RU2009315C1

RU2009315C1 - Working member of stoping combine

Info

Publication number: RU2009315C1
Authority: RU
Inventors: Иван Кириллович Кривоконев
Original assignee: Иван Кириллович Кривоконев
Priority date: 1991-05-05
Filing date: 1991-05-05
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: working members for rock cutting by percussive-cutting method. SUBSTANCE: working member has body with periphery members secured to it. Body is installed on output part of articulated shaft of additional drive. Sprocket is installed on output shaft of main drive. Sprocket and body are arranged obliquely to axle of output shaft of sprocket drive by means of tilting mechanism. Output shafts of sprocket and body are kinematically connected to main and additional drives correspondingly to ensure the selection of preset operating conditions of member, whose parameters depend on relation between vectors of angular frequencies of body and sprocket and also on value of working member inclination relative to axle of output shaft of sprocket drive. EFFECT: higher efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике, занимающейся вопросами механического резания и разрушения, в основном хрупких монолитов, материалов и массивов, более конкретно к рабочим органам, предназначенным для разрушения горных пород ударно-режущим способом в условиях применения таких устройств в горнодобывающей промышленности. The invention relates to techniques for mechanical cutting and fracture, mainly brittle monoliths, materials and arrays, and more particularly to working bodies designed for rock destruction by impact-cutting method in the conditions of use of such devices in the mining industry.

Известны проходческие комбайны с планетарным рабочим органом типа ПКГ-3 (авт. св. 101917, кл. E 21 C 27/01, 1952), в которых используется экономичный ударно-режущий способ разрушения с траекториями перемещения режущей кромки инструмента в зоне разрушения по кривым эпициклоидальной формы. Способ этот дает относительно более крупный скол, позволяет осуществить разрушение пород более высокой крепости. Known roadheaders with a planetary working body of the PKG-3 type (ed. St. 101917, class E 21 C 27/01, 1952), in which an economical shock-cutting method of destruction with trajectories of movement of the cutting edge of the tool in the destruction zone along the curves is used epicycloidal form. This method gives a relatively larger chip, allows for the destruction of rocks of higher strength.

Известны также очистные комбайны для длинных забоев, например шнековые (авт. св. 1328510, кл. E 21 C 27/00, 1985) и барабанные (авт. св. 113050, кл. E 21 C 27/02, 1955), у которых для разрушения полезного ископаемого используется способ скалывания по принципу работы фрезы. Такие органы разрушают массив внутри цилиндрической поверхности с траекториями режущих кромок инструментов по циклоидам, форма которых практически не отличается от окружности. Shearers for long faces are also known, for example screw (ed. St. 1328510, class E 21 C 27/00, 1985) and drum (ed. St. 113050, class E 21 C 27/02, 1955), which, for the destruction of a mineral, a chipping method is used according to the principle of the milling cutter. Such organs destroy the array inside the cylindrical surface with the paths of the cutting edges of the tools along cycloids, the shape of which practically does not differ from the circle.

Шнековые и барабанные органы разрушения позволяют скомпоновать удачную схему очистного комбайна с расположением рабочих органов, например, по концам корпуса машины на выходных валах поворотных редукторов-рукоятей, оси которых перпендикулярны вертикальной поверхности груди забоя. Такая компоновка (авт. св. 113050, кл. Е 21 С 27/02, 1955) без дополнительных устройств позволяет комбайну наиболее полно и качественно отработать пласт при минимальной площади незакрепленной кровли. The screw and drum destruction organs make it possible to compose a successful shearer design with the arrangement of working bodies, for example, at the ends of the machine body on the output shafts of the rotary gear-handles, the axes of which are perpendicular to the vertical surface of the face chest. This arrangement (ed. St. 113050, class E 21 С 27/02, 1955) without additional devices allows the combine to fully and efficiently work out the formation with a minimum area of an unsecured roof.

Однако комбайны со шнековыми и барабанными рабочими органами, из-за способа разрушения имеют существенные недостатки: высокое удельное энергопотребление, значительное пылевыделение, требуют большой энерговооруженности, допускают работу по относительно слабым горным породам, сильно измельчают добытое полезное ископаемое. However, combines with screw and drum working bodies, due to the method of destruction, have significant disadvantages: high specific energy consumption, significant dust generation, require high power capacity, allow work on relatively weak rocks, and greatly crushed mined minerals.

Известны также баровые органы, например, плоский бар врубовой машины [1] . Bar bodies are also known, for example, a flat bar of a cutting machine [1].

Баровый орган врубовой машины состоит из следующих узлов:
1. Из корпуса самого бара.The bar organ of the cutting machine consists of the following nodes:
1. From the body of the bar itself.

Корпус бара имеет возможность из транспортного положения в процессе зарубки поворачиваться вокруг оси приводной звездочки посредством специального устройства врубмашины (каната, гидравлического домкрата и др. ), а в рабочем положении при подрубке пласта прикрепляется к ее корпусу, например, посредством пальца-фиксатора. The housing of the bar has the ability to rotate around the axis of the drive sprocket during the notching process by means of a special device of the cutting machine (rope, hydraulic jack, etc.), and in the working position, when the formation is undercut, it is attached to its body, for example, by means of a locking pin.

