PL187208B1

PL187208B1 - Zespół noża obrotowego zwłaszcza do maszyn górniczych

Info

Publication number: PL187208B1
Application number: PL99331059A
Authority: PL
Inventors: Zenon Wasyłeczko
Original assignee: Boart Longyear Gmbh & Co Kg
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 2004-06-30
Also published as: CA2360682A1; CA2360682C; AU2008000A; PL331059A1; WO2000043636A1; EP1147289A1; JP2002535522A; JP4108936B2; AU756077B2; US6623084B1

Abstract

1. Zespól noza obrotowego do maszyn zwlasz- cza górniczych, wyposazony w nóz obrotowy, którego trzon posiada czesc robocza z kolnierzem sluzacym do oparcia o czolo uchwytu nozowego, a na jego konco- wej czesci zabudowany jest pierscien cierny, zna- mienny tym, ze pierscien cierny (23) osadzony jest na wyprofilowanym odcinku trzonu (6) zakonczonym kolnierzem koncowym (8), przy czym kolnierz kon- cowy (8) i przynalezna mu profilowa czesc trzonu (7) wraz z odpowiadajaca mu czescia pierscienia ciernego (23) wystaje poza obreb uchwytu nozowego (1) do którego nóz jest mocowany. FiG 1 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół noża obrotowego do maszyn zwłaszcza górniczych, stosowany głównie w organach urabiających kombajnów węglowych, wyposażony w nóż obrotowy, którego trzon posiada część roboczą z kołnierzem służącym do oparcia o czoło uchwytu nożowego, a na jego końcowej części chwytowej zabudowany jest pierścień sprężysty cierny. Pierścień cierny osadzony jest na wyprofilowanym odcinku trzonu noża, zakończony kołnierzem końcowym, przy czym kołnierz końcowy i profilowana część trzonu wraz z częścią pierścienia sprężystego ciernego wystaje poza obręb uchwytu nożowego do którego jest mocowany.

Ze stanu techniki znanych jest wiele rozwiązań konstrukcji chwytów noża w zależności od stosowanego zabezpieczenia. Z polskiego zgłoszenia za numerem 316848 znany jest chwyt noża szeroko stosowany w praktyce, który w pobliżu końca ma szeroki płaski rowek w którym osadzony jest

187 208 pierścień rozprężny z wypukłymi elementami na pobocznicy, które po włożeniu noża do uchwytu zajmują miejsce w wybraniu otworu uchwytu nożowego i blokują wysunięcie noża z tegoż uchwytu. Rozwiązanie to jest stosowane w nożach, których chwyt jest całkowicie umieszczony w uchwycie nożowym. Wadą tego rozwiązania jest fakt, że pierścień - tak zwany „clippring” po rozprężeniu się w uchwycie nożowym, pozostawia szczelinę pomiędzy jego powierzchnią wewnętrzną a powierzchnią rowka, w której to szczelinie zbiera się pył urabianego materiału, który z czasem utrudnia swobodny obrót noża w uchwycie, i wręcz uniemożliwia usunięcie zużytego noża, wskutek braku możliwości ściśnięcia się pierścienia w wyniku wypełnienia urabianym pyłem a należy zaznaczyć, że swobodny obrót noża w uchwycie nożowym jest gwarancją jego równomiernego zużycia. Podobny chwyt jak wyżej przedstawiony znany jest również z angielskiego opisu patentowego za numerem 2 146 058. Z amerykańskiego opisu patentowego numer 4,684,176 znanych jest kilka rozwiązań konstrukcji chwytu i elementów stosowanych do jego zabezpieczenia. I tak w przypadku, gdy chwyt jest krótki i umieszczony całkowicie w otworze uchwytu (fig. 1), to na jego całej powierzchni, od kołnierza końcowego aż po kołnierz oporowy, umieszczona jest tulejka rozprężna cierna, wykonana z cienkiej blachy. Tego typu tulejki są znane również z polskiego patentu numer 173146, albo na przykład z niemieckiego patentu numer 32 33 123. To rozwiązanie ma tą niedogodność, że samo osadzanie noża w uchwycie jest utrudnione, gdyż w czasie zakładania noża, tulejka wysuwa się przed kołnierz końcowy chwytu, ponieważ w stanie rozprężonym przed założeniem, ma większą średnicę niż otwór wewnętrzny uchwytu i przy wbijaniu wysuwa się przed kołnierz, blokując jego dalsze wejście w otwór lub jego wyjęcie, co w warunkach pracy dołowej jest znacznym utrudnieniem. W innych przykładach wykonania ze wspomnianego wyżej patentu amerykańskiego nr 4,684,176 (fig. 3) mamy przykład rozwiązania konstrukcji chwytu noża, w przypadku kiedy chwyt jest dłuższy niż długość otworu uchwytu nożowego i wystaje z niego. W tych przypadkach na trzonie jego części końcowej zazwyczaj wykonany jest wąski rowek, na który osadza się zabezpieczenie w postaci pierścienia Seegera lub klamrę albo zawleczkę. W tego rodzaju rozwiązaniach mankamentem jest okoliczność, że zanieczyszczenia osadzone pomiędzy trzonem chwytu a otworem uchwytu nożowego wpływa na przyspieszenie wytarcia otworu wewnętrznego, a co za tym idzie, powstawania coraz większego luzu, co powoduje łamanie noży z uwagi na nieprawidłową pozycję względem urabianej calizny, a gdy otwór uchwytu nożowego jest już znacznie poszerzony, to zabezpieczenia nie są skuteczne i nóż wypada z uchwytu nożowego, głównie w wyniku utraty lub uszkodzenia zabezpieczenia. W rozwiązaniu uchwytu noża obrotowego podanym w amerykańskim patencie według numeru 4,944,559 mamy do czynienia z rowkiem, wykonanym na trzonie chwytu noża, wystającego z otworu uchwytu nożowego. Przy tego rodzaju rozwiązaniach nie raz stosowane są nawet i podwójne zabezpieczenia, głównie w postaci dwóch pierścieni Seegera lub pierścień Seegera i zatrzask klamrowy.

