RU2019651C1

RU2019651C1 - Cutter for earth-moving machines

Info

Publication number: RU2019651C1
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Быстров
Original assignee: Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт лесного хозяйства
Priority date: 1991-05-15
Filing date: 1991-05-15
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: ground excavation and transportation. SUBSTANCE: material hardness of cutting part decreases from side faces to longitudinal plane of cutter symmetry and additionally decreases from front to rear faces. Ratio of maximum hardness to minimum hardness in direction from side faces to longitudinal plane of cutter symmetry is less than respective ratio in direction from front to rear faces. EFFECT: reduced nonuniform wear of cutting part. 3 dwg

Description

Изобретение относится к средствам разработки и транспортировки грунта, в частности к каналоочистителям. The invention relates to means for the development and transportation of soil, in particular to channel cleaners.

Известен наконечник зуба рыхлителя, содержащий посадочную и режущую части, при этом последняя выполнена из материала с разнопрочными свойствами. Недостатком наконечника зуба рыхлителя является неравномерный износ режущей части. Этот недостаток обусловлен тем, что при разработке грунта передняя грань наконечника изнашивается быстрее, чем задняя, что приводит к смещению режущей кромки в сторону задней грани, вследствие чего увеличивается вертикальная составляющая силы резания. Все это приводит к снижению эффективности работы зуба. Known tooth tip of the cultivator containing the landing and cutting parts, the latter is made of material with multi-strength properties. The disadvantage of the tip of the tooth of the cultivator is the uneven wear of the cutting part. This disadvantage is due to the fact that when developing soil, the front edge of the tip wears out faster than the rear, which leads to a displacement of the cutting edge towards the rear edge, thereby increasing the vertical component of the cutting force. All this leads to a decrease in the efficiency of the tooth.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки грунта путем уменьшения неравномерности износа режущей части резца. The aim of the invention is to increase the efficiency of soil development by reducing the uneven wear of the cutting part of the cutter.

Достигается это тем, что резец для землеройной машины, содержащий хвостовик и режущую часть, выполненную в виде клина из материала с разнопрочными свойствами, размещенного таким образом, что твердость убывает в направлении от боковых граней к продольной плоскости симметрии резца, имеет новую совокупность существенных признаков, заключающуюся в том, что материал с разнопрочными свойствами размещен таким образом, что твердость его убывает также в направлении от передней грани к задней, причем отношение максимальной твердости к минимальной на направлении от боковых граней к продольной плоскости симметрии резца меньше, чем на направлении от передней грани к задней. This is achieved by the fact that the cutter for an earthmoving machine, containing a shank and a cutting part made in the form of a wedge of a material with different strength properties, placed in such a way that the hardness decreases in the direction from the side faces to the longitudinal plane of symmetry of the cutter, has a new set of essential features, consisting in the fact that the material with different strength properties is placed in such a way that its hardness decreases also in the direction from the front to the back, and the ratio of maximum hardness to minimum minutes to a direction from the side faces of the longitudinal plane of symmetry of the tool is smaller than the direction from the front face to the rear.

Наличие указанной совокупности признаков устанавливает факт соответствия заявляемого решения критерию "новизна". The presence of the specified set of features establishes the fact that the proposed solution meets the criterion of "novelty."

Для установления соответствия заявляемого решения критерию "существенные отличия" проведен поиск известных в науке и технике решений, содержащих отличительные от прототипа признаки. To establish the conformity of the proposed solution to the criterion of "significant differences", a search is made for solutions known in science and technology that contain distinctive features from the prototype.

Известно техническое решение, имеющее признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа - горнорежущий инструмент по а. с. СССР N 1411400, кл. Е 02 F 9/28, 1988 г., включающий зону максимальной твердости, которая расположена в рабочей части между передней поверхностью клина и осью его симметрии, причем твердость материала у передней поверхности клина больше, чем у задней его поверхности. Однако указанное размещение разнопрочного материала не обеспечивает равномерного износа рабочей части, так как при разработке грунта величина износа уменьшается по направлению от боковых поверхностей к продольной плоскости симметрии инструмента, что приводит к округлению режущей кромки, вследствие чего снижается производительность известного устройства. A technical solution is known that has features similar to those that distinguish the claimed solution from the prototype - a mining tool in a. with. USSR N 1411400, class E 02 F 9/28, 1988, including a zone of maximum hardness, which is located in the working part between the front surface of the wedge and the axis of its symmetry, and the hardness of the material at the front surface of the wedge is greater than that at its rear surface. However, the indicated placement of multi-strength material does not provide uniform wear of the working part, since when developing the soil, the amount of wear decreases in the direction from the side surfaces to the longitudinal plane of symmetry of the tool, which leads to rounding of the cutting edge, thereby reducing the performance of the known device.