2. Из ведущего элемента - приводной звездочки, закрепленной на выходном валу своего привода. 2. From the leading element - the drive sprocket mounted on the output shaft of its drive.

3. Из ведомого, исполнительного элемента - режущей цепи, оснащенной режущими инструментами, например зубками. 3. From a driven, actuating element — a cutting chain equipped with cutting tools, such as teeth.

4. Из обводного элемента, который может быть выполнен в виде пассивной звездочки, обводного утюга специальной конфигурации или ролика, закрепленных на конце консоли корпуса бара. 4. From a bypass element, which can be made in the form of a passive sprocket, a bypass iron of a special configuration, or a roller mounted on the end of the bar housing console.

Разрушение массива в процессе подрубки баровый орган производит способом скалывания, при этом на прямолинейном участке движения режущей цепи в ручье бара действие по разрушению массива подобно работе пилы, а на участке движения режущей цепи по обводному элементу бара - ролику подобно работе дисковой фрезы. Destruction of the array in the process of cutting the bar organ produces a shearing method, while in the rectilinear section of the movement of the cutting chain in the stream of the bar, the action to destroy the array is similar to the work of a saw, and in the area of movement of the cutting chain along the bypass element of the bar, the roller is similar to the work of a disk cutter.

При переходных процессах во время зарубки, при заведении бара из транспортного в рабочее положение, на участке движения режущей цепи по обводному элементу бара - ролику реализуется ударно-режущий способ разрушения. Траекториями перемещения режущих кромок инструментов в этом случае являются эпитрохоиды. В процессе вырубки, при выведении бара из рабочего в транспортное положение режущие кромки инструментов, находящихся на участке режущей цепи, движущейся по обводному элементу - ролику, совершают перемещения по траекториям вида некоторых гипотрохоид, т. е. и в этом случае осуществляется разрушение ударно-режущим способом. Известно также устройство, применяемое в деревообрабатывающей промышленности для нарезания шипов, представляющее собой качающуюся дисковую пилу, плоскость диска которой неперпендикулярна оси вращения. В просторечии такой шипорез известен под названием "пьяная пила". During transients during the notch, when the bar is moved from the transport to the working position, an impact cutting method is implemented in the section of movement of the cutting chain along the bypass element of the bar - roller. The paths of movement of the cutting edges of the tools in this case are epitrochoid. In the process of cutting, when the bar is moved from the working position to the transport position, the cutting edges of the tools located on the section of the cutting chain moving along the bypass element - the roller, move along the trajectories of the form of some hypotrochids, i.e., in this case, the destruction by the impact cutting way. It is also known a device used in the woodworking industry for cutting tenons, which is a swinging circular saw, the plane of the blade of which is not perpendicular to the axis of rotation. In colloquial terms, such a tenon saw is known as the "drunken saw."

Шнек, барабан и качающаяся пила разрушают массив способом скалывания, а все разобранные выше органы разрушения (резания), дают линейчатую поверхность с гребешками и выемками, остающимися после прохода режущей кромки инструмента. Последующая подача, как правило, дает почти полное попадание данной кромки в ранее сделанную выемку из-за плоских траекторий кромок инструментов. Такое явление приводит к тому, что почти всегда стружка снимается со дна выемки, т. е. имеет место фактор блокированного резания. Это увеличивает удельные энергозатраты, т. к. длина линии отрыва элемента разрушаемого массива и соответственно его площадь увеличиваются за счет наличия неразрушенных гребешков. Ограниченная энерговооруженность машины заставляет уменьшать толщину стружки или увеличивать количество линий резания, что ведет к измельчению разрушенной массы, к возрастанию пылеобразования. Следует отметить, что для разрушения самих гребешков требуется приложить минимальные усилия, если в идеале эти усилия приложить в направлении, перпендикулярном оси гребешков. The auger, drum and swinging saw destroy the array by shearing, and all the destruction (cutting) organs disassembled above give a ruled surface with scallops and recesses remaining after the cutting edge of the tool passes. Subsequent feeding, as a rule, gives an almost complete hit of a given edge in a previously made recess due to the flat paths of the edges of the tools. This phenomenon leads to the fact that almost always the chips are removed from the bottom of the recess, i.e., there is a blocked cutting factor. This increases the specific energy consumption, since the length of the separation line of the element of the destructible massif and, accordingly, its area are increased due to the presence of undisturbed scallops. The limited power supply of the machine makes it necessary to reduce the thickness of the chips or increase the number of cutting lines, which leads to a crushing of the destroyed mass, to an increase in dust formation. It should be noted that for the destruction of the scallops themselves, minimal effort is required if, ideally, these efforts are applied in the direction perpendicular to the axis of the scallops.

Целью разработки нового типа рабочего органа для очистного комбайна (стругокомбайна) является снижение энерговоору- женности и уменьшение пылеобразования за счет реализации экономичного ударно-режущего способа разрушения и существенного устранения фактора блокиро- ванного резания за счет использования в таком органе траекторий движения режущих кромок инструментов в зоне разрушения по сложным пространственным кривым, представляющим собой трохоидальный винтоид. The goal of developing a new type of working body for a shearer (planer) is to reduce energy intensity and reduce dust generation by implementing an economical impact cutting method of destruction and significantly eliminating the factor of blocked cutting due to the use of tool paths in such an organ in the zone destruction along complex spatial curves representing a trochoidal vintoid.