Zadanie jakie postawiono do rozwiązania przed niniejszym wynalazkiem polega na skonstruowaniu takiego chwytu noża i takiego zabezpieczenia noża przed jego wysunięciem z uchwytu nożowego w czasie pracy, by równocześnie można było uniknąć niedogodności, jakie mają znane rozwiązania a przy tym rozwiązanie było proste i łatwe w użyciu, zarówno przy mocowaniu jak i przy odmocowaniu noża, przy czym rozwiązanie jest przeznaczone zarówno do noży mających jednakową średnicą trzonu na całej długości jak i do stopniowanych średnic trzonu. Wynalazek znajduje zastosowanie w przypadkach bezpośredniego mocowania noży w uchwytach nożowych jak i mocowaniu noży przy użyciu tulei pośredniej.

Zadanie rozwiązano w ten sposób, że część końcowa trzonu chwytu noża zaopatrzona jest w odsądzenie w postaci trzpienia, korzystnie fazowanego z obu stron. Trzpień posiada mniejszą średnicę od średnicy trzonu, oraz od średnicy kołnierza końcowego. Z jednej strony pomiędzy trzpieniem a zasadniczym trzonem utworzonay jest rowek oraz z drugiej strony pomiędzy trzpieniem a kołnierzem końcowym utworzony jest rowek. Na trzpień nałożony jest luźno pierścień cierny, obustronnie fazowany, którego średnica w stanie rozprężonym jest większa od średnicy otworu uchwytu nożowego.

Pierścień wyposażony jest w lukę, która jest na tyle szeroka, by zapewnić sprężynowanie pierścienia, a po założeniu noża do uchwytu nożowego, jej krawędzie nie mogły zejść się

187 208 ze sobą. Szerokość obwodnicy pierścienia odpowiada szerokości trzpienia. Krawędzie faz pierścienia zajmują miejsca odpowiednio w rowkach, tak, że krawędzie nie wystają poza średnice - z jednej strony średnicy trzonu a z drugiej strony średnicy kołnierza końcowego. Nałożony pierścień cierny na trzpień nie ma więc możliwości zsunięcia się z niego, również wtedy, kiedy nóż nie jest osadzony w uchwycie, mianowicie kiedy jest w stanie rozprężonym.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest skuteczność mocowania, łatwe i szybkie a zwłaszcza niezawodne przeprowadzenie mocowania. Ponadto zaletą jest również brak dodatkowego, oddzielnego elementu blokującego, ponieważ pierścień cierny nakładany jest na nóż u wytwórcy i usuwany wraz z zużytym nożem. Wykonanie zabezpieczenia nie jest droższe od innych zabezpieczeń a od wielu znanych zabezpieczeń jest tańsze. Ponadto zapewnia swobodny obrót noża w uchwycie, co wpływa na jego równomierne zużycie. Ponieważ trzpień jest naturalnym przedłużeniem trzonu, zwiększa się stateczność osadzenia chwytu noża w uchwycie nożowym co zmniejsza wybijanie otworu oraz ewentualne złamanie noża, co jest istotne zwłaszcza dla konstrukcji noży z krótkim chwytem.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia chwyt noża obrotowego o jednolitym trzonie z nasadzonym pierścieniem ciernym w widoku, zamocowany bezpośrednio w uchwycie nożowym, przedstawiony w przekroju, fig. 2 chwyt noża obrotowego w widoku z nasadzonym pierścieniem ciernym w przekroju w momencie mocowania noża do uchwytu nożowego, pokazanego wycinkowo od strony czoła uchwytu nożowego, fig. 3 wycinek noża obrotowego w widoku, od strony chwytu, fig. 4 pierścień cierny w pół widoku - pół przekroju od strony luki w pierścieniu, fig. 5 pierścień cierny w widoku z góry a fig. 6 fazę krawędzi pierścienia ciernego w powiększeniu, zaznaczonej na fig. 4.

