Зуб ковша экскаватора (варианты) и способ его изготовления. Зуб ковша


Зуб ковша экскаватора (варианты) и способ его изготовления

 

Изобретение относится к конструктивным элементам экскаваторов и других землеройных машин, а именно к деталям их рабочих органов и к способам их изготовления. Зуб ковша экскаватора состоит из адаптера, хвостовик которого имеет соответствующие прорези для крепления на ковше экскаватора. На противоположном конце адаптера имеется направляющий выступ, на котором надет и закреплен демпфер. На выступе могут быть выполнены пазы для размещения в них соответствующих выступов демпфера. На наконечнике адаптера расположена коронка, внутренняя поверхность которой имеет форму, сопрягающуюся с наружной поверхностью передней части демпфера. Варианты конструкции зуба предусматривают различные соединения коронки и демпфера. Соединение может быть осуществлено посредством тугой посадки и образования неразъемного соединения за счет зацепления зубцов, выполненных на соединяющихся поверхностях, или за счет размещения в зазоре между соединяемыми поверхностями слоя легкоплавкого металла, или путем наплавки второго слоя металла. Способ изготовления зуба по третьему варианту предусматривает осуществление наплавки методом литья металла в форму, в которую предварительно введен наконечник демпфера. Изобретение обеспечивает повышение надежности конструкции, экономичности и долговечности при эксплуатации. 4 с. и 9 з.п.ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к конструктивным элементам экскаваторов и других землеройных машин, а именно к деталям из рабочих органов и к способам их изготовления.

Известен составной зуб для землеройной машины [1], включающий коронку и адаптер. Адаптер имеет сужающийся конец, образующий выступ, а коронка имеет соответствующей формы полость. Соединение коронки и адаптера осуществляется механическим путем с помощью эластичного клина, который устанавливается в специальные овальные отверстия. Составной зуб достаточно прост в изготовлении, однако имеет ненадежное соединение, а коронка, выполненная из износостойкой стали, имеет излишне массивную форму. В процессе эксплуатации ковша экскаватора коронка изнашивается и требуется ее постоянная замена. Таким образом, дорогая износостойкая сталь используется нерационально, что увеличивает эксплуатационные расходы. Другой известный составной зуб [2] имеет менее металлоемкую форму коронки, что с одной стороны удешевляет конструкцию, однако с другой стороны тонкие стенки коронки и длинный посадочный выступ делают конструкцию ненадежной. В процессе эксплуатации может разрушиться не только коронка, но и сам адаптер. Соединение деталей зуба осуществляется также с помощью штифта и является ненадежным. Известны более сложные конструкции зуба. Так, узел крепления зуба рабочего органа землеройной машины [3] предусматривает соединение составных частей с помощью муфты, расположенный на заднем конце удлиненного корпуса коронки и охватывающей головку адаптера. Сопрягающиеся поверхности адаптера и коронки имеют сложную конфигурацию с впадинами и выступами, что делает всю конструкцию нетехнологичной в изготовлении. Наиболее близким к заявляемому устройству является узел крепления зуба ковша экскаватора [4], принятый за прототип устройства. Зуб [4] состоит из адаптера, имеющего на конце направляющий клинообразный выступ с округлыми впадинами, на котором при помощи штифта установлена коронка из износостойкого материала. Коронка имеет удлиненную клинообразную форму. Ее внутренняя поверхность имеет форму, сопрягающуюся с наружной концевой поверхностью адаптера, и дополнительно снабжена округлыми выступами, фиксирующими положение коронки на адаптере. Зуб снабжен дополнительным рабочим элементом в виде крышки, установленной на специальной направляющей и защищающей верхнюю часть адаптера. На крышке со стороны коронки выполнены ребра, которые являются дополнительными фиксаторами взаимного положения указанных элементов. Таким образом, рабочий орган зуба состоит из двух взаимодействующих элементов: коронки и крышки, выполненных из износостойкой стали, что усложняет и удорожает конструкцию. Кроме того, значительная часть коронки не является рабочей, а служит только для закрепления ее на адаптере, т.е. часть износостойкой стали не используется по назначению. Наличие сквозного канала (для установки штифта) на концевой части адаптера также уменьшает надежность зуба в целом, т. е. может привести в процессе эксплуатации к разрушению адаптера. Известны различные способы изготовления зуба ковша экскаватора, при этом операцией, определяющей ресурсные характеристики зуба, является операция соединения коронки и адаптера. Традиционно соединение осуществляется механическим путем с помощью клиньев, штифтов и муфт, как это описано в [1-4]. При этом простота соединения является несомненным преимуществом, однако такие соединения, как отмечалось, не обладают достаточной надежностью, что приводит к преждевременным поломкам зуба в месте соединения коронки и адаптера. Другим известным способом изготовления зуба является способ [5], в котором между поверхностью полости в задней части коронки землеройного зуба и внешней поверхностью передней части адаптера располагают размягчающийся при нагреве полимерный материал и нагревают его до температуры размягчения. Застывший слой полимера обеспечивает сравнительно прочное соединение деталей зуба в результате адгезионного взаимодействия. После износа коронки опять нагревают материал до температуры размягчения и заменяют изношенную коронку на новую. Способ прост в реализации, однако полимерный материал, соединяющий коронку с адаптером, не обладает достаточной жесткостью и высокими адгезионными свойствами, обеспечивающими надежное крепление коронки на адаптере, а следовательно, надежную работу зуба. В основу изобретения поставлена задача создания простой и надежной конструкции зуба для ковша экскаватора, экономичной с точки зрения использования износостойкой и долговечной при эксплуатации стали коронки. Способ изготовления такого зуба должен обеспечивать надежное соединение между собой его элементов. Поставленная задача решается тремя вариантами конструкции зуба и способом изготовления третьего варианта зуба. В первом варианте поставленная задача решается тем, что в зубе ковша экскаватора, включающем адаптер, на конце которого имеется направляющий выступ, рабочий орган, состоящий из двух элементов, одним из которых является коронка, выполненная из износостойкого материала, и фиксатор, согласно изобретению второй элемент рабочего органа выполнен в виде соосно расположенного демпфера, задняя часть которого закреплена на направляющем выступе адаптера, а передняя часть выполнена в виде сужающегося наконечника с зубчатой поверхностью, на котором закреплена коронка, внутренняя поверхность которой имеет форму, сопрягающуюся с наружной поверхностью наконечника демпфера, с обеспечением возможности их неразъемного соединения путем зацепления зубцов. Во втором варианте поставленная задача решается тем, что в зубе ковша экскаватора, включающем адаптер, на конце которого имеется направляющий выступ, рабочий орган, состоящий из двух элементов, одним из которых является коронка, выполненная из износостойкого материала, и фиксатор, согласно изобретению второй элемент рабочего органа выполнен в виде соосно расположенного демпфера, его задняя часть закреплена на направляющем выступе адаптера, а передняя часть выполнена в виде сужающегося наконечника с переменным рельефом боковых поверхностей, где закреплена коронка, внутренняя поверхность которой имеет форму, сопрягающуюся с наружной поверхностью наконечника демпфера, а в зазоре между указанными поверхностями расположен слой застывшего металла. В третьем варианте поставленная задача решается тем, что в зубе ковша экскаватора, включающем адаптер, на конце которого имеется направляющий выступ, рабочий орган, состоящий из двух элементов, одним из которых является коронка, выполненная из износостойкого материала, и фиксатор, согласно изобретению второй элемент рабочего органа выполнен в виде соосно расположенного демпфера, задняя часть которого закреплена на направляющем выступе адаптера, а передняя часть выполнена в виде сужающегося наконечника с переменным рельефом боковых поверхностей, на котором посредством наплавки выполнена коронка. В качестве материала демпфера во всех вариантах используют сталь конструкционной марки с ударной вязкостью не менее 1,0 МДж/м2 и условным пределом текучести, лежащим в пределах 0,3-0,8 условного предела текучести материала коронки, но не превышающим 0,7 условного предела текучести материала адаптера. Наилучший результат достигается, когда направляющий выступ адаптера имеет H-образное поперечное сечение, а задняя часть демпфера снабжена двумя выступами прямоугольного сечения, установленными в пазы между полками H-образного направляющего выступа адаптера. При этом целесообразно фиксатор выполнить в виде скобы, охватывающей сверху демпфер и закрепленной на полках H-образного выступа адаптера. Поставленная задача решается также способом изготовления зуба по третьему варианту, включающем формирование внутренней поверхности коронки по форме наружной поверхности направляющего выступа демпфера и закрепление коронки зуба на направляющем выступе посредством образования адгезионного взаимодействия, в котором согласно изобретению в качестве направляющего выступа используют переднюю часть демпфера, выполненную в виде сужающегося наконечника с переменным рельефом боковых поверхностей, а коронку изготавливают методом заливки расплавленного износостойкого материала в форму, в рабочей зоне которой предварительно размещают переднюю часть демпфера, затем демпфер с наплавленной коронкой охлаждают до комнатной температуры и закрепляют с помощью фиксатора заднюю часть демпфера на направляющем выступе адаптера. На фиг. 1 представлен зуб, первый вариант, вид сбоку, сверху и сечение; на фиг. 2 - зуб, второй вариант, коронка в сборе с демпфером; на фиг. 3 - зуб, третий вариант, коронка в сборе с демпфером. Зуб ковша экскаватора состоит из адаптера 1, хвостовик которого имеет соответствующие прорези для крепления на ковше экскаватора. На противоположном конце адаптера имеется направляющий выступ 2, на который надет и закреплен демпфер 3. Направляющий выступ 2 может иметь различную форму, однако целесообразно для обеспечения прочности конструкции выполнить в нем пазы, в которые могут быть жестко установлены соответствующие выступы демпфера (соединение по типу гнездо - вилка). Экспериментально установлено, что выполнение выступа 2 в виде профиля, имеющего H-образное поперечное сечение, и двух выступов 4 на задней части демпфера, имеющих прямоугольное сечение шириной, равной расстоянию между боковыми полками 5 на адаптере, позволяет обеспечить максимальную жесткость конструкции при минимальной длине выступов. Фиксацию взаимного положения деталей целесообразно осуществлять с помощью охватывающих конструкцию элементов, например, с помощью фиксатора 6 - имеющего форму скобы, размещенной над задней частью демпфера и закрепленной на полках 5 с помощью винтов 7. При этом скоба 6 имеет профилированное сечение и заглублена в тело выступа адаптера. На наконечнике демпфера расположена коронка 8, внутренняя поверхность которой имеет форму, сопрягающуюся с наружной поверхностью передней части демпфера. Наружная поверхность передней части демпфера выполнена в виде сужающегося наконечника. При этом форма выполнения наконечника может быть пирамидо-, конусо-, клинообразной или иной сложной формы, имеющей выступы и впадины, т. е. имеющей переменный рельеф боковой поверхности, например, в виде ступеней, зубцов (гребенки) и т.д. Одна из таких (наиболее простых) пирамидообразных форм с переменным углом схождения граней представлена на фиг. 2, другая - с зубчатой поверхностью передней части демпфера и соответственно зубчатой внутренней поверхностью коронки - на фиг. 1. Заявляемые варианты решают одну задачу принципиально одним и тем же путем, отличие заключается в конструкционных особенностях, обусловленных способом крепления коронки зуба на демпфере. Конструкция первого варианта зуба предусматривает наличие зубцов на поверхности сужающегося наконечника демпфера и соответствующих по форме зубцов на внутренней поверхности коронки. Неразъемное соединение указанных элементов может быть осуществлено с помощью тугой прессовой посадки. При приложении осевого усилия зубцы на демпфере вследствие упругости его материала подвергаются некоторому изгибу во внутрь, достаточному для того, чтобы зайти в зацепление с зубчатым рельефом коронки с образованием неразъемного соединения. При этом локальная пластическая деформация приводит к образованию адгезионных связей. Во втором варианте в зазоре между наружной поверхностью наконечника демпфера 3 и внутренней поверхностью коронки 8 расположен слой 9 легкоплавкого застывшего металла, например, свинца. При этом свинец в расплавленном виде заливают в щель, а затем он застывает, образуя соединение. Рекомендуется во время сборки коронки 8 и демпфера 3 поместить между ними пластинки свинца, затем нагреть узел до расплавления свинца, после остывания которого получается прочное неразъемное соединение. Слой 9 застывшего металла играет роль прочного уплотнителя. В третьем варианте изобретения коронка 8 выполнена посредством наплавки на демпфере 3 и весь узел является конструктивно единым биметаллическим элементом. При этом позиция 10 на фиг. 3 обозначает зону взаимного сплавления, т.е. переходный металлический слой. Установлено, что наилучший результат достигается не только конструктивными особенностями устройства, но и используемым материалом для изготовления демпфера. Для эффективной работы демпфера и возможности простого монтажа материал должен удовлетворять определенным требованиям по ударной вязкости и прочностным свойствам. Во всех вариантах реализации конструкции зуба в качестве материала демпфера используют сталь конструкционной марки с ударной вязкостью не менее 1 МДж/м2 и условным пределом текучести, лежащем в пределах 0,3-0,8 условного предела текучести материала коронки, но не более 0,7 условного предела текучести материала адаптера. При уменьшении ударной вязкости ниже 1 МДж/м2 в процессе эксплуатации происходит хрупкое разрушение демпфера в месте закрепления его к адаптеру. При изготовлении демпфера из стали с условным пределом текучести, меньшим 0,3 условного предела текучести материала коронки, происходит пластическая деформация демпфера (изгиб) и зуб приобретает нерабочую форму. Увеличение условного предела текучести выше заявляемого предела может привести к разрушению коронки в процессе ее монтажа и в процессе эксплуатации (разрушение передней части), а также необратимой пластической деформации адаптера во время эксплуатации зуба. Устройство работает следующим образом. В процессе внедрения ковша экскаватора в породу на коронку, демпфер и адаптер со стороны породы действуют сжимающие и изгибающие усилия, а коронка при внедрении в породу подвергается абразивному износу. При движении ковша экскаватора действующая на коронку распределенная нагрузка передается на наконечник демпфера и компенсируется его изгибающим моментом в зоне крепления демпфера к адаптеру (в зоне "вилки"). В процессе износа коронки не происходит хрупкого разрушения рабочего органа, а при полном абразивном износе коронки осуществляют замену сборного узла демпфер - коронка. При этом адаптер остается в рабочем состоянии, пригодном для повторного использования. Согласно способу реализации третьего варианта конструкции зуба коронку получают методом литья в форму, изготовленную в соответствии с наружной конфигурацией коронки. Устанавливают форму в ее рабочую зону (предпочтительно сверху), вводят демпфер его передней частью, т.е. вводят наконечник, заливают форму расплавленным износостойким металлом, например, инструментальной быстрорежущей сталью, затем осуществляют регламентированное охлаждение до комнатной температуры и вынимают демпфер с наплавленной коронкой. В случае необходимости производят термообработку узла в сборе. После этого демпфер закрепляют на выступе адаптера с помощью фиксатора. При такой технологии изготовления зуба внутренняя поверхность коронки повторяет рельеф наконечника демпфера и входит с ним в плотное соединение. В процессе остывания в форме возникают дополнительные сжимающие напряжения вследствие различных коэффициентов линейного расширения материалов. Ввиду того, что наконечник имеет развитую боковую поверхность, в зоне контакта демпфера с жидким металлом коронки образуются локальные металлические связи (на выступах), которые усиливают адгезионные связи. Таким образом, зуб имеет во всех вариантах простую конструкцию, технологичную в изготовлении, экономичную с точки зрения использования дорогостоящей стали коронки и надежную в процессе эксплуатации. При неизбежном абразивном износе легко и быстро можно осуществить замену сборного или составного элемента, при этом не требуется замена адаптера, так как существенно повышается срок его службы. Способы изготовления зуба просты и обеспечивают надежное соединение. Изобретение найдет промышленное применение на карьерных экскаваторах различных моделей. Источники информации: 1. Заявка ЕПВ 0531603, МКИ E 02 F 9/28. 2. Патент Швейцарии 679939, МКИ E 02 F 9/28. 3. Патент СССР 1838524, МКИ E 02 F 9/28. 4. Патент Великобритании 2252577, МКИ E 02 F 9/28 (прототип устройства). 5. Акц. заявка Японии 5-24293, МКИ E 02 F 9/28 (прототип способа).

