Зуб ковша экскаватора

ОПИ ИЕ ИЗОБРЕ К ПАТЕНТУ аФМ Комитет Российской Федерации по патентам и товарнъм знакам(7 В) Шимукович Петр Николаевич; Люблинский Игорь Исаакович(54) ЗУБ КОВША ЭКСКАВАТОРАЩ Исгюльзование: средства разработки прочных сред в частности экскаваторц предназначенные для разработки мерзлых грунтов и скальных пород, Сущность: в зубе ковша экскаватора имеется дополнительный боек 14 с сердечником, в котором выполнено овальное отверстие. Фиксатор 16 расположен в радиальном отверстии бойка 4, а сердечник бойка 4- в осевом отверстии этого бойка с зазором. Тарельчатая пружина 15 установлена между верхним торцом бойка 4 и бойком 14. Конец фиксатора 16 расположен в овальном отверстии сердечника Разность между большим размером овального отверстия и диаметром конца фиксатора 16, расположенного в овапьном отверстии, разность длин от нижней кромки овального отверстия до соударяемой поверхности сердечника, а также от нижнего края конца фиксатора расположенного в овальном отверстии, до соударяемой поверхности внутренней полости бойка не превышает величину хода тарепьчатой пружины 3 ил.Цель изобретения - повышение эффективности разработки прочных сред ковшомэкскаватора путем увеличения длительности импульсного воздействия на забой егоактивных зубьев. 50 Поставленная цель достигается тем, что зуб ковша экскаватора, включающий установленный во втулку подпружиненный шток с закрепленным в нижнем его торце сменным элементом и подпружиненный боек. соединенный с верхним торцом штока посредством стопорного пальца, содержит расположенный над бойком дополнительный боек, сердечник которого с зазором,обеспечивающим подвижность бойка и доИзобретение относится к средствамразработки прочных сред, в частности к экскаваторамм, предназначенным для разработки мерзлых грунтов и скальных пород,Известны экскаваторы с ковшами, обо,рудованными активными зубьями 1, Такоерабочее оборудование, привод которогоосуществляется, например, сжатым возду-.хом, позволяет в значительной мере интенсифицировать процесс разработки забоя, 10однако требует подвода воздуха непосредственно к ковшу, что усложняет конструкцию,Известна конструкция виброударника2, включающего корпус, буровой наконечник с резьбовым хвостовиком, основную идополнительную гайки, ударник, Наличиедвух гаек, разновременно воздействующихна ударник, обеспечивает рост энергии едифничного удара, Однако такая конструкция 20является работоспособной только при вращении корпуса виброударника и приложении осевого усилия, т.е. при наличии двухподаодимых к нему. потоков энергии,Известно устройство для крепления зуба ковша экскаватора З, в котором импульсное нагружение зуба осуществляетсяподпружиненным бойком.Такоеустройствосодержит зуб, подпружиненный шток и подпружиненный боек, соединенные стопорным пальцем и установленные. во втулку.Однако из-за ограниченных размеров устройства, определяемых размером ковша,боек позволяет Формировать ударные импульсы только такой длительности, что даже 35.при большой их амплитуде определяет недостаточную величину прироста производительности экскаватора.Для устранения указанного йедостаткав ударных системах стремятся к формированию ударных импульсов прямоугольнойФормы увеличенной длительности, обеспечивающих наименьшую энергоемкость разрушения материала забоя.45 полнительного бойка относительно друг друга, пропущен в выполненное в верхней части бойка сквозное отверстие, диаметр которого меньше диаметра штока, а длина сердечника превышает длину сквозного отверстия.Кроме того, по периметру сердечника между верхним тдрцом бойка и контактной поверхностью дополнительного бойка установлена тарельчатая пружина, обеспечива-ющая разнесение по вертикали бойка и дополнительного бойка на.расчетное расстояние, ограничиваемое фиксатором, установленным.радиально в.теле бойка и входящим своим стержнем в овальное отверстие сердечника дополнительного бойка, При этом расстояние от соударяющихся со штоком контактных поверхностей бойка и сердечника дополнительного бойка до соответствующих соудэряющихся поверхностей штока различны.Сравнение заявляемого технического . решения с прототипом позволило установить его соответствие критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной и смежных областях техники признаки, отличающие заявляемое. изобретение от прототипа, не были выявлены, поэтомуони обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".На фиг.1 представлен зуб ковша экскаватора; на фиг.2 и 3 - осциллограммы деформации материала забоя под ударным воздействием соответственно известного (прототипа) и заявляемого технических решений;Зуб ковша экскаватора состоит иэ штока 1, размещенного в установленной в теле ковша 2 конусной втулке 3, и бойка 4, соединенного со штоком стопорным пальцем 5, имеющим отверстие 6.для прохода штока 1, Шток подпружинен пружиной 7, удерживаемой на нем с помощью заплечников и.