Кроме того, быстрый износ материала зоны низкой твердости происходит только вблизи режущей кромки, далее в сторону хвостовика сила воздействия абразивных частиц резко падает, толщина зоны низкой твердости увеличивается, таким образом увеличивается площадь контакта абразивных частиц с рабочей частью и затрудняется скольжение отделенного грунта по задней поверхности горнорежущего инструмента, что приводит к увеличению энергозатрат на разработку и транспортировку грунта. Все это снижает эффективность работы горнорежущего инструмента. In addition, rapid wear of the material of the low hardness zone occurs only near the cutting edge, then towards the shank the force of action of abrasive particles drops sharply, the thickness of the zone of low hardness increases, thus the contact area of the abrasive particles with the working part increases and the separated soil is difficult to slide on the back surface mining tool, which leads to an increase in energy consumption for the development and transportation of soil. All this reduces the efficiency of the mining tool.

У предлагаемого технического решения появляются новые свойства, не совпадающие со свойствами известного решения. В предлагаемом резце для землеройной машины размещение материала с разнопрочными свойствами таким образом, что твердость убывает в направлении от боковых граней к продольной плоскости симметрии резца и в направлении от передней грани к задней, причем отношение максимальной твердости к минимальной на первом направлении меньше, чем на втором, позволяет обеспечить равномерный износ резца и тем самым повысить эффективность его работы. The proposed technical solution has new properties that do not match the properties of the known solution. In the proposed cutter for an earthmoving machine, the placement of material with multi-strength properties is such that the hardness decreases in the direction from the side faces to the longitudinal plane of symmetry of the cutter and in the direction from the front to the back, and the ratio of maximum hardness to minimum hardness in the first direction is less than in the second , allows for uniform wear of the cutter and thereby increase its efficiency.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". Thus, the proposed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг.1 показан предлагаемый резец со стороны боковой грани; на фиг.2 - то же, со стороны передней грани; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 со схемой распределения твердости по граням резца. Figure 1 shows the proposed cutter from the side of the side face; figure 2 is the same, from the front side; figure 3 is a section aa in figure 1 with a diagram of the distribution of hardness along the edges of the cutter.

Резец для землеройной машины состоит из хвостовика 1 и клиновидной режущей части 2. Режущая часть включает режущую кромку 3, переднюю 4, заднюю 5 и боковые 6 грани. Последние имеют форму, близкую к треугольной. Передняя 4 и задняя 5 грани выполнены прямоугольной формы в плане. Режущая часть 2 выполнена из материала с разнопрочными свойствами, который размещен таким образом, что твердость убывает в направлении от боковых 6 граней к продольной плоскости симметрии резца и в направлении от передней 4 грани к задней 5. The cutter for the digging machine consists of a shank 1 and a wedge-shaped cutting part 2. The cutting part includes a cutting edge 3, front 4, rear 5 and side 6 faces. The latter have a shape close to triangular. The front 4 and rear 5 faces are made rectangular in plan. The cutting part 2 is made of a material with different strength properties, which is placed in such a way that the hardness decreases in the direction from the side 6 faces to the longitudinal plane of symmetry of the cutter and in the direction from the front 4 faces to the back 5.

Выполнить режущую часть 2 резца из материала с разнопрочными свойствами можно, например, с помощью соответствующей термообработки. Сначала резец подвергают обычной объемной закалке с обеспечением максимально возможных механических свойств, исключающих его поломку и смятие, а затем режущую часть 2 закаляют ТВЧ по линиям соединения передней 4 и боковых 6 граней с обеспечением максимальной твердости. После термообработки отношение максимальной твердости к минимальной на направлении от боковых 6 граней к продольной плоскости симметрии резца должно быть меньше отношения максимальной твердости к минимальной на направлении от передней 4 грани к задней 5. To carry out the cutting part 2 of the cutter from a material with multi-strength properties can, for example, using the appropriate heat treatment. First, the cutter is subjected to conventional volume hardening to ensure the maximum possible mechanical properties, excluding breakage and crushing, and then the cutting part 2 is hardened by the high frequency current along the connection lines of the front 4 and side 6 faces with maximum hardness. After heat treatment, the ratio of maximum hardness to minimum in the direction from the side 6 faces to the longitudinal plane of symmetry of the cutter should be less than the ratio of maximum hardness to minimum in the direction from the front 4 to back 5.

