Зуб землерійної машини

930ЇЗ Є9І /• КШ F 9/28 Зуб земрюрійної машини Винахід належить до розробки І транспортуванню грунта, а саме, до зуб'їв виконавчих органів землерійних машин* В ІДО МІ эуб'я звмяерійнкх машин, які містять встановлену на їївркавці робочу частину з передньою, боковими гранями та задньою гранноЭви&кою (а.с»№ 248558). Недоліком відомих зуб»Ів є те» що у процесі роботи утворюється площадка спрацювання, яка супроводжується збільшенням опіруог п І зуба впровацйвнню, а це тягне за собою необхідність збільшення МІЦНО СТІ вуба, отже І його матеріалоємності» Найбільш близьким по технічній сутті *а)ііосягаемого результату є зуб звмиврійної машини, який містить робочу частину пЬстій ного перерізу з передньою, задньою та боковими гранями (па тент ША Я 3508352). ^ Недоліком паного технічного рішення є висока матеріалоємність, яка обумовлена тим, що по мірі спрацювання робочої частини зуба плече прикладання сили різання зменьшуеться І при постійному моменті опору попереднього перерізу у з убі виникаю* різні напруги, а зуб необхідно виготовити Із розрахунку максимальних. Таким чином в основі винаходу стоїть завдання - зменшення матеріалоємності за рахунок зберігання сталості пяоваЗкИ опрацювання Із змінюваним моментом поперечного перерізу по довжині зуба. Поставлене завдання досягається тим,, що дуб, який МІСТИТЬ рі зальну кромку з випереджаючою гранню, нижньою западюгаю та іЬМ^ тстиком, згідно цьому винаходу, виконав з шириною, яка зменьшуетьоя від різальної кромки до хвостовика І визначається рівнянням &Ч 4 та висотою, яка збільшується від різальної кромки до хвостовика і визначається рівнянням : а є де З і € г ~ к оеф іціє нти форм и п опер ечно го п ере різу зуб а; / - відстань г і д різальної кромки зуба до заданого перерізу; /- - площа поперечного перерізу зуба ; LGLJ - допустима напруга при вигині для матеріалу зуба : /^ - найбільший опір копанню . г при цьому різальна кромка затуплюється у процесі роботи , а висота виперед- ( жуючої грані дорівнює половині висоти зуба по всій його довжині . Для роботи зуба необхідно , щоб у кожному поперечному перерізі зуба напруги були постійними і не перевищували допустимих для даного матеріалу. У традиційних рішеннях дачна умова дотримувалась завдяки клиноподібній формі поздовжнього перерізу зуба . Однак та^е рішення призводить до того , що по мірі спрацювання зуба збільшується його площадка спрацювання, що призводить до збільшення onovy грунта різанню, отже до підвищення його міцності та матеріалоємності . Отже, для зниження матеріалоємності зуба необхідно виконати його таким , щоб по мірі його спрацювання площадка спрацювання не збільшувалась, при цьому виданні напруги у кожному поперечному пе рерізі зуба повинні залишатися постійними , тобто зуб має оптималь ну матеріалоємність . Такті чином , заявленим рішенням досягається новий позитивний ефект завдяки відмінним ознакам , а заявяяєме рішення володіє суттєвими ознаками . На фіг.І показан зуб землерійної машини (аксонометрія ); на фіг.2 - поперечний jrepepia зуба. Зуб землерійної машини включає хвостовик І , робочу частину 2 з різальною кромкою 3, випереджаючою гранню 4 і нижньою западиною 5. Робоча частина 2 виконана з шириною, яка зменшується від різальної кромки до хвостовика і визначається рівнянням та висотою, яка збільшується від різальної кромки до хвостовика і визначається рівнянням при цьом} кромка 3 затуплюється у процесі роботи, а висота випереджаючої грані 4 дорівнює половині висоти зуба по ьсій його довжині . Зуб праиює слідуючим чином. При руйнуванні грунта на зуб дів сила опору грунта різанню , яка лежить у площині, що проходить иереэ вісь симетрії та утворює вивий/ напруги Р матеріалі зуба. Якщо рахувати, що сила різання прикладена до різальної кромки зуба , то напруги в кожному перерізі зуба можна визначити з рівняння де К - сила опору грунта різанню (сила різання); пей показник характеризує об'єкт винаходу зуб, бо є фізи'нлю ^РЛИЧИ-, яге однозначно визначається параметрами зуба Ks'UC (див.Домбровський Н.