RU2052031C1 - Режущая кромка рабочих органов землеройных машин - Google Patents

Режущая кромка рабочих органов землеройных машин Download PDF

Info

Publication number
RU2052031C1
RU2052031C1 RU92014238A RU92014238A RU2052031C1 RU 2052031 C1 RU2052031 C1 RU 2052031C1 RU 92014238 A RU92014238 A RU 92014238A RU 92014238 A RU92014238 A RU 92014238A RU 2052031 C1 RU2052031 C1 RU 2052031C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tooth
wedge
cutting edge
angle
teeth
Prior art date
Application number
RU92014238A
Other languages
English (en)
Other versions
RU92014238A (ru
Inventor
М.Х. Мухамедов
В.Р. Эбич
Original Assignee
Московский государственный горный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский государственный горный университет filed Critical Московский государственный горный университет
Priority to RU92014238A priority Critical patent/RU2052031C1/ru
Publication of RU92014238A publication Critical patent/RU92014238A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2052031C1 publication Critical patent/RU2052031C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

Использование: относится к землеройным машинам. Сущность изобретения: режущая кромка рабочих органов землеройных машин содержит симметричные клиновые зубья, жестко соединенные с режущим поясом, и накладки, зафиксированные смежными зубьями на режущем поясе. Каждый зуб выполнен с двухзонной клиновидностью. Часть клина, примыкающая к посадочному месту зуба, выполнена с углом заострения большим угла заострения зуба в его вершине. На одной из сторон каждого зуба выполнена выемка с профильной поверхностью. Одна часть выемки параллельна противоположной стороне клина, а другая образует с этой же клиновой поверхностью угол в 1,8 - 3,2 раза больший угла заострения зуба. Боковые поверхности смежных зубьев имеют скобообразные выступы для фиксации накладок на режущем поясе. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к землеройным машинам, эксплуатирующимся как в горнодобывающих отраслях, так и на строительстве.
Известна режущая кромка землеройных машин, состоящая из режущего пояса, являющегося частью передней стенки ковша, сваренной встык с двумя боковыми стенками, которые соединены с задней стенкой, и комплекта зубьев, жестко соединенных с режущим поясом посредством быстроразъемных элементов. Недостатком подобной конструкции является низкая степень защищенности частей режущего пояса, находящихся между зубьями, а отсюда и малая долговечность режущего пояса и, следовательно, передней стенки. Вследствие того, что режущая кромка может быстро потерять исходную форму, то велика вероятность проявления экстремальных нагрузок.
Известна также режущая кромка рабочего органа, содержащая симметричные клиновые зубья, жестко соединенные с режущим поясом, и клиновидные накладки, зафиксированные на режущем поясе посредством корневых частей зубьев. Безусловно, по степени защищенности режущего пояса эта кромка является в эксплуатации более предпочтительной в сравнении с ранее упомянутой. Это устройство принято нами в качестве прототипа. Однако и эта режущая кромка не лишена недостатков. Все ее элементы по сложности изготовления требуют точной литейной технологии (высокоточное литье). Для небольшого количества экскаваторов, находящихся в эксплуатации, можно и поступиться абсолютными трудозатратами. Однако, когда экскаваторные парки таких отраслей, как угольная, железорудная и др. содержат тысячи единиц экскавационных машин, пренебрегать неоправданным увеличением абсолютных трудозатрат нельзя. Учитывая также, что основные объемы режущего инструмента производятся не заводом-изготовителем, а заводами отраслевыми при большой степени серийности, то режущая кромка должна быть предельно проста по конструкции и обеспечиваться в изготовлении такой же простой технологией. К тому же это просматривается достаточно отчетливо, данная конструкция допускает активное воздействие на забой не только самих зубьев, но и клиновидных накладок. При экскавации пород крепких и абразивных эта режущая кромка не дает соответственно позитивных результатов и для процесса копания, при этом будут характерны как высокие удельные энергетические затраты, так и проявление экстремальных нагрузок, которые могут привести в итоге к аварийным отказам при работе землеройной машины.
Основной задачей предлагаемого изобретения является уменьшение удельных энергозатрат на копание горной массы, снижение уровня статических и динамических нагрузок с целью повышения производительности землеройных машин и увеличения долговечности режущей кромки рабочих органов.
