Рабочий инструмент Советский патент 1992 года по МПК E02F9/28 

1

(61)1694800 (21)4754946/03 (22) 15.09.89 (46)30.09.92. Бюл. №36

(71)Научно-инженерный центр Мысль

(72)А.В. Берман, Р.Г. Левинтант, Е.Е.Гольд- бухт, Д.С.Ситников, Б.А.Шаронов, В.А.Алымов, В.С.Аксенов, А.И.Ерошин и И.А.Берман

(56)Патент ФРГ № 3531787, кл, Е 02 F 9/28, опублик. 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1694800, кл Е 02 F 9/28, 1990. (54) РАБОЧИЙ ИНСТРУМЕНТ

(57)Изобретение относится к горной промышленности, а именно к коронкам ковша погрузочной машины, и позволяет повысить долговечность инструмента путем уменьшения износа задней поверхности. Это достигается тем, что на задней поверхности продольный паз выполнен в виде продольного сечения сопла Лаваля. Сужающаяся часть паза расположена со стороны выкалывающего элемента. Профиль дна паза в продольном сечении выполнен выпуклым с максимальной глубиной, равной максимальной высоте каплевидного нароста и расположенной за прямолинейной частью. При работе не только предотвращается вытеснение турбулизированных вихрей и обеспечивается беспрепятственное их перекатывание без скольжения, но и обеспечивается их ускорение. Это резко снижает влияние импульсного давления на заднюю поверхность, т.к. плотность турбулизированных вихрей существенно снижается, в результате износ задней поверхности уменьшается. 3 ил.

(Л

С

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к коронкам ковша погрузочной машины.

Известен породоразрушающий инструмент, содержа щий хвостовик и клинообразную рабочую часть, образованную сопряжением боковых поверхностей, волнообразной передней поверхностью, выкалывающим элементом, волнообразной задней поверхностью с продольным пазом, расположенным симметрично относительно оси коронки.

Недостатком таких устройств является резкий отрыв пограничного слоя диспергированной массы от дна продольного паза, предопределяющий интенсивный износ задней поверхности коронки.

Наиболее близким к предлагаемому является породоразрушающий инструмент, содержащий хвостовик и клинообразную рабочую часть, образованную сопряжением боковых поверхностей, волнообразной передней поверхностью с каплевидным наростом, фокусирующими элементами и продольными пазами, выкалывающим элементом и волнообразной задней поверхностью с продольным пазом,расположенным симметрично относительно оси коронки.

Недостатком известного устройства является отрыв пограничного слоя диспергированной массы от дна продольного паза, предопределяющий износ задней поверхности.

vj О СЛ СО

ГО

о

|

ю

Цель изобретения - повышение долговечности коронки путем уменьшения износа задней поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что в коронке ковша погрузочной машины, содержащей хвостовик и клинообразную рабочую часть, образованную сопряжением боковых поверхностей, волнообразной передней поверхностью с каплевидным наростом, фокусирующими элементами и продольными пазами, выкалывающим элементом и волнообразной задней поверхностью с продольным пазом, расположенным симметрично относительно оси коронки, продольный паз по боковым стенкам выполнен в виде продольного сечения сопла Лаваля, причем короткая сужающаяся часть паза расположена со стороны выкалывающего элемента, а максимальная глубина паза находится за прямолинейным участком (горлышком) паза и соотносится с максимальной высотой каплевидного нароста передней поверхности, как 1:1, при этом профиль дна паза в продольном сечении выполнен выпуклым.

Сущность изобретения состоит в том, чтобы турбулизировать поток диспергированной массы и затем его ускорить. Только в этом случае отрыв его от дна паза задней поверхности будет происходить очень плавно и за основной рабочей частью породо- разрушающего инструмента. В известных же решениях отрыв происходит достаточно резко, практически в начале задней поверхности из-за налипания на нее - заднюю поверхность диспергированной массы. Отрыв пограничного слоя диспергированной массы от задней поверхности образует искривленную трещину - пустоту между инструментом и потоком, в которую всасывается влага, оксиды и др. Этот процесс приводит к образованию кавитацион- ных пузырьков, их схлопыванию, расплавлению металла в микрозонах.

