Зуб землеройной машины

(505 Е 02 Р 9 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(54) ЗУБ ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ (57) Использование: разработка и транспоринс- тировка грунтов и может быть использованадля оснащения" исклшйичтельных органов рев и землеройных машин для разработки мерзлых и прочных грунтов. Сущность; износоинс- стойкость упрочняющего элемента в 1,3 -1,4 раза выше износостойкости режущей части. Толщина упрочняющего элемента не менее 4 мм. 1 з.п. ф-лы, 5 ил,(21) 4789111/03(56) кое свидетельство СССР%13, кл, Е 02 Р 9/28, 1986. Авто рс 28453 Изобретение относится к области раз- ройной машины до предельногаизноса зуработки и транспортировки грунтов и может ба, а меньшая толщина твердого слоя не быть использовано для оснащения испол- гарантирует высокой износостойкости зуба,(Д нительных органов землеройных машин; что приводит к снижению долговечности инразрабатывающих мерзлые и прочные грун-струмента и "прбйзводитцельйостйммлашины. ты,Целью изобретения является повышеИзвестны зубья землеройных машин, . ние производительности;землеройной ма режущая часть которых упрочнена элект- шины путем сохранейия" высокой родной наплавкой, нанесенной на различ- работоспособности зуба до предельногоизные грани. носа и увеличения его долговечности, УкаНедостатками таких зубьев являются не- занная цель достигается тем, что у зуба, ф высокая износостойкость и отсутствие.самоза- включающего хвостовик и режущую, часть тачивания прй работе на различных грунтах. из корпуса и упрочняющего слоя на переНаиболее близким по достигаемому ре-дней грани, упрочняющий слой выполнен из у зультату является инструмент рыхлителя материала, износостойкость которого предля грунтов и горных пород, режущая часть вышает износостойкость материала корпукоторого изготовлена из мягкого и твердого са не менее чем е 1,3 - 1,4 раза, а толщина материалов, причем слой из твердого мате- этого слоя составляет не менее 4 мм. риала, имеющий меньшую толщину, чем . Влроцессеработыземпероиныхмашин тыьй мягкий, присоединен плотно к передней по- происходит изнашивание их зубьев в основверхности рабочей стороны мягкого слоя, ном по задней и боковым граням, приводяНедостатками такого зуба является то, щее к образованию на этих гранях что различная твердость материалов режу- площадок износа, ориентация которых отщей части не гарантирует во всех случаях носительно плоскости "резания, оцениваеего самозатачивания и тем самым сохране- мая углом профиля Р, зависит от свойств ния высокой производительности земле- материала режущей части.У зубьев, режущая часть которых упрочнена по передней грани, профиль износа носит сложный характер. В пределах упрочненного слоя угол профиля 3 отличается от угла профиля Рк площадки износа кор пуса режущей части (фиг,2).Исследованиями установлено, что сопротивление резанию гнута зависит от угла профиля Р площадки износа. Минимальные добавочные сопротивления резанию, 10 вызванные износом зубьев, возникают при Р =0(фиг,З).Угол профиля площадки износа корпуса Рк зависит от соотношения износостойкостей материалов упрочняющего по пере дней грани слоя яа и корпуса ек. Как показали исследования, при е/я 1,3 - 1,4 угол профиля площадки износа корпуса Д = 0 фиг.4, Угол профиля площадки износа упрочненного слоя зависит от свойств мате риала этого слоя и разрабатываемого грунта;Образование профиля на площадке износа корпуса с углом Д = 0 объясняется разницей в износостойкостях материалов 25 упрочняющего слоя и корпуса зуба, поскольку интенсивности их изнашивания при одновременном контакте с разрушаемым грунтом равны между собой.Между износостойкостью и твердостью 30 зуба не при всех условиях работы имеется однозначная связь. Увеличение твердости может привести не только к повышению износостойкости, но и к ее снижению за счет микровыкрашивания материала режущей 35 части при изнашивании зубьев в условиях динамических нагрузок, например, при разработке мерзлых грунтов с каменистыми включениями. Поэтому создание режущих элементов землеройных машин, у которых 40 . передняя грань состоит из материала более высокой твердости, чем корпус, не во всех условиях работы приводит к самозатачива" нию, позволяющему сохранять высокую работоспособность зуба до предельного 45 износа.Износостойкость зубьев землеройных машин может быть повышена не только увеличением твердости материала упрочняющего слоя, но и, например, применением материалов с более высокими показателями пределов прочности на растяжение, сжатие и других характеристик.Поэтому можно утверждать, что повышение производительности землеройных 55 машин путем сохранения высокой работо: способности зубьев до предельного износа за счет самозатачивания достигается упрочнением передней грани режущей части материалом, износостойкость которого превы.