RU2841002C1 - Mining excavator bucket cutting assembly - Google Patents
Mining excavator bucket cutting assembly Download PDFInfo
- Publication number
- RU2841002C1 RU2841002C1 RU2024140439A RU2024140439A RU2841002C1 RU 2841002 C1 RU2841002 C1 RU 2841002C1 RU 2024140439 A RU2024140439 A RU 2024140439A RU 2024140439 A RU2024140439 A RU 2024140439A RU 2841002 C1 RU2841002 C1 RU 2841002C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bucket
- teeth
- tooth
- angle
- axis
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к землеройной технике, а именно к одноковшовым экскаваторам, и может быть использовано в конструкции ковша карьерного экскаватора. The invention relates to earthmoving equipment, namely to single-bucket excavators, and can be used in the design of a quarry excavator bucket.
Уровень техникиState of the art
Ковш является важнейшим органом рабочего оборудования экскаватора, от работоспособности которого зависят эксплуатационные показатели машины. Ковш непосредственно взаимодействует с грунтом и подвергается колоссальным истирающим и ударным нагрузкам.The bucket is the most important part of the excavator's working equipment, the performance of which determines the machine's operating indicators. The bucket directly interacts with the soil and is subject to enormous abrasive and impact loads.
Ковши подразделяются по типу своего присоединения к рукояти машины. Оно бывает шарнирным или жестким. Для многих экскаваторов карьерного типа применяется жесткое соединение ковша с рукоятью, которое является наиболее ремонтопригодным в условиях карьера.Buckets are classified by the type of their connection to the machine handle. It can be hinged or rigid. For many quarry excavators, a rigid connection of the bucket to the handle is used, which is the most repairable in quarry conditions.
Далее по тексту упоминание ковша подразумевает именно такое жесткое соединение его с рукоятью.Further in the text, the mention of the ladle implies precisely this rigid connection with the handle.
Известен ковш карьерного гидравлического экскаватора, содержащий сварную заднюю стенку, переднюю стенку с зубьями и две боковые стенки, боковые стенки выполнены цельнолитыми из легированной стали высокой вязкости, передняя стенка выполнена цельнолитой из высокомарганцевой аустенитной стали с выступами на режущей кромке, между которыми закреплены зубья, на внутренней и внешней поверхностях передней стенки выполнены дугообразные рифления с радиусом кривизны 25 мм, сварные соединения передней и боковых стенок у режущей кромки закрыты накладками из высокомарганцевой аустенитной стали (см. RU 107 192 (U1).A bucket for a quarry hydraulic excavator is known, comprising a welded rear wall, a front wall with teeth and two side walls, the side walls are made of one piece of high-viscosity alloy steel, the front wall is made of one piece of high-manganese austenitic steel with projections on the cutting edge, between which teeth are fixed, on the inner and outer surfaces of the front wall there are arc-shaped knurlings with a radius of curvature of 25 mm, the welded joints of the front and side walls at the cutting edge are covered with linings made of high-manganese austenitic steel (see RU 107 192 (U1).
Наличие накладок утяжеляет конструкцию ковша, что отрицательно сказывается на производительности работы экскаватора.The presence of pads makes the bucket structure heavier, which negatively affects the performance of the excavator.
Конструкция известного ковша имеет избыточную сложность, при том, что наиболее подверженными износу являются зубья ковша, которые полностью изнашиваются на крепких породах за 5-10 дней, и особенности их износа в большой степени определяют производительность работы.The design of the known bucket is excessively complex, given that the most susceptible to wear are the bucket teeth, which wear out completely on hard rocks in 5-10 days, and the characteristics of their wear largely determine the productivity of the work.
В процессе работы экскаватора с известным ковшом грани и режущая кромка зубьев интенсивно истираются о породу или грунт, в результате чего зубья перестают самозатачиваться и их рабочий орган приобретает округлую форму. Эксплуатация экскаватора с такими зубьями ковша приводит к увеличению напорных усилий при врезании в грунт и горную породу, уменьшается коэффициент наполнения ковша и соответственно скорость погрузки, что в свою очередь приводит к снижению производительности. При этом затруднения в работе начинаются уже тогда, когда рабочая часть зуба еще цела и от его края до кромки передней стенки остается еще значительное расстояние. Если не произвести замену истертых (округлых) зубьев, то дальнейшая эксплуатация экскаватора, в составе ковша которого находятся зубья не способные разрушать скальную породу, может привести к преждевременному износу его узлов из-за нарастающей вибрации машины, поломке экскаватора, к созданию аварийных ситуаций.During operation of an excavator with a known bucket, the edges and cutting edge of the teeth are intensively abraded against rock or soil, as a result of which the teeth stop self-sharpening and their working element acquires a rounded shape. Operation of an excavator with such bucket teeth leads to an increase in pressure forces when cutting into soil and rock, the bucket filling factor and, accordingly, the loading speed decrease, which in turn leads to a decrease in productivity. In this case, difficulties in operation begin already when the working part of the tooth is still intact and there is still a significant distance from its edge to the edge of the front wall. If worn (rounded) teeth are not replaced, then further operation of the excavator, the bucket of which contains teeth that are not capable of destroying rock, can lead to premature wear of its components due to increasing vibration of the machine, excavator breakdown, and the creation of emergency situations.
Замена зубьев требует времени, в течении которого экскаватор простаивает, что дополнительно снижает производительность работы экскаватора.Replacing teeth takes time, during which the excavator is idle, which further reduces the excavator's productivity.