На фиг. 1 представлена коронка ковша погрузочной машины, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид снизу; на фиг. 3 - передняя часть коронки ковша погрузочной машины и объемных уплотнений образующихся перед ней, продольное сечение.

Коронка ковша погрузочной машины содержит хвостовик 1 и клинообразную рабочую часть 2 с боковыми поверхностями 3, волнообразной передней поверхностью 4 с каплевидным наростом 5, фокусирующими элементами 6 и продольными пазами 7, выкалывающим элементом 8 и волнообразной задней поверхностью 9 с продольным пазом 10,

выполненным по боковым стенкам 11 в виде продольного сечения сопла Лаваля, состоящего из короткой сужающейся части 12. прямолинейного участка (горлышка)

13 и плавнорасширяющегося длинного участка 14, а дно 15 выполнено в продольном сечении выпуклым и имеет плавное сопряжение 16 с выкалывающим элементом В.

0 При работе часть диспергированной массы 17 разрушенной породы испускается из объемных уплотнений 18, образующихся перед каплевидным наростом 5 волнообразной передней поверхности 4 в процессе

5 рыхления или перед выкалывающим элементом 8 в процессе заглубления, и переходит на волнообразную заднюю поверхность 9. Для беспрепятственного прохода испускаемой диспергированной массы 17 в су0 жающуюся часть 12, дно 15 продольного паза 10 имеет плавное сопряжение 16 с выкалывающим элементом 8. Из-за сдвиговых явлений в пограничном слое 19 из диспергированной массы на волнообразной пере5 дней поверхности 4 - следствия мгновенного изменения скорости рыхления, на волнообразной задней поверхности 9 возникает налипание диспергированной массы и, как следствие

о образование скачков давления. Короткая сужающаяся часть 12 продольного паза 10 обеспечивает демпфирование скачков давления за счет образования вихрей 20 из диспергированной массы 17. Инициато5 ром образования этих вихрей является достаточно резкое изменение градиента температуры за счет сдвиговых деформаций в диспергированной массе 17, которые обусловливает форма короткой

Q сужающейся части 12 продольного паза 10.

В горлышке 13 скорость перемещения турбулизованных вихрей возрастает в соответствии с законом Д.Бернули, так как

с скорость дислокаций в испускаемой диспергированной массе 17 перед сужающейся частью 12 продольного паза 10 равна скорости ультразвука в соответствии с теорией кумулятивного испускания

п массы направленным потоком Лаврень- тьева М.А., то и в расширяющейся части 14 скорость дислокаций турбулизирован- ных вихрей возрастает, а следовательно, возрастает и линейная скорость этих вихрей - эффект сопла Лаваля. Одновремен5

но с этим существенно снижается налипание диспергированной массы 17 на волнообразной задней поверхности 9. Выпуклая циклоидальная форма дна 15 продольного паза 10 в продольном сечении с максимальной глубиной обеспечивает безотрывное перекатывание по ней вихрей 20 диспергированной массы, т.е. в процессе работы отсутствует отрыв пограничного слоя, инициирующий интенсивный износ.

Так как физика процесса образования вихрей перед каплеобразным наростом 5 и перед сужающейся частью 12 продольного паза 10 одинакова, то максимальная глубина h паза 10 соотносится с максимальной высотой Н каплевидного нароста 5, как 1:1,

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить сортность отбитой массы и снизить износ рабочей части инструмента, т.е. повысить долговечность коронок ковша погрузочной машины.

А А А .11

0

5

Экономический эффект от внедрения коронок ковшей погрузочных машин может составить в год до 300 тыс. руб. Формула изобретения Рабочий инструмент по авт.св. №1694800, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности инструмента путем уменьшения износа задней поверхности, продольный паз на задней поверхности выполнен в виде продольного сечения сопла Лаваля, причем короткая сужающаяся часть паза расположена со стороны выкалывающего элемента, а профиль дна паза в продольном сечении выполнен выпуклым с максимальной глубиной, равной максимальной высоте каплевидного нароста и расположенной за прямолинейной частью вала.

Фиг. 1.

azWii

20

X

,

Л Tv-216/75 /

/

Фиг 2.

х