шает износостойкость материала корпусане менее чем в 1,3 - 1,4 раза. При этом неимеет значения каким путем повышена износостойкость; увеличением твердости илидругими методами.Интенсивность изнашивания зуба, аследовательно, его долговечность и производительность землеройной машины зависят от толщины упрочняющего слоя,Экспериментально выяснено, что интенсивность изнашивания стабилизируется последостижения износа по задней граниЙ (фиг.2), зависящего от свойств материалазуба и разрабатываемого грунта, фиг,5. Порезультатам исследований, проведенныхпри резании различных видов мерзлыхгрунтов зубьями, упрочненными разнымиспособами (термической обработкой, износостойкими наплавками, твердосплавнымиметаллокерамическими пластинами) износА не превышает 4 мм.По укаэанной причине толщина армирующего слоя должна быть не меньше определенной фиксированной величины, а именно- параметра Ьс, что обеспечивает максимальную для данного материала долговечность зуба.Рекомендация о толщине армирующегослоя, заключается в том, что он должен бытьтоньше более мягкой основы режущей частизуба, без указания конкретного значенияего толщины не гарантирует, как указановыше, максимальной долговечности зуба.Повышение долговечности зубьев снижает время простоев землеройных машин,связанное с заменой инструмента, и увеличиваеттем самым эксплуатационную производительность замлеройной техники.Таким образом, оба отличительных при-знака заявляемого решения позволяют достичь поставленной цели - повышенияпроизводительности землеройной машиназа счет сохранения высокой работоспособности зубьев до предельного износа и увеличения их долговечности,На фиг.1 показан предлагаемый зуб востром состоянии, а также характер износаего режущей части при соотношении износостойкости материалов е упрочненногослоя и ек корпуса более 1,3 - 1,4; на фиг.2- характер износа зуба, упрочненного попередней грани при соотношении износостойкостей материалов упрочненного слоя икорпуса зуба га/ек 1,3 - 1,4; на фиг.З -зависимость сопротивляемости резаниюмерзлого грунта от угла профиля площадкиизноса; на фиг,4 - график изменения углапрофиля Д площади изноСа корпуса режущей части от соотношения износостойкостей материалов еэ упрочняющего слоя и е корпуса; на фиг.5 - зависимость интенсивности изнашивания зуба от износа по задней грани. 5Предлагаемый зуб состоит иэ хвостовика 1 и режущеи части, содержащей корпус 2, на передней грани 3 которого имеется упрочняющий слой 4, И .осостойкость материала упрочняющего слоя 4 превосходит 10 износостойкость материала корпуса 2 режущей части не менее чем в 1.3 - 1,4 раза, а толщина упрочняющего слоя 4 не менее 4 мм.В процессе разработки грунта происхо дит абразивное изнашивание режущей части зуба, в результате чего на его рабочих поверхностях появляются площаДки износа, ориентированные под углом Р к плоскости резания, Наличие указанных 20 площадок приводит к возрастанию сбпро-тивлений резанию, величины которых зависит от угла профиля Р, При соотношении износостойкостей упрочненного слоя 4 и корпуса 2 режущей части не менее 1,3 - 1,4 25 угол профиля площадки износа на корпусе 4 близок к нулю, т.е, практически йроисходит самоэатачивание зуба и сохраняется его высокая работоспособность до предельного износа. При толщине упрочненногослоя 30 4 не менее 4 мм изнашивания зуба протекает с минимальной интенсивностью, чтообеспечивает повышение его долговечности.Таким образом, заявляемое техническое решение в сравнении с прототипомобладает преимуществами, заключающимися в обеспечении самозатачивания и максимальной долговечности зуба при любыхусловиях работы, что повышает производительность землеройной машины. Кроме того, увеличение долговечности зубаспособствует сокращению расхода сравнительно дорогих армирующих материалов итем самым уменьшает затраты на выполнение земляных работ.формула изобретения1. Зуб землеройной машины. содержащий режущую часть и хвостовик и упрочняющий элемент, расположенный напередней грани режущей части, износостойкость которого отлична от износостойкости режущей части, о т л и ч а ю щ и й с ятем,что,с целью повышения производительностизуба за счет самозатачивания режущей части, упрочняющий элемент выполнен из материа-;ла, износостойкость которого не менее чем в1,3 - 1,4 раза выше стойкости материаларежущей части.2. Зуб по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что толщина упрочняющего слоя составляетне менее 4 мм,1782259 ГЪ гентал Редакт каз 4289 Тираж ПодписйоеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Составител Техред М,М Изноректор. Н.Король