Для решения поставленной задачи предлагается создать гибридный орган, включающий в себя конструктивные особенности своих прототипов, которыми являются плоский режущий бар врубовой машины и шипорезное устройство "пьяная пила". To solve this problem, it is proposed to create a hybrid organ, which includes design features of its prototypes, which are a flat cutting bar of a cutting machine and a tenon-sawing device “drunk saw”.

Принципиальной отличительной особенностью нового органа являются неперпендикулярное фиксированное или перестраиваемое расположение плоскости бара относительно оси вращения выходного вала ведущей звездочки. Звездочка закреплена на этом валу таким образом, что ее ось и ось выходного вала привода этой звездочки пересекаются в ее центре. Другим существенным отличием является наличие дополнительного привода, кинематически связанного с корпусом бара. Корпус бара закрепляется на ведомую часть выходного вала дополнительного привода соосно со звездочкой и в нашем случае освобождается от других связей с корпусом машины с тем условием, чтобы корпус бара мог беспрепятственно совершать сложное движение, типа прецессионного движения гироскопа, вместе с ведущей звездочкой и одновременно вращаться вокруг ее оси. Входящий в сложное движение косо закрепленной ведущей звездочки компонент ее вращения направлен встречно вращению корпуса бара. Для передачи вращения от дополнительного привода на корпус бара предлагается использовать шарнирно сочлененный вал, например, с шарниром равных угловых скоростей или карданово-шарнирное сочленение, ведущая часть вала которого расположена внутри полого выходного вала привода ведущей звездочки, а на ведомую часть закрепляется корпус бара, о чем выше упоминалось. The principal distinguishing feature of the new organ is the non-perpendicular fixed or tunable arrangement of the plane of the bar relative to the axis of rotation of the output shaft of the drive sprocket. The sprocket is mounted on this shaft in such a way that its axis and the axis of the output shaft of the drive of this sprocket intersect at its center. Another significant difference is the presence of an additional drive kinematically connected with the bar body. The body of the bar is fixed to the driven part of the output shaft of the auxiliary drive coaxially with the sprocket and in our case it is freed from other connections with the body of the machine so that the body of the bar can freely perform complex movements, such as the precession movement of the gyroscope, together with the drive sprocket and simultaneously rotate around its axis. The component of its rotation, which is part of the complex movement of the obliquely fixed drive sprocket, is directed opposite to the rotation of the bar body. To transfer rotation from an additional drive to the bar housing, it is proposed to use an articulated shaft, for example, with a constant velocity joint or cardan-articulated joint, the drive shaft of which is located inside the hollow output shaft of the drive sprocket drive, and the bar housing is fixed to the driven part, about the above mentioned.

Внимательное рассмотрение кинематической схемы механизма предлагаемого органа позволяет заключить, что он представляет собой плоский дифференциально-волновой механизм с внешним расположением гибкого элемента, жесткий элемент которого закреплен под непрямым углом к оси валов его приводов подобно диску "пьяной пилы". Плоский механизм такого типа с ортогональным его расположением относительно оси приводов упоминается в статье М. Иванова "Волновые передачи" (журнал НТО СССР, N 4, с. 19, предпоследний абзац). A careful examination of the kinematic scheme of the mechanism of the proposed organ allows us to conclude that it is a planar differential-wave mechanism with an external arrangement of a flexible element, the rigid element of which is fixed at an indirect angle to the axis of the shafts of its drives like a “drunken saw” disk. A planar mechanism of this type with its orthogonal arrangement relative to the axis of the drives is mentioned in M. Ivanov's article “Wave Transmissions” (NTO USSR Journal, N 4, p. 19, penultimate paragraph).

На основании сказанного, в описании в дальнейшем будет применяться терминология, используемая в теории волновых передач. Based on the foregoing, in the description below, the terminology used in the theory of wave transmissions will be used.

В механизме предлагаемого органа укороченный корпус бара выполняет роль водила генератора волн волновой передачи. Увеличенная ведущая звездочка для привода цепи бара выполняет роль жесткого элемента, в данном случае вращаемого. Гибким элементом механизма является режущая цепь бара. Уменьшенный обводной элемент бара (пассивная звездочка, ролик или иное подобное устройство) выполняет функцию ролика генератора волн. In the mechanism of the proposed body, the shortened bar body acts as a carrier for the wave transmission wave generator. The enlarged drive sprocket for the drive of the bar chain acts as a rigid element, in this case rotatable. A flexible element of the mechanism is the bar cutting chain. The reduced bypass element of the bar (passive sprocket, roller or other similar device) performs the function of a roller of a wave generator.