Формула изобретения

1. Зуб ковша экскаватора, включающий адаптер, на конце которого имеется направляющий выступ, рабочий орган, состоящий из двух элементов, одним из которых является коронка, выполненная из износостойкого материала, и фиксатор, отличающийся тем, что второй элемент рабочего органа выполнен в виде соосно расположенного демпфера, задняя часть которого закреплена на направляющем выступе адаптера, а передняя часть выполнена в виде сужающегося наконечника с зубчатой поверхностью, на котором закреплена коронка, внутренняя поверхность которой имеет форму, сопрягающуюся с наружной поверхностью наконечника демпфера, с обеспечением возможности их неразъемного соединения путем зацепления зубцов. 2. Зуб по п.1, отличающийся тем, что в качестве материала демпфера используют сталь конструкционной марки с ударной вязкостью, не превышающей 1 МДж/м2 и условным пределом текучести, лежащим в пределах 0,3-0,8 условного предела текучести материала коронки, но не превышающим 0,7 условного предела текучести материала адаптера. 3. Зуб по п.1, отличающийся тем, что направляющий выступ адаптера имеет Н-образное поперечное сечение, а задняя часть демпфера снабжена двумя выступами прямоугольного сечения, установленными в пазы между полками Н-образного направляющего выступа адаптера. 4. Зуб по п. 3, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде скобы, охватывающей сверху демпфер и закрепленной на полках Н-образного выступа адаптера. 5. Зуб ковша экскаватора, включающий адаптер, на конце которого имеется направляющий выступ, рабочий орган, состоящий из двух элементов, одним из которых является коронка, выполненная из износостойкого материала, и фиксатор, отличающийся тем, что второй элемент рабочего органа выполнен в виде соосно расположенного демпфера, задняя часть которого закреплена на направляющем выступе адаптера, а передняя часть выполнена в виде сужающегося наконечника с переменным рельефом боковых поверхностей, на котором закреплена коронка, внутренняя поверхность которой имеет форму, сопрягающуюся с наружной поверхностью наконечника демпфера, а в зазоре между указанными поверхностями расположен слой застывшего металла. 6. Зуб по п.5, отличающийся тем, что в качестве материала демпфера используют сталь конструкционной марки с ударной вязкостью, не превышающей 1 МДж/м2, и условным пределом текучести, лежащим в пределах 0,3-0,8 условного предела текучести материала коронки, но не превышающим 0,7 условного предела текучести материала адаптера. 7. Зуб по п.5, отличающийся тем, что направляющий выступ адаптера имеет Н-образное поперечное сечение, а задняя часть демпфера снабжена двумя выступами прямоугольного сечения, установленными в пазы между полками Н-образного направляющего выступа адаптера. 8. Зуб по п. 7, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде скобы, охватывающей сверху демпфер и закрепленной на полках Н-образного выступа адаптера. 9. Зуб ковша экскаватора, включающий адаптер, на конце которого имеется направляющий выступ, рабочий орган, состоящий из двух элементов, одним из которых является коронка, выполненная из износостойкого материала, и фиксатор, отличающийся тем, что второй элемент рабочего органа выполнен в виде соосно расположенного демпфера, задняя часть которого закреплена на направляющем выступе адаптера, а передняя часть выполнена в виде сужающегося наконечника с переменным рельефом боковых поверхностей, на котором посредством наплавки выполнена коронка. 10. Зуб по п.9, отличающийся тем, что в качестве материала демпфера используют сталь конструкционной марки с ударной вязкостью, не превышающей 1 МДж/м2 и условным пределом текучести, лежащим в пределах 0,3-0,8 условного предела текучести материала коронки, но не превышающим 0,7 условного предела текучести материала адаптера. 11. Зуб по п.9, отличающийся тем, что направляющий выступ адаптера имеет Н-образное поперечное сечение, а задняя часть демпфера снабжена двумя выступами прямоугольного сечения, установленными в пазы между полками Н-образного направляющего выступа адаптера. 12. Зуб по п.11, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде скобы, охватывающей сверху демпфер и закрепленной ан полках Н-образного выступа адаптера. 13. Способ изготовления зуба землеройной машины, включающий формирование внутренней поверхности коронки по форме наружной поверхности направляющего выступа демпфера и закрепление коронки зуба на направляющем выступе посредством образования адгезионного взаимодействия, отличающийся тем, что в качестве направляющего выступа используют переднюю часть демпфера, которую выполняют в виде сужающегося наконечника с переменным рельефом боковых поверхностей, а коронку изготавливают методом литья расплавленного износостойкого материала в форму, в рабочей зоне которой предварительно размещают переднюю часть демпфера, затем демпфер с наплавленной коронкой охлаждают до комнатной температуры и закрепляют с помощью фиксатора заднюю часть демпфера на направляющем выступе адаптера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

