PL241209B1 - Sposób mocowania pierścieniowego ostrza skrawającego w nożu kombajnowym - Google Patents

Abstract

Sposób mocowania pierścieniowego ostrza skrawającego w nożu kombajnowym polega na tym, że w wybraniu czołowym trzonka noża (1) osadza się na wcisk ostrze pierścieniowe (2), wewnątrz którego umieszcza się z luzem stopniowany trzpień mocujący (3) zakończony z jednej strony stożkiem (3a), a z drugiej gniazdem, który unieruchamia się kluczem blokującym po czym wywołuje się szybki ruch obrotowy trzonka noża (1) względem trzpienia mocującego (3) z prędkością kątową ω z jednoczesnym dociskiem wzdłużnym siłą P do czasu utwardzenia zgrzeiny tarciowej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób mocowania pierścieniowego ostrza skrawającego w nożu kombajnowym, mającym zastosowanie w kombajnach górniczych do urabiania skał, w tym węgla kamiennego.

Rodzaj stosowanego sposobu łączenia ostrzy z trzonkami noży ma zasadnicze znaczenie dla trwałości eksploatacyjnej noży kombajnowych.

Dotychczas znane są sposoby mocowania noży w ostrza z węglików spiekanych opierające się na wykorzystaniu lutowania twardego, najczęściej mosiądzem. Do topienia lutu w procesie lutowania najczęściej wykorzystywane jest grzanie prądem o wysokiej częstotliwości. Tak wytwarzane są noże kombajnowe firm krajowych (np. Gonar - Katowice), jak i zagranicznych (np. Sandvik - Szwecja). Lutowanie ostrzy nie spełnia stale rosnących wymagań dotyczących własności mechanicznych tego rodzaju połączeń pracujących w ekstremalnie trudnych warunkach eksploatacyjnych, zwłaszcza w przypadku noży skrawających kombajnów chodnikowych, urabiających skały o coraz większej wytrzymałości na ściskanie i abrazyjności, w miarę wzrostu głębokości prowadzenia robót górniczych.

Przy silnie wzrastającej temperaturze generowanej w trakcie skrawania skał lut ulega mięknięciu, a nawet częściowemu wytopieniu, co gwałtownie pogarsza skuteczność działania noży kombajnowych i ich trwałości.

Sposób mocowania pierścieniowego ostrza według wynalazku polega na tym, że w wybran iu czołowym trzonka noża osadza się na wcisk ostrze pierścieniowe, wewnątrz którego umieszcza się z luzem stopniowany trzpień mocujący zakończony z jednej strony stożkiem, a z drugiej gniazdem, który unieruchamia się kluczem blokującym, po czym wywołuje się szybki ruch obrotowy trzonka noża względem trzpienia mocującego z prędkością kątową ω z jednoczesnym dociskiem wzdłużnym siłą P do czasu utwardzenia zgrzeiny tarciowej.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony na przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia przekrój przez strefę ostrza pierścieniowego przed zabiegiem jego trwałego mocowania, Fig. 2 przedstawia widok w kierunku „W” ilustrujący przykładowe ukształtowanie gniazda pod klucz blokujący, a Fig. 3 - przekrój przez nóż w trakcie formowania zgrzeiny tarciowej.

Chwytową część trzonka noża (1) mocuje się w samocentrującym uchwycie (7) obrabiarki, korzystnie tokarki, natomiast w wybraniu czołowym trzonka noża (1) osadza się na wcisk ostrze pierścieniowe (2) (Fig. 1). W otworze ostrza pierścieniowego (2) umieszcza się z luzem stopniowany trzpień mocujący (3) zakończony z jednej strony stożkiem (3a), a z drugiej gniazdem (8) (Fig. 2) na klucz blokujący (4). Po umieszczeniu klucza blokującego (4) w gnieździe (8) trzpienia mocującego (3), wywołuje się wzdłużny docisk P oraz uruchamia się szybki obrót trzonka noża z prędkością kątową ω (Fig. 3). Wywołuje to intensywne tarcie części stożkowej (3a) trzpienia mocującego (3) o dno wybrania czołowego w trzonku noża. Praca sił tarcia generuje ciepło, które doprowadza szybko strefę styku łączonych elementów do stanu mięknięcia i nadtopienia materiału, w wyniku czego formowana jest zgrzeina tarciowa (5) z jednoczesnym likwidowaniem luzu (9) (Fig. 3). Po uformowaniu zgrzeiny tarciowej (5) wyłączany jest obrót noża, natomiast korzystnym jest utrzymanie siły docisku P jeszcze przez kilkadziesiąt sekund, do czasu utwardzenia się zgrzeiny tarciowej (5) w wyniku odprowadzenia ciepła do trzonka noża (1) i trzpienia mocującego (3).

