Наконечник розпушувача з підрізаючим ножем

Реферат: UA 94120 U UA 94120 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до землерийної техніки і може бути використана для розробки мерзлого і міцного ґрунтів. Відомий зуб землерийної машини, який містить головну ріжучу частину, зверху і знизу якої розташовані клиноподібні елементи, вершини останніх спряженні з зовнішніми поверхнями вершинного зовнішнього елемента (А.С СССР № 1740575). Недоліком даного пристрою є підвищення енергоємності різання завдяки тому, що частина енергії витрачається механізмом подачі головної ріжучої частини. Найбільш близьким аналогом (Патент України 16532, мкв. E02F 5/30) є "Робочий орган розпушника", який містить робочу балку та закріплений на ній за допомогою пальця наконечник, який має лобову та нижню поверхні, наконечник має нижню поверхню у вигляді повздовжнього пазу "ластівчин хвіст" з обмежувальним упором у задній частині наконечника, при цьому в пазу наконечника встановлено підрізаючий ніж. Недоліком даного пристрою, є незначний діапазон розробки мерзлих або міцних ґрунтів, оскільки підрізаюча пластина не витримує достатні навантаження. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення продуктивності розпушника при розробці мерзлих та міцних ґрунтів за рахунок зменшення енергоємності розробки ґрунту. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що до робочої балки закріплено, за допомогою пальця, наконечник, а до наконечника кріпиться підрізаючий ніж із ножовою порожниною, заповненою гідрорідиною, при цьому ножова порожнина під'єднана до ножового гідроциліндра, який через зворотний клапан з'єднано з базовою гідросхемою. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на фіг. 1 - робочий орган розпушника, фіг. 2 - підрізаючий ніж із ножовим гідроциліндром(розріз А-А по фіг. 2). Наконечник розпушувача з підрізаючим ножем являє собою робочу балку 1 та закріплений на ній, за допомогою пальця 2, наконечник 3. До наконечника 3 кріпиться підрізаючий ніж 4 довжиною l, при цьому, в бік розробки ґрунту, підрізаючий ніж 4 виступає за наконечник 3 на відстань l1, причому (l > l1). Підрізаючий ніж 4 має робочу сторону 5, нижню поверхню 6 та похилу поверхню 7. З робочої сторони 5 підрізаючого ножа 4 на перетині нижньої поверхні 6 та похилої поверхні 7 утворюється ріжуча кромка 8. Підрізаючий ніж 4 являє собою металевий корпус 9 висотою (b) та шириною 2b з товщиною стінки (с), причому (b > а > с). Металевий корпус 9 утворює ножову порожнину 10 висотою а, причому (b > а), шириною 2а та довжиною І2, причому (l > І2 > l1). Зі сторони ріжучої кромки 8 ножова порожнина 10 обмежується металевим корпусом 9, з іншої сторони, з можливістю вільного руху рідини, до неї під'єднаний ножовий гідроциліндр 11. Вхідний патрубок 12, ножового гідроциліндра 11, через зворотний клапан 13 підключено до напірної магістралі 14 базової гідросхеми, при цьому біля зворотного клапана 13 до напірної магістралі під'єднано манометр 15. Вихідний патрубок 16, ножового гідроциліндра 11, через клапан тиску 17 під'єднано до зливної магістралі 18 базової гідросхеми. Ножовий гідроциліндр 11 складається з корпусу 19, в якому вільно розміщено поршень 20. Наконечник розпушувача з підрізаючим ножем працює наступним чином: Гідрорідина через зворотний клапан 13 подається до ножового гідроциліндру 11 через вхідний патрубок 12. Поршень 20 стискає рідину в ножовій порожнині 10, тим самим збільшуючи жорсткість підрізаючого ножа 4 за рахунок підвищеного тиску рідини. При взаємодії наконечника 3 з ґрунтом, сила опору ґрунту різання діє на робочу сторону 5, згинаючи підрізаючий ніж 4. В результаті згинання підрізаючого ножа 4 на ріжучій кромці 8 виникає згинальний момент, який розраховується рівнянням: М = Р • l, де Р - сила, що виникає на ріжучій кромці 8; l1 - довжина виступаючої частини підрізаючого ножа 4. Внаслідок виникнення згинального моменту з боку підрізаючого ножа виникає момент опору: M W ,  де  - допустиме напруження металевого корпусу 9. Геометричні параметри підрізаючого ножа 4 залежать від згинаючого моменту та моменту опору згідно з [Писаренко Г.