RU2187640C1 - Исполнительный орган горного комбайна - Google Patents
Исполнительный орган горного комбайна Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187640C1 RU2187640C1 RU2001102386A RU2001102386A RU2187640C1 RU 2187640 C1 RU2187640 C1 RU 2187640C1 RU 2001102386 A RU2001102386 A RU 2001102386A RU 2001102386 A RU2001102386 A RU 2001102386A RU 2187640 C1 RU2187640 C1 RU 2187640C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cones
- cutting
- executive body
- bushings
- axes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности. Задачей изобретения является повышение эффективности механического разрушения крепкого горного массива, надежности и производственной технологичности исполнительного органа. Исполнительный орган имеет отрезной диск, ступицу с винтовыми погрузочными лопастями, зарубные и линейные дисковые шарошки, опирающиеся на подшипники, буксы и втулки, в которые консольно установлены оси шарошек. Зарубные шарошки установлены на отрезном диске в два ряда в шахматном порядке с радиальным вылетом, равным радиальному вылету линейных шарошек. Оси зарубных шарошек в первом от плоскости отрезного диска ряду установлены параллельно оси исполнительного органа, а во втором - под углом 9-15o. Хвостовики осей шарошек и посадочные отверстия втулок и букс конические, буксы - сменные. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для отбойки преимущественно крепких горных пород очистными комбайнами.
Известен исполнительный орган, включающий отрезной диск с резцами, ступицу, погрузочные лопасти, дистанционные шайбы и дисковые шарошки, установленные на пальцах и закрепленные в кронштейнах (авторское свидетельство СССР 1280119, кл. Е 21 С 25/00, 1985).
Существенным недостатком данного органа является низкая эксплуатационная технологичность из-за недостаточной прочности и стойкости резцов, расположенных на отрезном диске. Из-за низкой режущей способности резцов такой исполнительный орган способен разрушать горную массу крепостью по шкале проф. М.М. Протодьяконова не более f=4...6. Подшипники скольжения шарошек обладают низкой износостойкостью, т.к. не защищены от инородных тел.
Известен также исполнительный орган, состоящий из корпуса, отрезного диска и шнека, погрузочные лопасти которого оснащены дисковыми шарошками, расположенными на кронштейнах по винтовой линии, направление которой противоположно направлению спирали шнека (авторское свидетельство СССР 1195002, кл. Е 21 С 25/04, 1985).
Однако такой исполнительный орган обладает недостаточной жесткостью и прочностью кронштейнов, малой точностью и повышенной трудоемкостью изготовления и ремонта составного отрезного диска. Поскольку отрезной диск имеет сплошную режущую кромку, удельное давление в зоне контакта инструмента и забоя ниже, чем при использовании нескольких дисковых шарошек малого диаметра в одной линии резания. Это приводит к повышению энергозатрат на разрушение горного массива.
Известен исполнительный орган горного комбайна, включающий ступицу с линейными дисковыми шарошками, отрезной диск с зарубными радиальными и тангенциальными дисковыми шарошками, установленными под углом к оси вращения исполнительного органа (авторское свидетельство СССР 1294987, кл. Е 21 С 25/10, 1987).
Недостатком данного исполнительного органа является наличие тангенциальных зарубных шарошек, вызывающих при эксплуатации ударные нагрузки и повышенную вибрацию как исполнительного органа, так и очистного комбайна. Это приводит к преждевременному выходу из строя шарошек, букс, подшипников шарошечных узлов и редукторов комбайна.
Прототипом изобретения является исполнительный орган горного комбайна, включающий отрезной диск, ступицу с винтовыми погрузочными лопастями, кронштейны с консольно установленными осями, закрепленные винтовыми зажимами, на которых свободно вращаются зарубные и линейные шарошки (патент РФ 2059069, кл. Е 21 С 25/16, 31/04, 1992).
Существенными недостатками данного органа являются формирование кутка забоя криволинейной формы, что осуществляется при последовательной схеме расположения шарошек на отрезном диске с переменным радиусом их вылета и требует высоких энергетических затрат на разрушение массива, недостаточная прочность зубчатых секторов механизма поворота и фиксации зарубных наклонных и стопорных винтов шарошек, сложность изготовления, сборки и ремонта шарошечных узлов, отсутствие возможности регулирования зазоров в подшипнике качения шарошки.
Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность механического разрушения крепких горных пород, а также уровень производственной технологичности и надежности исполнительного органа.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что исполнительный орган горного комбайна, включающий отрезной диск, ступицу с винтовыми погрузочными лопастями, зарубные и линейные дисковые шарошки, опирающиеся на подшипники, буксы и втулки, в которые консольно установлены оси шарошек, отличается тем, что зарубные шарошки расположены на отрезном диске в два ряда в шахматном порядке с радиальным вылетом, равным радиальному вылету линейных шарошек, при этом оси зарубных шарошек в первом от плоскости отрезного диска ряду установлены параллельно оси исполнительного органа, а во втором ряду - под углом 9. . . 15o, а хвостовики осей шарошек и посадочные отверстия втулок и букс выполнены коническими, причем буксы - сменными. Ступицы дисковых шарошек выполнены составными из двух частей, установленных с возможностью осевого перемещения.
Подшипники шарошек защищены крышками с лабиринтным уплотнением. Оси резьбовых отверстий хвостовиков осей шарошек смещены относительно осей конических втулок (букс) на величину эксцентриситета 0,5...2,0 мм. Расстояние между шарошками (шаг разрушения t) определяется из соотношения t/H=3,5... 4,5; Н=h1+h2+...+hi, где Н - суммарная глубина резания за один оборот исполнительного органа; hi - глубина резания i-й шарошки, м.
Расположение на отрезном диске исполнительного органа двух рядов зарубных шарошек в шахматном порядке с одинаковым с линейными шарошками радиусом вылета позволяет снизить энергозатраты за счет разрушения кутка забоя прямоугольной, а не овальной, как в прототипе, формы в режиме силового малоциклового разрушения, при котором за счет многократного воздействия рабочего инструмента на массив при заданном соотношении t/H происходит зарождение трещин (концентраторов напряжений), их рост вглубь массива, слияние и отделение от последнего крупного куска породы. Разрушение с меньшими энергозатратами способствует снижению вибрации исполнительного органа и в целом комбайна.
Применение осей с коническими хвостовиками, втулок и сменных букс с коническими посадочными отверстиями, а также их взаимное положение, когда оси смещены на величину эксцентриситета, повышает надежность стопорных механизмов и упрощает изготовление шарошечных узлов.
Надежность, ремонтопригодность, технологичность изготовления и эксплуатации исполнительного органа улучшаются при защите подшипника от пыли и влаги крышкой с лабиринтным уплотнением, а также использовании сборной, состоящей из двух частей, ступицы, что позволяет производить необходимый натяг подшипника как при его сборке, так и эксплуатации.
Армирование режущего лезвия наклонных зарубных шарошек, например, клиновидными или сферическими вставками из твердого сплава под углом 55...75o к оси вращения шарошек снижает боковой износ, следовательно, расход инструмента и энергоемкость разрушения.
На фиг.1 изображен главный вид исполнительного органа; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг.5 - вид Г на фиг.4; на фиг.6 - вид Д на фиг.4; на фиг.7 - вид Е на фиг.6; на фиг.8 - развертка одной лопасти исполнительного органа; на фиг.9 - схема разрушения массива забойными дисковыми шарошками.
Исполнительный орган горного комбайна состоит из ступицы 1, отрезного диска 2, втулок 3, сменных букс 4, зарубных 5, 6 и линейных 7 шарошек, погрузочных лопастей 8 с втулками 3, оросительной системы пылеподавления, включающей трубопровод 9 и форсунки 10. Отрезной диск 2 и погрузочные лопасти 8 жестко соединены со ступицей 1, а втулки 3 - с отрезным диском 2 и погрузочными лопастями 8.
Конструкция линейной шарошки (фиг.3) включает ось 11 с коническим хвостовиком, опору в виде шариков 12 и роликов 13, левую ступицу 14 с крышкой 15, правую ступицу 16, регулировочную прокладку 17, которые составляют безсепараторный радиально-упорный подшипник качения. Регулирование рабочих зазоров подшипника осуществляется винтами 18 и прокладкой 17. Лабиринтная втулка 19 герметизирует подшипник. Армированное твердосплавными вставками 20 шарошечное кольцо 21 установлено на левую ступицу 14 и закреплено винтами 18 и гайками 22 и пружинными шайбами 23. Ось 11 шарошки установлена коническим хвостовиком в коническое отверстие втулки 3 и с торца закреплена винтом 24 со стопорной шайбой 25. Самоотвинчивание оси 11 предотвращается смещением оси резьбового отверстия на величину эксцентриситета е=0,5...2 мм.