www.findpatent.ru

Зуб ковша экскаватора и способ его изготовления

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции зубьев ковшей экскаваторов. Техническая задача - повышение срока службы и эффекта самозатачивания за счет расположения в стальной основе мелких деталей из износостойкого чугуна. В острие зуба устанавливаются вставки параллелепипедной формы, далее по рабочей плоскости - вставки цилиндрической формы. Вставки из износостойкого чугуна за счет теневого эффекта сдерживают стальную основу от интенсивного абразивного износа и тем самым обеспечивают увеличение срока службы. Так как износостойкие вставки располагаются только на одной из рабочих поверхностей, то другая (противоположная) подвергается более интенсивному износу, что в конечном итоге обеспечивает остроту зуба в процессе его эксплуатации (т.е. затачивание). Освоение такой конструкции зуба ковша и способа его изготовления позволит существенно в 2 и более раза повысить срок службы и обеспечить надежность работы оборудования (экскаваторов). 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции зубьев ковшей экскаваторов.

Зубья ковшей экскаваторов в процессе эксплуатации подвергаются абразивному износу с наличием динамических нагрузок. Изнашивание происходит преимущественно в виде микро- и макрорезания. При разработке скальных грунтов комплект зубьев ковшей экскаваторов интенсивно изнашивается и срок их службы из высокомарганцовистой стали 110Г13Л не превышает 5-10 дней [1].

Работа экскаваторов с изношенными зубьями снижает производительность и повышает износ машины, приводит к дополнительным затратам на замену изношенных деталей.

Известен зуб ковша экскаватора [2], содержащий для повышения износоустойчивости и обеспечения самозатачивания твердосплавную вставку, смонтированную в средней его части по продольной оси.

Недостатком указанной конструкции является то, что она не обеспечивает защиту от износа рабочих поверхностей зуба, а защищает лишь его переднюю часть и сердцевину.

Известен также зуб ковша экскаватора, содержащий вставки из износостойкого чугуна, установленные на рабочих поверхностях, подвергаемых абразивному износу [3].

Армирование зубьев ковшей экскаваторов крупными износостойкими пластинами позволяет повысить стойкость на 20-25%, в зависимости от условий работы.

Данная конструкция взята авторами за прототип.

Существенным недостатком таких зубьев, с крупными пластинами из износостойкого чугуна, является недостаточная механическая прочность пластин.

В процессе эксплуатации при ударах о скальный грунт происходит разрушение пластин из хрупкого износостойкого чугуна и их последующее выкрашивание, после чего возрастает интенсивность абразивного износа. Срок службы при этом резко снижается и не удовлетворяет требованиям эксплуатационников.

Целью настоящего изобретения является увеличение срока службы зуба ковша и обеспечение эффекта самозатачивания.

Поставленная цель достигается тем, что в конструкцию зуба включены вставки из износостойкого чугуна в виде отдельных деталей параллелепипедной и цилиндрической формы с обратной конусностью и расположены по рабочим поверхностям в стальной основе.

Параллелепипедной формы вставки располагаются в острие зуба в один ряд с интервалом 0,5-1,5 их ширины, а далее следуют равномерно расставленные цилиндрические вставки в рядах с межцентровым расстоянием друг от друга, равным 1,5-3,0 диаметра вставки.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить удароустойчивость вставок из износостойкого чугуна, так как они выполнены в виде мелких деталей.

Каждый отдельный элемент (вставка с малыми размерами), расположенный в пластичной стальной основе, за счет своих малых линейных размеров делает их практически неуязвимыми для разрушения при ударных нагрузках.

Вставки предложенной конструкции, выполненные из износостойкого чугуна, позволяют защитить рабочую поверхность зуба от абразивного износа за счет теневого эффекта на протяжении всего периода истирания вставок по толщине.

В дальнейшем, после износа вставок, процесс абразивного изнашивания протекает, как в обычных, не армированных деталях.

Параллелепипедная форма износостойких вставок принята с целью максимальной защиты рабочей поверхности у острия зуба.

Защита остальной (ровной) поверхности осуществляется вставками цилиндрической формы, как наиболее рациональной, обеспечивающей наименьшие внутренние напряжения и повышенную трещинноустойчивость при литье, что повышает эксплуатационные свойства и надежность зуба.

При расположении износостойких вставок на одной из рабочих поверхностей зуба ковша позволяет создать дополнительный эффект самозатачивания.

Поддержание зуба ковша экскаватора в заостренном состоянии способствует снижению затрат и повышению производительности оборудования.

На фиг.1 представлен зуб ковша экскаватора, армированный вставками из износостойкого чугуна (разрез по А-А).

Зуб ковша состоит из корпуса (1) и хвостовика (2), выполненных из стали (основы), и вставок параллелепипедной (3) и цилиндрической (4) форм, изготовленных из износостойкого чугуна.

На фиг.2 представлен зуб ковша экскаватора со стороны износостойких вставок (вид сверху).

Износостойкие вставки параллелепипедной формы располагаются на передней режущей кромке зуба (у острия) в один ряд с интервалом 0,5-1,5 ширины вставки, длина и толщина которой определяются конструктивно и не превышают 2-3-кратной ее ширины.

Цилиндрические вставки расположены равномерно в рядах с межцентровым расстоянием, равным 1,5-3,0 диаметра вставки.

Такое расположение износостойких вставок обеспечивает защиту стальной основы от абразивного износа за счет использования теневого эффекта.

Использование зубьев ковшей экскаваторов предложенной конструкции позволит повысить удароустойчивость вставок и абразивную износостойкость, что приведет к существенному повышению срока службы изделия.

Известен способ изготовления зуба ковша [3] с упрочнением рабочей поверхности путем поверхностного легирования.

Способ заключается в том, что в полость литейной формы проставляются вставки, изготовленные из порошков ферросплавов с жидким стеклом. При заливке формы сталью ферросплавы расплавляются и легируют поверхностный рабочий слой отливки.

Легирование специальными ферросплавами упрочняет рабочую поверхность, делает ее более износостойкой. Стойкость таких зубьев повышалась на 30-40%, что явно недостаточно.

Известен также способ изготовления зубьев ковша с упрочнением рабочей поверхности вставкой из износостойкого чугуна [3].

Способ изготовления заключается в том, что в литейную форму при отливке зуба устанавливается пластина из износостойкого чугуна и примыкает к поверхности, подлежащей упрочнению. В готовую форму заливают сталь (основа отливки) и получают отливку зуба, армированного пластиной из износостойкого чугуна.

Данный способ изготовления принят за прототип.

Целью настоящего изобретения является существенное повышение срока службы зуба ковша экскаватора с обеспечением эффекта самозатачивания.

Поставленная цель достигается тем, что изготовление зуба осуществляется в процессе литья из стали с использованием мелких вставок из износостойкого чугуна параллелепипедной и цилиндрической форм цельнолитой конструкции с элементом крепления в литейной форме.

Предлагаемый способ изготовления зуба отличается от известного тем, что предварительно отлитые из износостойкого чугуна вставки (3) и (4), см. фиг.3, в виде мелких деталей параллелепипедной и цилиндрической формы цельнолитой конструкции проставляют в нижнюю полуформу и фиксируют с помощью элементов крепления по одной или двум рабочим поверхностям (фиг.4, разрез Б-Б).

Вставки параллелепипедной формы располагают на участке, образующем острие зуба, в один ряд с интервалом 0,5-1,5 их ширины, а цилиндрические в продолжение рабочей поверхности в рядах с межцентровым расстоянием, равным 1,5-3,0 диаметра вставок.

