Рабочий орган для разработки мерзлых грунтов Советский патент 1987 года по МПК E02F3/24 E02F5/30 

Изобретение относится к землеройному машиностроению, а именно к рабочим органам для разработки мерзлых грунтов.

Цель изобретения снижение энер- гоемкости процесса разработки мерзлого грунта за счет сосредоточения тепла на режущих элементах.

На фиг. 1 изображен рабочий орган общий вид} на фиг. 2 - то же, вид спереди.

Рабочий орган включает ротор 1 с установленными по его периферии режущими элементами 2, закрепленными с помощью стержня 3 и гайки 4 в не- металлической державке 5, выполненно из материала с коэффициентом теплопроводности ниже, чем коэффициент теплопроводности материала режущего элемента 2. Державка 5 установлена между .кронштейнами 6 резцедержателя с металлическими проставками 7, служащими для увеличения площади среза 8 неметаллической державки 5. Крон- штейны резцедержателя, проставки 7 и державка 5 стягиваются шпилькой 9 и гайками 10. Для установки державки 5 под разными углами в ее тело и тело проставки запрессованы штиф ты 11. На гладкой поверхности кронштейна с o6eicx сторон просверленЕ 1 отверстия под углом, кратным, например 15 , что и позволяет устанавливать державку 5 под большим числом раз- личных углов с шагом, кратным, например 7 30 . Кронштейны 6 крепятся к рабочему органу болтами 12 и гайками 13. Режущий элемент в средней части имеет граненую п оверх- кость, что не позволяет ему поворачиваться вокруг своей продольной оси за счет фиксатора 14 с болтами 15.

При движении режущего элемента в забое в зоне его режущей кромки про- исходят сложные термомеханические процессы. Объем грунта, зажатый между передней плоскостью резца и грудью забоя, испытывает давление до 4- 5 МПа. Воздух, находящийся в порах грунта, при этом сжимается. От нагретого воздуха по всему сжатому объему грунта передается тепло. Резец, движущийся в забое, трется своими гранями о грунт и также разогрева- ется. Суммарное тепло от трения, сжатия воздуха и нарушения цементирующей способности льда вызывает фазовы переход льда в воду с выделением тепла фазового перехода. Большую часть выделившегося тепла воспринимает на себя металлическое тело режущего элемента. При последуюшлх проходах температура резца повьш1ается. Если бы державка 5 была сделана из металла, тепло ушло бы в тело рабочего органа. Поскольку державка выполнена из неметаллического материала, практически все тепло остается в теле резца, кроме потерь теплового излучения в окружающую среду. После непродолжительного времени от начала работы резец, накопив тепло, начинает излучать его в зажатьш об бем Грунта в количестве, достаточном для реализации эффективного термомеханического разрушения грунта, так как под воздействием давления резца и его температуры объем грунта в 2- 3 ,см разогревается до 2-3°С, при которой лед грунта теряет свою цементирующую способность. Неметаллическая державка, предотвращая рассеяние тепловой энергии в массу рабочего органа, исключает необходимость в подводе электрической или тепловой энергии извне для термомеханического разрушения, упрощая и удешевляя тем самьш конструкцию рабочего органа землеройной машины.

Формула изобретения

1.Рабочий орган для разработки мерзлых грунтов, включаюшрий ротор

с размещенньпчи по его периферии режущими элементами, установленными в державках, отличающийся тем, что, с целью снижения энергоемкости процесса разработки мерзлого грунта за счет сосредоточения тепла на режущих элементах, державка выполнена из материала с коэффициентом теплопроводности ниже, чем коэффициент теплопроводности материала режу- щего элемента.

2.Рабочий орган по п. 1, о т л и- чающийс я тем, что державка выполнена из текстолита.

3.Рабочий орган по п. 2, отличающийся тем, что державка выполнена из полиуретана.

15

срив.2

Редактор Н. Киштулинец

Составитель Л. Котельникрва

Техред В.Кадар Корректор А, Зимокосов

Заказ 2621/28Тираж 606Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к землеройному машиностроению и снижает энергоемкость процесса разработки мерзлого грунта за счет сосредоточения тепла на режущих элементах. Рабочий орган включает ротор с режущими элементами (РЭ). Последние закреплены посредством стержня и гайки в неметаллической державке, выполненной из материала с коэффициентом теплопроводности ниже, чем коэффициент теплопроводности материала РЭ, например текстолита или полиуретана. За счет этого все тепло, образуемое в процессе разрушения грунта, воспринимается только РЭ и не передается на ротор. Накопив тепло, РЭ излучает его в объем грунта и вызывает фазовый переход льда в воду, снижая эйергоемкость процесса разрушения грунта. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л