Работа по разрушению массива в предлагаемому органе отличается от работы бара. В таком органе разрушение массива должны производить только активные инструменты, т. е. те инструменты, которые находятся на звеньях режущей цепи, в момент работы по разрушению опертых на окружность обводного элемента - ролика. Пассивные инструменты, т. е. те инструменты, звенья которых находятся на прямолинейном участке движения режущей цепи и на ведущей звездочке, в работе по разрушению массива участвовать не должны. Иными словами, работа по разрушению в предлагаемом органе подобна работе плоского барового органа инструментами, находящимися на участке обводного элемента - ролика - в процессе вырубки. Косое расположение механизма бара обеспечивает получение пространственных траекторий режущих кромок инструментов за счет наличия качания, - некоторого подобия прецессии гироскопа, - элементов предлагаемого органа. The work on the destruction of the array in the proposed body is different from the work of the bar. In such an organ, the destruction of the array should be performed only by active tools, that is, those tools that are on the links of the cutting chain, at the time of work on the destruction of the circumferential element supported by the circumference - the roller. Passive tools, i.e., those tools whose links are located on a straight section of the movement of the cutting chain and on the drive sprocket, should not participate in the destruction of the array. In other words, the destruction work in the proposed organ is similar to the work of a flat bar organ with tools located in the area of the bypass element - the roller - in the process of cutting. The oblique arrangement of the mechanism of the bar provides spatial paths of the cutting edges of the instruments due to the presence of swing, a kind of precession of the gyroscope, elements of the proposed organ.

Работает орган следующим образом. При одновременном встречном вращении звездочки жесткого элемента и водила генератора волн ролик генератора перемещает волну гибкого элемента режущей цепи вокруг оси вращения устройства и одновременно осуществляется осевое качание водила и звездочки за счет неперпендикулярности закрепления механизма относительно оси вала привода звездочки. Волновое движение гибкого элемента и качание органа заставляет режущие кромки инструментов, опертых на поверхность ролика генератора волн, совершать сложное движение по траекториям винтоподобных пространственных кривых с переменным шагом винта, проекции которых на плоскость контура гибкого элемента органа представляют собой гипотрохоиды некоторого вида, а на плоскости осевого сечения механизма органа - проходящие через оси симметрии гипотрохоид Λ или V-образные фигуры разной степени раскрытия, которые в иных случаях (при нулевом шаге винта) могут иметь вид прямых или наклонных трихов, образующих фигуру Λ (V). При таком движении массив разрушается изнутри сферы последовательно отдельными выемками пространственной формы, расположенными на поверхности обработки со смещением вдоль оси вращения органа. Такие траектории в конечном итоге дают сетчатую поверхность внутри сферы обработки разрушаемого массива после некоторого цикла разрушения. В этом случае реализуется пространственный ударно-режущий способ разрушения, позволяющий существенно устранить фактор блокированного резания. The body works as follows. With simultaneous counter rotation of the sprocket of the rigid element and the carrier of the wave generator, the generator roller moves the wave of the flexible element of the cutting chain around the axis of rotation of the device and at the same time the axial swing of the carrier and the sprocket occurs due to the non-perpendicularity of the mechanism fixing relative to the axis of the sprocket drive shaft. The wave motion of the flexible element and the swinging of the organ causes the cutting edges of the instruments supported on the surface of the roller of the wave generator to make a complex movement along the trajectories of screw-like spatial curves with a variable pitch of the screw, the projections of which onto the plane of the contour of the flexible element of the organ are some kind of hyprochoid, and on the axial plane sections of the organ mechanism — hypothrochoid Λ or V-shaped figures of varying degrees of disclosure passing through the axis of symmetry, which in other cases (at zero step screws) may have the form of straight or inclined trichomes forming shape Λ (V). With this movement, the array is destroyed from the inside of the sphere sequentially by separate notches of a spatial shape located on the processing surface with an offset along the axis of rotation of the organ. Such trajectories ultimately produce a mesh surface inside the sphere of processing of the destructible array after a certain destruction cycle. In this case, a spatial impact-cutting destruction method is implemented, which allows to significantly eliminate the blocked cutting factor.

Предлагаемый орган по своей конструкции является дифференциально-волновым и далее в описании будет именоваться дифференциально-волновым органом разрушения с пространственными траекториями движения режущих кромок инструментов. The proposed organ in its construction is a differential-wave organ and hereinafter in the description it will be referred to as a differential-wave organ of destruction with spatial trajectories of movement of the cutting edges of the tools.

Орган, созданный на основе бара врубовой машины, будет неуравновешенным, поэтому предлагается сделать орган в принципе подобный двухлучевому бару, ведущая звездочка которого находится в центре вращаемых масс сдвоенного бара, а лента гибкого элемента охватывает одновременно все выступающие зубья звездочки жесткого элемента и оба ролика генератора волн. Такая компоновка конструкции подобна волновой передаче, имеющей двухволновой генератор волн. An organ created on the basis of a bar of a cutting machine will be unbalanced, therefore it is proposed to make an organ basically similar to a two-beam bar, the leading sprocket of which is located in the center of the rotational masses of the double bar, and the ribbon of the flexible element covers simultaneously all the protruding teeth of the sprocket of the rigid element and both rollers of the wave generator . Such a design arrangement is similar to a wave transmission having a two-wave wave generator.

Конструктивно дифференциально-волновой орган разрушения может быть выполнен разнесенным, т. е. с роликами, оси которых расположены за пределами контура жесткого элемента. Structurally, the differential-wave organ of destruction can be performed spaced, i.e., with rollers whose axes are located outside the contour of the rigid element.

Предлагаемый орган разрушения позволяет получать нужный режим разрушения путем изменения размеров элементов устройства и (или) выбором соотношения векторов частот вращения водила генератора волн и жесткого элемента, а также заданием угла расположения оси вращения водила генератора волн относительно оси вала привода звездочки жесткого элемента. The proposed destruction body allows you to obtain the desired destruction mode by changing the dimensions of the device elements and / or by choosing the ratio of the rotation frequency vectors of the carrier wave carrier and the rigid element, as well as by setting the rotation axis of the carrier wave carrier relative to the axis of the drive shaft of the sprocket of the rigid element.

