一種仿生挖掘機(jī)斗齒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種挖掘工具，尤其涉及一種仿生挖掘機(jī)斗齒。
【背景技術(shù)】
[0002]挖掘機(jī)，又稱挖掘機(jī)械，是用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的物料，并裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場的土方機(jī)械。鏟斗是挖掘機(jī)在工作過程中的主要耗能部件。斗齒位于挖掘機(jī)鏟斗的末端，是其主要觸土部件。工作時，斗齒以一定角度楔入土壤，破壞土壤界面層，使鏟斗以較小的阻力進(jìn)入土壤。斗齒的性能直接影響挖掘機(jī)鏟斗乃至挖掘機(jī)的挖掘性能，減小斗齒土壤切削阻力可有效提高挖掘機(jī)的挖掘效率。斗齒在使用時會產(chǎn)生磨損，造成切削能力降低。磨損是其主要的失效形式。常見的幾種提高斗齒性能的方法有改進(jìn)斗齒構(gòu)形、提高斗齒材料的耐磨性、優(yōu)化斗齒的挖掘軌跡等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種仿生挖掘斗齒，其入土阻力大大減小，抗磨損的能力大大增強(qiáng)，提高了工作效率。
[0004]本發(fā)明是由安裝端和觸土端組成，觸土端位于安裝端的前部，安裝端設(shè)有上端面、下端面和凹腔，觸土端具有內(nèi)側(cè)觸土面、外側(cè)觸土面和前端觸土面，前端觸土面為一圓弧曲面，圓弧半徑為3 - 8mm，內(nèi)側(cè)觸土面和外側(cè)觸土面相對設(shè)置，內(nèi)側(cè)觸土面的輪廓曲線起始端與前端觸土面圓弧上端相切，內(nèi)側(cè)觸土面的輪廓曲線末端與安裝端的上端面相切，外側(cè)觸土面的輪廓曲線起始端與入前端觸土面圓弧下端相切，外側(cè)觸土面的輪廓曲線末端與安裝端的下端面相切；
[0005]所述內(nèi)側(cè)觸土面的輪廓曲線是由參數(shù)方程Y1 = -9 X 10 ?θ.0057χ2+0.2347χ+3.006，在X取值范圍為O— 14mm內(nèi)放大6倍得出的曲線段；
[0006]所述外側(cè)觸土面的輪廓曲線是由參數(shù)方程y2 = -9 X 10 _5χ3_0.0057χ2+0.2347χ+7.973，在X取值范圍為O — 14mm內(nèi)放大6倍得出的曲線段。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:該仿生挖掘機(jī)斗齒，其外形輪廓曲線源自于獾前爪趾，獾是一種善于掘土的穴居動物，前肢爪趾端均生有強(qiáng)而粗的長爪，爪長近似趾長，它的爪子細(xì)長而且彎曲，是掘土的有力工具。前爪趾的輪廓曲線可以用最小二乘法擬合，其形狀符合減阻，耐磨的仿生學(xué)原理。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該仿生斗齒可以提高挖掘機(jī)的工作效率，延長斗齒的壽命以及減少挖掘機(jī)在工作過程中的能耗，達(dá)到高效節(jié)能目的。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的立體示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的縱向剖視圖。
[0010]圖3為本發(fā)明的安裝端橫向剖視圖。
[0011]其中一安裝端，101—上端面，102—下端面，103—凹腔，2—觸土端，21—內(nèi)側(cè)觸土面，22—外側(cè)觸土面，23—前端觸土面。
【具體實(shí)施方式】
[0012]請參閱圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例是由安裝端(I)和觸土端2組成，觸土端2位于安裝端(I)的前部，安裝端I設(shè)有上端面(101)、下端面(102)和凹腔(103)，觸土端2具有內(nèi)側(cè)觸土面(21)、外側(cè)觸土面(22)和前端觸土面(23)，前端觸土面(23)為一圓弧曲面，圓弧半徑為3 - 8mm，內(nèi)側(cè)觸土面(21)和外側(cè)觸土面(22)相對設(shè)置，內(nèi)側(cè)觸土面(21)的輪廓曲線起始端與前端觸土面(23)圓弧上端相切，內(nèi)側(cè)觸土面(21)的輪廓曲線末端與安裝端(I)的上端面(101)相切，外側(cè)觸土面(22)的輪廓曲線起始端與入前端觸土面(23)圓弧下端相切，外側(cè)觸土面(22)的輪廓曲線末端與安裝端(I)的下端面(102)相切；