Г. и др. Строительные машины, М., Машиностроение, 1976, с,286, табл.32); /^•/- питомий опір копанню; О - ширина ножа; £ - відстань від різальної кромки зуба до заднього перерізу ; ^д/ - момент опору поперечного перерізу зуба в данній точпі ; К - коефіцієнт запасу міиності. При взаємодії заявляемого зуба з грунтом , останній руйнується різальною кромкою 3, яка в пР°Цесі роботи набуває затуплену кромку , , тобто з заданою площадкою спрацювання , випереджаюча грань 4 створює у грунті попередній стан ршлруги , який сприяє ут ворюванню попереднього стану напруги у грунті, а нижня западина 5 - зменшує площадку спрацювання. Габаритні розміри поперечного перерізу зуба позначим: & - ширина зуба; fa - висота зуба від нижньої грані до верхньої точки випереджаючої грані 4. Таким чином, у кожному поточному поперечному перерізі зуба площа його площадки спрацювання визначається з рівняння : де (X - коефіцієнт форми поперечного перерізу зуба, наприклад, для зуба з трикутним поперечним перерізом О- - 1/2; з прямокутним Д - І і т.д. При цьому момент опору поперечного перерізу по формулі: \J--c3-h* (з) де С - коефіцієнт форми поперечного перерізу зуба, наприклад, для зуба з трикутним поперечним перерізом С- 1/24, для прямокутного С- І/б і т.д. Спільно вирішуя рівняння (І), \к) та (3), одержим залежності для певної висоти поперечного перерізу зуба в залежності від відстані від різальної кромки при зберіганні сталості площадки спрацювання та шгибаючих напруг : п та ширини а& С -Г-tGLJ поперечного перерізу зуба при однакових умовах / / Таким чином, для зберігання величини площадки спрацювання при одночасному зберіганні міцності зуба, його висота п повинна збільшуватись від різальної кромки 3 до хвостовика І, а ширина в зменьшуватись. Наприклад, набуваємо значення зуба шириною о та висотою h , у якого ширина випереджаючої грані дорівнює половині ширини зуба ©/2, висота дорівнює половині висоти зуба /?/2, ширина нижньої западини дорівнює ширині випереджаючої грані ©/2, а висота дорівнює 1/4 загальної висоти зуба И /4. Визначаємо момент опору поперечного перерізу зуба : 'У де j - момент інерції поперечного перерізу зуба; г відстань БІД нейтральної вісі до найбільш віддаленої точки перерізу-Для визначення моменту і нерпії поперечного перерізу зуба визначаєморозташування координат нейтральної вісі , яка проходить через иентр ваги поперечного перерізу . Тоді знахвдиш координати иентру ваги перерізу . Через те, що поперечний переріз зуба симетричний, то пентр ваги знаходиться на вісі ДО . Тоді визначаємо ординату центра ваги поперечного перерізу : &= К Де S, - статичний момент трикутника ДЕС відносно вісі ОХ; - статичний момент прямокутника ВСНК відносно вісі ОХ ; - статичний момент прямокутника АБ£Т відносно вісі ОХ ; >У - статичний момент прямокутника KLN to відносно ьісі ОХ; У - площа поперечного перерізу трикутника ДЕб ; P7 - площа поперечного перерізу прямокутника ВСНК ; /J - площа поперечного перерізу прямокутника АВ R Т; р, - шпща поперечного т^р^ізу тлямокутниуа KLN U: Si 12 S 8 2 2г ГУ -.й- ^ At Тоді 32 /2/ * 16 1 ? 96 Визначаємо момент інерції поперечного перерізу зуба віднос но нейтральної вісі: t/ 'v/y де + ч/? ^\/5 v*' «У/ ' момент і нерпі г трикутника ДЕ 5 відносно нейтральної вісі; jf - момент іч^ршї прям оку т 1 ни л a ixiu. відносно нейтральної момент інерції прямокутника Аіі R Т відносно нейтральної вісі; момеьт інерції прямокутника ^L/v' і відносно ЧЄЙТР?ЇЇЬЧТГ вісі. 36 7 > Момент опору попере чюг; и^р^різу зуба дорівнює 96 Площа wjn^peчног ) пор \різу зуба Тоді коефіцієнти форм ппп°р°иного перерізу зуба будуть до рівнюьати: £-0,04545 Наприклад, дяя ковша екскаватора четвертої розмірної групи (Э0-4321) завдаємось розмірами різальної кромки висота /f* - 2 см; ширина Qc r 12 см. Приймаємо доьжину робочої частини зуба с - 15 см; Визначаємо ширину та висоту робочої частини зуба : СИ і де Q - 0,5 - коєфіпієнт форми поперечного т^р^різу зуба; С г 0,04545 - коефіцієнт форми попереч?юго пр.р°різу зуба; feV - 5 кг/civr- питомий опір копанню; І - 15 с?и - довжина робочої "частини зуба; ho ~ 1/2x12x2 = 12 сь/Г - гтяоща поперечного п^р-різ у з уба ; - 1050 кг/см^ - допустима напруга при вигибі дяя сталі чогл. Таким чином, данне технічне рішення порівняно з прототипом знижує матеріалоємність зуба. машини Заявники P Фіг. і М0ШІІНЦ Ъая&ники В. А CM А В О, О. X Фіг. 2