Для достижения поставленной задачи в режущей кромке рабочих органов землеройных машин, содержащей симметричные клиновые зубья, жестко соединенные с режущим поясом, отличающейся тем, что на одной из сторон каждого зуба с двухзонной клиновидностью выполнена выемка с профильной поверхностью, одна часть которой параллельна противолежащей стороне клина, другая же образует с той же клиновой поверхностью конечный угол заострения в 1,8-3,2 раза больший, чем начальный угол заострения зуба, при этом начало выемки расположено на расстоянии не менее 1/5 длины клиновой части зуба от его вершины, а смежные зубья фиксируют на режущем поясе трапецеидальные накладки из износостойких материалов посредством скобообразных выступов, толщина которых линейно уменьшается по мере смещения к основанию зуба, и расположенных на боковых поверхностях в зоне посадочных мест зубьев.
Выполнение на одной из сторон каждого зуба выемки, имеющей вышеописанный профиль, в сочетании с выбором и соответствующих пределах угла заострения зуба и ориентацией режущей кромки в пространстве позволяет решить компромиссную задачу минимизации размеров площади затупления и обеспечить снижение удельных затрат энергии, уровня статических и динамических нагрузок при повышении ресурса (срока службы) самого зуба.
Выполнение скобообразных выступов на боковых поверхностях зубьев дает возможность надежно предохранить посадочные места зубьев от износа, гарантированно зафиксировать скобообразные накладки на режущем поясе ковша, защитить режущий пояс в промежутках между зубьями от неоправданного износа и таким образом опосредованно также формировать наименьшие энергозатраты. Комплексом всех конструктивных отличительных особенностей, в итоге, обеспечивается быстроразъемность при монтаже-демонтаже режущей кромки.
Таким образом, все отличительные признаки изобретения взаимосвязаны между собой и только их совокупность обеспечивает решение поставленной задачи. При проведении патентного поиска не выявлено технических решений, имеющих указанные по сравнению с прототипом отличия.
На фиг.1 показана режущая кромка рабочего органа землеройной машины; на фиг.2 вид зуба сбоку.
Режущая кромка рабочего органа состоит из симметричных, клиновых зубьев 1, которые расклинивают и фиксируют на режущем поясе 2 посредством скобообразных выступов 3 накладки 4 из износостойких материалов. Каждый из зубьев выполнен в виде двухзонного клина. Начальная зона клина, примыкающая к его вершине, выполнена утоненной и минимальный угол ее заострения ограничивается лишь требованиями по обеспечению прочности и жесткости зуба. Другая часть клина, примыкающая к посадочному месту зуба, является более приполненной и угол ее заострения αо должен быть больше на 3-5о угла заострения утоненной части по результатам исследований и промышленных испытаний данного технического решения. Радиус сопряжения между клиновыми поверхностями определяется литейными требованиями к изделиям из стали (например, типа 110Г13Л). В общем виде поверхность клина является плосковогнутой. Длины утоненной и приполненной частей клина принимаются также по результатам выполненных исследований равными.
На одной из сторон каждого зуба выполнена выемка с профильной поверхностью, одна часть которой параллельна противолежащей стороне клина, а другая образует с той же клиновой поверхностью конечный угол заострения αк, величина которого не превышает в 1,8-3,2 раза начальный угол заострения αн, т.е. αк < (1,8-3,2) αн. Выбор значения коэффициента для определения угла αк к ограничен либо требованиями к прочности зуба (коэффициент равен 1,8), либо минимизацией удельных энергозатрат на копание горной массы (коэффициент равен 3,2). Диапазон выбора величин указанных коэффициентов получен на основании анализа результатов испытаний, проведенных авторами. Практикой ориентировочно установлена предельная величина угла αк, равная или меньшая 55о, αк ≅ 55о.
Угол заострения зуба αн и его ширина B являются величинами взаимосвязанными, так как определяют совместно с рабочей длиной клиновой части зуба LВ, которая в свою очередь также увязана с величиной B коэффициентом пропорциональности. Поэтому обычно величина B рассматривается как базовая и неизменная по значению в пределах проводимого анализа. В конкретных ситуациях ширина зуба рассчитывается и корректируется на этапе техпроекта, выполняемого по той или иной землеройной машине на основе, заложено в техзадании производительности. В общем же случае ширина зуба B составляет ориентировочно 20% от толщины экскавируемой стружки.
В зависимости от крепости экскавируемых пород ширина выемки b может колебаться от 1/4 до полной ширины зуба B. При этом, чем крепче порода, тем меньше ширина выемки. В самых крепких породах и длина выемки также может быть сведена к минимуму. Радиус сопряжения поверхностей профилированной выемки должен быть не менее 2r, где r радиус приострения вершины клина. Скобообразные выступы расположены на зубе в зоне его посадки на режущий пояс ковша. Величина LB принимается равной 3-4 ширинам зуба LB (3-4)B.