Для выполнения внутренней полости отверстий в полуформу устанавливают песчаный стержень (7).

После простановки в нижнюю полуформу износостойких вставок и песчаного стержня ее накрывают верхней полуформой (8) с элементом литниковой системы.

Собранная литейная форма через литниковую систему (9) заливается жидкой сталью.

Закристаллизовавшуюся армированную отливку в дальнейшем подвергают выбивке из формы, удалению стержня, очистке от пригара, обрубке облоев и удалению заусениц.

После этого армированную отливку зуба подвергают термообработке (закалке) с целью придания пластических свойств основе металла и дополнительного увеличения износостойкости чугунным вставкам и зубу в целом.

Такая конструкция зуба и способ его изготовления позволяют создать за счет теневого эффекта износостойкую деталь, способную выдерживать большие динамические нагрузки в сочетании с высокой абразивной стойкостью.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ю.Д.Новомейский, В.И.Глазков. Высокомарганцовистая аустенитная сталь 110Г13Л. М.: Металлургия, 1969 г.

2. А.С.№334344.

3. Э.Б.Тен, К.Б.Бикшенов. Повышение срока службы литых зубьев ковшей карьерных экскаваторов. "Литейное производство", 1981, №10, с.18-19.

1. Зуб ковша экскаватора, включающий корпус, хвостовик, выполненные из стали, и вставку, отличающийся тем, что вставка выполнена в виде мелких деталей из износостойкого чугуна параллелепипедной и цилиндрической формы с обратной конусностью и расположенных внутри стальной основы по рабочим поверхностям, причем вставки параллелепипедной формы расположены в острие зуба в один ряд с интервалом 0,5-1,5 их ширины, а цилиндрические - равномерно на остальной рабочей поверхности в рядах с межцентровым расстоянием, равным 1,5-3,0 диаметрам вставок.

2. Зуб ковша экскаватора по п.1, отличающийся тем, что износостойкие вставки параллелепипедной формы имеют размер 20×30×10 мм, а цилиндрические - диаметр 30 мм.

3. Способ изготовления зуба ковша экскаватора, содержащего стальную основу и износостойкую вставку, согласно которому в литейную форму при отливке зуба устанавливают износостойкую вставку, в литейную форму заливают стальную основу, после чего армированную отливку зуба удаляют из литейной формы и производят термообработку, отличающийся тем, что предварительно отлитые из износостойкого чугуна вставки в виде мелких деталей параллелепипедной и цилиндрической формы цельнолитой конструкции проставляют в нижнюю полуформу и фиксируют с помощью элементов крепления по одной или двум рабочим поверхностям, при этом вставки параллелепипедной формы располагают на участке, образующем острие зуба, в один ряд с интервалом 0,5-1,5 их ширины, а цилиндрические - в продолжении рабочей поверхности в рядах с межцентровым расстоянием, равным 1,5-3,0 диаметрам вставок, причем для выполнения внутренней полости отверстий в отливке зуба устанавливают песчаный стержень, а после простановки в нижнюю полуформу износостойких вставок и песчаного стержня накрывают нижнюю полуформу верхней, после чего готовая литейная форма заливается через литниковую систему жидкой сталью, после чего закристаллизовавшуюся армированную отливку зуба удаляют из литейной формы и производят операции по выбивке стержня, очистке от пригара и заточки заусениц и заливов.

4. Способ изготовления зуба ковша экскаватора по п.3, отличающийся тем, что износостойкие вставки параллелепипедной формы изготавливают размером 20×30×10 мм, а цилиндрические - диаметром 30 мм.

www.findpatent.ru

зуб ковша экскаватора - патент РФ 2107779

Использование: в землеройной технике, а именно в ковшовых экскаваторах цикличного действия, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности и строительстве для разрушения и выемки пород грунтов любой крепости. Сущность изобретения: для увеличения срока службы зубьев и передней стенки ковша экскаватора в зубе, включающем хвостовик, рабочую часть, состоящую из верхней и нижней криволинейных граней с режущей частью, режущая часть смещена вверх относительно продольной оси зуба на 0,05-0,09 по отношению к длине зуба. Верхняя и нижняя грани зуба снабжены продольными ребрами. Верхняя грань образована тремя сопряженными цилиндрическими поверхностями, соответственно выпуклой, вогнутой и выпуклой с радиусами кривизны в пределах 400-550, 250-350 и 450-550 мм соответственно. Верхнее ребро жесткости образовано четырьмя сопряженными выпуклой, вогнутой, вогнутой и выпуклой цилиндрическими поверхностями с радиусами кри визны в пределах 400-550, 900-1100, 350-450 и 100-140 мм соответственно. Нижняя грань в области режущей части имеет форму вогнутой цилиндрической поверхности с радиусом кривизны в диапазоне 700-900 мм, а далее до хвостовика образована двумя сопряженными вогнутой и выпуклой цилиндрическими поверхностями с радиусами кривизны в пределах 200-300 и 450-550 мм соответственно. Нижнее ребро образовано двумя сопряженными вогнутой и выпуклой цилиндрическими, поверхностями с радиусами кривизны в пределах 700-900 и 900-1100 мм соответственно. 1 з.п.ф.-лы, 3 ил. Изобретение относится к землеройной технике, а именно к одноковшовым экскаваторам циклического действия, и может быть использовано в горнодобывающей промышленности и строительстве для разрушения и выемки пород и грунтов любой крепости после, либо без предварительного рыхления. Известен зуб ковша экскаватора, содержащий хвостовую часть для присоединения зуба к передней стенке ковша экскаватора, а также рабочую часть, выполненную со смещением режущей кромки зуба относительно продольной оси зуба [1]. При этом верхняя и нижняя грани зуба, а также его боковые грани выполнены криволинейными. Такая форма зуба выбрана из соображений соответствия дуговой траектории движения ковша экскаватора при копании и позволяет увеличить эффективность копания за счет более легкого проникновения зуба в породу. Однако зуб такой формы по мере эксплуатации стачивается, превращаясь в болванку, что существенно снижает эффективность копания и затрудняет работу экскаватора. Известен также зуб ковша экскаватора, содержащий хвостовую часть и рабочую часть с режущей кромкой, смещенной относительно продольной оси зуба [2]. Верхняя и нижняя грани зуба выполнены в виде криволинейных поверхностей с чередующими выпуклыми и вогнутыми участками. Использование данной формы зуба позволяет уменьшить абразивный износ зуба за счет создания на поверхности зуба турбулентного потока частиц в пограничном слое породы и исключения тем самым многократного проскальзывания частиц породы. Однако такой зуб хоть и позволяет несколько снизить износ, но его стачивание тем не менее не предотвращается и приводит, как и в предыдущем случае, к образованию болванки и необходимости скорой замены зуба, что в свою очередь приводит к дополнительным материальным затратам Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является зуб ковша экскаватора, включающий хвостовик, рабочую часть, состоящую из верхней и нижней криволинейных граней и режущей части, смещенной относительно продольной оси зуба [3]. При использовании зуба такой формы происходит самозатачивание режущей кромки зуба, что продлевает его использование и обеспечивает повышение эффективности копания за счет лучшего проникновения зуба в породу при копании. Однако самозатачивание известного зуба происходит лишь на начальном участке зуба в области режущей части. По мере эксплуатации форма зуба теряет свою первоначальную форму, что приводит к резкому снижению эффективности копания. Кроме того, отмеченные выше известные технические решения не защищают переднюю стенку ковша экскаватора, которая находится в условиях воздействия на нее породы, проходящей между зубьями ковша. В таких условиях передняя стенка ковша при использовании обычного варианта зуба служит в зависимости от условий эксплуатации примерно 8 месяцев, после чего подлежит замене. При средней стоимости передней стенки 10000 $ общие материальные затраты существенно возрастают. Задача изобретения - увеличение срока службы зубьев и передней стенки ковша экскаватора. Задача решается за счет того, что в зубе ковша экскаватора, включающем хвостовик, рабочую часть, состоящую из верхней и нижней криволинейных граней с режущей частью, режущая часть смещена вверх относительно продольной оси зуба на 0,05 - 0,09 по отношению к длине зуба, верхняя и нижняя грани зуба снабжены продольными ребрами, причем верхняя грань образована тремя сопряженными цилиндрическими поверхностями, соответственно выпуклой, вогнутой и выпуклой с радиусами кривизны в пределах 400-550, 250-350 и 450-550 мм соответственно, верхнее ребро жесткости образовано четырьмя сопряженными выпуклой, вогнутой, вогнутой и выпуклой цилиндрическими поверхностями с радиусами кривизны в пределах 400-550, 900-1100, 350-450 и 100-140 мм соответственно, а нижняя грань в области режущей части имеет форму вогнутой цилиндрической поверхности с радиусом кривизны в диапазоне 700-900 мм, а далее до хвостовика образована двумя сопряженным вогнутой и выпуклой цилиндрическими поверхностями с радиусами кривизны в пределах 200-300 и 450-550 мм соответственно, нижнее ребро образовано двумя сопряженными вогнутой и выпуклой цилиндрическими поверхностями с радиусами кривизны в пределах 700-900 и 900-1100 мм соответственно. Кроме того, на боковых поверхностях зуба выполнены козырьки в виде уголков, обращенных ребром в сторону режущей части, причем размер козырька вдоль поперечной оси зуба выбирается в пределах половины расстояния между соседними зубьями ковша экскаватора. На фиг. 1 изображен предлагаемый зуб, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1. Зуб включает в себя хвостовик 1 с отверстиями 2 для крепления хвостовика 1 к ковшу экскаватора (не показан), рабочую часть, состоящую из режущей части 3, верхней 4 и нижней 5 граней. На рабочих гранях выполнены соответственно верхнее 6 и нижнее 7 ребра жесткости, а на боковых поверхностях зуб содержит козырьки 8. Зуб ковша экскаватора работает следующим образом. Внедряют режущую часть зуба в породу. При этом разрушаемая порода перемещается вдоль верхней 4 и нижней 5 граней зуба, попадая после этого в ковш экскаватора. В процессе многократного перемещения породы вдоль граней 4 и 5 зуба происходит их постепенный абразивный износ. За счет наличия ребер жесткости 6 и 7 и выбора величины смещения d режущей части 3 относительно продольной оси зуба в пределах, определяемых соотношением d/L = 0,05-0,09, где L - длина зуба, а также при выборе формы граней 4 и 5 зуба и его ребер 6 и 7 в пределах заданных соотношений износ происходит таким образом, что режущая часть зуба 3 остается острой, а сам зуб в целом и его режущая часть сохраняют свою первоначальную форму за счет равномерного стачивания зуба по всей поверхности. В результате значительно возрастает долговечность зуба с сохранением первоначальной эффективности копания. При этом козырьки 8 в зависимости от их размера полностью или частично перекрывают доступ породы к передней стенке ковша экскаватора (не показана), защищая тем самым ее от абразивного износа. Форма зуба и его ребер подбиралась экспериментально в процессе заводских испытаний зуба на экскаваторе типа ЭКГ-8И. Испытания проводились для зубьев с типовой базовой длиной L порядка 1200 мм и углом между верхней и нижней гранями порядка 27 - 35o, выбираемым из соображений его соответствия углу трения для разрушаемой породы. В ходе испытаний варьировались как величина смещения режущей части 3, так и кривизна граней 4 и 5 зуба и его ребер 6 и 7. В ходе испытаний контроль велся за состоянием остроты зуба, а также его общей формой. Наилучшие результаты по сохранению контролируемых параметров были достигнуты в пределах вышеприведенных соотношений размеров этих элементов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Зуб ковша экскаватора, включающий хвостовик, рабочую часть, состоящую из верхней, нижней криволинейных граней с режущей частью, смещенной относительно продольной оси зуба, отличающийся тем, что режущая часть смещена вверх на 0,05 - 0,09 по отношению к длине зуба, верхняя и нижняя грани зуба снабжены продольными цилиндрическими поверхностями, соответственно выпуклой, вогнутой и выпуклой с радиусами кривизны 400 - 550, 250 - 350 и 450 - 550 мм соответственно, верхнее ребро жесткости образовано четырьмя сопряженными выпуклой, вогнутой, вогнутой и выпуклой цилиндрическими поверхностями с радиусами кривизны 400 - 550, 900 - 1100, 350 - 450 и 100 - 140 мм, а нижняя грань в области режущей части имеет форму выгнутой цилиндрической поверхности с радиусом кривизны 700 - 900 мм, а далее до хвостовика, образована двумя сопряженными вогнутой и выпуклой цилиндрическими поверхностями с радиусами кривизны 200 - 300 и 450 - 550 мм соответственно, нижнее ребро образовано двумя сопряженными вогнутой и выпуклой цилиндрическими поверхностями с радиусами кривизны 700 - 900 и 900 - 1100 мм соответственно. 2. Зуб ковша экскаватора по п.1, отличающийся тем, что на боковых поверхностях зуба выполнены козырьки в виде уголков, обращенных ребром в сторону режущей части, причем размер козырька вдоль поперечной оси зуба выбирается в пределах половины расстояния между соседними зубьями ковша экскаватора.