[0013]所述內(nèi)側(cè)觸土面(21)的輪廓曲線是由參數(shù)方程yi=-9X10-4X3-0.0057x2+0.2347x+3.006，在X取值范圍為O— 14mm內(nèi)放大6倍得出的曲線段；
[0014]所述外側(cè)觸土面(22)的輪廓曲線是由參數(shù)方程y2= -9X10 _5x3_0.0057x2+0.2347x+7.973，在X取值范圍為O — 14mm內(nèi)放大6倍得出的曲線段。
[0015]該仿生挖掘機(jī)斗齒，其外形輪廓曲線源自于狗獾前爪趾，狗獾是一種善于掘土的穴居動物，前肢爪趾端均生有強(qiáng)而粗的長爪，爪長近似趾長，它的爪子細(xì)長而且彎曲，是掘土的有力工具。前爪趾的輪廓曲線可以用最小二乘法擬合，其形狀符合減阻，耐磨的仿生學(xué)原理。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明該仿生斗齒可以提高挖掘機(jī)的工作效率，延長斗齒的壽命以及減少挖掘機(jī)在工作過程中的能耗，達(dá)到高效節(jié)能目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種仿生挖掘機(jī)斗齒，是由安裝端(I)和觸土端2組成，觸土端(2)位于安裝端(I)的前部，安裝端(I)設(shè)有上端面(101)、下端面(102)和凹腔(103)，其特征在于:觸土端(2)具有內(nèi)側(cè)觸土面(21)、外側(cè)觸土面(22)和前端觸土面(23)，前端觸土面(23)為一圓弧曲面，圓弧半徑為3 - 8mm，內(nèi)側(cè)觸土面(21)和外側(cè)觸土面(22)相對設(shè)置，內(nèi)側(cè)觸土面(21)的輪廓曲線起始端與前端觸土面(23)圓弧上端相切，內(nèi)側(cè)觸土面(21)的輪廓曲線末端與安裝端(I)的上端面(101)相切，外側(cè)觸土面(22)的輪廓曲線起始端與入前端觸土面(23)圓弧下端相切，外側(cè)觸土面(22)的輪廓曲線末端與安裝端(I)的下端面(102)相切； 所述內(nèi)側(cè)觸土面(21)的輪廓曲線是由參數(shù)方程yi=-9X10 ?Ο.0057x2+0.2347x+3.006，在X取值范圍為O— 14mm內(nèi)放大6倍得出的曲線段； 所述外側(cè)觸土面(22)的輪廓曲線是由參數(shù)方程y2=-9X10 ?Ο.0057x2+0.2347x+7.973，在X取值范圍為O — 14mm內(nèi)放大6倍得出的曲線段。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種仿生挖掘機(jī)斗齒，是由安裝端和觸土端組成，觸土端位于安裝端的前部，安裝端設(shè)有上端面、下端面和凹腔，觸土端具有內(nèi)側(cè)觸土面、外側(cè)觸土面和前端觸土面，前端觸土面為一圓弧曲面，圓弧半徑為3－8mm，內(nèi)側(cè)觸土面和外側(cè)觸土面相對設(shè)置，內(nèi)側(cè)觸土面的輪廓曲線起始端與前端觸土面圓弧上端相切，內(nèi)側(cè)觸土面的輪廓曲線末端與安裝端的上端面相切，外側(cè)觸土面的輪廓曲線起始端與入前端觸土面圓弧下端相切，外側(cè)觸土面的輪廓曲線末端與安裝端的下端面相切；經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該仿生斗齒有效降低了齒的入土阻力，減輕了斗齒尖部的磨損，延長使用壽命，還實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。
【IPC分類】E02F9-28
【公開號】CN104594438
【申請?zhí)枴緾N201510033712
【發(fā)明人】馬云海, 裴高院, 高知輝, 王虎彪, 佟金, 吳娜, 張鑫, 范雪瑩
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月23日