Если жесткий элемент плоского дифференциально-волнового органа разрушения затормозить или прикрепить к корпусу машины, то в этом случае получим простейший орган разрушения - плоский планетарно-волновой, который кинематически повторяет обычную волновую передачу. При закреплении на каждом звене цепи гибкого элемента по одному инструменту количество выемок от отдельных инструментов на окружности обработки при работе такого органа определяется количеством зубьев на жестком элементе, т. е. на звездочке, и в конечном итоге равно этому количеству, т. к. очередное снятое с ведущей звездочки волной (роликом генератора волн) звено цепи с пассивным инструментом позволяет коснуться и обработать поверхность забоя другому, очередному активному инструменту, находящемуся в зоне разрушения. Отсюда можно заключить, что толщина стружки, снимаемой соседним следующим инструментом, зависят от количества зубьев на жестком элементе. Следовательно, выбор режимов разрушения ограничен и возможен только путем изменения геометрических размеров элементов устройства, из которых легко изменяется только вылет стойки инструмента. If the rigid element of the plane differential wave organ of destruction is braked or attached to the body of the machine, then in this case we get the simplest organ of destruction - the plane planetary wave, which kinematically repeats the usual wave transmission. When fixing one tool on each link of the chain of a flexible element, the number of recesses from individual tools on the machining circumference during the operation of such an organ is determined by the number of teeth on the rigid element, i.e., on the sprocket, and ultimately equal to this number, since the next a chain link with a passive tool removed from a driving sprocket by a wave (roller of a wave generator) allows you to touch and process the face of another, another active tool located in the destruction zone. From this we can conclude that the thickness of the chips removed by the next next tool depends on the number of teeth on the rigid element. Therefore, the choice of fracture modes is limited and possible only by changing the geometric dimensions of the device elements, from which only the tool stand extension easily changes.

В органе разрушения с подвижным жестким элементом, у которого на каждом звене цепи гибкого элемента закреплено по одному инструменту, количество выемок на окружности обработки зависит от количества зубьев на жестком элементе и самое существенное - от значения соотношения векторов частот вращения водила генератора волн и жесткого элемента - звездочки. Зависимости, раскрывающие кинематику работы плоского теоретического механизма дифференциально-волнового органа разрушения, подробно разобраны в Приложении - "Кинематические зависимости". In a fracture body with a movable rigid element, for which one tool is fixed on each link of the chain of a flexible element, the number of grooves on the machining circumference depends on the number of teeth on the rigid element and the most important - on the ratio of the rotation frequency vectors of the carrier of the wave generator and the rigid element - stars. Dependencies that reveal the kinematics of the operation of the planar theoretical mechanism of the differential-wave organ of destruction are discussed in detail in the Appendix - “Kinematic Dependencies”.

Т. о. предлагаемый дифференциально-волновой орган разрушения позволяет осуществить принудительное регулирование режимов разрушения как изменением геометрических размеров элементов, что ограничивает универсализм регулирования, так и путем целенаправленного выбора соотношения и направления угловых частот водила генератора волн, и освобожденного от связи с корпусом устройства, жесткого элемента, что является более широким, более доступным способом регулирования режимов разрушения массива. Такой выбор частот можно осуществить путем применения реверсивных многоскоростных или регулируемых двигателей и (или) включением в кинематическую цепь данного привода (звездочки или водила генератора) различных вариаторов или редукторов. Кроме этого, задавая угол между осями вращения приводов элементов и плоскостью механизма органа, можно получить пространственные траектории, которые дают возможность в некоторой мере устранить фактор блокированного резания. T. about. the proposed differential-wave fracture organ allows for the forced regulation of fracture modes both by changing the geometric dimensions of the elements, which limits the versatility of regulation, and by deliberately choosing the ratio and direction of the angular frequencies of the carrier wave generator, and a rigid element freed from communication with the device’s body, which is a wider, more affordable way of regulating the regime of destruction of the array. Such a choice of frequencies can be made by using reversible multi-speed or variable-speed motors and (or) including various variators or gearboxes in the kinematic circuit of a given drive (sprocket or carrier). In addition, by setting the angle between the axes of rotation of the actuators of the elements and the plane of the organ mechanism, it is possible to obtain spatial trajectories that make it possible to somewhat eliminate the blocked cutting factor.

Расположение режущих (отбойных) инструментов на шаге звена цепи гибкого элемента следует выбирать ближе к переднему, по ходу водила, шарниру, т. к. в этом случае процесс внедрения инструмента в массив происходит с меньшими усилиями, а при выходе наблюдаются более интенсивные разрушения. Подобный эффект известен из теории работы гусеницы гусеничного трактора, но в гусеничном движителе такое явление стремятся не допускать, ослабить его влияние. The location of the cutting (fender) tools at the step of the chain link of the flexible element should be chosen closer to the front, along the carrier, by the hinge, because in this case the process of introducing the tool into the array takes place with less effort, and more intense damage is observed at the exit. A similar effect is known from the theory of operation of a caterpillar of a caterpillar tractor, but in a caterpillar mover this phenomenon is sought to prevent, to weaken its influence.