www.freepatent.ru

Зуб ковша

Зуб ковша ЭКГ

ООО "Асбестовский Ремонтно-Машиностроительный завод" производит зуб ковша для экскаваторов ЭКГ-5, ЭКГ-8И, ЭКГ-10, ЭКГ-12.5, ЭО и прочей горной техники.

В процессе работы тяжелого экскаватора зуб ковша ЭКГ подвергается сильному износу, особенно если работы ведутся с горной породой высокой твердости.

Зуб ковша являясь ключевым элементом ковша экскаватора требует периодической замены, поскольку изношенный зуб приводит к снижению эффективности работы всего экскаватора, а так же невозможности проводить землеройные работы при сложных условиях.

Зуб ковша ЭКГ представляет собой специальную конструкцию, способную разрушать горную породу.

Производственный цикл по изготовлению зуба ковша начинается в литейном цехе завода, где производятся высококачественные отливки, которые являются непосредственными заготовками будущих зубьев ковша для экскаваторов ЭКГ, ЭШ и других марок. После литейного цеха отливки проходят строгий контроль качества и после этого поступают в цех механической обработки, в котором удаляется лишний металл, оставшийся в процессе отливки и придается окончательная форма готовому зубу ковша.

Готовые изделия проходят еще один завершающий этап ко контролю качества, где проверяется геометрия зуба, а так же качество и твердость получившегося металла.

В случае обнаружения малейших отклонений от нормы вся партия отливки отправляется на переплавку, поскольку одним из достоинств продукции завода ООО "АРМЗ" является выпуск качественной продукции, которой доверяют все клиенты завода.

Применение такой схемы производственного процесса позволяет  повысить износостойкость и качество зуба ковша, тем самым продлить срок его службы.

Купить зуб ковша

Весь перечень представленных моделей зуба ковша можно купить. Сделав заявку в отдел сбыта вы сможете купить зуб ковша напрямую со склада или сделать заявку на его изготовление с учетом всех необходимых Вам параметров.

Перечень выпускаемых наименований зуба ковша:

Зуб

№ чертежа: 4193.00

Вес: 12,5 кг.Вид оборудования: Экскаватор ЭО-4124

Зуб L-34/1

№ чертежа: 6517.00.00А

Вес: 11 кг.Вид оборудования: Погрузчик L-34

Зуб боковой погрузчика

№ чертежа: ЛП 1085-00

Вес: 7,6 кг.Вид оборудования: Погрузчик SDM-855

Зуб ковша ЭО-4321

№ чертежа: 437.00-1

Вес: 10 кг.Вид оборудования: Экскаватор ЭО-4321

Зуб ковша ЭО-5122, Э-1252 Б

№ чертежа: 113-5А-12Б

Вес: 22 кг.Вид оборудования: Экскаватор ЭО-5122А

Зуб передний погрузчика

№ чертежа: ЛП 1086-00

Вес: 11 кг.Вид оборудования: Погрузчик

Зуб Э-1252Б

№ чертежа: 113-5А-12А

Вес: 28 кг.Вид оборудования: Экскаватор Э-1252

Зуб Э-3322

№ чертежа: 438.000

Вес: 7.5 кг.Вид оборудования: Экскаватор Э-3322

Зуб Э-6526

№ чертежа: 652А.191.0036

Вес: 14 кг.Вид оборудования: Экскаватор Э-6526

Зуб ЭО-4121

№ чертежа: 5823

Вес: 9 кг.Вид оборудования: Экскаватор ЭО-4121

Зуб ЭО-5124

№ чертежа: 5822

Вес: 23.5 кг.Вид оборудования: Экскаватор ЭО-5124

Зуб L-34/1

№ чертежа: 34.467.06

Вес: 11 кг.

Зуб ковша Э-2503

№ чертежа: 313-5-4

Вес: 120 кг.

Зуб L-34/1

№ чертежа: 34/467/06

Вес: 11 кг.

Зуб Л34/1 вильчатый

№ чертежа: 6517.00.00А

Вес: 11 кг.

armz.su

Зуб ковша - тэги каталога

2.713-00002 Зуб ковша 2705-1001B Палец зуба ковша 2705-9012 Палец зуба ковша 2713-1054B Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1055B Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1058 Зуб ковша 2713-1059 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1059A Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1059P Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) 2713-1060 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1060A Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1060P Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) 2713-1090 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1091 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1134 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1135 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1163 Зуб ковша 2713-1163A Зуб ковша 2713-1163B Зуб ковша 2713-1206A Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1206B Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1207A Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1207B Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1208 Зуб ковша 2713-1208B Зуб ковша 2713-1209 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1210 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1212 Зуб ковша 2713-1212A Зуб ковша 2713-1212B Зуб ковша 2713-1217 Коронка зуба ковша 2713-1218 Адаптер зуба ковша 2713-1218A Адаптер зуба ковша 2713-1219 Коронка зуба ковша 2713-1220 Адаптер зуба ковша 2713-1221 Коронка зуба ковша 2713-1221A Коронка зуба ковша 2713-1222 Адаптер зуба ковша 2713-1222A Адаптер зуба ковша 2713-1222B Адаптер зуба ковша 2713-1228 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1228A Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1229 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1229A Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1232 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1233 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1234 Коронка зуба ковша 2713-1235 Адаптер зуба ковша 2713-1236 Коронка зуба ковша 2713-1237 Адаптер зуба ковша 2713-1240 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-1241 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1260 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1260A Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-1262 Адаптер зуба ковша 2713-1269 Коронка зуба ковша 2713-1270 Коронка зуба ковша 2713-1271 Коронка зуба ковша 2713-1272 Коронка зуба ковша 2713-1273 Адаптер зуба ковша 2713-6012B Коронка зуба ковша 2713-6034 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-6034A Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-6035 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-6035A Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-6035B Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-6050 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-6051 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 2713-6074 Адаптер зуба ковша 2713-6076 Адаптер зуба ковша 2713-6078 Адаптер зуба ковша 2713-6080 Адаптер зуба ковша 2713-6082 Адаптер зуба ковша 2713-6088 Адаптер зуба ковша 2713-9010 Коронка зуба ковша 2713-9026 Коронка зуба ковша 2713-9029 Коронка зуба ковша 2713-9040 Коронка зуба ковша 2713-9041 Коронка зуба ковша 2713-9044 Коронка зуба ковша 2713-9046 Коронка зуба ковша 2713-9049 Коронка зуба ковша 2713-9051 Коронка зуба ковша 2713-9051A Коронка зуба ковша 2713-9054 Коронка зуба ковша 2713-9055 Коронка зуба ковша 2713-9056 Коронка зуба ковша 2713-9057 Коронка зуба ковша 2713-9058 Коронка зуба ковша 2713-9059 Коронка зуба ковша 2713-9060 Коронка зуба ковша 2713-9061 Коронка зуба ковша 2713-9062 Коронка зуба ковша 2713-9063 Коронка зуба ковша 2713-9404 Коронка зуба ковша 2713-9405 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713-9406 Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) левый 27131228A Бокорез (боковой зуб, коронка ковша) правый 2713C9037 Адаптер зуба ковша 2713C9042 Адаптер зуба ковша