Известен зуб ковша экскаватора, характеризующийся клинообразной рабочей частью, образованной выпуклой передней и вогнутой задней криволинейными поверхностями и выполненной со смещением режущей кромки вниз относительно продольной оси зуба (см., например, Авт.св. СССР. 192081, RU 118 325 U1, RU 2107779 C1, RU 2 184 814 С1).An excavator bucket tooth is known, characterized by a wedge-shaped working part formed by a convex front and concave rear curved surfaces and made with a cutting edge offset downwards relative to the longitudinal axis of the tooth (see, for example, Author's Certificate of the USSR. 192081, RU 118 325 U1, RU 2107779 C1, RU 2 184 814 C1).
Изогнутая клинообразная форма рабочей части зуба способствует улучшению способности внедрения зуба в грунт.The curved wedge-shaped shape of the working part of the tooth improves the ability of the tooth to penetrate into the soil.
Однако, характер износа зуба ковша существенно зависит от угла взаимодействия зубьев с плоскостью выбираемой породы. На характер износа зуба, помимо его формы, влияют также и другие факторы: пространственная ориентация передней стенки ковша, конкретная конструкция соединения ковша с рукоятью, а также особенности конструкции самого зуб. Одна и та же форма рабочей части зуба при разных остальных факторах не приводит к требуемой высокой производительности и износостойкости зубьев.However, the nature of the wear of the bucket tooth depends significantly on the angle of interaction of the teeth with the plane of the selected rock. In addition to its shape, other factors also influence the nature of tooth wear: the spatial orientation of the front wall of the bucket, the specific design of the connection of the bucket with the handle, as well as the design features of the tooth itself. The same shape of the working part of the tooth with different other factors does not lead to the required high productivity and wear resistance of the teeth.
Известный зуб в составе ковша, не обеспечивающего оптимальный с точки зрения износа зубьев угол внедрения в породу, становится не работоспособным уже при частичном истирании, на значительном расстоянии от края кромки передней стенки и в таком состоянии работа им начинает вызывать значительные трудности. Если не произвести замену зубьев, то дальнейшая эксплуатация экскаватора, в составе ковша которого находятся зубья не способные разрушать скальную породу, может привести к его поломке, преждевременному износу его узлов из-за нарастающей вибрации машины, к созданию аварийных ситуаций.A known tooth in a bucket that does not provide an optimal angle of penetration into the rock from the point of view of tooth wear becomes inoperative already at partial abrasion, at a considerable distance from the edge of the front wall, and in such a state, its operation begins to cause significant difficulties. If the teeth are not replaced, then further operation of the excavator, in the composition of the bucket of which there are teeth that are not capable of destroying rock, can lead to its breakdown, premature wear of its components due to increasing vibration of the machine, to the creation of emergency situations.
Известен зуб ковша экскаватора, имеющий рабочий участок с верхней и нижней рабочими поверхностями и хвостовик, отличающийся тем, что продольная ось рабочего участка зуба наклонена вниз и пересекает продольную ось хвостовика, причем угол 9 между указанными продольными осями составляет 3-12° (см. RU 2 167 980 С1).An excavator bucket tooth is known, having a working section with upper and lower working surfaces and a shank, characterized in that the longitudinal axis of the working section of the tooth is inclined downwards and intersects the longitudinal axis of the shank, and the angle 9 between the said longitudinal axes is 3-12° (see RU 2 167 980 C1).
Известный зуб характеризуется наличием наклона рабочей части вниз, что способствует самозаглублению зуба в грунт. Однако, как и в предыдущих случаях, угол наклона рабочей части зуба заявлен относительно оси хвостовика, совпадающей с плоскостью передней стенки ковша, если зуб устанавливается на кромку его передней стенки. При этом отсутствует привязка к касательной к траектории перемещения ковша. Траектория перемещения ковша и его передней стенки, в частности, близка к окружности и эффект самозаглубления ковша определяется углом отклонения рабочей части зубьев от касательной к этой окружности.The known tooth is characterized by the presence of a downward slope of the working part, which contributes to the self-deepening of the tooth into the ground. However, as in the previous cases, the angle of inclination of the working part of the tooth is declared relative to the axis of the shank, coinciding with the plane of the front wall of the bucket, if the tooth is installed on the edge of its front wall. In this case, there is no binding to the tangent to the trajectory of the bucket movement. The trajectory of the bucket and its front wall, in particular, is close to a circle and the effect of self-deepening of the bucket is determined by the angle of deviation of the working part of the teeth from the tangent to this circle.
В итоге, для какого-то типа ковша заявленные углы могут попасть в диапазон оптимальных углов взаимодействия зуба с породой, обеспечивающих самозаглубление. Для других ковшей, закрепленных на рукояти под иными углами или имеющими иной наклон передней стенки, оптимальное взаимодействие исключается.As a result, for some type of bucket, the stated angles may fall within the range of optimal angles of interaction of the tooth with the rock, ensuring self-deepening. For other buckets, fixed on the handle at other angles or having a different slope of the front wall, optimal interaction is excluded.
Отсутствие оптимального угла взаимодействия рабочего участка зубьев с грунтом исключает эффективное внедрение зубьев в породу и эффективное наполнение ковша.The lack of an optimal angle of interaction between the working section of the teeth and the soil eliminates the effective penetration of the teeth into the rock and the effective filling of the bucket.
Сами по себе параметры зуба могут иметь значение для повышения эффективности копания, но это значение не является определяющим и может быть дезавуировано наличием иных параметров рабочего органа.The tooth parameters themselves may be important for increasing the digging efficiency, but this value is not decisive and can be disavowed by the presence of other parameters of the working element.