При разработке грунта происходит естественный абразивный износ резца. Наибольшему воздействию абразивных частиц подвергаются линии соединения передней 4 и боковых 6 граней. Сила воздействия абразивных частиц снижается в направлении от боковых 6 граней к продольной плоскости симметрии резца. Снижение твердости в направлении снижения силы воздействия абразивных частиц приводит к относительно равномерному износу режущей кромки 3, форма которой стремится к прямой линии, а также к сохранению формы режущей части 2 прямоугольной в плане. When developing the soil, the natural abrasive wear of the cutter occurs. The greatest impact of abrasive particles are the connection lines of the front 4 and side 6 faces. The impact force of abrasive particles decreases in the direction from the side 6 faces to the longitudinal plane of symmetry of the cutter. The decrease in hardness in the direction of reducing the impact force of abrasive particles leads to relatively uniform wear of the cutting edge 3, the shape of which tends to a straight line, and also to maintain the shape of the cutting part 2 rectangular in plan.

Сила воздействия абразивных частиц убывает также в направлении от передней 4 к задней 5 грани. Неравномерность этого воздействия компенсируется за счет снижения твердости в том же направлении. Таким образом происходит самозатачивание резца. Отношение максимальной твердости к минимальной на направлении от боковых 6 граней к продольной плоскости симметрии резца меньше, чем отношение максимальной твердости к минимальной на направлении от передней 4 грани к задней 5, усиливает эффект самозатачивания, так как воздействие абразивных частиц более интенсивно происходит по средней части передней 4 грани, чем по линиям соединения задней 5 и боковых 6 граней. The strength of the impact of abrasive particles also decreases in the direction from the front 4 to the rear 5 faces. The unevenness of this effect is compensated by reducing hardness in the same direction. In this way, the cutter is self-sharpening. The ratio of the maximum hardness to the minimum in the direction from the lateral 6 faces to the longitudinal plane of symmetry of the cutter is less than the ratio of the maximum hardness to the minimum in the direction from the front 4 faces to the back 5, enhances the effect of self-sharpening, since the effect of abrasive particles occurs more intensively in the middle of the front 4 faces than along the connection lines of the back 5 and side 6 faces.

Известно, что с повышением твердости износостойкость материала возрастает. Предлагаемое изобретение предусматривает повышение твердости материала в зонах, где интенсивность воздействия абразивных частиц возрастает, и снижение твердости в зонах, где интенсивность воздействия частиц убывает. Все это приводит к относительно равномерному износу режущей части, обеспечивает усиление эффекта самозатачивания резца. Таким образом, угол заострения, форма режущей кромки и задний угол резца при изнашивании остаются постоянными. Следовательно, не происходит увеличения затрат энергии на разработку грунта, что приводит к повышению эффективности работы резца. It is known that with increasing hardness, the wear resistance of the material increases. The present invention provides for increasing the hardness of the material in areas where the intensity of exposure to abrasive particles increases, and reducing hardness in areas where the intensity of exposure to particles decreases. All this leads to a relatively uniform wear of the cutting part, provides an increase in the effect of self-sharpening the cutter. Thus, the sharpening angle, the shape of the cutting edge and the trailing angle of the cutter during wear remain constant. Therefore, there is no increase in energy costs for soil development, which leads to an increase in the efficiency of the cutter.

Claims

CUTTER FOR EARTHING MACHINES, comprising a shank and a cutting part in the form of a wedge with front, rear and side faces of a material with different strength properties, in which the hardness decreases in the direction from the side faces to the longitudinal plane of symmetry, characterized in that, in order to increase work efficiency cutter by reducing the uneven wear of the cutting part in a material with multi-strength properties, the hardness additionally decreases in the direction from the front to the back faces, and the ratio of maximum hardness to minimum hydrochloric direction on the side faces of the longitudinal plane of symmetry of the tool is smaller than the corresponding ratio in the direction from the front face to the rear.