С. Сопротивление материалов, "Вища школа". 1986, C. 277]. b  3 3W . При цьому товщина стінки прямопропорційно залежить від параметрів підрізаючого ножа згідно з [Писаренко Г.С. Сопротивление материалов, "Вища школа". 1986, - С. 275-277]: c ≥ 03  b. При подальшому впровадженні наконечника 3 в ґрунт відбувається зминання ґрунту з одночасним згинанням підрізаючого ножа 4, внаслідок чого відбувається відокремлення 1 UA 94120 U 5 10 15 20 25 30 елемента ґрунту. Як відомо [Ветров Ю.А. Резание землеройными машинами, М., "МАШИНОСТРОЕНИЕ". 1971, Стор. 62 Рис. 28, в], в цей момент сила опору ґрунту різанню значно зменшується, при цьому зовнішня сила Р, що прикладається до ріжучої кромки 8, також зменшується, потрібно створити достатнє зусилля внутрішнього опору згинання підрізаючого ножа 4, для його розправлення. В той момент, коли сила опору згинання підрізаючого ножа 4 перевершить зовнішню силу Р, прикладену до ріжучої кромки 8, і відбувається розправлення підрізаючого ножа 4: W ≥ P, де W - сила опору згинання підрізаючого ножа 4. Сила опору згинання, підрізаючого ножа 4, включає дві складові: W=A + F, де A - сила опору згинанню металевого корпусу 9; F - сила, що виникає внаслідок підвищення тиску рідини в ножовій порожнині 10. Достатня сила опору згинання підрізаючого ножа 4 досягається за рахунок гідравлічної рідини в ножовій порожнині 10. В результаті стиску гідрорідини поршнем 20 в ножовій порожнині 10 створюється зусилля F, яке, в сумі з силою опору згинанню А металевого корпусу 9, значно більше від зовнішніх сил Р, для подолання сил опору ґрунту різанням. Зусилля, що виникає внаслідок роботи рідини в ножовій порожнині 10, можливо розрахувати рівнянням: F=p  S, де р - тиск у ножовій порожнині 10; S - площа поперечного перерізу ножового поршня 20. Потрібне зусилля можливо визначити за допомогою показника манометра 15 при переміщенні поршня 20. Після того, як робота сили опору згинання значно перевершила зовнішні сили опору ґрунту різанню, підрізний ніж 4 різко випрямляється, додатково підрізаючи ґрунт, утворюючи в ньому лідируючі тріщини. Далі вже підрізаний елемент ґрунту наконечником 3 видаляється на денну поверхню забою. Після чого підрізаючий ніж 4 під дією сили опору ґрунту різанню знову згинається. Далі процес відбувається циклічно. Внаслідок роботи наконечника розпушувача з підрізаючим ножем відбувається підвищення продуктивності розпушника при розробці мерзлих та міцних ґрунтів за рахунок зменшення енергоємності розробки ґрунту. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 Наконечник розпушувача з підрізаючим ножем, що являє собою робочу балку та закріплений на ній за допомогою пальця наконечник, причому до наконечника прикріплено підрізаючий ніж довжиною l, який відрізняється тим, що в бік розробки ґрунту підрізаючий ніж виступає за наконечник на відстань l1, причому (l>l1) підрізаючий ніж має робочу сторону, нижню поверхню та похилу поверхню з робочої сторони підрізаючого ножа, на перетині нижньої поверхні та похилої поверхні утворюється ріжуча кромка, при цьому підрізаючий ніж являє собою металевий корпус висотою (b) та шириною 2b з товщиною стінки (с), причому (b>а>с) металевий корпус утворює ножову порожнину висотою а, причому (b>а) шириною 2а та довжиною l2, причому (l>l2>l1) з сторони ріжучої кромки ножову порожнину обмежено металевим корпусом, з іншої сторони з можливістю вільного руху рідини, до неї під'єднаний ножовий гідроциліндр, вхідний патрубок ножового гідроциліндра через зворотний клапан підключено до напірної магістралі базової гідросхеми, при цьому біля зворотного клапана до напірної магістралі під'єднано манометр, при цьому вихідний патрубок ножового гідроциліндра через клапан тиску під'єднано до зливної магістралі базової гідросхеми, причому ножовий гідроциліндр складається з корпусу, в якому вільно розміщено поршень. 2 UA 94120 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3