Наиболее близким по технической сущности является ковш экскаватора, включающий переднюю часть ковша, где в средней плоскости, которая перпендикулярна верхней стенке и нижнему днищу, передняя ковшовая часть образует внешний угол с нижним днищем, превышающий 187,5 градусов (см. RU 2 826 071 С2).The closest in technical essence is an excavator bucket, which includes the front part of the bucket, where in the middle plane, which is perpendicular to the upper wall and the lower bottom, the front bucket part forms an external angle with the lower bottom exceeding 187.5 degrees (see RU 2 826 071 C2).
Авторы известного решения утверждают о наличии поворота коронок или зубьев на 11°, обеспечивающего лучшую производительность выемки грунта и защиту полоза от износа.The authors of the well-known solution claim that there is an 11° rotation of the crowns or teeth, which ensures better soil extraction performance and protects the skid from wear.
Пространственная ориентация зубьев ковша определяет угол их внедрения в плоскость выбираемой породы, при этом определенные углы, действительно, способствуют повышению производительности работы экскаватора.The spatial orientation of the bucket teeth determines the angle of their penetration into the plane of the selected rock, and certain angles do indeed contribute to increasing the productivity of the excavator.
Однако, режущая часть известного ковша смещена относительно продольной оси зуба вверх - во внутрь, что приводит к износу нижней криволинейной грани рабочей части и нижних ребер.However, the cutting part of the known bucket is shifted relative to the longitudinal axis of the tooth upwards - inwards, which leads to wear of the lower curvilinear edge of the working part and the lower ribs.
Подобный износ зубьев приводит к снижению производительности уже задолго до истирания зуба по всей длине его рабочей части. Таким образом, проблемы с производительностью начинаются, когда от края зуба до кромки передней стенки остается еще значительное расстояние, т.е. рабочая часть зуба еще цела, и появление этих проблем требует замены зубьев.Such tooth wear leads to a decrease in productivity long before the tooth wears out along the entire length of its working part. Thus, problems with productivity begin when there is still a significant distance from the edge of the tooth to the edge of the front wall, i.e. the working part of the tooth is still intact, and the appearance of these problems requires replacement of the teeth.
Известное устройство не обеспечивает требуемой высокой производительности, а его использование приводит к ускоренному износу кромок зубьев.The known device does not provide the required high productivity, and its use leads to accelerated wear of the tooth edges.
Кроме того, в известном ковше зафиксирован угол передней части ковша к плоскости днища, однако плоскость днища не зафиксирована и не привязана к рычагам, обеспечивающим напорные усилия. Изменение типа крепления ковша к рукояти экскаватора или изменение угла задней стенки ковша, при постоянстве внешнего угла между передней частью ковша и плоскостью днища приводит к изменению пространственной ориентации ковша относительно рукояти, что ведет к изменению угла взаимодействия зубьев с породой при врезании зубьев ковша в грунт, а значит к отклонению его от оптимального значения, что, в свою очередь, приводит к снижению производительности известного устройства.In addition, in the known bucket, the angle of the front part of the bucket to the bottom plane is fixed, but the bottom plane is not fixed and is not tied to the levers that provide pressure forces. Changing the type of fastening of the bucket to the excavator handle or changing the angle of the rear wall of the bucket, with a constant external angle between the front part of the bucket and the bottom plane, leads to a change in the spatial orientation of the bucket relative to the handle, which leads to a change in the angle of interaction of the teeth with the rock when the bucket teeth cut into the ground, and therefore to its deviation from the optimal value, which, in turn, leads to a decrease in the productivity of the known device.
Раскрытие сущностиRevealing the essence
Техническим результатом является повышение производительности работы экскаватора, а также повышение длительности межремонтного периода.The technical result is an increase in the productivity of the excavator, as well as an increase in the duration of the period between repairs.
Указанный результат достигается тем, что в режущем узле ковша карьерного экскаватора, содержащем закрепленные на передней стенке ковша зубья, имеющие клинообразную рабочую часть, образуемую выпуклой верхней и вогнутой нижней криволинейными гранями, угол между плоскостью посадочного места зубьев и осью балки рукояти в вертикальной плоскости составляет от 120° до 124°, при этом угол между плоскостью посадочного места зуба и биссектрисой угла клинообразной части зуба в вертикальной плоскости составляет от 16° до 23°, а длина режущей кромки зубьев составляет от 600 до 750 мм.The specified result is achieved by the fact that in the cutting unit of the quarry excavator bucket, containing teeth fixed to the front wall of the bucket, having a wedge-shaped working part formed by a convex upper and concave lower curvilinear edges, the angle between the plane of the seat of the teeth and the axis of the handle beam in the vertical plane is from 120° to 124°, while the angle between the plane of the seat of the tooth and the bisector of the angle of the wedge-shaped part of the tooth in the vertical plane is from 16° to 23°, and the length of the cutting edge of the teeth is from 600 to 750 mm.
