Рабочий орган землеройной машины Советский патент 1985 года по МПК E02F3/76 

Изобретение относится к рабочим органам землеройных машин со смазкой контактирующих с грунтом поверхностей и может быть использовано, например, в отвалах бульдозеров. Наиболее близким техническим решением является рабочий орган землеройной машины, включающий отвал с выходными отверстиями для подачи смазки, расположенными в нижней его части, компрессор и имеющий напорную магистраль бак с жидкостью 1. Недостатком известного рабочего органа является недостаточное снижение сопротивления копанию и высокая энергоемкость проЦёсса. Целью изобретения является снижение сопротивления копанию. Указанная цель достигается тем, что рабочий орган землеройной машины, содержащий отвал с выходными отверстиями для подачи смазки, расположенными в нижней его части, компрессор и имеющий напорную магистраль бак с жидкостью, снабжен смонтированным в напорной магистрали гидроорганом подачи жидкости и пеногенератором, сообщенным с выходными отверстиями на отвале и соответственно с гидроорганом подачи жидкости и компрессором, при этом в качестве жидкости применен пенообразующий раствор поверхностно-активных веществ с добавлением стабилизирующих высокомолекулярных коллоидных веществ. На чертеже изображена схема подачи смазки на отвал. Рабочий орган землеройной машины включает отвал 1 с выходными отверстиями 2 и 3, пенообразователь 4, сообщенный с компрессором 5 и через гидроорган (насос) 6 и напорную магистраль 7 - с баком 8, заполненным пенообразующей жидкостью. Рабочий орган землеройной машины работает следуюплим образом. Отвал заглубляется в грунт и перемещается вперед, разрабатывая последний. Одновременно в:лючаются гидроорган 6 и компрессор 5, подающие в пеногенератор пенообразующий раствор поверхностно-активных веществ (ПАВ) с добавлением стабилизирующих высокомолекулярных коллоидных веществ и сжатый воздух. Образованная пена из пеногенератора поступает через выходные отверстия 2 и 3 на отвал между его рабочей поверхностью и грунтом, обеспечивая смазку и снижение сопротивления копанию. Вспененная смазка качественно отличается от суспензий и эмульсий тем, что обладает механическими свойствами, приближающими эту систему к твердым телам, что особенно проявляется при установившемся режиме движения ее в ограниченном пространстве. Прочность смазки в этом случае можно измерять по закона { упругих деформаций. Вспененная смазка, обладая большой вязкостью и упругостью, способна держать на своей поверхности (будучи в статическом состоянии) отдельные предметы, во много раз превосходящие ее по удельному весу. Для достижения того же эффекта при помощи струи воздуха необходимы значительные энергозатраты, cвязa ныe с непрерывным расходом воздуха. Исходя из этого очевидно, что и срезаемый пласт грунта будет постоянно поддерживаться слоем смазки, не соприкасаясь с металлической поверхностью рабочего органа, находясь как бы во взвешенном состоянии, причем скорость движения смазки в процессе копания должна быть не менее скорости движения трунта по поверхности рабочего органа, Соблюдение этого условия необходимо для того, чтобы исключить потерю сплощности движущегося слоя смазки и седиментацию ее, т. е. расслоение микрогетерогенной дисперсной системы, в которой газовые пузырьки являются дисперсной фазой, а дисперсионная, т. е. непрерывная среда, образует вокруг пузырьков тончайшие пленки. В противном случае, если скорость движения слоя смазки по рабочему органу меньще скорости движения разрабатываемого грунта, то может произойти разрыв, т. е. нарушение сплошности движущегося смазывающего слоя и его расслоение, что приводит к непосредственному контакту грунта с поверхностью рабочего органа, а значит и снижению эффективности вспененной смазки. Если скорость смазки больше скорости движения грунта, то это приводит к перерасходу смазочных материалов и дополнительным энергозатратам. К тому же вспененная смазка не теряет своих свойств при перепаде давления от 1 до 200 ат. Воздух и пенообразующая жидкость, связанные ячеистой структурой, не фильтруются через разрабатываемый грунт и не прорываются преждевременно из плоскости контакта разрабатываемого грунта с рабочим органом, это свойство вспененных растворов в литературе называется эффектом Жамена. Этого нельзя сказать о воздушно-эмульсионной смазке,, используемой в известном рабочем органе, так как воздух и эмульсия подаются на поверхность рабочего органа раздельно, используемые реагенты не предназначены для образования смазки во вспененном виде, а режим получения смазки отсутствует. Поэтому воздух будет свободно проходить через щели и поры грунта, резко снижая эффективность этого вида смазки. Для увеличения устойчивости двухфазной смазки к раствору ПАВ добавляются высокомолекулярные коллоидные веществастабилизаторы. Смазка при движении по рабочему органу дополнительно стабилизируется твердыми частичками грунта и превращается в трехфазную, которая имеет большую несущую способность и жесткость. Смазка на основе ПАВ обладает также повышенными чистящими свойствами, что устраняет залипание рабочего органа. Введение смазки непосредственно в зону режущей кромки рабочего органа землеройной машины повышает эффективность разработки грунта за счет появления эффекта Ребиндера. ПАВ, применяемые для получения смазки, являются активными «понизителями твердости, которые при введении в разрабатываемую среду (грунт) даже в очень малых количествах могут значительно облегчать механическое разрушение твердых тел (как отдельных кристаллов, так и поликристаллических агрегатов). При этом часть ПАВ из смазки проникает вглубь разрушаемого грунта по вновь развивающимся поверхностям его микротрещин, облегчая их развитие. Таким образом, введение смазки в зону режущей кромки позволяет снизить энергозатраты, связанные с внедрением режущего элемента в грунт. В присутствии ПАВ режущая кромка изнащивается гораздо медленнее. ПАВ, входящие в состав смазки, не только предохраняют режущую кромку .рабочего органа от затупления, но и способствуют ее самозатачиванию, так как при повышении пластичности тончаищего поверхностного слоя металла, материал режущей кромки рабочего органа сошлифовывается. В пенообразователь 4 из 0,5-1 м воздуха и 2 л жидкости образуется смазка с кратностью 30 и поступает в

