РЕЖУЩИЙ КРАЙ КОВША ДЛЯ МАШИН ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
BUCKET FOR EARTHMOVING MACHINE CUTTING EDGE

Настоящее изобретение относится к режущему краю ковша для машин для земляных работ, например, для экскаваторов или погрузочных машин для строительных и горных работ, или подобного.
Предпосылки создания изобретения
Общеизвестным является применение машин для земляных работ, таких как экскаваторы или погрузочные машины, например, для строительных работ, горных работ и т.д. Данные машины в целом содержат ковш или отвал, где собирается материал. Данный ковш подвергается высокому напряжению и очень сильному износу, в основном на переднем участке, в целом называемом режущей кромкой. Из-за этого в целом данные режущие кромки обычно имеют множество встроенных элементов защиты или износа. Данные элементы защиты предусматривают:
- зубья: служат для вхождения в грунт и защиты режущей кромки ковша;
- пластина для зубьев: служит для защиты режущей кромки и удерживает зубья;
- передние защитные элементы: служат для защиты режущего края на участках, предусмотренных между зубьями, и также выполняют функцию вхождения, но на меньшую глубину по сравнению с зубьями;
- боковые защитные элементы: защищают боковые стороны ковша.
Все эти элементы, обычно называемые вместе как элементы защиты или износа, подвергаются высокому механическому напряжению, пластической деформации и интенсивному износу. По этой причине, данные элементы обычно подлежат замене так часто, как того требует постоянный износ.
Элементы защиты или износа могут быть прикреплены за счет механических средств или приварены, в зависимости от степени абразивности грунта и размеров машины. Если данные элементы прикреплены за счет механических средств, они могут быть заменены более просто и более быстро, при этом, если они приварены, они являются менее дорогими, но их замена является более сложной и присутствует риск повреждения режущей кромки из-за сварки.
В соответствии с толщиной режущей кромки она может быть изготовлена либо посредством прокатного производства, либо посредством литья, например, режущие кромки, которые меньше 140-160 мм, прокатывают, а режущие кромки, которые больше, изготавливают посредством литья.
В кромках, изготовленных посредством литья, адаптер также изготавливают посредством литья. Причиной использования разных типов систем для изготовления режущих кромок в соответствии с толщиной является то, что при прокатном производстве толщины более 140-160 мм не обеспечивают требуемые износостойкость или гибкость. С такими большими толщинами изготавливают очень тяжелые и жесткие режущие кромки. В случае рабочего напряжения передняя часть режущей кромки повреждается и требует ремонта или восстановления, при этом для этой цели машина должна быть остановлена, что увеличивает стоимость эксплуатации и снижает производительность машины. Чтобы найти баланс между устойчивостью ковша и весом ковша, обычно образуют углубления и элементы, работающие на растяжение, в них. Данные углубления, например, используются для вмещения передних защитных элементов, и элементы, работающие на растяжение, обычно размещают в ковше сразу за выступами с целью передачи напряжения при применении машины для земляных работ.
Целью настоящего изобретения является обеспечение ковша для машин для земляных работ, который оптимизирует распределение напряжения, вызываемого во время применения машины, с улучшением устойчивости и снижением потребности в ремонте и восстановлении.
В дополнение к указанной оптимизации распределения напряжения другой целью настоящего изобретения является обеспечение ковша для машин для земляных работ, вес которого является максимально низким, при этом одновременно с сохранением или увеличением устойчивости.
Описание изобретения
Режущий край ковша для машин для земляных работ согласно настоящему изобретению помогает устранить вышеуказанные недостатки и имеет другие преимущества, которые будут описаны ниже.