Кроме того, - плоскость посадочного места зубьев параллельна плоскости передней стенки ковша.In addition, the plane of the teeth seat is parallel to the plane of the front wall of the bucket.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Режущий узел ковша карьерного экскаватора поясняется с помощью чертежей, где на Фиг. 1 показан режущий узел ковша карьерного экскаватора в составе ковша, закрепленного на рукояти карьерного экскаватора, на Фиг. 2 - ковш экскаватора, вид сбоку, на Фиг. 3 - зуб режущего узла ковша карьерного экскаватора и его положение относительно плоскости посадочного места, вид сбоку, на Фиг. 4 - ковш, вид спереди, на Фиг. 5 - зуб, установленный в посадочное место на передней стенке ковша. The cutting unit of the quarry excavator bucket is explained with the help of drawings, where Fig. 1 shows the cutting unit of the quarry excavator bucket as part of the bucket, fixed on the handle of the quarry excavator, Fig. 2 - the excavator bucket, side view, Fig. 3 - the tooth of the cutting unit of the quarry excavator bucket and its position relative to the plane of the seat, side view, Fig. 4 - the bucket, front view, Fig. 5 - the tooth installed in the seat on the front wall of the bucket.
На чертеже сделаны следующие обозначения:The following designations are made on the drawing:
1 - ковш, 2 -рукоять, 3 - ось рукояти (балки рукояти), 4 - передняя стенка ковша, 5 -задняя стенка ковша, 6 - днище ковша, 7 - стрела, 8 - коромысло, 9 - ходовая тележка, 10 -петли, 11 засов, 12 пята, 13 вставка, 14 зубья, 15 - режущая кромка (челюсть), 16 длина режущей кромки зубьев, 17 - клинообразная часть зуба, 18 - биссектриса угла клинообразной части зуба, 19 - хвостовая часть (хвостовик) зуба, 20 - ось (плоскость) посадочного места зуба, 21 и 22 - верхняя выпуклая и нижняя вогнутая грань зуба, соответственно, 23 - угол между осью посадочного места и биссектрисой угла клинообразной части зуба, 24 - угол между осью посадочного места зуба и осью рукояти, 25 - фланцевое соединение, 26 - вырабатываемая порода, 27 - кромка передней стенки ковша.1 - bucket, 2 - handle, 3 - handle axis (handle beam), 4 - front wall of the bucket, 5 - rear wall of the bucket, 6 - bucket bottom, 7 - boom, 8 - rocker, 9 - undercarriage, 10 - hinges, 11 bolt, 12 heel, 13 insert, 14 teeth, 15 - cutting edge (jaw), 16 length of the cutting edge of the teeth, 17 - wedge-shaped part of the tooth, 18 - bisector of the angle of the wedge-shaped part of the tooth, 19 - tail part (shank) of the tooth, 20 - axis (plane) of the tooth seat, 21 and 22 - upper convex and lower concave edges of the tooth, respectively, 23 - angle between the axis of the seat and the bisector angle of the wedge-shaped part of the tooth, 24 - angle between the axis of the tooth seat and the axis of the handle, 25 - flange connection, 26 - produced rock, 27 - edge of the front wall of the bucket.
Режущий узел ковша карьерного экскаватора представляет собой конструкцию крепления зубьев определенной клинообразной формы на передней стенке ковша карьерного экскаватора, и включает закрепленные на передней стенке ковша зубья с клинообразной рабочей частью и длиной режущей кромки зубьев от 600 до 750 мм. Посадочное место для зубьев выполнено на передней стенке ковша с вертикальным наклоном относительно плоскости перпендикулярной оси рукояти, а именно: угол между осью посадочного места зубьев и осью балки рукояти в вертикальной плоскости составляет от 120° до 124°. При этом форма зуба такова, что острие его клинообразной рабочей части отклонено от оси его посадочного места наружу, так, что угол между плоскостью посадочного места зуба и биссектрисой угла клинообразной части зуба составляет от 16° до 23°.The cutting unit of the quarry excavator bucket is a structure for fastening teeth of a certain wedge-shaped shape on the front wall of the quarry excavator bucket, and includes teeth with a wedge-shaped working part and a cutting edge length of the teeth from 600 to 750 mm fixed to the front wall of the bucket. The seat for the teeth is made on the front wall of the bucket with a vertical inclination relative to the plane perpendicular to the axis of the handle, namely: the angle between the axis of the seat of the teeth and the axis of the handle beam in the vertical plane is from 120° to 124°. In this case, the shape of the tooth is such that the tip of its wedge-shaped working part is deflected from the axis of its seat outward, so that the angle between the plane of the seat of the tooth and the bisector of the angle of the wedge-shaped part of the tooth is from 16° to 23°.
Оси посадочных мест зубьев лежат в соответствующих плоскостях посадочных мест зубьев, параллельных плоскости передней стенки ковша.The axes of the tooth seating positions lie in the corresponding planes of the tooth seating positions, parallel to the plane of the front wall of the bucket.
Клинообразная изогнутая рабочая часть зуба образуется выпуклой верхней и вогнутой нижней криволинейными гранями зуба.The wedge-shaped curved working part of the tooth is formed by the convex upper and concave lower curved edges of the tooth.
Зуб установлен на верней кромке передней стенки ковша и удерживается в посадочном месте на передней стенке ковша с помощью своей хвостовой части с опорными поверхностями. Зуб фиксируется на своем посадочном месте с помощью скоб или шпилек.The tooth is installed on the upper edge of the front wall of the bucket and is held in the seat on the front wall of the bucket by its tail section with support surfaces. The tooth is fixed in its seat by means of brackets or pins.
В предпочтительном частном случае исполнения посадочное место зубьев выполнено непосредственно на передней стенке ковша и плоскость передней стенки, в этом случае, параллельна или даже совпадает с плоскостью посадочного места зубьев. В других частных случаях исполнения форма передней стенки может отличаться от плоской и быть изогнутой.In a preferred particular case of execution, the seat of the teeth is made directly on the front wall of the bucket and the plane of the front wall, in this case, is parallel or even coincides with the plane of the seat of the teeth. In other particular cases of execution, the shape of the front wall may differ from flat and be curved.
