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.