Конструкция наклонной зарубной шарошки (фиг.4) отличается от конструкции линейной шарошки тем, что твердосплавные вставки 20 установлены на шарошечном кольце 26 наклонно к оси вращения шарошки под углом 55...75o. Зарубная шарошка 5 установлена в сменной буксе 4 под углом α = 9-15°, которая закреплена винтами 27 с шайбами 28 (см. фиг.7).
Исполнительный орган работает следующим образом.
При вращении органа и подаче его на забой шарошки 5, 6 и 7 (и т.д.) разрушают горную породу, которая с помощью погрузочных лопастей 8 перемещается на забойный конвейер. В результате реализации предлагаемых схемы расположения шарошек на отрезном диске исполнительного органа и расстояния между ними отделение куска от массива происходит крупным сколом в режиме силового малоциклового разрушения. Схема разрушения горного массива зарубными шарошками показана на фиг.8, 9.
После первого рабочего хода шарошек 5 и 6 образуются элементарные выколы массива объемом V1 и зародышевые трещины T1; после второго и последующих рабочих ходов шарошек происходит рост трещин T2 вглубь массива, их слияние в трещины Т3 и скол оставшегося не разрушенным массива объемом V3. Образовавшиеся при выколах надрезы, микро- и макротрещины служат дополнительными плоскостями обнажения и концентратами напряжения, что положительно влияет на разрушение массива дисковыми шарошками.
Испытания исполнительного органа показали существенное снижение динамических нагрузок и вибраций, повышение эксплуатационной технологичности органа при отбойке вязких крепких абразивных пород за счет рациональной схемы набора зарубных дисковых шарошек. Подшипниковый узел шарошки обладает большей долговечностью и высокой ремонтопригодностью, по сравнению с аналогичными узлами, что обусловлено возможностью регулировки зазоров и повышения его герметичности с помощью лабиринтного уплотнения. Применение сплошных износостойких быстросъемных шарошечных колец обеспечивает высокую ремонтопригодность шарошек и технологичность конструкции исполнительного органа при его изготовлении.
Claims (5)
1. Исполнительный орган горного комбайна, включающий отрезной диск, ступицу с винтовыми погрузочными лопастями, зарубные и линейные дисковые шарошки, опирающиеся на подшипники, буксы и втулки, в которые консольно установлены оси шарошек, отличающийся тем, что зарубные шарошки расположены на отрезном диске в два ряда в шахматном порядке с радиальным вылетом, равным радиальному вылету линейных шарошек, при этом оси зарубных шарошек в первом от плоскости отрезного диска ряду установлены параллельно оси исполнительного органа, а во втором ряду - под углом 9-15o, а хвостовики осей шарошек и посадочные отверстия втулок и букс выполнены коническими, причем буксы - сменными.
2. Исполнительный орган по п.1, отличающийся тем, что ступицы дисковых шарошек выполнены составными из двух частей, установленных с возможностью осевого перемещения.
3. Исполнительный орган по п.1, отличающийся тем, что подшипники шарошек снабжены крышками с лабиринтным уплотнением, а оси резьбовых отверстий хвостовиков осей шарошек смещены относительно осей конических втулок (букс) на величину эксцентриситета 0,5-2,0 мм.
4. Исполнительный орган по п. 1, отличающийся тем, что режущие части зарубных наклонных шарошек армированы вставками из твердого сплава, установленных под углом 55-75o к осям вращения шарошек.
5. Исполнительный орган по п.1, отличающийся тем, что расстояние между шарошками определяется из соотношения
t/H=3,5-4,5; H=h1+h2+...+hi,
где t - расстояние между шарошками (шаг разрушения), м;
Н - суммарная глубина резания за один оборот исполнительного органа, м;
h1, h2, hi - глубина резания соответственно 1-ой, 2-ой, i-ой шарошки, м.