Zgodnie z wynalazkiem nóż obrotowy zawiera część roboczą 4 oraz chwyt w postaci trzonu 6, połączony z częścią roboczą 4 kołnierzem oporowym 5, który przylega do czoła 3 uchwytu nożowego 1 po włożeniu noża obrotowego do tegoż uchwytu nożowego 1. Trzon 6 ma w części końcowej odsądzenie w postaci trzpienia 7 obustronnie fazowanego, od strony trzonu 6, fazą 9 a od strony kołnierza końcowego 8, fazą 10. Korzystnie jest, jeśli, obie fazy 9 i 10 są identyczne i zawierają się w granicach kąta a od 10° do 35° najlepiej 25°. Średnica D2 trzpienia 7 jest mniejsza od średnicy Dl trzonu 6 oraz od średnicy D3 powierzchni bocznej 20 kołnierza końcowego 8, przy czym korzystnie jest również gdy średnica D3 kołnierza końcowego 8 jest nieznacznie mniejsza od średnicy Dl trzonu 6. Pomiędzy fazą 9 a powierzchnią załamania 13 trzonu 6 jest utworzony rowek 11 z dnem 15 o linii prostej lub korzystnie łukowej a pomiędzy fazą 10 a powierzchnią wewnętrzną 19 kołnierza końcowego 8 utworzony jest rowek 12 z dnem 16 o linii prostej. Na trzpień 7 nasadzony jest pierścień cierny 23, który ma z obu stron fazy 25 oraz lukę 26 utworzoną pomiędzy krawędziami 28. Fazy 25 zawierają się pod kątem β w granicach od 10° do 35° najlepiej 25°, co oznacza, że fazy 25 korzystnie odpowiadają fazom 9 i 10 trzpienia 7. Średnica dl pierścienia ciernego 23 w stanie rozprężonym jest większa od średnicy otworu 2 uchwytu nożowego 1. Z kolei średnice d2 krawędzi 30 faz 25 pierścienia ciernego 23 są mniejsze od średnicy Dl trzonu 6 oraz średnicy D3 powierzchni bocznej 20 kołnierza końcowego 8. Dzięki temu krawędzie 30 faz 25 pierścienia ciernego 23 usytuowane są z jednej strony w rowku liaz drugiej strony w rowku 12. Tym samym krawędzie 30 nie mają możliwości wysunięcia się z rowka 11 i rowka 12 w stanie rozprężonym nawet przy najbardziej skrajnym usytuowaniu pierścienia ciernego 23 względem trzpienia 7. Średnica trzpienia 7 i pierścień cierny 23 oraz średnica otworu uchwytu nożowego 1 są tak dobrane, by pierścień cierny 23 w stanie naprężonym, to znaczy wtedy, kiedy jest wraz z trzonem 6 umieszczony w otworze 2 uchwytu nożowego 1, wywierał pobocznicą 24, o grubości g przylegającą do powierzchni otworu 2 tak silny nacisk, by powstałe tarcie nie spowodowało jego osiowego przemieszczenia a w konsekwencji wypadnięcia noża 4. Stosownie do tego, luka 26 jest tak dobrana, by, gdy pierścień cierny 23 jest w stanie naprężonym, jej krawędzie 28 nie zeszły się ze sobą. Aby równocześnie zapewnić swobodny obrót chwytu noża 4 w uchwycie nożowym 1, pomiędzy powierzchnią wewnętrzną 27 pierścienia ciernego 23 a czołem 22 trzpienia 7 jest zachowana szczelina 21. Istotną sprawą jest także okoliczność, by pierścień cierny 23 przylegał tylko pobocznicą 24 do otworu 2, dlatego korzystnie jest, jeżeli fazy 25 pierścienia ciernego 23 od krawędzi faz 29 do krawędzi końcowych 30 są krótsze od

