Рабочий орган землеройной машины

(51)02 3/06, 5/08 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ РАБОЧИЙ ОРГАН ЗЕМЛЕРОЙНОЙ МАШИНЫ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Берестов Евгений Иванович Стригоцкая Алла Петровна Пантелеев Игорь Николаевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) 1. Рабочий орган землеройной машины, включающий несущую конструкцию с закрепленными на ней режущими элементами, отличающийся тем, что режущие элементы установлены с траекторным смещением по ширине рабочего органа, при этом лобовая поверхность каждого последующего элемента наклонена под углом в плане с поворотом в сторону предыдущего элемента. 2. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что лобовая поверхность каждого режущего элемента имеет трапецеидальную форму. 3. Рабочий орган по п. 1, отличающийся тем, что каждый режущий элемент имеет дополнительную режущую грань, образующую нижнюю режущую кромку. 4. Рабочий орган по п. 3, отличающийся тем, что лобовая поверхность и поверхность дополнительной режущей грани каждого режущего элемента сопряжены по криволинейной поверхности, образующая которой начинается в точке стыка режущих кромок. 8047 1 2006.04.30 Изобретение относится к области землеройной техники и может использоваться на машинах, предназначенных для разработки грунта. Известен рабочий орган каналокопателя, включающий несущую конструкцию в виде ротора, на котором закреплены параллельно оси вращения ротора режущие элементы 1. Режущие элементы работают в условиях лобового резания, при котором срезанный грунт накапливается в зоне резания, увеличивая сопротивление. Дополнительные режущие элементы, формирующие опережающую щель, работают в условиях блокированного резания, при котором преодолеваются сопротивления по двум боковым сторонам. Величина этих сопротивлений увеличивает энергоемкость разрушения грунта. В качестве прототипа выбран рабочий орган землеройной машины непрерывного действия, включающий несущую конструкцию в виде шнека, на винтах которого размещены резцы, режущие кромки которых параллельны оси шнека, при этом конец режущей кромки переднего резца и начало режущей кромки последующего резца размещены на одной прямой (резцы установлены с траекторным смещением) 2. Такие резцы работают в условиях полублокированного лобового резания, при котором грунт также накапливается в зоне резания, а при больших толщинах стружки требуются значительные затраты энергии на разрушение грунта по боковой стороне. Задачей изобретения является снижение энергоемкости резания. Для решения этой задачи у рабочего органа землеройной машины, включающего несущую конструкцию с закрепленными на ней режущими элементами, согласно изобретению, режущие элементы установлены с траекторным смещением по ширине рабочего органа, при этом лобовая поверхность каждого последующего элемента наклонена под углом в плане с поворотом в сторону предыдущего элемента. Лобовая поверхность каждого режущего элемента может иметь трапецеидальную форму. Каждый режущий элемент может иметь дополнительную режущую грань, образующую нижнюю режущую кромку. Лобовая поверхность и поверхность дополнительной режущей грани каждого режущего элемента могут сопрягаться по криволинейной поверхности, образующая которой начинается в точке стыка режущих кромок. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен фрагмент установки режущих элементов по зигзагообразной схеме. На фиг. 2 изображена схема разрушения грунта при резании. На фиг. 3 - установка режущих элементов трапецеидальной формы по сдвоенной зигзагообразной схеме. На фиг. 4- режущий элемент с дополнительной нижней гранью, а на фиг. 5 - такой же элемент с криволинейным сопряжением граней. Рабочий орган землеройной машины состоит из режущих элементов 1 с одной режущей гранью, которые могут устанавливаться как перпендикулярно наружной поверхности несущей конструкции 2 рабочего органа по всей ее ширине , как изображено на фиг. 1,так и под определенным углом резания. Каждый последующий элемент 1 установлен с траекторным смещением, и его лобовая поверхность наклонена в плане в сторону предыдущего элемента. Боковую режущую кромку 3 образует лидирующая по ходу движения боковая сторона режущего элемента. Режущие элементы 4 трапецеидальной формы могут закреплять как узкой, так и широкой стороной на поверхности рабочего органа, их нижняя сторона образует режущую кромку 5. Боковую режущую кромку 3 образует лидирующая по ходу движения боковая сторона трапеции. Центральный режущий элемент 6 может устанавливаться как без поворота в плане, что изображено на фиг. 3, так и с поворотом в любую сторону. Режущие элементы 4 устанавливаются с траекторным смещением по ширинерабочего органа. Режущий элемент 7 может иметь и две режущие грани 8 и 9. При этом грань 8 может устанавливаться как перпендикулярно несущей конструкции 2, так и под углом к ней. Аналогично может устанавливаться грань 9 по отношению к грани 8. Возможна также установка граней 8 и 9 под любым углом резания независимо друг от друга. 