Установка нескольких инструментов на каждом звене цепи гибкого элемента, в том числе и на вынесенной вперед по ходу водила консоли звена позволит производить более полное разрушение за меньшее количество проходов роликов генератора волн и с меньшими энергозатратами. The installation of several tools on each link of the chain of the flexible element, including on the link console extended forward along the carrier, will allow for more complete destruction in fewer passes of the wave generator rollers and with less energy consumption.

На фиг. 1 и 2 показан принцип устройства дифференциально-волнового органа разрушения с принудительным регулированием режимов разрушения по траекториям кривых пространственной формы; на фиг. 3 и 4 - схема устройства дифференциально-волнового органа разрушения с принудительным регулированием режимов разрушения барабанного типа, имеющего двухволновой генератор волн, траектории режущих кромок инструментов которого представляют собой кривые пространственной формы. In FIG. 1 and 2 show the principle of the device of the differential-wave organ of destruction with the forced regulation of the destruction regimes along the trajectories of curves of spatial shape; in FIG. 3 and 4 - a diagram of the device of the differential-wave organ of destruction with the forced control of the destruction regimes of a drum type having a two-wave wave generator, the paths of the cutting edges of the instruments of which are spatial-shaped curves.

Устройство имеет ролик 1 генератора волн, закрепленный на водиле 2, звездочку 3 жесткого элемента и ролик 1 генератора волн охватывает контур гибкого элемента 4. На внешней стороне гибкого элемента 4 - режущей цепи - закреплены режущие (отбойные) инструменты 5. Вся конструкция элементов органа расположена под непрямым углом к оси вращения валов приводов подобно диску "пьяной пилы". Угол наклона конструкции осуществляется посредством устройства склонения органа 6, которое одновременно является конструктивным элементом передачи момента на ведущую звездочку 3, благодаря чему предоставляется возможность менять угол между плоскостью звездочки 3 и осью выходного вала 7 ее привода 8. Водило 2 генератора волн располагается в плоскости, параллельной плоскости ведущей звездочки 3 и ролика 1 генератора волн, и закрепляется на цилиндрическом выступе, выполненном заодно с ведущей звездочкой 3 таким образом, чтобы можно было осуществлять вращение водила 2 вокруг оси косо закрепленной ведущей звездочки 3. Вращение ведущей звездочки 3 осуществляется от привода 8 посредством пары шестерен 9 и 10. The device has a roller 1 of the wave generator mounted on the carrier 2, an asterisk 3 of the rigid element and the roller 1 of the wave generator covers the contour of the flexible element 4. On the outside of the flexible element 4 - cutting chain - fixed cutting (fender) tools 5. The whole structure of the body elements is located at an indirect angle to the axis of rotation of the drive shafts, like a drunken saw blade. The angle of inclination of the structure is carried out by means of the declination device of the organ 6, which is also a structural element for transmitting torque to the drive sprocket 3, which makes it possible to change the angle between the plane of the sprocket 3 and the axis of the output shaft 7 of its drive 8. The carrier 2 of the wave generator is located in a plane parallel to the plane of the drive sprocket 3 and the roller 1 of the wave generator, and is mounted on a cylindrical protrusion made integrally with the drive sprocket 3 so that it is possible estvlyat rotation of the carrier 2 about the axis obliquely fixed sprocket 3. The rotation of the drive sprocket 3 on the actuator 8 carried by a pair of gears 9 and 10.

Вращение водила 2 генератора волн осуществляется от привода 11 посредством составного вала 12А - 12Б, сочлененного, например, шарниром равных угловых скоростей 13, при этом ведущая часть этого вала 12А, являясь продолжением выходного вала привода 11, проходит внутри полого вала 7 ведущей звездочки 3, а на ведомую часть вала 12Б закреплено водило 2 генератора волн. The carrier 2 of the wave generator is rotated from the drive 11 by means of a composite shaft 12A - 12B, articulated, for example, by a constant velocity joint 13, while the leading part of this shaft 12A, being a continuation of the output shaft of the drive 11, passes inside the hollow shaft 7 of the drive sprocket 3, and on the driven part of the shaft 12B carrier 2 of the wave generator is fixed.

