Рабочие органы землеройных машин и их взаимодействие с грунтом

Рабочие органы, с помощью которых грунт отделяют от мас­сива (экскаваторные ковши, бульдозерные отвалы, зубья рыхли­телей) наз. землеройными. Ковшовый рабочий орган представляет собой емкость с режу­щей кромкой, оснащенной зубьями (рис. б—г, е) или без них (рис. д, ж, з). Ковши с режущими кромками без зубьев чаще применяют для разработки малосвязных песков и супесей, а ков­ши с зубьями — в основном для разработки суглинков, глин и прочных грунтов. При разработке грунта ковш перемещается от­носительно грунтового массива так, что его режущая кромка или зубья внедряются в грунт, отделяя его от массива. Разрыхленный вследствие этой операции грунт посту­пает в ковш для последующего пере­мещения в нем к месту разгрузки.

Отвальные рабочие органы (рис. г, и) оснащают в нижней части ножа­ми. В этом случае их еще называют но­жевыми. Для разрушения более проч­ных грунтов на ножи дополнительно устанавливают зубья. Рабочий процесс отвального рабочего органа - пе­ремещение грунта к месту укладки — волоком по ненарушенному грунту перед отвалом.

Режущая часть землеройного рабочего органа имеет форму зао­стренного клина (рис. 13.3), ограниченного передней 1 и задней 2 гранями, линию пересечения которых называют режущей кром­кой. Угол , образованный направлением движения режущего клина его передней гранью, наз. углом резания, а угол , образо­ванный с тем же направлением задней гранью, — задним углом. Разрушающая способность режущего клина тем больше, чем больше реализуемого рабочим органом активного усилия приходится на единицу длины режущей кромки. При одном и том же усилии узкий режущий клин эффективнее широкого. Поскольку суммар­ная длина режущих кромок всех зубьев, установленных на ковше или отвале, всегда меньше длины кромки того же рабочего органа без зубьев, то рабочий орган с зубьями обладает большей разруша­ющей способностью по сравнению с рабочим органом без зубьев. В процессе взаимодействия с грунтом, обладающим абразивны­ми свойствами, режущий клин затупляется, его режущая кромка становится все менее выраженной, а энергоемкость разработки им грунта возрастает. Для повышения износостойкости режущих инст­рументов землеройных рабочих органов переднюю грань упрочняют твердым сплавом в виде наплавок износостойкими электродами или напаек из металлокерамических твердосплавных пластин (рис. 13.4). Последние более эффективны по сравнению с наплавками. Они обладают высокой твердостью (немного выше оксидов кремния, содержащегося в песчаных грунтах), но подвержены хрупкому раз­рушению при встрече с валунами. Упрочненный по передней грани режущий инструмент обладает эффектом самозатачивания, кото­рый проявляется в том, что державка 1, имеющая более низкую твердость по сравнению с упрочняющим слоем (пластинкой) 2, изнашивается быстрее последнего так что режущий инструмент во время работы остается практически острым затупленилишь по толщине упрочняющего слоя.