экономии материалов, идущих на смазку рабочего органа, а также улучшения условий труда и защиты окружающей среды от загрязненного воздуха, так как вспененная смазка является активным пылепоглотителем. зону режущей кромки и на отвальную поверхность. Расход смазки примерно равен расходу воздуха. Грунт, двигаясь по поверхности отвала, встречает на своем пути смазку и дальше двигается уже на смазочном слое, причем совсем не обязательно, чтобы скорость смазки превыщала скорость движения грунта, т. е. вспененная смазка, являясь упругой и вязкой средой, будет свободно нести на своей поверхности срезаемый пласт грунта. Исходя из того, что трение в присутствии вспененной смазки незначительно, габариты отвала можно увеличивать на 15- 20%, соответственно возрастают и рабочие скорости. Известно, что удельное сопротивление резаний суглинков II-III группы при разработке грунта бульдозером изменяется от 0,006 до 0,013 МПа, от 0,6 до 1,3 кг/cм. Принимая во внимание неравномерность удельных давлений по высоте рабочего органа и величину давления в зоне режущей кромки, следует, что смазка должна вводиться в зону контакта разрабатываемого грунта с рабочим органом под давлением 0,02-0,08 МПа (2-8 кгс/см), в зависимости от конкретных условий. Предлагаемое устройство позволяет значительно активизировать процесс разработки грунта . за счет снижения сил трения, устранения залипания, снижения энергозатрат при внедрении ножа в грунт.

РАБОЧИЙ ОРГАН ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ, содержащий отвал с выходными отверстиями для подачи смазки, расположенными в нижней его части, компрессор и имеющий напорную магистраль бак с жидкостью, отличающийся тем, что, с целью снижения сопротивления копанию, он снабжен смонтированным в напорной магистрали гидроорганом подачи жидкости и пеногенератором, сообщенным с выходными отверстиями на отвале и соответственно с гидроорганом подачи жидкости и компрессором, при этом в качестве жидкости применен пенообразующий раствор поверхностно-активных веществ с добавлением стабилизирующих высокомолекулярных коллоидных веществ. (О СП со