in the direction of the contact part of the corner 3 with the knife 2 of the bucket is L = 1 - 5 knife thickness 2 in the cutting part.Laktad Wcfroz-sniowo-tanowacyjny ^ - \ J fi TAIEPI7LF ^ VMT% „<- <^ 4 ^^? ^ Sp. z aa 87-101 Torun3, uL Kosciuszki 41/47 teL / phase 313-45 MSc Eng. Marian Brusk * PATENT OFFICER 107395 atsqqs! v PL PL