СПОСОБ КОПАНИЯ ГРУНТА СКРЕПЕРОМ С ПОСТОЯННОЙ ГЛУБИНОЙ РЕЗАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК E02F3/64 

Изобретение относится к разработке грунта скреперными агрегатами.

Известен гребенчатый способ копания грунта ковшом скрепера [1], включающий последовательно чередующиеся операции заглугления, выглубления ковша и копание с постоянной глубиной резания. Этим способом разрабатывают грунт всей шириной ковша, только в конце заполнения стремятся копать лишь средними выступающими ножами. Однако это не всегда удается из-за неровности забоя, ручного управления процессом копания и малой глубины резания, которую обеспечивают выступающие ножи. В результате копание в заключительной стадии происходит малоэффективно и со значительными динамическими усилиями.

Известен способ разработки грунта, при котором сопротивление копанию изменяют за счет уменьшения ширины резания при практически постоянной глубине резания [2] . После заглубления ковша на необходимую глубину резания производят непрерывное уменьшение ширины резания до минимальной конструктивно возможной величины, а затем ступенчато выглубляют ковш. Такой способ копания значительно снижает динамику процесса копания, однако в эксплуатационных условиях его очень трудно реализовать из-за низкой надежности поступательно перемещающихся элементов в абразивной грунтовой среде. Кроме того, довольно затруднительно конструктивно осуществить ширину резания меньше 40% ширины ковша.

Из известных наиболее близким является способ копания с дискретным изменением ширины резания [З]. Копание начинают полной шириной ковша, а затем (при увеличении сопротивления копанию) переходят на копание с уменьшенной шириной. При этом изменение ширины резания происходит быстро, а площадь срезаемой стружки после изменения ширины резания уменьшается выглублением ковша.

Недостатком такого способа копания является то, что регулирование площади срезаемой стружки при установленной ширине резания (полной или уменьшенной) происходит только за счет уменьшения глубины резания. В этом случае не удается существенно снизить динамику копания из-за необходимых новых заглублений ковша. В результате копание с постоянной глубиной резания происходит нестабильно, а операцию дискретного уменьшения ширины резания выполняют вместо выглубления ковша.

Кроме того, быстрое уменьшение ширины резания не только резко снижает сопротивление копанию (увеличивается динамика процесса), но и сокращает время действия вертикальных нагрузок, которые повышают сцепной вес тягача (самоходные и полуприцепные скреперы).

Изобретение направлено на повышение эффективности разработки грунта путем снижения динамики процесса копания за счет плавного изменения площади срезаемой стружки при переходе на уменьшенную ширину резания и стойкого увеличения вертикальных нагрузок на мосты скрепера (сцепного веса).

Это достигается тем, что копание с постоянной глубиной резания совмещают с изменением ширины резания, которое выполняют при постепенном выглублении режущих частей ножевой системы, а копание завершают, управляя режущей частью ножевой системы, имеющей наименьшую ширину.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 и 2 представлены схемы выглубления режущих ножей.

Предлагаемый способ копания грунта скрепером реализуется по схеме на фиг. 1 следующим образом. Копание начинают с заглубления ковша с полной шириной резания В (фиг. 1) на глубину, необходимую для разработки данного грунта и обеспечиваемую тяговыми возможностями трактора. С увеличением сопротивления копанию начинают (при сохранении глубины резания) постепенное выглубление режущих частей ножевой системы. Например, выглубляют боковые режущие части 1 суммарной длиной 0,36 В. Их постепенное выглубление уменьшает сопротивление копанию и позволяет сохранить глубину резания на прежнем уровне. Далее большую часть набора грунта выполняют с уменьшенной до 0,64 В шириной резания. Возрастающее по мере набора грунта сопротивление копанию требует уменьшения сечения стружки в заключительной стадии набора грунта. Для этого производят постепенное выглубление режущих ножей 2 (суммарной длиной 0,4 В). Постепенное и существенное уменьшение площади срезаемой стружки позволяет сохранить первоначальное значение глубины резания и осуществлять заполнение "шапки" грунта при очень небольшой ширине резания (всего 0,24), но при весьма большой глубине резания. Такое сочетание параметров стружки резко повышает ее прочность и пробивную способность и резко интенсифицирует заключительную стадию заполнения ковша. Уменьшается также и динамика процесса копания.

Необходимо особо отметить, что копание грунта с последовательностью изменения ширины резания, приведенной на фиг. 1 отличается еще и тем, что копание с опущенной центральной частью 3 шириной 0,24 В может происходить с увеличением до 50. . . 55^o угла резания, что позволяет успешно заполнить (обычно трудно заполняемую) переднюю часть ковша.

Предлагаемый способ можно реализовать и по схеме на фиг. 2. Здесь первое постепенное выглубление осуществляется с центральной режущей частью 1 шириной 0,24 В, затем копание без изменения глубины резания выполняют при ширине 0,76 В. При дальнейшем увеличении сопротивления копанию постепенно выглубляют режущую часть 2 суммарной шириной 0,4 В и завершают набор геометрической вместимости ковша боковыми частями 3 при суммарной ширине резания 0,36 В. В течение всего процесса уменьшения ширины резания глубина резания остается постоянной. После выглубления крайних боковых режущих ножей 3 для интенсификации заполнения "шапки" грунта можно осуществить копание грунта с заглубленной центральной режущей частью 1 шириной 0,24 В.

При применении любого из предложенных способов копания грунта с постоянной глубиной резания заканчивать его необходимо режущей частью с минимальной шириной резания (для получения наибольшей толщины стружки грунта) с максимальным углом резания для лучшего заполнения передней части ковша грунтом.

Использование предлагаемого способа копания грунта скрепером, имеющим дискретно изменяемую ширину резания, позволяет осуществлять регулирование площади срезаемой стружки без изменения глубины резания. В результате снижается динамика процесса копания, увеличивается стабильность вертикальных реакций на мосты скрепера и существенно повышается эффективность заполнения ковша грунтом.

Источники информации
1. Плешков Д.И. и др. Бульдозеры, скреперы, грейдеры. М.: Высшая школа, 1972, с.225, 226.

2. А.с. СССР, 939661, М. Кл³. E 02 F 3/64 (2976957/29), опубл. 30.06.82, бюл. 24.

3. А.с. СССР, 1301935, М. Кл⁴. E 02 F 3/64 (3910037/29), опубл. 07. 04. 87, бюл. 13.

Изобретение относится к разработке грунта скреперными агрегатами. Способ копания грунта ковшом скрепера с дискретно изменяемой шириной резания включает последовательное заглубление и выглубление ковша, копание с постоянной глубиной резания и дискретное уменьшение ширины резания за счет последовательного выглубления режущих частей ножевой системы с различной шириной резания. Копание с постоянной глубиной резания совмещают с изменением ширины резания, которое выполняют при постепенном выглублении режущих частей ножевой системы, и завершают, управляя режущей частью ножевой системы, имеющей наименьшую ширину резания. Повышается эффективность разработки грунта. 2 ил.

Способ копания грунта ковшом скрепера с дискретно изменяемой шириной резания, включающий последовательное заглубление и выглубление ковша, копание с постоянной глубиной резания и дискретное уменьшение ширины резания за счет последовательного выглубления режущих частей ножевой системы с различной шириной резания, отличающийся тем, что копание с постоянной глубиной резания совмещают с изменением ширины резания, которое выполняют при постепенном выглублении режущих частей ножевой системы, и завершают, управляя режущей частью ножевой системы, имеющей наименьшую ширину резания.