Во время работы органа, при вращении водила 2 генератора волн его ролик 1 перемещает волну гибкого элемента 4 вокруг оси вращения элементов устройства, заставляя кромки инструментов 5 двигаться по траекториям гипотрохоид некоторого вида. При таком движении массив разрушается последовательно отдельными выемками, расположенными по дуге окружности. Одновременное вращение звездочки 3 жесткого элемента путем целенаправленного выбора частоты и направления вращения дает возможность корректировать траектории режущих кромок инструментов, а также количество выемок на окружности обработки, обеспечивая нужный режим разрушения, т. е. нужную толщину и направление снятия элементарной стружки, оптимальную с точки зрения энерговооруженности машины, физико-механических свойств разрушаемого массива и прочности элементов и узлов органа разрушения. Параметры плоской стружки можно задать выбором соотношения векторов частот вращения элементов органа, для чего применить реверсивные многоскоростные или регулируемые двигатели и (или), включив в кинематические цепи элементов органа редукторы-вариаторы. Наличие качания органа за счет его косого расположения позволяет плоские гипотрохоиды превращать в пространственные винтоподобные, шаг которых на различных участках поверхности сферы обработки меняется за счет косого расположения ведущей звездочки 3 органа разрушения, благодаря чему на поверхности сферы обработки образуется сложная пространственная сетка траекторий, которые позволяют устранить фактор блокированного резания. During the operation of the body, when the carrier 2 of the wave generator rotates, its roller 1 moves the wave of the flexible element 4 around the axis of rotation of the device elements, forcing the edges of the tools 5 to move along the trajectories of a hypotrochoid of some kind. With this movement, the massif is destroyed sequentially by individual recesses located along an arc of a circle. The simultaneous rotation of the sprocket 3 of the rigid element by a purposeful choice of frequency and direction of rotation makes it possible to adjust the trajectories of the cutting edges of the tools, as well as the number of recesses on the machining circumference, providing the desired fracture mode, i.e., the desired thickness and direction of chip removal, optimal from the point of view the power-to-weight ratio of the machine, the physico-mechanical properties of the destructible array, and the strength of the elements and components of the destruction organ. Parameters of flat chips can be set by choosing the ratio of the vectors of frequencies of rotation of the elements of the organ, for which use reversible multi-speed or adjustable motors and (or), including gearboxes-variators in the kinematic chains of the elements of the organ. The presence of swaying of an organ due to its oblique arrangement allows turning flat hypotrochids into spatial screw-like ones, the pitch of which on different parts of the surface of the processing sphere changes due to the oblique arrangement of the leading sprocket 3 of the fracture organ, due to which a complex spatial network of trajectories is formed on the surface of the processing sphere, which allows eliminating block cutting factor.

Орган разрушения состоит из звездочки 3, плоскость которой расположена под непрямым углом к оси полого выходного вала посредством устройства склонения органа 6 и в данном случае этим устройством закреплена на полом валу 7. По торцам звездочки 3 расположены диски водила 2 двухволнового генератора волн. На выступах этих дисков закреплены оси 14 с надетыми на них роликами 1. Водило 2 расположено соосно со звездочкой 3, оперто на буртики подшипниковых узлов водила, выполненных заодно со звездочкой 3 и жестко соединено с ведомой частью 12Б шарнирно сочлененного вала, например, посредством шарнира равных угловых скоростей 13. Выступающие зубья звездочки 3 и оба ролика 1 генератора волн охватывает контур цепи гибкого элемента 4. На внешней стороне звеньев цепи гибкого элемента 4 закреплены инструменты 5. The destruction organ consists of an asterisk 3, the plane of which is located at an indirect angle to the axis of the hollow output shaft by means of the declination device of the organ 6, and in this case this device is mounted on the hollow shaft 7. At the ends of the asterisk 3 are the drives 2 of a two-wave wave generator. Axes 14 are mounted on the protrusions of these disks with rollers 1. The carrier 2 is aligned with the sprocket 3, supported by the flanges of the carrier bearings made integral with the sprocket 3 and rigidly connected to the driven part 12B of the articulated shaft, for example, by means of an equal hinge angular speeds 13. The protruding teeth of the sprocket 3 and both rollers 1 of the wave generator covers the circuit of the flexible element 4. On the outer side of the chain links of the flexible element 4 are fixed tools 5.

На звездочку 3 вращение передается от двигателя 8 посредством пары шестерен 9 и 10, из которых шестерня 9 закреплена на выходном валу двигателя 8, а шестерня 10 - на полом валу 7, на другом конце которого закреплена ведущая звездочка 3. Rotation is transmitted to sprocket 3 from engine 8 by means of a pair of gears 9 and 10, of which gear 9 is fixed to the output shaft of engine 8, and gear 10 is mounted on hollow shaft 7, at the other end of which drive sprocket 3 is fixed.

На водило 2 генератора волн вращение передается от двигателя 11 посредством пары шестерен 15 и 16, из которых шестерня 15 закреплена на выходном валу двигателя 11, а шестерня 16 - на ведущей части сплошного сочлененного вала 12А. Посредством шарнира 13, например шарнира равных угловых скоростей, вращение передается ведомой части вала 12Б, на другом конце которой жестко закреплен диск водила 2 генератора волн. Rotation is transmitted to carrier 2 of the wave generator from the engine 11 by means of a pair of gears 15 and 16, of which gear 15 is fixed on the output shaft of the engine 11, and gear 16 is mounted on the leading part of the continuous articulated shaft 12A. By means of a hinge 13, for example a hinge of equal angular velocities, rotation is transmitted to the driven part of the shaft 12B, at the other end of which the carrier 2 of the wave generator is rigidly fixed.

Угол склонения органа и соответствующие частоты вращения, например, реверсивных многоскоростных или регулируемых двигателей 8 и 11, а также передаточные отношения шестерен 9 - 10 привода звездочки 3 жесткого элемента и соответственно пары шестерен 15 - 16 привода водила генератора волн с учетом геометрических размеров элементов органа разрушения обеспечивают заданные параметры режимов разрушения, определяемые толщиной и направлением снятия элементарной стружки, ее формой и положением внутри сферы обработки разрушаемого массива. The declination angle of the organ and the corresponding rotation frequencies, for example, reversible multi-speed or adjustable engines 8 and 11, as well as the gear ratios of the gears 9 - 10 of the drive of the sprocket 3 of the rigid element and, accordingly, of the pair of gears 15 - 16 of the drive of the carrier of the wave generator, taking into account the geometric dimensions of the elements of the fracture organ provide the specified parameters of the fracture modes, determined by the thickness and direction of removal of the elementary chip, its shape and position inside the sphere of processing of the destroyed array.

