ИНДИКАТОР ПРЕДЕЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ ИЗНОСА КОРОНКИ ЗУБА РЫХЛИТЕЛЯ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к средствам разработки грунта, а именно к режущим рабочим органам землеройных машин.
Известно, что при затуплении режущих кромок рабочих органов землеройных машин значительно возрастают усилия на разработку грунта. Особенно активно это нарастание происходит при механическом рыхлении мерзлых грунтов. Для сохранения возможности продолжения технологического процесса оператор землеройной машины вынужден снижать глубину рыхления, при этом существенно снижается эффективность работы машины.
Учитывая конъюнктуру рынка для севера западно-сибирского региона предельной величиной коэффициента затупления коронки зуба рыхлителя является значение 1,6... 1,7, который определяется из условия безубыточности операции рыхления грунта. А затупление режущей кромки коронки зуба рыхлителя до этих значений происходит в течении 2... 6 смен работы землеройной машины. Такой значительный разброс ресурса работы коронки зуба рыхлителя требует постоянного контроля степени ее затупления. В суровых климатических условиях севера работы рыхлителей эта операция становится достаточно сложной и трудоемкой. Поэтому становится весьма актуальной задача простой и эффективной индикации предельной величины затупления коронки зуба рыхлителя.
В монографии "Машины для земляных работ" (основы теории разрушения грунтов, моделирование процессов, прогнозирование параметров) авторы А.Н.Зеленин, В.И.Баловнев. И.П.Керов, М. Машиностроение, 1975 г.,
на странице 142-143 приводят методику определения коэффициента затупления режущей кромки рабочего органа в зависимости от геометрических характеристик затупления, а именно площадки износа «а» и радиуса затупления «R», (ксерокопии страниц 142-143 прилагаются).
Эта методика лежит в основе способа определения коэффициента затупления применяемого в эксплуатационных предприятиях. Периодически по мере износа режущую
кромку рабочего органа землеройной машины огибают мягкой медной проволокой с последующим переносом (проецированием) полученного профиля на бумагу и лишь после этого производят измерение радиуса затупления «R» и площадки износа «а».
Известен также «Прибор для измерения профиля режущей кромки рабочего органа землеройной машины и вычисления коэффициента ее затупления» (Патент на полезную модель №30190, класс МПК G 01 В 5/20, от 27.02.2003 г.).
Сущность данного прибора заключается в следующем. Известная измерительная линейка-датчик, с укрепленными на ее измерительной поверхности контактными датчиками и, предназначенная для измерения длины криволинейных электропроводящих поверхностей является основой прибора. Эта линейка-датчик выполнена из диэлектрического материала заодно целое с корпусом прибора и содержит: аналого-цифровой преобразователь (АЦП), к которому подсоединены контактные датчики линейки-датчика, а также маятниковый датчик измерения угла поворота прибора; также подсоединенный к АЦП процессор о дисплеем; питающий узлы и блоки прибора батарейный блок питания.
При этом, при последовательном измерении обкатыванием данным прибором - ее измерительной рабочей поверхностью линейки-датчика по передней рабочей поверхности рабочего органа, по затупленной-закругленной режущей кромке и по задней площадке износа рабочего органа, все блоки и узлы прибора во взаимодействии и посредством процессора,
действующего по заданной программе, позволяют вычислить и отобразить на дисплее значение коэффициента затупления режущей кромки рабочего органа.
Выше описанные способы и прибор для контроля степени затупления рабочего органа имеют общий существенный недостаток, заключающийся в необходимости непосредственного измерения степени затупления рабочего органа с определенной периодичностью вне зависимости от условий работы машины, что причиняет значительные неудобства механику.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка и создание эффективного и простого по конструкции устройства- индикатора предельной величины износа коронки зуба рыхлителя, при помощи которого оператор землеройной машины, не выходя из машины, получает сигнал от индикатора о достижении коронкой зуба рыхлителя предельной величины затупления.
Указанный технический результат достигается следующим образом.