Trzpień mocujący (3) swobodnie stygnie i dzięki skurczowi cieplnemu ulega skróceniu, wskutek czego ostrze pierścieniowe (2) jest dociskane do wybrania czołowego w trzonku noża (1). Na tym zabieg trwałego mocowania ostrza się kończy.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest uzyskanie mocnego połączenia o dużej sztywności gwarantującego wysoką niezawodność połączenia, nawet w ekstremalnych warunkach eksploatacji noży kombajnów chodnikowych. Tworząca się w trakcie zgrzewania tarciowego wypływka materiału wypełnia przestrzenie (6). Stożkowe ukształtowanie (3a) końcówki trzpienia mocującego (3) ułatwia proces zgrzewania tarciowego, gdyż zapewnia ono wzrost pozornego współczynnika tarcia na powierzchni styku łączonych elementów oraz służy zwiększeniu przekroju nośnego zgrzeiny, co pozwala uzyskać wysoką wytrzymałość połączenia.

Sposób mocowania ostrza według wynalazku wykorzystuje się w układzie odwrotnym przy unieruchomionym trzonku noża, a obracającym się kluczu. Realizowane to może być z wykorzystaniem wiertarki słupowej lub frezarki, korzystnie o pionowym układzie wrzeciona roboczego. Ponadto możliwy jest inny niż przedstawiony na Fig. 2 kształt gniazda pod klucz blokujący. Możliwe jest ponadto stosowanie siły docisku P o wartości stałej lub korzystnie o wartości monotonicznie wzrastającej do wielkości

PL 241 209 B1 końcowej. Optymalne warunki stosowania sposobu według wynalazku, a zwłaszcza kąt stożka trzpienia mocującego i wybrania centralnego trzonka noża, siłę docisku P, prędkość kątową ω i czas zabiegu należy dobrać doświadczalnie w zależności od rozmiarów noży oraz materiałów i stanu powierzchni trzonków noży i trzpieni mocujących.

Sposób według wynalazku umożliwia wytwarzanie styczno-obrotowych noży kombajnowych o szczególnie dużej odporności na oddziaływanie eksploatacyjne, w tym duże gradienty temperatury oraz wysoką wytrzymałość zmęczeniową noży w warunkach dużej zmienności obciążenia występującej podczas skrawania skał trudno urabialnych. Uzyskuje się to dzięki temu, że strefa zgrzewania tarciowego jest odsunięta od newralgicznych miejsc trzonków noży, co zabezpiecza przed powstaniem szkodliwych naprężeń cieplnych i niekorzystnych zmian strukturalnych stali, z których wykonuje się trzonki noży kombajnowych.

Ponadto sposób mocowania ostrzy według wynalazku może mieć zastosowanie do mocowania ostrzy noży używanych w urządzeniach do frezowania jezdni, w trakcie remontów dróg oraz w budownictwie - do urabiania betonu.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest brak używania kosztownych urządzeń specjalnych oraz niewielkie zużycie energii przy jego praktycznej realizacji.

Claims (1)

1 . Sposób mocowania pierścieniowego ostrza skrawającego w nożu kombajnowym znamienny tym, że w wybraniu czołowym trzonka noża (1) osadza się na wcisk ostrze pierścieniowe (2), wewnątrz którego umieszcza się z luzem stopniowany trzpień mocujący (3) zakończony z jednej strony stożkiem (3a), a z drugiej gniazdem (8), który unieruchamia się kluczem blokującym (4), po czym wywołuje się szybki ruch obrotowy trzonka noża (1) względem trzpienia mocującego (3) z prędkością kątową ω z jednoczesnym dociskiem wzdłużnym siłą P do czasu utwardzenia zgrzeiny tarciowej (5).