Для демонстрации идеи пространственного дифференциально-волнового органа разрушения построена модель механизма, описание которой дается в приложении - "описание модели для демонстрации идеи волнового органа разрушения". To demonstrate the idea of a spatial differential-wave organ of destruction, a model of the mechanism is constructed, the description of which is given in the appendix - "a description of the model to demonstrate the idea of a wave organ of destruction".

Предлагаемый орган разрушения в сравнении со шнековым и барабанным органами разрушения, а также режущим баром, где используется способ скалывания, позволяет ожидать увеличения скорости резания и повышения надежности инструмента из-за прерывистой его работы и существенного снижения энергозатрат, идущих на разрушение, за счет использования ударно-режущего способа разрушения, реализующего физику криволинейных зависимостей ускорения по законам тригонометрических функций и обеспечивающего снятие элементарной стружки в сторону ранее полученного обнажения, а также за счет использования сложных пространственных траекторий, позволяющих значительно устранить фактор блокированного резания. The proposed organ of destruction in comparison with the screw and drum organs of destruction, as well as the cutting bar, where the shearing method is used, allows us to expect an increase in the cutting speed and increase the reliability of the tool due to intermittent operation and a significant reduction in energy consumption, which are spent on destruction due to the use of shock - a cutting destruction method that implements the physics of curvilinear dependences of acceleration according to the laws of trigonometric functions and ensures the removal of elementary chips to the side earlier irradiated exposure, as well as through the use of complex spatial paths, which can significantly eliminate the factor of blocked cutting.

Дифференциально-волновой орган разрушения с принудительным регулированием режимов может иметь высокую степень безопасности, т. к. в нем без потери рабочих качеств органа можно использовать очень малую окружную скорость гибкого элемента и соответственно, инструментов. Эта особенность резко ограничит возможность травм работников при захвате одежды или частей тела движущимся инструментом, что нередко наблюдается при работе режущего барабана или шнека. The differential-wave organ of destruction with the forced regulation of the modes can have a high degree of safety, since in it without losing the working qualities of the organ you can use a very low peripheral speed of the flexible element and, accordingly, the tools. This feature will sharply limit the possibility of injury to workers when seizing clothes or body parts with a moving tool, which is often observed when the cutting drum or auger is working.

Применение данного типа органа в горнодобывающей промышленности для разрушения пластов полезного ископаемого при его выемке, кроме названных выше показателей, позволяет ожидать относительно более крупный скол, что должно снизить пылеобразование, улучшить санитарные условия труда. Существующие органы разрушения, использующие способ скалывания, являются источниками большого количества мелкодисперсной пыли. The use of this type of organ in the mining industry for the destruction of mineral strata during its extraction, in addition to the above indicators, allows us to expect a relatively larger chip, which should reduce dust formation, improve sanitary working conditions. Existing fracture organs using a chipping method are sources of large amounts of fine dust.

Кроме названной отрасли, данный тип органа разрушения может быть применен в строительстве на машинах по разрушению и утрамбовке грунта, в сельскохозяйственной технике на машинах по обработке почвы или на посадочных машинах для пропашных культур, в коммунальном хозяйстве на машинах по разрушению корки льда или слежавшегося снега на тротуарах, дорогах, взлетно-посадочных полосах аэродромов, в машиностроении при обычной или профильной обработке материалов, причем нужный профиль достаточно легко получить, изменяя размеры элементов устройства и (или) выбором вектора угловых частот водила генератора волн и звездочки жесткого элемента, а также величину склонения плоскости органа. (56) Авторское свидетельство N 255156, кл. B 21 C 25/24, 1966. In addition to the named industry, this type of destruction organ can be used in construction on machines for destroying and compacting soil, in agricultural machinery on machines for cultivating the soil or on planting machines for row crops, in public utilities on machines for destroying ice crusts or packed snow on sidewalks, roads, runways of airfields, in mechanical engineering with conventional or profile processing of materials, and the desired profile is quite easy to obtain by changing the dimensions of the elements of the device and (or) the choice of the angular frequency vector of the carrier of the wave generator and the sprocket of the rigid element, as well as the declination of the organ plane. (56) Copyright certificate N 255156, cl. B 21 C 25/24, 1966.

Claims

WORKING BODY OF THE MINING CLEANER, including a housing with bypass elements fixed to it, an asterisk mounted on the output shaft of the drive, and a flexible cutting chain with teeth, characterized in that, in order to reduce power supply and reduce dust formation due to the implementation of the impact-cutting destruction method and elimination of the influence factor of blocked cutting, it is equipped with an additional adjustable drive with a pivotally articulated shaft, on the output part of which the housing is fixed, and the housing and sprocket lozheny obliquely to the axis of the output shaft of the drive sprocket by declination mechanism plane and output shafts of the sprocket and housing are kinematically connected to the main drive, made adjustable, and further, respectively.