РЕЗЕЦ ДЛЯ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН Российский патент 1994 года по МПК E02F9/28 

Изобретение относится к средствам разработки и транспортировки грунта, в частности к каналоочистителям.

Известен наконечник зуба рыхлителя, содержащий посадочную и режущую части, при этом последняя выполнена из материала с разнопрочными свойствами. Недостатком наконечника зуба рыхлителя является неравномерный износ режущей части. Этот недостаток обусловлен тем, что при разработке грунта передняя грань наконечника изнашивается быстрее, чем задняя, что приводит к смещению режущей кромки в сторону задней грани, вследствие чего увеличивается вертикальная составляющая силы резания. Все это приводит к снижению эффективности работы зуба.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки грунта путем уменьшения неравномерности износа режущей части резца.

Достигается это тем, что резец для землеройной машины, содержащий хвостовик и режущую часть, выполненную в виде клина из материала с разнопрочными свойствами, размещенного таким образом, что твердость убывает в направлении от боковых граней к продольной плоскости симметрии резца, имеет новую совокупность существенных признаков, заключающуюся в том, что материал с разнопрочными свойствами размещен таким образом, что твердость его убывает также в направлении от передней грани к задней, причем отношение максимальной твердости к минимальной на направлении от боковых граней к продольной плоскости симметрии резца меньше, чем на направлении от передней грани к задней.

Наличие указанной совокупности признаков устанавливает факт соответствия заявляемого решения критерию "новизна".

Для установления соответствия заявляемого решения критерию "существенные отличия" проведен поиск известных в науке и технике решений, содержащих отличительные от прототипа признаки.

Известно техническое решение, имеющее признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа - горнорежущий инструмент по а. с. СССР N 1411400, кл. Е 02 F 9/28, 1988 г., включающий зону максимальной твердости, которая расположена в рабочей части между передней поверхностью клина и осью его симметрии, причем твердость материала у передней поверхности клина больше, чем у задней его поверхности. Однако указанное размещение разнопрочного материала не обеспечивает равномерного износа рабочей части, так как при разработке грунта величина износа уменьшается по направлению от боковых поверхностей к продольной плоскости симметрии инструмента, что приводит к округлению режущей кромки, вследствие чего снижается производительность известного устройства.

Кроме того, быстрый износ материала зоны низкой твердости происходит только вблизи режущей кромки, далее в сторону хвостовика сила воздействия абразивных частиц резко падает, толщина зоны низкой твердости увеличивается, таким образом увеличивается площадь контакта абразивных частиц с рабочей частью и затрудняется скольжение отделенного грунта по задней поверхности горнорежущего инструмента, что приводит к увеличению энергозатрат на разработку и транспортировку грунта. Все это снижает эффективность работы горнорежущего инструмента.

У предлагаемого технического решения появляются новые свойства, не совпадающие со свойствами известного решения. В предлагаемом резце для землеройной машины размещение материала с разнопрочными свойствами таким образом, что твердость убывает в направлении от боковых граней к продольной плоскости симметрии резца и в направлении от передней грани к задней, причем отношение максимальной твердости к минимальной на первом направлении меньше, чем на втором, позволяет обеспечить равномерный износ резца и тем самым повысить эффективность его работы.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На фиг.1 показан предлагаемый резец со стороны боковой грани; на фиг.2 - то же, со стороны передней грани; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1 со схемой распределения твердости по граням резца.

Резец для землеройной машины состоит из хвостовика 1 и клиновидной режущей части 2. Режущая часть включает режущую кромку 3, переднюю 4, заднюю 5 и боковые 6 грани. Последние имеют форму, близкую к треугольной. Передняя 4 и задняя 5 грани выполнены прямоугольной формы в плане. Режущая часть 2 выполнена из материала с разнопрочными свойствами, который размещен таким образом, что твердость убывает в направлении от боковых 6 граней к продольной плоскости симметрии резца и в направлении от передней 4 грани к задней 5.

Выполнить режущую часть 2 резца из материала с разнопрочными свойствами можно, например, с помощью соответствующей термообработки. Сначала резец подвергают обычной объемной закалке с обеспечением максимально возможных механических свойств, исключающих его поломку и смятие, а затем режущую часть 2 закаляют ТВЧ по линиям соединения передней 4 и боковых 6 граней с обеспечением максимальной твердости. После термообработки отношение максимальной твердости к минимальной на направлении от боковых 6 граней к продольной плоскости симметрии резца должно быть меньше отношения максимальной твердости к минимальной на направлении от передней 4 грани к задней 5.

При разработке грунта происходит естественный абразивный износ резца. Наибольшему воздействию абразивных частиц подвергаются линии соединения передней 4 и боковых 6 граней. Сила воздействия абразивных частиц снижается в направлении от боковых 6 граней к продольной плоскости симметрии резца. Снижение твердости в направлении снижения силы воздействия абразивных частиц приводит к относительно равномерному износу режущей кромки 3, форма которой стремится к прямой линии, а также к сохранению формы режущей части 2 прямоугольной в плане.

Сила воздействия абразивных частиц убывает также в направлении от передней 4 к задней 5 грани. Неравномерность этого воздействия компенсируется за счет снижения твердости в том же направлении. Таким образом происходит самозатачивание резца. Отношение максимальной твердости к минимальной на направлении от боковых 6 граней к продольной плоскости симметрии резца меньше, чем отношение максимальной твердости к минимальной на направлении от передней 4 грани к задней 5, усиливает эффект самозатачивания, так как воздействие абразивных частиц более интенсивно происходит по средней части передней 4 грани, чем по линиям соединения задней 5 и боковых 6 граней.

Известно, что с повышением твердости износостойкость материала возрастает. Предлагаемое изобретение предусматривает повышение твердости материала в зонах, где интенсивность воздействия абразивных частиц возрастает, и снижение твердости в зонах, где интенсивность воздействия частиц убывает. Все это приводит к относительно равномерному износу режущей части, обеспечивает усиление эффекта самозатачивания резца. Таким образом, угол заострения, форма режущей кромки и задний угол резца при изнашивании остаются постоянными. Следовательно, не происходит увеличения затрат энергии на разработку грунта, что приводит к повышению эффективности работы резца.

Использование: средства разработки и транспортировки грунта, в частности каналоочистители. Сущность: твердость материала режущей части 2 убывает от боковых граней к продольной плоскости симметрии резца и дополнительно убывает от передней 4 к задней 5 граням. Отношение максимальной твердости к минимальной на направлении от боковых граней к продольной плоскости симметрии резца меньше, чем соответствующее отношение на направлении от передней 4 к задней 5 граням. При работе уменьшается неравномерность износа режущей части 2. 3 ил.

РЕЗЕЦ ДЛЯ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН, содержащий хвостовик и режущую часть в виде клина с передней, задней и боковыми гранями из материала с разнопрочными свойствами, у которого твердость убывает в направлении от боковых граней к продольной плоскости симметрии, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы резца путем уменьшения неравномерности износа режущей части в материале с разнопрочными свойствами, твердость дополнительно убывает в направлении от передней к задней граням, причем отношение максимальной твердости к минимальной на направлении от боковых граней к продольной плоскости симметрии резца меньше, чем соответствующее отношение на направлении от передней грани к задней.