НАКОНЕЧНИК ЗУБА РЫХЛИТЕЛЯ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к средствам разработки грунта, а именно к режущим рабочим органам землеройных машин.
Эффективность процесса разработки мерзлых грунтов рыхлителями, в первую очередь, зависит от состояния рабочего органа. Его затупление и повышенный износ приводит к существенному увеличению затрат на единицу продукции. Для решения этой проблемы используют коронки для зубьев рыхлителей с износостойкими пластинами на передней грани. Это позволяет добиться увеличения износостойкости инструмента и его самозатачивания. В современных экономических условиях, когда величина энергозатрат существенно влияет на стоимость продукции, эксплуатировать рабочее оборудование следует с наибольшей эффективностью. Это возможно при совершенствовании конструкции наконечников рабочего оборудования.
Известен «Наконечник зуба рыхлителя» (Патент на полезную модель №28135, класс МПК Е 02 F 9/28 от 12.11.2002 г.).
Конструкция наконечника предусматривает посадочную часть и режущую часть, на передней режущей грани которой укреплен слой твердого износостойкого материала. Посадочная и режущая части выполнены из высокопрочного материала методом литья, а в переднюю грань режущей части методом металлургической сварки вварена износостойкая пластина с твердостью HRC - 67-70 единиц, шириной, равной 0,9 ширины передней режущей грани, и длиной, равной 0,2-0,5 длины передней режущей грани. Твердость материала пластины должна превышать твердость абразивных частиц соответствующего обрабатываемого грунта в 1,3-1,7 раза. На задней
грани наконечника выполнено ребро жесткости с переменной высотой по всей длине задней грани.
Выше описанная конструкция наконечника предназначена для увеличения износостойкости инструмента и не предусматривает его самозатачивание.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка и создание конструкции износостойкого и самозатачивающегося наконечника зуба рыхлителя, использование которого обеспечит повышение эффективности разработки мерзлых и прочных грунтов.
Указанный технический результат достигается следующим образом.
Предлагаемый наконечник зуба рыхлителя содержит корпус наконечника и износостойкую пластину, закрепленную на режущей части корпуса наконечника.
Пластина выполнена из материала, который должен имеет интенсивность изнашивания в 0,7...0,8 раз меньше интенсивности изнашивания корпуса наконечника. Указанной разницы достаточно для создания эффекта самозатачивания. В этом случае на корпусе наконечника за пределами пластины по нижней грани формируется поверхность износа, параллельная плоскости резания. Другими словами, изнашивание наконечника не приводит к его существенному затуплению. Корпус наконечника может быть выполнен, например, из стали 110Г6Х3Л, а пластина, например, из износостойкого чугуна ИЧХ12Г5.
Затупление наконечника с износостойкой пластиной сопровождается образованием поверхностей износа на режущей кромке и боковых поверхностях пластины.
Величина угла площадки износа β на этих поверхностях равна:
где f- коэффициент внешнего трения грунта о материал коронки,
ρ- коэффициент внутреннего трения грунта.
Коэффициент внешнего трения мерзлого грунта о материал пластины наконечника будет изменяться в широких пределах, что обусловлено физическими процессами взаимодействия в зоне контакта, и зависит от размера кварцевых включений грунта, твердости и износостойкости материала пластины.
Дополнительное сопротивление резанию мерзлого грунта затупленным наконечником будет минимальным при β=0. Это условие достигается в случае равенства коэффициента внешнего трения грунта о материал пластины коэффициенту внутреннего трения. Поэтому материал пластины наконечника следует выбирать исходя из данного условия.
Перечень фигур на чертежах.
На фиг.1 изображен наконечник зуба рыхлителя.
Предлагаемый наконечник зуба рыхлителя содержит корпус наконечника 1 и износостойкую пластину 2, закрепленную на режущей части корпуса наконечника.
Предлагаемый наконечник зуба рыхлителя работает следующим образом.
В процессе работы землеройной машины происходит изнашивание наконечника зуба рыхлителя при его взаимодействии с неразрушенным массивом грунта. Вследствие того, что износостойкость материала корпуса наконечника меньше износостойкости материала пластины, износ пластины протекает гораздо медленнее, а износ корпуса наконечника происходит по нижней грани.
Таким образом, на корпусе наконечника не образуется площадок износа, то есть происходит его самозатачивание. Площадка затупления формируется на пластине 2, величина которой будет тем меньше, чем меньше разность между коэффициентами внешнего трения грунта о материал пластины и внутреннего трения грунта.
При разработки мерзлых и прочных грунтов предлагаемым наконечником затупление в процессе работы практически отсутствует, а площадка износа и,
следовательно, реакция отпора со стороны грунта увеличиваются незначительно.
Самозатачиваемость наконечника позволяет сохранить высокую работоспособность даже при относительном линейном износе до 45%, в то время как у наконечников с затупленной передней гранью производительность практически падает до нуля уже при износе 30%