2 8047 1 2006.04.30 Грани 8 и 9 могут сопрягаться по криволинейной поверхности 10, образующая которой находится в точке стыка режущих кромок. При разработке грунта в работе могут участвовать две режущие кромки 3 и 5. Так, при больших толщинах стружки (от поверхности грунтана фиг. 2) осуществляется вертикальное резание боковой кромкой 3. При этом разрушенный грунт под действием собственного веса и воздействия площадки сдвига и поверхности режущего элемента выносится из зоны резания в сторону, освобожденную от грунта предыдущим режущим элементом 1 (заштрихованная область на фиг. 2) в направлении, указанном стрелкой А на фиг. 1 и фиг. 2. Вынос грунта из зоны резания в сторону в значительной степени снижает энергоемкость процесса и исключает его заклинивание между режущим элементом 1 и несущей конструкцией 2, что позволяет устанавливать режущие элементы меньшей высоты, снижая тем самым металлоемкость рабочего органа. Одновременно уменьшается и боковая поверхность разрушения грунта ( вместона фиг. 2). При малых толщинах стружки, когда она меньше ширины режущего элемента 1, срезаемый грунт 1 (от поверхностина фиг. 2) выносится вверх от разрабатываемой поверхности, как это указано стрелкой В на фиг. 2. Установка режущей грани элемента 1 под углом в плане обеспечивает менее энергоемкое косое резание. Соотношение между шириной режущего элемента 1 и толщиной стружки определяется не только заложенными конструктивными особенностями, но и видом работ. Поэтому установка режущего элемента 4, повернутого не только под углом в плане, но и под углом резания относительно нижней кромки обеспечивает оптимизацию углов установки и снижение общего сопротивления при разработке грунта за счет пространственной ориентации режущего элемента 4. Средний режущий элемент 6 работает в условиях свободного резания. Однако и его целесообразно устанавливать под углом в плане в любую сторону по отмеченным выше причинам. Трапецеидальная форма режущих элементов 4 обеспечивает их перестановку с правой стороны фрезы на левую сторону при их смене. При этом обеспечивается работа неизношенной режущей кромкой. При установке режущих элементов 4 расширением книзу и боковом резании обеспечивается лучший вынос грунта из зоны резания, т.к. боковое резание будет происходить по вертикали или с наклоном нижней части боковой кромки в сторону грунта. При установке режущих элементов с расширением кверху и нижнем резании траектория боковой грани совпадает с площадкой сдвига, что снижает энергоемкость резания. Установка дополнительной режущей грани 9 позволяет оптимизировать параметры режущего элемента, что также позволяет снизить сопротивление резанию. Геометрические параметры граней 8 и 9 могут выбираться независимо друг от друга, что невозможно у режущего элемента 4. При этом нижняя грань 9 легко устанавливается под оптимальным углом резания, который для большинства грунтов не превышает 30, без увеличения общих размеров режущего элемента. Сопряжение граней по криволинейной поверхности 10 исключает повышенное трение грунта о поверхность режущего элемента, могущее иметь место при наличии линии стыка. Такую пространственную схему установки режущих элементов можно использовать на машинах разных типов, используемых для разработки грунта баровых, роторных, шнековых, фрезерных и т.д., особенно на машинах, предназначенных для разработки прочных грунтов. Рабочий орган землеройной машины работает следующим образом. Каждый последующий режущий элемент 1 или 4, установленный с траекторным смещением, перемещает срезанный грунт в сторону предыдущего режущего элемента на свободное место при резании боковой гранью 3. 3 8047 1 2006.04.30 Этим обеспечивается вынос грунта из зоны разрушения, что снижает энергоемкость процесса. Лучшему выносу грунта при боковом резании способствует и трапецеидальная форма режущих элементов 4 с расширением книзу. В этом случае боковая грань 3 может быть установлена с наклоном нижней части боковой кромки в сторону грунта. Срезанный грунт при этом будет падать на свободное место. При резании нижней гранью 5 (при малых толщинах стружки) обеспечивается косое резание, что менее энергоемко по сравнению с лобовым резанием. Наличие двух режущих граней 8 и 9 обеспечивает независимую их оптимизацию. Так,параметры боковой режущей грани 8 оптимизируются применительно к боковому резанию, а нижней 9 - применительно к косому резанию. За счет такой формы режущих элементов снижается энергоемкость разработки грунта,повышается долговечность рабочего органа и снижается его металлоемкость. Источники информации 1. А.с. СССР 1084377, МПК 02 5/08. - Опубл. 07.04.84 // Бюл.13. 2. А.с. СССР 1373763, МПК 02 3/06, 5/04. - Опубл. 15.02.88 // Бюл.6. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4