fortsk.ru

зуб ковша экскаватора и способ его изготовления - патент РФ 2269628

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции зубьев ковшей экскаваторов. Техническая задача - повышение срока службы и эффекта самозатачивания за счет расположения в стальной основе мелких деталей из износостойкого чугуна. В острие зуба устанавливаются вставки параллелепипедной формы, далее по рабочей плоскости - вставки цилиндрической формы. Вставки из износостойкого чугуна за счет теневого эффекта сдерживают стальную основу от интенсивного абразивного износа и тем самым обеспечивают увеличение срока службы. Так как износостойкие вставки располагаются только на одной из рабочих поверхностей, то другая (противоположная) подвергается более интенсивному износу, что в конечном итоге обеспечивает остроту зуба в процессе его эксплуатации (т.е. затачивание). Освоение такой конструкции зуба ковша и способа его изготовления позволит существенно в 2 и более раза повысить срок службы и обеспечить надежность работы оборудования (экскаваторов). 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

зуб ковша экскаватора и способ его изготовления, патент № 2269628

Рисунки к патенту РФ 2269628

зуб ковша экскаватора и способ его изготовления, патент № 2269628 зуб ковша экскаватора и способ его изготовления, патент № 2269628 зуб ковша экскаватора и способ его изготовления, патент № 2269628 зуб ковша экскаватора и способ его изготовления, патент № 2269628

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к конструкции зубьев ковшей экскаваторов.

Зубья ковшей экскаваторов в процессе эксплуатации подвергаются абразивному износу с наличием динамических нагрузок. Изнашивание происходит преимущественно в виде микро- и макрорезания. При разработке скальных грунтов комплект зубьев ковшей экскаваторов интенсивно изнашивается и срок их службы из высокомарганцовистой стали 110Г13Л не превышает 5-10 дней [1].

Работа экскаваторов с изношенными зубьями снижает производительность и повышает износ машины, приводит к дополнительным затратам на замену изношенных деталей.

Известен зуб ковша экскаватора [2], содержащий для повышения износоустойчивости и обеспечения самозатачивания твердосплавную вставку, смонтированную в средней его части по продольной оси.

Недостатком указанной конструкции является то, что она не обеспечивает защиту от износа рабочих поверхностей зуба, а защищает лишь его переднюю часть и сердцевину.

Известен также зуб ковша экскаватора, содержащий вставки из износостойкого чугуна, установленные на рабочих поверхностях, подвергаемых абразивному износу [3].

Армирование зубьев ковшей экскаваторов крупными износостойкими пластинами позволяет повысить стойкость на 20-25%, в зависимости от условий работы.

Данная конструкция взята авторами за прототип.

Существенным недостатком таких зубьев, с крупными пластинами из износостойкого чугуна, является недостаточная механическая прочность пластин.

В процессе эксплуатации при ударах о скальный грунт происходит разрушение пластин из хрупкого износостойкого чугуна и их последующее выкрашивание, после чего возрастает интенсивность абразивного износа. Срок службы при этом резко снижается и не удовлетворяет требованиям эксплуатационников.

Целью настоящего изобретения является увеличение срока службы зуба ковша и обеспечение эффекта самозатачивания.

Поставленная цель достигается тем, что в конструкцию зуба включены вставки из износостойкого чугуна в виде отдельных деталей параллелепипедной и цилиндрической формы с обратной конусностью и расположены по рабочим поверхностям в стальной основе.

Параллелепипедной формы вставки располагаются в острие зуба в один ряд с интервалом 0,5-1,5 их ширины, а далее следуют равномерно расставленные цилиндрические вставки в рядах с межцентровым расстоянием друг от друга, равным 1,5-3,0 диаметра вставки.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить удароустойчивость вставок из износостойкого чугуна, так как они выполнены в виде мелких деталей.

Каждый отдельный элемент (вставка с малыми размерами), расположенный в пластичной стальной основе, за счет своих малых линейных размеров делает их практически неуязвимыми для разрушения при ударных нагрузках.

Вставки предложенной конструкции, выполненные из износостойкого чугуна, позволяют защитить рабочую поверхность зуба от абразивного износа за счет теневого эффекта на протяжении всего периода истирания вставок по толщине.

В дальнейшем, после износа вставок, процесс абразивного изнашивания протекает, как в обычных, не армированных деталях.

Параллелепипедная форма износостойких вставок принята с целью максимальной защиты рабочей поверхности у острия зуба.

Защита остальной (ровной) поверхности осуществляется вставками цилиндрической формы, как наиболее рациональной, обеспечивающей наименьшие внутренние напряжения и повышенную трещинноустойчивость при литье, что повышает эксплуатационные свойства и надежность зуба.

При расположении износостойких вставок на одной из рабочих поверхностей зуба ковша позволяет создать дополнительный эффект самозатачивания.

Поддержание зуба ковша экскаватора в заостренном состоянии способствует снижению затрат и повышению производительности оборудования.

На фиг.1 представлен зуб ковша экскаватора, армированный вставками из износостойкого чугуна (разрез по А-А).

Зуб ковша состоит из корпуса (1) и хвостовика (2), выполненных из стали (основы), и вставок параллелепипедной (3) и цилиндрической (4) форм, изготовленных из износостойкого чугуна.

На фиг.2 представлен зуб ковша экскаватора со стороны износостойких вставок (вид сверху).

Износостойкие вставки параллелепипедной формы располагаются на передней режущей кромке зуба (у острия) в один ряд с интервалом 0,5-1,5 ширины вставки, длина и толщина которой определяются конструктивно и не превышают 2-3-кратной ее ширины.

Цилиндрические вставки расположены равномерно в рядах с межцентровым расстоянием, равным 1,5-3,0 диаметра вставки.

Такое расположение износостойких вставок обеспечивает защиту стальной основы от абразивного износа за счет использования теневого эффекта.

Использование зубьев ковшей экскаваторов предложенной конструкции позволит повысить удароустойчивость вставок и абразивную износостойкость, что приведет к существенному повышению срока службы изделия.

Известен способ изготовления зуба ковша [3] с упрочнением рабочей поверхности путем поверхностного легирования.

Способ заключается в том, что в полость литейной формы проставляются вставки, изготовленные из порошков ферросплавов с жидким стеклом. При заливке формы сталью ферросплавы расплавляются и легируют поверхностный рабочий слой отливки.

Легирование специальными ферросплавами упрочняет рабочую поверхность, делает ее более износостойкой. Стойкость таких зубьев повышалась на 30-40%, что явно недостаточно.

Известен также способ изготовления зубьев ковша с упрочнением рабочей поверхности вставкой из износостойкого чугуна [3].

Способ изготовления заключается в том, что в литейную форму при отливке зуба устанавливается пластина из износостойкого чугуна и примыкает к поверхности, подлежащей упрочнению. В готовую форму заливают сталь (основа отливки) и получают отливку зуба, армированного пластиной из износостойкого чугуна.

Данный способ изготовления принят за прототип.

Целью настоящего изобретения является существенное повышение срока службы зуба ковша экскаватора с обеспечением эффекта самозатачивания.

Поставленная цель достигается тем, что изготовление зуба осуществляется в процессе литья из стали с использованием мелких вставок из износостойкого чугуна параллелепипедной и цилиндрической форм цельнолитой конструкции с элементом крепления в литейной форме.

Предлагаемый способ изготовления зуба отличается от известного тем, что предварительно отлитые из износостойкого чугуна вставки (3) и (4), см. фиг.3, в виде мелких деталей параллелепипедной и цилиндрической формы цельнолитой конструкции проставляют в нижнюю полуформу и фиксируют с помощью элементов крепления по одной или двум рабочим поверхностям (фиг.4, разрез Б-Б).

Вставки параллелепипедной формы располагают на участке, образующем острие зуба, в один ряд с интервалом 0,5-1,5 их ширины, а цилиндрические в продолжение рабочей поверхности в рядах с межцентровым расстоянием, равным 1,5-3,0 диаметра вставок.

Для выполнения внутренней полости отверстий в полуформу устанавливают песчаный стержень (7).

После простановки в нижнюю полуформу износостойких вставок и песчаного стержня ее накрывают верхней полуформой (8) с элементом литниковой системы.

Собранная литейная форма через литниковую систему (9) заливается жидкой сталью.