Режущий край ковша для машин для земляных работ согласно настоящему изобретению содержит:
- переднюю режущую кромку, снабженную множеством выступов (которые также могут называться литыми козырьками) для размещения множества зубьев;
- множество передних углублений, расположенных между указанными выступами, для размещения множества передних защитных элементов; и
- множество элементов, работающих на растяжение, для передачи напряжения, создаваемого во время применения ковша;
и характеризуется тем, что указанные элементы, работающие на растяжение, расположены между указанными выступами за указанными передними углублениями. Другими словами, целью настоящего изобретения является удаление большого количества материала позади выступов (что является наиболее нагруженным участком) и сохранение материала (элементы, работающие на растяжение) позади передних углублений, хотя геометрия указанных элементов, работающих на растяжение, и указанных полостей может не быть точной из-за производственных проблем и проблем с твердостью.
Результатом такого расположения элементов, работающих на растяжение, является оптимизация распределения напряжения при применении машины, получение более гибкого ковша и подвергание указанного ковша меньшим усталостным нагрузкам, таким образом, ему требуется меньшее количество ремонтных работ.
Согласно предпочтительному варианту осуществления указанные элементы, работающие на растяжение, расположены в нижней части ковша, и, кроме того, нижняя часть ковша может содержать вторые углубления, между которыми образованы указанные элементы, работающие на растяжение.
Преимущественно режущий край согласно настоящему изобретению содержит внутренние элементы, работающие на растяжение, и наружные элементы, работающие на растяжение, имеющие разные формы. Термин «наружные элементы, работающие на растяжение» используется для обозначения элементов, работающих на растяжение, расположенных ближе к концам ковша, в свою очередь, термин «внутренние элементы, работающие на растяжение» относится к остальным элементам, работающим на растяжение, которые не расположены вблизи концов ковша.
Например, внутренние элементы, работающие на растяжение, являются по существу прямоугольными, а наружные элементы, работающие на растяжение, имеют трапециевидную форму, при этом их самая широкая сторона обращена к передним углублениям.
Указанные передние углубления предпочтительно проходят в верхней и задней части ковша.
Согласно предпочтительному варианту осуществления указанные передние углубления в передней части режущего края ковша образованы тремя плоскими поверхностями. Например, указанные плоские поверхности предусматривают центральную поверхность и две боковые поверхности, при этом центральная поверхность имеет по существу прямоугольную форму, а боковые поверхности имеют трапециевидную форму. Для упрощения вхождения режущего края ковша в грунт и для упрощения его ремонта верхний участок ковша между передними углублениями является по существу плоским.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания предшествующего описания прилагаются графические материалы, на которых лишь посредством неограничивающего примера схематически изображен практический вариант осуществления.
На фиг. 1 показан вид сверху в перспективе режущего края ковша для машин для земляных работ согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 показан вид снизу в перспективе режущего края ковша для машин для земляных работ согласно настоящему изобретению;
на фиг. 3 показан вид сверху в плане режущего края ковша для машин для земляных работ согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4 показан вид снизу в плане режущего края ковша для машин для земляных работ согласно настоящему изобретению;
на фиг. 5 показан подробный вид сверху в перспективе режущего края ковша для машин для земляных работ согласно настоящему изобретению; и
на фиг. 6 и 7 показаны виды в перспективе и в плане режущего края ковша согласно настоящему изобретению, на которых изображена концентрация напряжения при применении машины для земляных работ.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Как показано на графических материалах, режущий край ковша для машин для земляных работ согласно настоящему изобретению содержит переднюю режущую кромку 1, образованную на передней кромке режущего края ковша, снабженную множеством выступов 2, также общеизвестных как литые козырьки, для размещения соответствующих зубьев (не показаны на графических материалах, поскольку они являются известными и традиционными).
Кроме того, режущий край также содержит передние углубления 3 для размещения соответствующих защитных элементов (не показаны на графических материалах, поскольку они являются известными и традиционными).
Зубья и передние защитные элементы известны как элементы защиты и износа, и их удаляют и заменяют при необходимости.
В соответствии с показанным вариантом осуществления указанные передние углубления 3 проходят в верхней части и нижней части ковша, и когда передние защитные элементы установлены на месте, они предотвращают значительное выступание таких защитных элементов из ковша.