187 208 faz 9 i 10 trzpienia 7, mianowicie, by krawędzie 30 nie stykały się z jednej strony z powierzchnią załamania 13 trzonu 6 a z drugiej strony z powierzchnią wewnętrzną 19 kołnierza końcowego 8. Powierzchnia załamania 13 jest w tym celu korzystnie utworzona od krawędzi załamania 14 pod kątem mniejszym od 90° (fig. 3) i tak ukierunkowana, by podczas zakładania noża 4 do uchwytu nożowego 1 krawędź końcowa 30 była kierowana w kierunku dna 15 rowka 11. Dodatkowo krawędzie końcowe 30 są od zewnętrznej strony fazowane pod kątem γ, wynoszącym około 15° po to, by nawet przy dużych błędach wykonawczych, wysunięcia krawędzi końcowych 30 z rowka 11 oraz rowka 12 nie doszło do skutku. By ułatwić mocowanie noży w uchwytach korzystnie jest, jeśli krawędzie faz 29 są wykonane po promieniu r (fig. 4), wtedy zakładanie jest bardzo płynne i nie wymaga użycia młotka, nawet przy zbyt mocno utwardzonym pierścieniu ciernym 23 w następstwie przeprowadzonej obróbki cieplnej. W celu ułatwienia zakładania i zdejmowania pierścienia ciernego 23 na i z trzpienia 7, jego krawędzie 28 mają w środkowej części wybrania 31, po to, by nie ześlizgiwały się ramiona obcęgów podczas manipulowania.

Z kolei po to by ułatwić, zwłaszcza w trudnych warunkach górniczych odmocowanie noża przez jego wybicie, czoło 17 kołnierza końcowego 8 jest wyposażone w nieznaczne wgłębienie 18, które utrudnia ześlizgiwanie się narzędzia z powierzchni czoła 17 w które uderza się, by wybić nóż z uchwytu nożowego 1.

187 208

FIG. 2

187 208

FIG. 5

187 208

FIG. 5

187 208

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zespół noża obrotowego do maszyn zwłaszcza górniczych, wyposażony w nóż obrotowy, którego trzon posiada część roboczą z kołnierzem służącym do oparcia o czoło uchwytu nożowego, a na jego końcowej części zabudowany jest pierścień cierny, znamienny tym, że pierścień cierny (23) osadzony jest na wyprofilowanym odcinku trzonu (6) zakończonym kołnierzem końcowym (8), przy czym kołnierz końcowy (8) i przynależna mu profilowa część trzonu (7) wraz z odpowiadającą mu częścią pierścienia ciernego (23) wystaje poza obręb uchwytu nożowego (1) do którego nóż jest mocowany.
2. Nóż obrotowy do kombajnów zwłaszcza górniczych posiadający chwyt, który stanowi cylindryczny trzon na którego części końcowej znajduje się odsądzenie z kołnierzem końcowym, znamienny tym, że odsądzenie ukształtowane jest w postaci trzpienia (7) ograniczonego z jednej strony wnęką (11) a z drugiej strony rowkiem (12), przy czym średnica (D2) trzpienia (7) jest mniejsza od średnicy (Dl) trzonu (6) o dwie grubości (g) pierścienia (23).
3. Nóż według zastrz. 2, znamienny tym, że wnęka (11) z dnem (15) utworzona jest korzystnie przez fazę (9) na trzpieniu (7) oraz powierzchnię załamania (13) na trzonie (6) a rowek (12) z dnem (16) utworzony jest korzystnie przez fazę (10) na trzpieniu (7) oraz powierzchnię wewnętrzną (19) kołnierza końcowego (8).
4. Nóż według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że fazy (9) i (10) trzpienia (7) zawierają się korzystnie pod tym samym kątem (a), który korzystnie mieści się w granicach od 10° do 35°.
5. Nóż według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że średnica (D2) trzpienia (7) jest korzystnie mniejsza od średnicy (D3) kołnierza końcowego (8).
6. Nóż według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia załamania (13) jest ukształtowana pod kątem mniejszym niż 90°.
7. Nóż według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że czoło (17) kołnierza końcowego (8) ma wgłębienie (18).
8. Pierścień cierny do mocowania noża obrotowego w uchwycie nożowym zawierający przecięcie w postaci luki, znamienny tym, że pobocznica (24) pierścienia ciernego (23) jest profilowana tak, że część środkowa stanowi powierzchnię cierną a jej skrajne części stanowią fazy (25) ukosowane pod kątem (β).
9. Pierścień według zastrz. 8, znamienny tym, że krawędzie końcowe (30) są fazowane pod kątem (y) wynoszącym korzystnie od 0° do 20°.
10. Pierścień według zastrz. 8, znamienny tym, że krawędzie (28) tworzące lukę (26) posiadają wybranie (31).
11. Pierścień według zastrz. 8, znamienny tym, że krawędzie (29) na pierścieniu ciernym (23) korzystnie zawierają linie łukowe o promieniu (r).