Закристаллизовавшуюся армированную отливку в дальнейшем подвергают выбивке из формы, удалению стержня, очистке от пригара, обрубке облоев и удалению заусениц.

После этого армированную отливку зуба подвергают термообработке (закалке) с целью придания пластических свойств основе металла и дополнительного увеличения износостойкости чугунным вставкам и зубу в целом.

Такая конструкция зуба и способ его изготовления позволяют создать за счет теневого эффекта износостойкую деталь, способную выдерживать большие динамические нагрузки в сочетании с высокой абразивной стойкостью.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ю.Д.Новомейский, В.И.Глазков. Высокомарганцовистая аустенитная сталь 110Г13Л. М.: Металлургия, 1969 г.

2. А.С.№334344.

3. Э.Б.Тен, К.Б.Бикшенов. Повышение срока службы литых зубьев ковшей карьерных экскаваторов. "Литейное производство", 1981, №10, с.18-19.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Зуб ковша экскаватора, включающий корпус, хвостовик, выполненные из стали, и вставку, отличающийся тем, что вставка выполнена в виде мелких деталей из износостойкого чугуна параллелепипедной и цилиндрической формы с обратной конусностью и расположенных внутри стальной основы по рабочим поверхностям, причем вставки параллелепипедной формы расположены в острие зуба в один ряд с интервалом 0,5-1,5 их ширины, а цилиндрические - равномерно на остальной рабочей поверхности в рядах с межцентровым расстоянием, равным 1,5-3,0 диаметрам вставок.

2. Зуб ковша экскаватора по п.1, отличающийся тем, что износостойкие вставки параллелепипедной формы имеют размер 20×30×10 мм, а цилиндрические - диаметр 30 мм.

3. Способ изготовления зуба ковша экскаватора, содержащего стальную основу и износостойкую вставку, согласно которому в литейную форму при отливке зуба устанавливают износостойкую вставку, в литейную форму заливают стальную основу, после чего армированную отливку зуба удаляют из литейной формы и производят термообработку, отличающийся тем, что предварительно отлитые из износостойкого чугуна вставки в виде мелких деталей параллелепипедной и цилиндрической формы цельнолитой конструкции проставляют в нижнюю полуформу и фиксируют с помощью элементов крепления по одной или двум рабочим поверхностям, при этом вставки параллелепипедной формы располагают на участке, образующем острие зуба, в один ряд с интервалом 0,5-1,5 их ширины, а цилиндрические - в продолжении рабочей поверхности в рядах с межцентровым расстоянием, равным 1,5-3,0 диаметрам вставок, причем для выполнения внутренней полости отверстий в отливке зуба устанавливают песчаный стержень, а после простановки в нижнюю полуформу износостойких вставок и песчаного стержня накрывают нижнюю полуформу верхней, после чего готовая литейная форма заливается через литниковую систему жидкой сталью, после чего закристаллизовавшуюся армированную отливку зуба удаляют из литейной формы и производят операции по выбивке стержня, очистке от пригара и заточки заусениц и заливов.

4. Способ изготовления зуба ковша экскаватора по п.3, отличающийся тем, что износостойкие вставки параллелепипедной формы изготавливают размером 20×30×10 мм, а цилиндрические - диаметром 30 мм.

