EA025724B1 - Породоразрушающее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к режущим инструментам исполнительных органов горных машин, используемых преимущественно для разработки солей и углей без крепких включений и их крепления. Породоразрушающее устройство содержит резцедержатель с клиновидным пазом, в котором расположены клин и резец, клин выполнен с зубчатыми выступами, размещенными в зубчатых впадинах, выполненных на контактирующей с клином поверхности резца. Клин поджат в сторону суженной части клиновидного паза с помощью упругого элемента, который размещен в пазу, выполненном в клине, при этом один конец упругого элемента, выполненного в виде резинового кольца, зафиксирован на клине штифтом, а другой его конец оттянут в сторону суженной части клиновидного паза крюком, закрепленным на корпусе резцедержателя. Повышается технологичность изготовления породоразрушающего устройства при одновременном обеспечении надежного и безлюфтового крепления резца на исполнительном органе горной машины.

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к режущим инструментам исполнительных органов горных машин, используемых преимущественно для разработки солей и углей без крепких включений и их крепления.

Известен породоразрушающий инструмент, включающий резец, клиновой фиксатор, расположенный с задней стороны резца, и резцедержатель с клиновым пазом. Резец и клин имеют зубчатые выступы и впадины по всей длине контактирующих друг с другом поверхностей. Клин поджат в сторону зауженной части клиновидного паза посредством пружины. В данном техническом решении резец с клином расположены радиально, и резец упирается своей задней гранью в клин, не испытывая изгибающих нагрузок (авторское свидетельство СССР 1640405 А1, опубликованное в 1988 г.).

Недостатком известного решения является наличие зубчатых впадин, выполненных по всей длине державки резца и в особенности расположенных вблизи передней (лицевой) поверхности резцедержателя - в районе максимального изгибающего момента, и, будучи концентраторами напряжений, являются фактором, снижающим усталостную прочность державки резца.

Другим недостатком является необходимость переточки резца после каждого затупления, а также принятое в устройстве расположение клина сзади резца практически исключает установку резца тангенциально с тем, чтобы иметь передний угол положительным. При разрушении некрепких сред (солей и углей) тангенциально установка резца под углом к направлению резания дает возможность придать резцу передний положительный угол тангенциально, что необходимо для снижения энергоемкости разрушения, а также уменьшить усилие на державку за счет приближения оси резца к равнодействующему усилию резания и подачи.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является породоразрушающее устройство, содержащее резцедержатель с клиновидным пазом, в котором расположены клин и резец, клин выполнен с зубчатыми выступами, размещенными в зубчатых впадинах, выполненных на контактирующей с клином поверхности резца, при этом клин поджат с помощью пружины в сторону суженной части клиновидного паза. Резец выполнен формой, симметричной в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, а зубчатые впадины расположены на двух взаимно противоположных поверхностях резца в его хвостовой части (см. евразийский патент ЕА 016249 В1, опубликованный 30.03.2012).

В ближайшем аналоге конструкция упругого элемента в виде пружины кручения практически не имеет ограничения в создании усилия удерживания резца с клином от выпадения, как не имеет также ограничения в величине хода клина (с резцом), что является бесспорным преимуществом этой конструкции упругого элемента.

Однако, конструкция ближайшего аналога нетехнологична в изготовлении. Передняя часть корпуса резцедержателя штампуется (изгибается) в горячем виде из полосы стандартного проката, а задняя часть (опорная) вырезается из листа, подвергается необходимым операциям механической обработки и затем приваривается к передней части корпуса резцедержателя. Значительный объем механической обработки опорной пластинки - обработка по контуру, фрезеровка фасок под сварку, высверливание и фрезеровка гнезда под пружину, фрезеровка направляющего канала для штифта клина для того, чтобы клин оставался на своем месте, когда будет меняться резец - все это снижает технологичность изготовления и использования инструмента. Однако, главный недостаток известного устройства - это деформация после сварки и охлаждения. Те части, которые подвергались механической обработке, - гнездо для пружины, канал для штифта - уходят от места, где они должны быть. Это сильно осложняет изготовление резцедержателя.

Техническая задача предлагаемого решения заключается в улучшении технологичности изготовления породоразрушающего устройства при одновременном обеспечении надежного и безлюфтового крепления резца на исполнительном органе горной машины.

Поставленная задача решается тем, что породоразрушающее устройство содержит резцедержатель с клиновидным пазом, в котором расположены клин и резец, клин выполнен с зубчатыми выступами, размещенными в зубчатых впадинах, выполненных на контактирующей с клином поверхности резца. Клин поджат в сторону суженной части клиновидного паза с помощью упругого элемента в виде кольца из резины, который размещен в пазу, выполненном в клине, при этом один конец упругого элемента зафиксирован на клине с помощью штифта, а другой его конец оттянут в сторону суженной части клиновидного паза с помощью крюка, закрепленного на корпусе резцедержателя.

Размещение упругого элемента в отдельной детали (клине), неподвергающейся сварке, способствует более точной ориентации деталей при сборке конструкции, что повышает технологичность изготовления устройства.