Ковш карьерного экскаватора, помимо передней стенки с закрепленными на ней зубьями, имеет заднюю и боковые стенки, а также днище. Днище может быть снабжено механизмом разгрузки.The quarry excavator bucket, in addition to the front wall with teeth fixed to it, has a rear and side walls, as well as a bottom. The bottom can be equipped with an unloading mechanism.
Внешняя сторона задней стенки снабжена элементами жесткого крепления к балке рукояти.The outer side of the rear wall is equipped with elements for rigid fastening to the handle beam.
Передняя, боковые и задняя стенки ковша карьерного экскаватора жестко соединены между собой, обеспечивая возможность постоянства угла между осью посадочного места зубьев и осью рукояти.The front, side and rear walls of the quarry excavator bucket are rigidly connected to each other, ensuring the possibility of maintaining a constant angle between the axis of the teeth seat and the axis of the handle.
Режущий узел ковша карьерного экскаватора работает следующим образом.The cutting unit of the quarry excavator bucket operates as follows.
Под действием привода экскаватора и передаточного механизма режущий узел ковша карьерного экскаватора углубляется в массив породы или грунт и принимает удар о породу на зубья. Разрушаемая порода перемещается вдоль верхней грани зуба, попадая в ковш экскаватора.Under the action of the excavator drive and transmission mechanism, the cutting unit of the quarry excavator bucket goes deep into the rock mass or soil and takes the impact of the rock on the teeth. The rock being destroyed moves along the upper edge of the tooth, falling into the excavator bucket.
Перемещение режущего узла в процессе копания, когда ковш поднимается вверх для забора грунта, происходит по дуге, являющейся частью окружности с радиусом, соответствующим расстоянию удаления ковша от оси поворота рукояти. Балка рукояти в процессе копания всегда ориентирована перпендикулярно касательной к траектории перемещения ковша в процессе забора грунта.The movement of the cutting unit during digging, when the bucket is raised to collect soil, occurs along an arc, which is part of a circle with a radius corresponding to the distance of the bucket from the axis of rotation of the handle. The handle beam during digging is always oriented perpendicular to the tangent to the trajectory of the bucket movement during soil collection.
Фиксация угла оси посадочного места зуба к оси рукояти в вертикальной плоскости обеспечивает постоянство угла взаимодействия рабочей части зубьев с грунтом на всем протяжении перемещения движения ковша вверх, во время копания. Углы от 120° до 124° между плоскостью посадочного места зубьев и осью балки рукояти в вертикальной плоскости совместно с углами от 16° до 23° между плоскостью посадочного места зуба и биссектрисой угла клинообразной части в вертикальной плоскости соответствуют углам, обеспечивающим самозаглубление зубьев в грунт при подъеме ковша, а длина режущей кромки зубьев от 600 до 750 мм позволяет осуществить это заглубление эффективно.Fixing the angle of the tooth seat axis to the handle axis in the vertical plane ensures the constancy of the angle of interaction of the working part of the teeth with the soil throughout the entire upward movement of the bucket during digging. Angles from 120° to 124° between the plane of the tooth seat and the axis of the handle beam in the vertical plane together with angles from 16° to 23° between the plane of the tooth seat and the bisector of the angle of the wedge-shaped part in the vertical plane correspond to angles that ensure self-deepening of the teeth into the soil when lifting the bucket, and the length of the cutting edge of the teeth from 600 to 750 mm allows for this deepening to be carried out effectively.
Постоянство углов сохраняется независимо от конструкции ковша и типа его крепления к рукояти так как углы привязаны к касательной к дуге перемещения, а точнее отсчитываются от перпендикуляра к касательной к траектории перемещения ковша, т.е. от оси рукояти, поворачивающейся в вертикальной плоскости на своей оси поворота.The constancy of the angles is maintained regardless of the design of the bucket and the type of its attachment to the handle, since the angles are tied to the tangent to the arc of movement, or more precisely, are measured from the perpendicular to the tangent to the trajectory of the bucket movement, i.e. from the axis of the handle, rotating in a vertical plane on its axis of rotation.
Верхняя и нижняя грани, а также режущая кромка интенсивно истираются о породу или грунт. При этом износ рабочей части происходит, в основном, со стороны режущей кромки и форма рабочей части остается приемлемой для работы так, что истирание зубьев не приводит к потере их функциональности. Зубья остаются работоспособными, т.е. не требующими замены, до тех пор, пока истиранию не подвергнется рабочая часть зуба по всей длине режущей кромки, вплоть до верхнего края его посадочного места.The upper and lower edges, as well as the cutting edge, are intensively abraded against rock or soil. In this case, the wear of the working part occurs mainly on the cutting edge side and the shape of the working part remains acceptable for work so that the abrasion of the teeth does not lead to the loss of their functionality. The teeth remain operational, i.e. do not require replacement, until the working part of the tooth is subjected to abrasion along the entire length of the cutting edge, right up to the upper edge of its seat.