www.freepatent.ru

зуб ковша экскаватора - патент РФ 2167980

Изобретение относится к землеройной технике, а более точно к зубьям ковшей экскаваторов, и наиболее успешно может применяться при конструировании и изготовлении ковшей экскаваторов, предназначенных для работы с неразобранными скальными грунтами. Самовнедряющийся зуб ковша экскаватора имеет рабочий участок с верхней и нижней рабочими поверхностями и хвостовик. Продольная ось рабочего участка зуба наклонена вниз и пересекает продольную ось хвостовика, причем угол зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между указанными продольными осями составляет 3 - 12o. На нижней поверхности зуба целесообразно выполнить продольное ребро жесткости, рабочий участок от конца зуба до его посадочного места выполнить в виде клина с углом заострения зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между рабочими поверхностями, который составляет 0 - 15o. Угол зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между противолежащими поверхностями посадочного места зуба может быть меньше соответствующего угла зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между посадочными поверхностями передней стенки ковша экскаватора на 1,5 - 2,0o. Повышается надежность работы ковша экскаватора. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к землеройной технике, а более точно к зубьям ковшей экскаваторов, и наиболее успешно может применяться при конструировании и изготовлении ковшей экскаваторов, предназначенных для работы с неразобранными скальными и смерзшимися грунтами. При разработке скальных грунтов в результате постоянного стремления горнодобывающих предприятий к снижению затрат на единицу объема добываемой породы, главной статьей которых являются затраты на взрывчатые вещества, сложилась практика подрывов горной массы без ее последующего взрыхления. В этом случае цельный скальный массив дробится трещинами на блоки без смещения последних относительно друг друга и представляет собой своеобразную "кладку", внедрение в которую обычных зубьев экскаваторов затруднено. Большие проблемы возникают и при экскавации смерзшихся грунтов. При решении указанных задач одним из наиболее существенных условий является выбор оптимальной формы зубьев ковша экскаватора. Известен зуб ковша экскаватора (SU, A, 1454919) для разработки мерзлых грунтов. Зуб включает хвостовик и рабочую часть. Сечение рабочей части в плоскости, перпендикулярной к продольной оси симметрии зуба, представляет собой равнобедренный треугольник. Передняя грань зуба выполнена в виде прямоугольника. Угол между боковыми гранями выполнен переменным и изменяется от 180o у режущей кромки до 27o у хвостовика. При работе такого зуба при его продвижении в глубь грунта расклинивающая часть, проникая в грунт, способствует развитию пластических деформаций грунта в вертикальном направлении. Благодаря уменьшению угла расклинивая по мере удаления от режущей кромки до хвостовика работа расклинивающей части сводится к постепенному развитию незначительных пластических деформаций грунта по мере углубления зуба. Однако расклинивающая кромка зуба, способствующая развитию пластических деформаций, "работает" не с монолитом мерзлоты, а с уже взломанными фрагментами, находящимися, по сути, внутри ковша, не оказывая существенного влияния на величину усилия копания. Кроме того, по мере истирания зуба относительно быстро увеличивается площадь его поперечного сечения, а значит, резко увеличивается усилие, необходимое для внедрения зуба в грунт. Как указано в описании к упомянутому авторскому свидетельству, для увеличения износостойкости режущая кромка и расклинивающая кромка наплавляются специальным сплавом. Это не только существенно увеличивает стоимость изготовления такого зуба, но и не позволяет существенно улучшить его характеристики, поскольку сама конструкция обуславливает относительно быстрое затупление такого зуба и вызывает необходимость его замены еще до полного износа рабочей части зуба. Известен зуб ковша экскаватора, описанный в (SU, A, 1710677). Описанный зуб имеет рабочую часть с взаимно перпендикулярными сопряженными между собой рабочими кромками и хвостовик с параллельными между собой опорными поверхностями. Продольная ось рабочей части зуба совпадает с продольной остью хвостовика и, следовательно, с продольной осью передней стенки ковша экскаватора, на которую этот зуб устанавливается. Рабочая часть зуба выполнена прямоугольной в поперечном сечении и имеет постоянное сечение на всем рабочем участке зуба. Большая сторона прямоугольника расположена перпендикулярно опорным поверхностям. В процессе копания зуб внедряется в породу под действием усилия копания, при этом составляющая сопротивления грунта, направленная по касательной к траектории копания, воспринимается в направлении наибольшего размера сечения, а значит, и в направлении наибольшей прочности зуба. Таким образом, при работе практически исключена возможность излома зуба в этом направлении. По мере износа рабочая часть укорачивается, но, поскольку зуб имеет постоянное сечение, усилие внедрения в грунт остается практически постоянным вплоть до полного износа рабочей части зуба. Однако при экскавации скальных грунтов сопротивление грунта копанию воспринимается зубом не только от непосредственного контакта режущей кромки зуба с грунтом в направлении наибольшей прочности зуба (в вертикальной плоскости), но и через скальные фрагменты, застрявшие между зубами и расклинивающие последние в направлении наименьшей прочности (в горизонтальной плоскости). Это повышает вероятность излома такого зуба. При этом не только снижается безопасность работы, но и, особенно в случае попадания обломков зуба в отгруженную породу, приводит к аварийной ситуации на дробилках. Процесс копания можно условно разделить на два этапа. Первый этап - внедрение зуба в грунт ("напор"), второй - подъем ковша с одновременным его заполнением породой ("снятие стружки"). Усилие копания на начальной стадии - внедрении в грунт (напор) - определяется прежде всего площадью поверхности S зуба, внедряющейся в породу. В процессе экскавации износ зуба происходит преимущественно по траектории копания. Площадь износа зуба в первую очередь зависит от высоты зуба и угла копания зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 , под которым зуб внедряется в породу. Поскольку известный зуб имеет постоянную площадь поперечного сечения, с большим размером по высоте, усилие копания при внедрении в грунт будет относительно большим в течение всего срока эксплуатации такого зуба. Известно, что усилие при внедрении в грунт (напор) в 1,43 раза больше усилия снятия стружки (подъем), поэтому именно напор в первую очередь определяет энергозатраты при копании грунта. Таким образом, использование таких зубьев при работе обуславливает относительно высокую энергоемкость процесса копания. Важным параметром, влияющим на эффективность работы экскаватора, является степень заполнения ковша за один ход копания. Она определяется также в значительной степени углом копания зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 , т.е. углом, под которым зубья у ковша внедряются в грунт. При зачерпывании грунта ковш перемещается по траектории, близкой к окружности L, при этом зубья должны внедряться в грунт, обеспечивая заполнение ковша. Если угол копания мал, то зубья проскальзывают, не захватывая грунт, заполнение ковша происходит плохо. Если угол копания велик, то сопротивление грунта копанию резко возрастает, что увеличивает энергозатраты и может даже привести к потере устойчивости экскаватора или поломкам в подъемном механизме. В описанной конструкции продольная ось зуба совпадает с продольной осью передней стенки ковша, на которую этот зуб устанавливается. Таким образом, угол копания в такой конструкции определяется конфигурацией ковша экскаватора, а именно углом наклона передней его стенки. Также следует отметить, что надежность, безопасность и производительность работы экскаватора, в значительной степени, зависят от качества крепления зубьев на передней стенке ковша экскаватора. При обычном выполнении крепления зубьев к передней стенке ковша экскаватора, как это имеет место в описанной выше конструкции, угол между обращенными друг к другу посадочными поверхностями равен углу между посадочными поверхностями передней стенки ковша экскаватора. В процессе эксплуатации ковша в пространство между посадочными поверхностями ковша и зуба проникают мелкие частицы грунта, которые способствуют сильному абразивному износу последних. Посадочные места как бы "разнашиваются", посадка зуба на ковш становится свободной, что еще более ускоряет процесс износа. Кроме того, при неплотной посадке зуба на ковш существенно возрастает вероятность поломки зубьев, что снижает надежность всей конструкции. В основу настоящего изобретения поставлена задача создать самовнедряющийся зуб ковша экскаватора, который бы обеспечивал увеличение угла копания и уменьшение изнашиваемой площади зуба и тем самым снижение усилия внедрения в породу и эффективное заполнение ковша при снижении энергоемкости работ и одновременном повышении надежности и увеличении срока службы при работе на невзрыхленных скальных или смерзшихся грунтах. Поставленная задача решается тем, что в самовнедряющемся зубе ковша экскаватора, имеющем рабочий участок с верхней и нижней рабочими поверхностями и хвостовик, в соответствии с изобретением, продольная ось рабочего участка зуба наклонена вниз и пересекает продольную ось хвостовика, причем этот угол зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между указанными продольными осями составляет 3 -12o. Поскольку продольная ось рабочего участка зуба наклонена вниз указанным образом, при работе в течение всего срока службы зуба обеспечивается оптимальный угол копания, т.е. угол, под которым зубья ковша внедряются в грунт. Соответственно изнашиваемая поверхность зуба имеет относительно небольшую площадь, что обуславливает относительно небольшое усилие внедрения зуба в грунт. Целесообразно, чтобы на нижней поверхности зуба было выполнено продольное ребро жесткости, рабочий участок от конца зуба до его посадочного места представлял собой клин с углом заострения зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между рабочими поверхностями 0 -15o. Благодаря выполнению рабочей части зуба с продольным ребром жесткости, т. е. таврового сечения, а также при указанном угле заострения зуба уменьшается площадь поперечного сечения зуба и, следовательно, еще больше уменьшается усилие внедрения зуба в грунт. При этом прочность зуба на излом как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях оказывается практически одинаковой в отличие от известного зуба, описанного выше. Поскольку благодаря указанной клиновой форме зуба с указанными углами при истирании зуба в процессе работы площадь поперечного сечения остается постоянной либо изменяется незначительно (max tg зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 = 0,26). Это позволяет эксплуатировать зуб вплоть до полного износа рабочего участка. Благодаря взаимному расположению осей участков зуба обеспечивается эффект самозаглубления зуба в массив в процессе копания и соответственно хорошее заполнение ковша в течение всего срока службы зуба. Этот эффект еще более усиливается благодаря указанной форме зуба. Целесообразно, чтобы угол зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между противолежащими поверхностями посадочного места хвостовика зуба был меньше соответствующего угла между посадочными поверхностями кромки ковша на 1,5-2,0o. В этом случае обеспечивается плотная посадка зуба на ковш в течение всего срока эксплуатации зуба, и, следовательно, еще больше повышается надежность работы ковша экскаватора с такими зубьями. Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых: фиг. 1 - изображает продольный разрез зуба, установленного на передней стенке ковша экскаватора, в соответствии с изобретением, фиг. 2 - изображает поперечный разрез А-А на фиг. 1; фиг. 3 - изображает схему взаимодействия зуба с грунтом; фиг. 4 - изображает схему рабочего процесса копания. Как показано на фиг. 1, самовнедряющийся зуб экскаватора имеет рабочий участок I и хвостовик II. Рабочий участок I имеет верхнюю рабочую поверхность 1 и нижнюю рабочую поверхность 2. На нижней поверхности зуба выполнено продольное ребро жесткости 3. Как видно из фиг. 2, поперечное сечение рабочего участка зуба представляет собой тавровое сечение. Рабочий участок зуба представляет собой клин с углом зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 заострения между рабочими поверхностями 1 и 2 от 0 до 15o. Продольная ось хвостовика зуба, обозначенная на чертеже X, совпадает с осью передней стенки ковша III. Продольная ось рабочего участка зуба обозначена на чертеже как Y. Угол зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 наклона оси Y относительно оси Х составляет 3 -12o. Угол зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между противолежащими поверхностями 4 и 4" посадочного места хвостовика II выбирается таким образом, чтобы он на 1,5-2,0o был меньше соответствующего угла зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между посадочными поверхностями 5 и 5" передней стенки ковша III, для которой разрабатывается зуб. При работе ковша экскаватора верхняя поверхность рабочей части зуба 1 (фиг. 3) находится под углом зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 копания к направлению действия силы сопротивления грунта P. Это приводит к появлению нормальной к траектории составляющей сопротивления грунта Q, направленной в глубь массива забоя. Под действием этой составляющей Q возникает эффект "затягивания" зуба в глубь массива забоя. Как показано на фиг. 4, фактическая траектория копания М смещена относительно теоретической траектории L в сторону горного массива вследствие воздействия нормальной составляющей сопротивления грунта Q. Однако реализовать этот эффект "затягивания" зуба в грунт возможно только при оптимальном сочетании угла копания зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 и площади изнашиваемой поверхности зуба S. Проведенные эксперименты показали, что оптимальным, с точки зрения безопасной и производительной экскавации тяжелых скальных пород, является отклонение оси Y рабочего участка зуба от оси X хвостовика (передней стенки ковша экскаватора) на угол зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 в пределах 3 - 12o. Таким образом, угол копания зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 при таком соотношение наклонов указанных осей будет всегда больше угла копания, определяемого только передней стенкой ковша экскаватора, как это имеет место в прототипе, на угол зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 . Это обеспечивает такую величину составляющей Q, что при истирании зуба вплоть до полного его износа, площадь поперечного сечения остается достаточно малой для внедрения зуба в горный массив под действием упомянутой выше составляющей сопротивления грунта Q, что обеспечивает эффективное заполнение ковша и, следовательно, повышение производительности и снижение энергозатрат. При уменьшении угла зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 менее 3o площадь изнашиваемой поверхности зуба S увеличивается, величина составляющей Q оказывается недостаточной для внедрения зуба в массив, ковш "отжимается" от забоя, наполнение ковша ухудшается. При увеличении угла зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 свыше 12o составляющая Q уменьшается, одновременно резко возрастает величина касательной составляющей сопротивления копанию P, что приводит к увеличению энергозатрат. Как уже упоминалось, при работе экскаватора изнашиваются не только рабочие участки зубьев, но и посадочные места как зубьев, так и ковша экскаватора. При износе посадочных мест угол рассогласования уменьшается, и зубья все более плотно садятся на переднюю стенку ковша экскаватора. Экспериментально подтверждено, что при указанных углах рассогласования плотная посадка зубьев на ковш обеспечивается в течение всего срока службы зубьев. В том случае, если угол рассогласования меньше 1,5o, то возможен преждевременный износ посадочных мест и ухудшение плотности посадки зубьев. В том случае, если угол рассогласования превышает 2o, то уменьшается площадь контакта сопрягаемых поверхностей ковша и зубьев и снижение надежности соединения. Следует также отметить, что заявляемая конструкция позволяет использовать при изготовлении зуба не только литье, но и штамповку, и применять при этом высокопрочные конструкционные марки сталей. Этим также дополнительно обеспечивается высокая твердость и прочность зубьев данной конструкции. Натурные испытания показали, что при использовании таких зубьев их расход на единицу отгруженной породы уменьшается в 2 раза. Зубья предлагаемой конструкции могут быть изготовлены на существующем оборудовании из существующих материалов.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Самовнедряющийся зуб ковша экскаватора, имеющий рабочий участок с верхней и нижней рабочими поверхностями и хвостовик, отличающийся тем, что продольная ось рабочего участка зуба наклонена вниз и пересекает продольную ось хвостовика, причем угол зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между указанными продольными осями составляет 3 - 12o. 2. Самовнедряющийся зуб ковша экскаватора по п.1, отличающийся тем, что на нижней поверхности зуба выполнено продольное ребро жесткости, рабочий участок от конца зуба до его посадочного места представляет собой клин с углом заострения зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между рабочими поверхностями, который составляет 0 - 15o. 3. Самовнедряющийся зуб экскаватора по п.1 или 2, отличающийся тем, что угол зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между противолежащими поверхностями посадочного места зуба меньше соответствующего угла зуб ковша экскаватора, патент № 2167980 между посадочными поверхностями передней стенки ковша экскаватора на 1,5 - 2,0o.

www.freepatent.ru


Смотрите также