Требования к упругому элементу довольно жесткие. Он должен удерживать резец вместе с клином при работе комбайна от выпадения из резцедержателя, противодействуя центробежной силе и их собственному весу, - для тангенциального резца с углом между осью резца и направлением резания 35-40° это усилие составит порядка 1,0-1,2 кг. Для освобождения резца от клина, имеющего уклон 8° и шаг гребенки примерно 3 мм, необходимо подвинуть резец с клином в уширенную часть корпуса резцедержателя на 20-22 мм. При этом упругий элемент натянется (нагрузится) еще на 1-2 кг. Для удовлетворения этих требований создать стальную пружину растяжения-сжатия диаметром 10 мм (толщина клина не более 20

- 1 025724 мм), как показывают расчеты, практически невозможно.

Поэтому предпочтительным материалом упругого элемента является резина. Для удобства эксплуатации упругий элемент выполняется в виде бесконечной резиновой ленты. Поместить такую резиновую ленту в паз клина шириной 11-12 мм и глубиной примерно 10 мм можно свободно.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами.

На фиг. 1 изображено породоразрушающее устройством с разрезом резцедержателя, на фиг. 2 изображен клин с упругим элементом, на фиг. 3 показан вид А на фиг. 2, на фиг. 4 показан разрез Б-Б на фиг. 1.

Породоразрушающее устройство содержит резцедержатель 1 с клиновидным пазом, в котором расположены клин 3 и резец 2. Клин 3 выполнен с зубчатыми выступами 10, размещенными в зубчатых впадинах 11, выполненных на контактирующей с клином 3 поверхности резца 2.

В клине 3 выполнен паз 12, в котором размещен упругий элемент 4 в виде кольца из резины, с помощью которого клин 3 поджат в сторону суженной части клиновидного паза резцедержателя 1. При этом один конец упругого элемента 4 зафиксирован на клине 3 штифтом 6, а другой ее конец оттянут в сторону суженной части клиновидного паза резцедержателя 1 крюком 5, закрепленным на корпусе резцедержателя 1.

Штифт 7 служит для упора в него клина 3, когда в резцедержателе 1 нет резца 2.

Резец 3 может быть выполнен с износостойкой вставкой 8, в которой закреплена твердосплавная пластина 9.

В известном продоразрушающем устройстве (ЕА 016249 В1) вместе с твердосплавной пластиной в державку впаивается промежуточная вставка. При этом на промежуточную вставку расходуется дорогой материал, более износостойкий, чем материал державки. Также расходуется припой -дефицитный цветной металл. В предложенном устройстве предлагается вариант крепления вставки 8 к державке резца 2 сваркой трением.

Отношение длины промежуточной вставки 8 к ее диаметру в месте сварки трением должно быть не более 1,7-1,9.

Твердосплавную пластину 9 без пайки обжимают губками вставки 8, после чего боковые выходы паза вставки 8 с твердосплавной пластиной 9 заваривают сваркой (электро-, газовой, лазерной). Сварные швы, охлаждаясь, осаживаются (уменьшаются в размере) и надежно сжимают твердосплавную пластину 9. При такой технологии крепления промежуточной вставки 8 (сварка трением) уменьшается расход материала промежуточной вставки (более дорогого, чем материал державки) и отпадает необходимость в расходовании припоя.

Породоразрушающее устройство работает следующим образом.

В рабочем положении резец 2 затянут клином 3 в зауженную часть резцедержателя 1. В свою очередь, клин 3 вместе с резцом 2 затянуты в зауженную часть резцедержателя 1 упругим элементом 4 с усилием, достаточным для удержания резца от выпадения при работе комбайна от центробежной силы и собственного веса резца 2.

В рабочее положение резец 2 вместе с клином 3 задвигается в зауженную часть паза резцедержателя 1 без удара и удерживается упругим элементом 4.

При замене резца или его повороте на 180° по торцу хвостовика резца 2 наносят легкий удар, чтобы стронуть с места затянувшийся в процессе работы резец 2 с клином 3. Затем пальцем руки резец 2 с клином 3 выдвигают в расширенную часть клиновидного паза резцедержателя 1 с тем, чтобы освободить от зубчатого зацепления резец 2 от клина 3, после чего, задерживая пальцем выдвинутый клин 3, поворачивают резец 2 на 180° или вставляют новый резец и вводят его в зацепление с гребенкой клина 3. Далее задвигают клин 3 с резцом 2 в зауженную часть клиновидного паза резцедержателя 1.

Разрушение породы таким резцом 2, как и резцом, известным из ЕА 016249 В1, менее энергоемко, чем резцами марки РКС за счет лезвийности, а также за счет применения промежуточной вставки 8 повышенной износостойкости при переходе на работу с большими толщинами стружек.

Осесимметричность резца 2, при которой затупившийся резец 2, будучи повернутым на 180°, становится снова острым (и так делают многократно, насколько хватает твердосплавной пластины 9), что существенно (в разы) повышает ресурс резца 2.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   Породоразрушающее устройство, содержащее резцедержатель с клиновидным пазом, в котором расположены клин и резец, при этом клин поджат с помощью упругого элемента в сторону суженной части клиновидного паза, отличающееся тем, что упругий элемент выполнен в виде кольца из резины и размещен в пазу, выполненном в клине, при этом один конец упругого элемента зафиксирован на клине с помощью штифта, а другой его конец оттянут в сторону суженной части клиновидного паза с помощью крюка, закрепленного на корпусе резцедержателя.