При выполнении угла между осью балки рукояти и плоскостью посадочных мест для зубьев в пределах от 120° до 124°, совместно с использованием зубьев с клинообразной рабочей частью с длиной режущей кромки зубьев от 600 до 750 мм., и отклоненных в вертикальной плоскости от плоскости посадочного места зубьев так, что угол между плоскостью посадочного места и биссектрисой угла клинообразной части составляет от 16° до 23°, снижаются напорные усилия при внедрении зуба в породу, а зубья способны дорабатывать оставаясь при этом достаточно острыми до их истирания почти до края посадочного места передней стенки, не утрачивая своей работоспособности.When making the angle between the axis of the handle beam and the plane of the seat for the teeth within the range from 120° to 124°, together with the use of teeth with a wedge-shaped working part with a cutting edge length of the teeth from 600 to 750 mm, and teeth deflected in the vertical plane from the plane of the seat so that the angle between the plane of the seat and the bisector of the angle of the wedge-shaped part is from 16° to 23°, the pressure forces are reduced when the tooth is introduced into the rock, and the teeth are capable of finishing while remaining sufficiently sharp until they are worn almost to the edge of the seat of the front wall, without losing their operability.
Режущий узел ковша карьерного экскаватора является составной частью ковша, однако его угловые параметры привязаны не к пространственной ориентации ковша, а отсчитываются от оси рукояти, что позволило рассматривать режущий узел ковша как универсальный самостоятельный элемент, который может быть использован с разными по объему и конструкции ковшами карьерных экскаваторов.The cutting unit of the quarry excavator bucket is an integral part of the bucket, however, its angular parameters are not tied to the spatial orientation of the bucket, but are measured from the axis of the handle, which made it possible to consider the cutting unit of the bucket as a universal independent element that can be used with quarry excavator buckets of different volumes and designs.
Эксплуатация режущего узла ковша карьерного экскаватора на добывающих предприятиях показала повышение производительности работы и длительности работы зубьев при неизменных параметрах руды и технологии взрыва.The use of a cutting unit of a quarry excavator bucket at mining enterprises has shown an increase in productivity and the duration of the teeth’s operation with unchanged ore parameters and blasting technology.
Параметры режущего узла ковша карьерного экскаватора, а именно: угол между плоскостью посадочного места зубьев и осью балки рукояти, угол между плоскостью посадочного места зуба и биссектрисой угла клинообразной части зуба, а также длина режущей кромки зубьев были определены опытным путем и совершенствовались в производственных условиях. Эффективность параметров подтверждена эксплуатирующими организациями.The parameters of the cutting unit of the quarry excavator bucket, namely: the angle between the plane of the tooth seat and the axis of the handle beam, the angle between the plane of the tooth seat and the bisector of the angle of the wedge-shaped part of the tooth, as well as the length of the cutting edge of the teeth were determined experimentally and improved in production conditions. The effectiveness of the parameters is confirmed by operating organizations.
Повышение производительности обеспечивается в том числе за счет облегчения внедрения режущего узла ковша в выбираемую породу и возможности эффективной наполняемости ковша, т.е. большей степени заполнения ковша за один ход копания.Increased productivity is ensured, among other things, by facilitating the introduction of the cutting unit of the bucket into the selected rock and the possibility of efficient filling of the bucket, i.e. a greater degree of filling of the bucket in one digging stroke.
Повышение длительности межремонтного периода обеспечивается, в том числе, за счет возможности более длительного использования зубьев ковша без их замены, а также более длительного использования самого ковша.The increase in the duration of the period between repairs is ensured, among other things, by the possibility of longer use of bucket teeth without their replacement, as well as longer use of the bucket itself.
По результатам испытаний ходимости узлов по группам экскаваторов ЭКГ-20, ЭКГ-15, проведенного на АО «Карельский окатыш», после изменения конструкции режущего узла ковша карьерного экскаватора, ходимость передних стенок на ЭКГ-20, увеличилась в три раза, зубьев ковша в два раза, подъемного каната - в полтора раза. Изменение конструкции режущего узла ковша карьерного экскаватора позволило исключить попадание элементов хода, зуба и передних стенок на фабрику от экскаваторного оборудования.According to the results of the tests of the mileage of units for the groups of EKG-20 and EKG-15 excavators, conducted at Karelsky Okatysh JSC, after changing the design of the cutting unit of the quarry excavator bucket, the mileage of the front walls on the EKG-20 increased threefold, the bucket teeth - twice, the hoisting rope - one and a half times. Changing the design of the cutting unit of the quarry excavator bucket made it possible to eliminate the ingress of travel elements, teeth and front walls to the factory from the excavator equipment.
По ЭКГ-15 увеличение ходимости передних стенок зафиксировано в полтора раза, зубьев ковша в два раза и подъемного каната - на 40%.According to EKG-15, the increase in the travel of the front walls was recorded as one and a half times, the bucket teeth as two times, and the hoist rope as 40%.
Режущий узел ковша карьерного экскаватора обеспечил большую наполняемость ковша, что также позволило снизить время на погрузку транспорта, задействованного в перевозке руды.The cutting unit of the quarry excavator bucket ensured greater filling capacity of the bucket, which also reduced the time for loading transport involved in the transportation of ore.
Повышение ходимости узлов без необходимости специального усиления и защиты стенок ковша позволило облегчить сам ковш, что снизило нагрузку на подъемное оборудование экскаватора в процессе работы и, в свою очередь, также способствовало повышению производительности.Increasing the mileage of the units without the need for special reinforcement and protection of the bucket walls made it possible to lighten the bucket itself, which reduced the load on the excavator's lifting equipment during operation and, in turn, also contributed to increased productivity.