В процессе работы наибольшему износу подвергается та часть режущей кромки, которая находится непосредственно в контакте с разрушаемой породой в целике или с экскавируемой изорванной горной массой. Наиболее интенсивно изнашиваемыми элементами режущей кромки, несомненно, являются зубья. Ресурс (жизненный цикл) зубьев определяется целым рядом факторов, среди которых основными могут быть следующие: крепость и абразивность экскавируемых пород, гранулометрический состав горной массы, конструктивное выполнение рабочего инструмента, режущей кромки в частности, возможность реализации оптимальных режимов копания, связанных с ориентацией рабочего инструмента в пространстве, т. е. ресурс режущей кромки является вполне определенным компромиссом, в основу которого положена как минимизация энерготрудозатрат, так и соответственно повышение долговечности самой режущей кромки. В процессе экскавации зубья теряют, с различной степенью интенсивности, свою первоначальную длину, а именно длину рабочей части клина LB (фиг.2). Считая, что физико-механические свойства экскавируемого горного массива можно принять за фактор, характеризующийся постоянством этих свойств, можно произвести качественно-количественную оценку и ранжировку факторов, относящихся непосредственно к конструктив- ным параметрам режущей кромки. Согласно многолетним исследованиям и накопленному опыту эксплуатации в зависимости от типа землеройной машины среднестатистические величины углов заострения зубьев αн укладываются в пределы от 22 до 35о. Из практики авторов известны единичные случаи, когда удавалось уменьшить угол заострения зубьев до 16о без снижения прочности зубьев при росте ресурса зубьев и минимизации удельных расходов энергии на копание. Заключая, можно сделать вывод о том, что уменьшение углов заострения является одним из предпочтительных и продуктивных направлений. Однако при этом авторами было установлено, что эффективность продуктивности во многом зависит от величины удельных усилий копания, которые приводы машины могут обеспечить на один сантиметр режущей кромки зуба (не менее 2700 Н/см). Все же в большинстве конкретных случаев преимущество следует отдавать режущему инструменту с меньшими углами приострения.
В зависимости от величины углов αн и αк и ширины зуба B в процессе абразивного износа формируется площадка затупления, длина которой определяется через сечения I-I и II-II (отрезки l3' и l3") и соответственно шириной B. Сечение I-I характеризует тот момент жизненного цикла зуба (это соответствует 1/5-1/4 длины рабочей части зуба LB), когда начинает проявляться интенсификация роста площадки затупления, что сопровождается как увеличением энергоемкости процесса копания, так и особенно динамических нагрузок. Максимальное увеличение нагрузок и энергоемкости естестветственно соответствуют сечению II-II. Весьма вероятно, что переход в течение жизненного цикла зуба от сечения I-I к сечению II-II, когда liml3' ->> l3", является процессом явно нелинейным, особенно по характеру роста динамических нагрузок, а это несомненно вызывает как увеличение интенсивности потока отказов, так и снижение производительности землеройной машины.
Выполнение выемки с предложенным профилем позволяет в процессе работы землеройной машины стабилизировать текущие размеры площадок затупления, находящейся в контакте с экскаваируемой горной массой режущей кромкой рабочего органа машины, а, следовательно, избежать как реализации режимов копания, не отвечающих требованиям сбережения энергоресурсов, так и исключения вероятности проявления экстремальных нагрузок аварийного характера.
Общий темп износа режущей кромки может регулироваться в зависимости от ориентации профилированной выемки относительно забоя. Если зуб развернут выемкой к забою, то темп износа более высок, а уровень нормальных усилий копания будет падать. Если зуб выемкой ориентирован ковшу, то темп износа зуба, очевидно, замедлится, а уровень нормальных нагрузок, соответственно, снизится.
Таким образом, подбирая сочетания значений величин αн, αк, LB, b, lн, можно получить конструкцию зуба, обеспечивающую как минимизацию удельных энергозатрат в 1,2-1,45 раза, так и максимально износостойкости зуба в конкретных условиях эксплуатации от 2 до 5 раз, тем самым позволяя реализовать максимальную производительность и эффективность использования землеройного оборудования. Расклинивание и фиксация на режущей кромке износостойких накладок трапецеидальной формы с помощью зубьев, оснащенных скобообразными выступами, позволяет оснащать рабочие органы землеройных машин быстроразъемной режущей кромкой, что защищает от преждевременного и неоправданного износа как режущие элементы самой кромки, так и режущие пояса (передние стенки) рабочих органов, повышая их ресурс на 30-35%