Режущий край ковша согласно настоящему изобретению также содержит множество элементов 4, работающих на растяжение, которые в основном распределяют напряжение, создаваемое во время применения ковша. Данные элементы 4, работающие на растяжение, расположены между выступами 2 за передними углублениями 3, то есть позади указанных передних углублений 3, учитывая, что выступы 2 расположены в передней части ковша. В показанном варианте осуществления указанные элементы 4, работающие на растяжение, расположены в нижней части ковша и образованы между множеством вторых углублений 5. Целью данных вторых углублений 5 является снижение веса ковша, что способствует снижению расхода топлива при применении машины.
Следует обозначить, что размеры и формы таких элементов 4, работающих на растяжение, будут установлены в соответствии с напряжением, которое должен выдерживать ковш, и с его положением. Например, как можно видеть на фиг. 2 и 4, внутренние элементы, работающие на растяжение, являются по существу прямоугольными, и при этом наружные элементы, работающие на растяжение, имеют трапециевидную форму, при этом их самая широкая сторона обращена к передним углублениям 3. Форма элементов, работающих на растяжение, является результатом попытки покрыть заднюю часть передних углублений 3, но с правилом, что вторые углубления 5 должны быть максимально большими, чтобы найти баланс между сопротивлением режущей кромки и процессом изготовления указанных режущих кромок.
Как можно видеть более подробно на фиг. 5, каждое переднее углубление 3 образовано тремя плоскими поверхностями: центральной поверхностью 31 и двумя боковыми поверхностями 32 на передней части. Две боковые поверхности 32 наклонены относительно центральной поверхности 31, образуя тупой угол с указанной центральной поверхностью 31. Геометрия данных передних углублений 3 предусматривает геометрию, которая является подходящей для вмещения переднего защитного элемента, при этом, фактически, данные углубления выполнены для уменьшения веса, как описано выше, но также для предотвращения выступания защитного элемента за выступы, тем самым защищая их от износа. Геометрия данных поверхностей также имеет функцию уменьшения напряжения и улучшения его распределения.
В соответствии с показанным вариантом осуществления центральная поверхность 31 является по существу прямоугольной, а боковые поверхности 32 являются трапециевидными, хотя они могут иметь любую подходящую форму.
Данная конфигурация передних углублений 3 позволяет обеспечить большую контактную поверхность между передней частью режущей кромки и защитным элементом, сводя к минимуму износ и упрощая их ремонт. Цель заключается в том, чтобы увеличить указанный передний контактный участок режущей кромки для уменьшения относительного перемещения между защитным элементом и режущей кромкой, причем указанное относительное перемещение является причиной внутреннего износа контактных участков.
Кроме того, для упрощения выполнения задач ремонта и восстановления на ковше согласно настоящему изобретению верхний участок 6 ковша между передними углублениями 3 является по существу плоским.
Целью фиг. 6 и 7 является изображение концентрации напряжения при применении машины для земляных работ. Для этого символы «+» обозначены на участках, где концентрируется большее напряжение, и чем больше присутствует символов «+», тем большее напряжение концентрируется на данном участке. Следовательно, те участки, где обозначено «+++», представляют собой участки с самой высокой концентрацией напряжения.
В результате размещения элементов 4, работающих на растяжение, между выступами 2, а не на одной линии с выступами, что является традиционным в известном уровне техники, достигается лучшее распределение напряжения, что делает ковш более гибким и менее чувствительным к усталостным нагрузкам.
Хотя ссылка была сделана на конкретный вариант осуществления изобретения, специалисту в данной области техники очевидно, что режущий край ковша, описанный для машин для земляных работ, допускает ряд изменений и модификаций, и все вышеупомянутые детали могут быть заменены другими технически эквивалентными деталями без отклонения от объема защиты, определенного прилагаемой формулой изобретения.