Таким образом, наличие угла между плоскостью посадочного места зубьев и осью рукояти от 120° до 124° одновременно с выполнением зубьев клинообразной формы с длиной режущей кромки от 600 до 750 мм и углом между осью посадочного места и биссектрисой угла клинообразной части зуба от 16° до 23°, обеспечивают снижение напорных усилий при внедрении рабочего органа экскаватора в породу, способствуя повышению производительности работы, а также обеспечивают возможность повышения продолжительности использования зубьев, за счет сохранения работоспособности зубьев до их стачивания вплоть до края посадочного места передней стенки ковша.Thus, the presence of an angle between the plane of the teeth seat and the axis of the handle from 120° to 124° simultaneously with the production of wedge-shaped teeth with a cutting edge length from 600 to 750 mm and an angle between the seat axis and the bisector of the angle of the wedge-shaped part of the tooth from 16° to 23°, ensures a reduction in pressure forces when introducing the working element of the excavator into the rock, contributing to an increase in work productivity, and also provides the possibility of increasing the service life of the teeth, due to maintaining the operability of the teeth until they are worn down to the edge of the seat of the front wall of the bucket.
Более длительный интервал между ремонтными работами по замене зубьев также способствует повышению производительности работы, за счет снижения времени простоя экскаватора.Longer intervals between tooth replacements also contribute to increased productivity by reducing excavator downtime.
Пример 1Example 1
Режущий узел ковша карьерного экскаватора используется в составе карьерного экскаватора, содержащего рукоять, выполненную с возможностью перемещения относительно стрелы и ковш. Ковш закреплен на балке рукояти через фланцевое соединение на его задней стенке.The cutting unit of the quarry excavator bucket is used as part of a quarry excavator, comprising a handle made with the possibility of movement relative to the boom and the bucket. The bucket is fixed to the handle beam through a flange joint on its rear wall.
Режущий узел ковша карьерного экскаватора содержит закрепленные на передней стенке ковша зубья, имеющие клинообразную рабочую часть, образуемую выпуклой верхней и вогнутой нижней криволинейными гранями. При этом, угол между плоскостью посадочного места зубьев и осью балки рукояти в вертикальной плоскости составляет 120°, угол между плоскостью посадочного места зуба и биссектрисой угла клинообразной части зуба в вертикальной плоскости составляет 16°, длина режущей кромки зубьев составляет 600 мм.The cutting unit of the quarry excavator bucket contains teeth fixed on the front wall of the bucket, having a wedge-shaped working part formed by a convex upper and concave lower curvilinear edges. In this case, the angle between the plane of the tooth seat and the axis of the handle beam in the vertical plane is 120°, the angle between the plane of the tooth seat and the bisector of the angle of the wedge-shaped part of the tooth in the vertical plane is 16°, the length of the cutting edge of the teeth is 600 mm.
При копании экскаватором ковш своим режущим узлом внедряется в породу или грунт, а его дальнейшее вертикальное перемещение способствует наполнению ковша.When digging with an excavator, the bucket with its cutting unit penetrates into the rock or soil, and its further vertical movement helps fill the bucket.
Благодаря оптимальному значению угла взаимодействия зубьев режущего узла ковша с поверхностью грунта и их формы, ковш легче внедряется в породу и его наполнение происходит более эффективно в течение всего срока службы зуба, обеспечивая высокую производительность работ.Due to the optimal value of the angle of interaction of the teeth of the cutting unit of the bucket with the soil surface and their shape, the bucket penetrates into the rock more easily and its filling occurs more efficiently throughout the entire service life of the tooth, ensuring high productivity of work.
При взаимодействии с породой зубья интенсивно изнашиваются. Однако пространственная ориентация зубьев в составе режущего узла и их форма способствуют более длительному сохранению их работоспособности, благодаря чему повышается длительность работы до наступления необходимости замены зубьев.When interacting with the rock, the teeth wear out intensively. However, the spatial orientation of the teeth in the cutting unit and their shape contribute to their longer service life, thereby increasing the duration of operation before the need to replace the teeth arises.
Сохранение работоспособного состояния зубьев при практически полном стачивании их рабочей части обеспечивает длительный межремонтный период работы ковша.Maintaining the working condition of the teeth with their working part almost completely worn down ensures a long period between repairs for the bucket.
Пример 2Example 2
Режущий узел ковша карьерного экскаватора используется в составе карьерного экскаватора, содержащего рукоять и снабженный механизмом разгрузки ковш, жестко закрепленный на конце рукояти посредством соответствующего оголовка рукояти.The cutting unit of the quarry excavator bucket is used as part of a quarry excavator, containing a handle and equipped with a bucket unloading mechanism, rigidly fixed to the end of the handle by means of a corresponding handle head.
Режущий узел ковша карьерного экскаватора содержит закрепленные на передней стенке ковша зубья, имеющие клинообразную рабочую часть, образуемую выпуклой верхней и вогнутой нижней криволинейными гранями. При этом, угол между плоскостью посадочного места зубьев и осью балки рукояти в вертикальной плоскости составляет 124°, угол между плоскостью посадочного места зуба и биссектрисой угла клинообразной части зуба в вертикальной плоскости составляет 23°, а длина режущей кромки зубьев составляет 750 мм.The cutting unit of the quarry excavator bucket contains teeth fixed on the front wall of the bucket, having a wedge-shaped working part formed by a convex upper and concave lower curvilinear edges. In this case, the angle between the plane of the tooth seat and the axis of the handle beam in the vertical plane is 124°, the angle between the plane of the tooth seat and the bisector of the angle of the wedge-shaped part of the tooth in the vertical plane is 23°, and the length of the cutting edge of the teeth is 750 mm.
При копании экскаватором ковш своим режущим узлом внедряется в породу и, а его дальнейшее вертикальное перемещение способствует наполнению ковша.When digging with an excavator, the bucket with its cutting unit penetrates into the rock, and its further vertical movement helps fill the bucket.