Claims (2)

1. РЕЖУЩАЯ КРОМКА РАБОЧИХ ОРГАНОВ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН, содержащая симметричные клиновые зубья, жестко соединенные с режущим поясом, и накладки, зафиксированные смежными зубьями на режущем поясе, отличающаяся тем, что каждый зуб выполнен с двухзонной клиновидностью, причем часть клина, примыкающая к посадочному месту зуба, выполнена с углом заострения, большим угла заострения зуба в его вершине, а на одной из сторон каждого зуба выполнена выемка с профильной поверхностью, одна часть которой параллельна противоположной стороне клина, другая часть профильной поверхности образует с этой же клиновой поверхностью угол в 1,8 - 3,2 раза больше угла заострения зуба, при этом начало выемки расположено на расстоянии не менее 1/5 длины клиновой части зуба от его вершины, а боковые поверхности смежных зубъев в зоне их посадки на режущий пояс снабжены скобообразными выступами для фиксации на режущем поясе накладок, выполненных трапецеидальными, и толщина выступов линейно уменьшается к основанию зуба.
2. Режущая кромка по п.1, отличающаяся тем, что плоскости двухзонной клиновидности зуба выполнены плосковогнутыми.
RU92014238A 1992-12-23 1992-12-23 Режущая кромка рабочих органов землеройных машин RU2052031C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92014238A RU2052031C1 (ru) 1992-12-23 1992-12-23 Режущая кромка рабочих органов землеройных машин

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92014238A RU2052031C1 (ru) 1992-12-23 1992-12-23 Режущая кромка рабочих органов землеройных машин

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92014238A RU92014238A (ru) 1995-05-20
RU2052031C1 true RU2052031C1 (ru) 1996-01-10

Family

ID=20134210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92014238A RU2052031C1 (ru) 1992-12-23 1992-12-23 Режущая кромка рабочих органов землеройных машин

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2052031C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489243C2 (ru) * 2011-10-05 2013-08-10 Анатолий Николаевич Шилкин Способ закрепления на изнашиваемой поверхности износостойкого элемента (варианты)
RU2612766C2 (ru) * 2015-05-05 2017-03-13 Общество с ограниченной ответственностью "ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова" (ООО "ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова") Ковш карьерного экскаватора
RU2756543C2 (ru) * 2016-11-18 2021-10-01 Джой Глобал Серфейс Майнинг Инк Модульная землеройная инструментальная система

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Каталог-справочник фирмы "Маннесманн-Демаг" "Мощные гидравлические экскаваторы фирмы Демаг", Дюссельдорф, 1985, стр.17. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489243C2 (ru) * 2011-10-05 2013-08-10 Анатолий Николаевич Шилкин Способ закрепления на изнашиваемой поверхности износостойкого элемента (варианты)
RU2612766C2 (ru) * 2015-05-05 2017-03-13 Общество с ограниченной ответственностью "ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова" (ООО "ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова") Ковш карьерного экскаватора
RU2756543C2 (ru) * 2016-11-18 2021-10-01 Джой Глобал Серфейс Майнинг Инк Модульная землеройная инструментальная система
US11396739B2 (en) 2016-11-18 2022-07-26 Joy Global Surface Mining Inc Modular ground engagement tooling system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104114781B (zh) 磨耗总成
RU2598006C2 (ru) Узел зуба землеуборочного рабочего органа с коронкой и адаптером
US4980980A (en) Tooth for a digging bucket of an excavator
RU2429146C2 (ru) Устройство, выполненное в части горнодобывающей или строительной машины и включающее в себя конструкцию защиты от истирания, и часть машины, включающая в себя такое устройство
US4642920A (en) Digger tooth arrangement
US4289279A (en) Mill lining
US6415533B2 (en) Excavating bucket with replaceable wedge-locked teeth
US4924609A (en) Digging tooth and teeth arrayed in combination with endless excavating chain
US5210965A (en) Fabricated bucket tooth
RU2052031C1 (ru) Режущая кромка рабочих органов землеройных машин
CN110185445A (zh) 一种新型掘进机截割头
RU2107779C1 (ru) Зуб ковша экскаватора
RU2184814C1 (ru) Зуб ковша экскаватора
RU2671014C1 (ru) Зуб ковша экскаватора
RU209115U1 (ru) Зуб ковша усиленный
RU2679152C1 (ru) Зуб ковша карьерного экскаватора
RU2116406C1 (ru) Режущая кромка ковша экскаватора
CN215188160U (zh) 一种土地平整机刀头
CN217399791U (zh) 一种挖斗用护斗块
RU2679169C2 (ru) Узел зуба ковша карьерного экскаватора
RU207932U1 (ru) Колесо роторного экскаватора
SU1581816A1 (ru) Ковш землеройной машины
RU2167980C1 (ru) Зуб ковша экскаватора
CN213709683U (zh) 一种井下铲运机的铲斗
SU960386A1 (ru) Ковш экскаватора-драглайна