обечайки 8, а стопорный палец 5 подпружинен пластинчатой пружиной 9, удерживающей его в смещенном положении. В нижней части штока 1 закреплен сменный элемент 10, а верхний торец штока. имеющий цилиндрический и симметричный относительно продольной оси ютока выступ 11, помещен в полость 12 бойка 4, Между контактной поверхностью подпружиненного пружиной 13 дополнительного бойка 14 и верхней торцовой поверхностью бойка по периметру Сердечника установлена тарельчатая пружина 15. В теле бойка 4 установлен фиксатор 16, стержень которого входит в овальное отверстие в сердечнике дополнительного бойка 14,2003765 45Ф о Р м У л а и 3 о б Р е т Е "и Я ., ным бойком с сердечником, в котором расЗУБ КОВША ЭКСКАВАТОРА, включаю- , положено овальное отверстие, фиксатором щий установленный ва втулке подпружи-,:в виде стержня и тарельчатой пружиной, ненный шток с закрепленным в нижнем 50 расположенной между верхним торцом его торце сменным элементом и подпружи-, бойка и дополнительным бойком, причем ненный боек с внутренней полостью, сое- боек выполнен с радиальным отверстием и диненный с верхним торцом штока осевым отверстием, .в котором размещен посредством стопорного пальца, отличаю- . сердечник дополнительного бОйка с зазощийсятем, что,с целью повышенияэффек ром и возможностью взаимодействия с тивности разработки прочных сред фиксатором, расположенным одним конковшом экскаватора путем увеличения цом в радиальном отверстии бойка, а друдлительности импульсного воздействия на гим - в овальном отверстии сердечника, забой его активных зубьев, он снабжен. приэтом разность между большим размеразмещенным над бойком дополнитель- ром.овальногоотверстия и диаметром дру Работает зуб следующим образом, В исходном положении шток 1 находится в крайнем нижнем положении, стопорный палец 5 смещен влево, пружины 7 и 13 разжаты, а дополнительный боек 14 приподнят тарельчатой пружиной в крайнее верхнее положение, определяемое контактом стержня фиксаторй 16 с нижней кромкой овалъного отверстия в сердечнике .дополнительного бойка. При встрече сменного элемента 10 с прочным участком забоя нагрузка от сменного элемента передается на шток 1 и он движется.вверх, сжимая пружину 7. Двигаясь, шток 1 через стопорный палец.5 йоднимает боек 4 и сжимает пружину 13. По. мере движения бойка 4 вверх левый (по чертежу) торец сто порного пальца скользит по конусной поверхности втулки, В.результате стопорный палец перемещается вправо, отверстие в стопорном пальце совмещается с внутренней полостью. бойка и торцовой поверхностью штока, пружина 13 разжимается и боек 4 своей контактной поверхностью. внутренней полости 17 ударяет по торцу штока. Шток начинает перемещаться вниз,Двигаясь под действием пружины 13. . вниз, боек 4 посредством фиксатора 16 увлекает в движение дополнительный боек 14, После соударения контактных поверхностей бойка 4 и штока 1 начинается обратное движениеоойка; а дополнительный боек 14 по инерции продолжает движение вниз, .сжимает тарельчатую пружину и до соударения с движущимся навстречу бойком 4 сердечником догружает уже движущийся вниз шток 1. В результате время .нахождения штока 1 в нагруженном состоянии возрастает, соответственно возрастает и время воздействия сменного элемента на забой.Разнесение бойка и дополнительного бойка по вертикали, а также разность длин сердечника дополнительного бойка и сквозного отверстия в бойке выбираются такими, чтобы с учетом наличия выступа 11 на торцештока, необходимого для ограничения ходастопорного пальца, обеспечивать требуе 5 мую разновременность импульсного нагружения штока.Как известно, эффективность импульсного воздействия определяется не толькоамплитудой, но и его длительностью, Даже10 в случае достаточно большого по амплитуде,но кратковременного импульса можетиметь место явление незавершенности разрушения, и материал забоя не скалывается.Возмбжность увеличения амплитуды им 15 пульсного нагружения ограничена прочностными свойствами материала бойка,штока, Поэтому предлагаемый вариант повышения эффективности импульсного воздействия на забой за счет увеличения его20 длйтельности является предпочтительным.Изложенное подтверждается результатом,лабораторного эксперимента, Нагружениюв ходе эксперимента подвергался упругийобразец, имитирующий забой, деформация25 которого регистрировалась с помощью тензодатчиков. Образец нагружался в одномслучае ударом бойка-прототипа и заявляемого бойка с дополнительным бойком - в .другом. Анализ осциллограмм показывает,30 что во втором случае при уменьшении амплитуды деформации на 1300 время нахождения образца в деформирЬванном состояниивозрастает на 48, что приводит к повышению эффективности разрушающего дейст 35 вия зуба на забой,(56) 1. Шишаев С.В, Расчет и создание ковша активного действия, И)восибирск, ИГД,1989, с.1123,40 2. Авторское свидетельство СССРМ 378617, кл. Е 21 В 4/06, 1973.3, Авторское свидетельство СССРЬ 326302, кл. Е 02 Р 3/40, 1969,2003765 ктор Н, Кешеля Составитель П. ШимуковиТехред М.Моргентал Редакто ыбалов Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 415 каз 33 нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 Гроизв гого конца фиксатора,а также разность длин от нижней кромки овального отверстия до соударяемой поверхности сердечника, а также от нижнего края другого конца фиксатора до соударяемой поверх ности внутренней полости бойка не превы шает величину хода тарельчатой пружины,