Конструкция режущего инструмента. Назначение, принцип действия

Конструкция режущего инструмента и его расположение на ковшах экскаваторов в значительной степени определяют их производительность, надежность и долговечность.

Первым моделям отечественных экскаваторов была присуща расстановка рабочего инструмента по схеме /, называемой шах­матной расстановкой. При этом в забое одновременно находится большое число зубьев, в результате чего доля общего окружного усилия на роторе, приходящегося на зуб, незначительна и не позво­ляет ему разрабатывать плотные грунты. При разработке тран­шеи таким ротором каждый зуб срезает тонкую стружку, и при ее отделении преобладают деформации лобового сжатия и смятия грунта со значительными потерями мощности на трение контакти­рующей поверхности зубьев с забоем, поэтому такой способ раз­работки грунта является наиболее энергоемким.

Схеме 2, называется сту­пенчато-шахматной расстановкой. Согласно этой схеме, ковши на роторе разделяются на.две или три группы (в зависимости от диаметра ротора), причем в пределах каждой из них зубья на ковшах устанавливаются в определенном порядке, одинаковом с другой группой. При этом вся ширина забоя траншеи распре­деляется между зубьями каждой группы таким образом, что каж­дый зуб разрабатывает определенный, предназначенный только ему участок ширины забоя. В настоящее время рабочими органами такого типа оснащены все отечественные роторные траншейные экскаваторы, разраба­тывающие грунты I—IV категорий. Однако разработка более прочных грунтов (например, мерзлых) ротором с расстановкой зубьев по схеме 2 все же затруднительна. Для этой цели приме-

няется сменный ротор, предназначенный для разрушения проч­ных и мерзлых грунтов методом «крупного скола», иллюстрируе­мый схемой 3. По этой схеме расстановка зубьев на ковшах ро­тора осуществляется в ступенчато-шахматном порядке с той лишь разницей, что ковши на роторе составляют только одну группу и в каждой линии реза (ряду) работает только один зуб, срезаю­щий стружку большого сечения.

Доведение общего числа зубьев на роторе и в забое до ми­нимально возможного обусловливает снижение потерь на трение и снятие грунта, повышает долю общего усилия, приходящегося на зуб, и обеспечивает таким образом эффективную работу экска­ваторов в тяжелых грунтовых условиях при полной глубине про­мерзания в траншее.

Применявшийся прежде зуб представлял собой изогнутую пластину из пружинной стали марки 60С2, расширенную в ра­бочей части и крепящуюся к ковшу двумя болтами. При этом замена изношенного зуба была затруднительна ввиду деформации и коррозии болтового соединения. Для предотвращения выпадения зуба при транспортном ходе экскаватора в отверстия на ковше его хвостовой части встав­ляется шплинт.

Эффективность работы роторного траншейного экскаватора зависит от геометрии режущего инструмента. Геометрия зуба-резца определяется углами, образованными его профильными плоскостями с линией реза, а также его шириной и вылетом. Ли­ния реза является касательной к траектории движения инстру­мента. Угол резания для зубьев роторного траншейного экскаватора выбирается в пределах 6 = 40-5-45°, а задний угол а=8ч-15°. Прочность зуба определяется углом заострения р, шириной ре­жущей кромки b и вылетом зуба. Увеличение вылета приводит к нарастанию изгибающего момента на зубе, а уменьшение — к возможности разработки грунта кромкой ковша. Распределение напряжений на режущей кромке зубьев опре­деляет характер износа их в плане.