Оптимальное значение угла взаимодействия зубьев режущего узла ковша с поверхностью грунта и их форма облегчают его внедрение в породу и его наполнение, повышая производительность работы.The optimal value of the angle of interaction of the teeth of the cutting unit of the bucket with the soil surface and their shape facilitate its penetration into the rock and its filling, increasing work productivity.
Пространственная ориентация в составе режущего узла зубьев и их форма способствуют более длительному сохранению их работоспособности, повышая длительность межремонтного периода работы ковша.The spatial orientation of the teeth in the cutting unit and their shape contribute to their longer service life, increasing the duration of the bucket's operation between repairs.
При копании экскаватором ковш закрыт - засов удерживает механизм разгрузки в исходном - закрытом состоянии.When digging with an excavator, the bucket is closed - the bolt holds the unloading mechanism in its original - closed position.
При разгрузке ковша засов оттягивают, в результате чего створка днища под действием тяжести груза породы раскрывается и производится разгрузка.When unloading the bucket, the bolt is pulled back, as a result of which the bottom flap opens under the weight of the rock load and unloading takes place.
После разгрузки ковша механизм разгрузки переводится в исходное состояние.After unloading the bucket, the unloading mechanism is returned to its original state.
Режущий узел ковша карьерного экскаватора может быть изготовлен из металла путем литья и формования с использованием стали и стандартного оборудования.The cutting unit of the mining excavator bucket can be made of metal by casting and molding using steel and standard equipment.
Таким образом, режущий узел ковша карьерного экскаватора обеспечивает высокую производительность работы экскаватора, а также повышение длительности межремонтного периода.Thus, the cutting unit of the quarry excavator bucket ensures high excavator performance, as well as an increase in the duration of the period between repairs.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2841002C1 true RU2841002C1 (en) | 2025-05-30 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU192081A1 (en) * | С. Ф. Чукмасов , С. Л. Бабченко | TOOL BUCKET EXCAVATOR | ||
| GB1356808A (en) * | 1971-07-12 | 1974-06-19 | Jordan L G A | Bucket for an excavator or like earth moving machine |
| RU2116406C1 (en) * | 1997-02-25 | 1998-07-27 | Закрытое акционерное общество "Ферро Балт Плюс" | Excavator bucket cutting edge |
| RU2167980C1 (en) * | 2000-10-12 | 2001-05-27 | ЗАО "Ферро Балт Плюс" | Excavator bucket tooth |
| US9015969B2 (en) * | 2012-01-31 | 2015-04-28 | Harnischfeger Technologies, Inc. | Shovel with pivoting bucket |
| RU2612766C2 (en) * | 2015-05-05 | 2017-03-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова" (ООО "ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова") | Bucket of mine excavator |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU192081A1 (en) * | С. Ф. Чукмасов , С. Л. Бабченко | TOOL BUCKET EXCAVATOR | ||
| GB1356808A (en) * | 1971-07-12 | 1974-06-19 | Jordan L G A | Bucket for an excavator or like earth moving machine |
| RU2116406C1 (en) * | 1997-02-25 | 1998-07-27 | Закрытое акционерное общество "Ферро Балт Плюс" | Excavator bucket cutting edge |
| RU2167980C1 (en) * | 2000-10-12 | 2001-05-27 | ЗАО "Ферро Балт Плюс" | Excavator bucket tooth |
| US9015969B2 (en) * | 2012-01-31 | 2015-04-28 | Harnischfeger Technologies, Inc. | Shovel with pivoting bucket |
| RU2612766C2 (en) * | 2015-05-05 | 2017-03-13 | Общество с ограниченной ответственностью "ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова" (ООО "ИЗ-КАРТЭКС имени П.Г. Коробкова") | Bucket of mine excavator |
| RU2826071C2 (en) * | 2021-06-28 | 2024-09-03 | Кейтерпиллар Инк. | Excavator bucket shield |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10060100B2 (en) | Implement tooth assembly with tip and adapter | |
| US9057177B2 (en) | Implement tooth assembly with tip and adapter | |
| US10041230B2 (en) | Implement tooth assembly with tip and adapter | |
| US9428886B2 (en) | Implement tooth assembly with tip and adapter | |
| RU2429146C2 (en) | Device made in part of mining or construction machine and including wear protection construction, and part of machine, which includes such device | |
| US11306461B2 (en) | Implement ground engaging tip assembly having tip with tapered retention channel | |
| US12123176B2 (en) | Implement tip assembly having tip with support rib | |
| US9605416B2 (en) | Spacer shims for ground engaging tools | |
| US20150191899A1 (en) | Wear member | |
| US5210965A (en) | Fabricated bucket tooth | |
| CN113167049B (en) | Bucket for earth working machine or material handling machine | |
| US11613874B2 (en) | Implement tip assembly having tip with wear indicator | |
| RU2841002C1 (en) | Mining excavator bucket cutting assembly | |
| RU2107779C1 (en) | Excavator bucket tooth | |
| KR102271813B1 (en) | Excavator bucket to remove tree roots | |
| RU2679152C1 (en) | Bucket tooth of mine crawler excavator | |
| RU2116406C1 (en) | Excavator bucket cutting edge | |
| RU107192U1 (en) | QUARTER HYDRAULIC EXCAVATOR BUCKET RIGHT SHOVEL | |
| RU2679169C2 (en) | Quarry excavator bucket tooth assembly | |
| AU2006284527A1 (en) | An improved ripper boot | |
| AU2010201243A1 (en) | An improved ripper boot |