Предлагаемый индикатор выполнен в виде сложенного вдвое и удлиненного проводника электрического тока с точкой перегиба, расположенной на дне глухого глубокого отверстия, выполненного во внутреннем углублении в теле коронки зуба рыхлителя, а полость отверстия заполнена электроизоляционным материалом, по меньшей мере эпоксидной смолой. Концы проводника замыкают электрическую цепь, запитанную от бортовой электрической сети землеройной машины и соединены с сигнальный элементом по меньшей мере с электрической лампочкой, установленной в кабине оператора машины, а сигнальный элемент присоединен к электрической цепи индикатора с возможностью при изнашивании коронки зуба рыхлителя до предельной величины износа и, соответственно, разрушения точки (места) перегиба проводника тока и вследствие этого размыкания электрической цепи- информирования об этом посредством сигнального элемента оператора машины.
Положения точки перегиба проводника электрического тока определяется из следующих соображений. Известно, что наибольший ресурс коронки наблюдается при типе изнашивания, характеризуемым образованием только площадки износа. В случае, когда изнашивание происходит с формированием радиуса затупления, достижение коронкой предельной величины затупления происходит гораздо быстрее.
Представляется возможным определить положение профиля затупления на коронке при достижении предельного значения коэффициента затупления для каждого из этих случаев затупления. Такой подход позволяет определить расположение зоны индикации предельной величины износа рабочего органа.
При этом, при установке проводника тока в отверстие коронки, расстояние от точки перегиба проводника до вершины угла заострения коронки зуба рыхлителя по биссектрисе угла заострения определяют по формулам:
при износе режущей кромки коронки по радиусу затупления
R
где L - расстояние от радиуса (поверхности) затупления режущей кромки коронки до вершины угла заострения коронки зуба рыхлителя, мм; R - радиус затупления режущей кромки коронки зуба рыхлителя, мм; γ - угол заострения коронки зуба рыхлителя, град;
а при износе режущей кромки коронки по площадке износа «а»
a
где L- расстояние от площадки износа режущей кромки коронки до вершины угла заострения коронки зуба рыхлителя, мм; а - площадка износа режущей кромки коронки зуба рыхлителя, мм; β - угол наклона площадки износа к горизонтальной плоскости, град; γ - угол заострения коронки зуба
рыхлителя, град; δ - задний угол резания коронки зуба рыхлителя, град.
Перечень фигур на чертежах.
R
На фиг.1 изображен профиль изношенной по радиусу затупления режущей кромки коронки зуба рыхлителя и расстояние L от поверхности износа режущей кромки коронки до вершины угла заострения коронки зуба рыхлителя.
a
На фиг.2 изображен профиль изношенной по площадке износа режущей кромки коронки зуба рыхлителя и расстояние L от поверхности износа режущей кромки коронки до вершины угла заострения коронки зуба рыхлителя.
На фиг.3 изображены профили изношенных поверхностей коронки зуба рыхлителей по двум видам износа режущей кромки коронки и положение зоны индикации износа, то есть зоны среднего оптимального положения точки перегиба проводника тока.
На фиг.4 изображен предлагаемый индикатор предельной величины износа коронки зуба рыхлителя, вид в разрезе новой коронки с укрепленным индикатором.
Предлагаемый индикатор состоит из проводника электрического тока 1, установленного в глубокое глухое отверстие в коронку зуба рыхлителя 2 и зафиксированного неподвижно посредством эпоксидной смолы, например.
Концы проводника электрического тока 1 замыкают электрическую цепь, включающую в себя помимо источника питания сигнальный элемент 3, например, электрическую лампочку, подключенные определенным образом (фиг.4).
Предлагаемый индикатор предельной величины износа коронки зуба рыхлителя работает следующим образом (фиг.4)
В процессе работы землеройной машины режущая кромка коронки 2 зуба рыхлителя постепенно изнашивается.
По мере изнашивания и достижения предельной величины износа коронки начинает изнашиваться и разрушаться и точка (место) перегиба
проводника тока 1, расположенная на дне глубокого отверстия, выполненного в теле коронки 2.
При полном разрушении точки (места) перегиба проводника тока 1 электрическая цепь предлагаемого индикатора размыкается и в этот момент загорается в кабине оператора машины лампочка 3. Это означает, что наступил предел износа режущей кромки коронки 2 зуба рыхлителя, а также о том, что дальнейшая эксплуатация землеройной машины при предельно затупившейся режущей кромке коронки становится неэффективной.
И оператор машины производит смену коронки зуба рыхлителя.