t/H=3,5-4,5; H=h1+h2+...+hi,
где t - расстояние между шарошками (шаг разрушения), м;
Н - суммарная глубина резания за один оборот исполнительного органа, м;
h1, h2, hi - глубина резания соответственно 1-ой, 2-ой, i-ой шарошки, м.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001102386A RU2187640C1 (ru) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | Исполнительный орган горного комбайна |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001102386A RU2187640C1 (ru) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | Исполнительный орган горного комбайна |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2187640C1 true RU2187640C1 (ru) | 2002-08-20 |
Family
ID=20245305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001102386A RU2187640C1 (ru) | 2001-01-29 | 2001-01-29 | Исполнительный орган горного комбайна |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2187640C1 (ru) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2598004C2 (ru) * | 2011-05-16 | 2016-09-20 | Катерпиллар Глобал Майнинг Юроп Гмбх | Устройство для проходки с дроблением скальной породы, минералов или других материалов |
RU2599393C2 (ru) * | 2011-05-16 | 2016-10-10 | Катерпиллар Глобал Майнинг Юроп Гмбх | Устройство для проходки дроблением скальной породы, минералов или других материалов |
US10738608B2 (en) | 2016-08-19 | 2020-08-11 | Joy Global Underground Mining Llc | Cutting device and support for same |
US10876399B2 (en) | 2016-01-27 | 2020-12-29 | Joy Global Underground Mining Llc | Mining machine with multiple cutter heads |
US10876400B2 (en) | 2016-08-19 | 2020-12-29 | Joy Global Underground Mining Llc | Mining machine with articulating boom and independent material handling system |
RU2745395C2 (ru) * | 2007-08-31 | 2021-03-24 | Джой Глоубал Андеграунд Майнинг ЭлЭлСи | Горная машина |
US11203930B2 (en) | 2016-09-23 | 2021-12-21 | Joy Global Underground Mining Llc | Machine supporting rock cutting device |
US11319754B2 (en) | 2018-07-25 | 2022-05-03 | Joy Global Underground Mining Llc | Rock cutting assembly |
US11371346B2 (en) | 2012-09-14 | 2022-06-28 | Joy Global Underground Mining Llc | Cutter head for mining machine |
US11391149B2 (en) | 2016-08-19 | 2022-07-19 | Joy Global Underground Mining Llc | Mining machine with articulating boom and independent material handling system |
RU2796708C1 (ru) * | 2023-01-12 | 2023-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Виброактивный породоразрушающий инструмент |
-
2001
- 2001-01-29 RU RU2001102386A patent/RU2187640C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2745395C2 (ru) * | 2007-08-31 | 2021-03-24 | Джой Глоубал Андеграунд Майнинг ЭлЭлСи | Горная машина |
RU2599393C2 (ru) * | 2011-05-16 | 2016-10-10 | Катерпиллар Глобал Майнинг Юроп Гмбх | Устройство для проходки дроблением скальной породы, минералов или других материалов |
RU2598004C2 (ru) * | 2011-05-16 | 2016-09-20 | Катерпиллар Глобал Майнинг Юроп Гмбх | Устройство для проходки с дроблением скальной породы, минералов или других материалов |
US11371346B2 (en) | 2012-09-14 | 2022-06-28 | Joy Global Underground Mining Llc | Cutter head for mining machine |
US11725512B2 (en) | 2012-09-14 | 2023-08-15 | Joy Global Underground Mining Llc | Method for removing material from a rock wall |
US10876399B2 (en) | 2016-01-27 | 2020-12-29 | Joy Global Underground Mining Llc | Mining machine with multiple cutter heads |
US10876400B2 (en) | 2016-08-19 | 2020-12-29 | Joy Global Underground Mining Llc | Mining machine with articulating boom and independent material handling system |
US11391149B2 (en) | 2016-08-19 | 2022-07-19 | Joy Global Underground Mining Llc | Mining machine with articulating boom and independent material handling system |
US11613993B2 (en) | 2016-08-19 | 2023-03-28 | Joy Global Underground Mining Llc | Cutting device and support for same |
US10738608B2 (en) | 2016-08-19 | 2020-08-11 | Joy Global Underground Mining Llc | Cutting device and support for same |
US11939868B2 (en) | 2016-08-19 | 2024-03-26 | Joy Global Underground Mining Llc | Cutting device and support for same |
US11203930B2 (en) | 2016-09-23 | 2021-12-21 | Joy Global Underground Mining Llc | Machine supporting rock cutting device |
US11598208B2 (en) | 2016-09-23 | 2023-03-07 | Joy Global Underground Mining Llc | Machine supporting rock cutting device |
US11846190B2 (en) | 2016-09-23 | 2023-12-19 | Joy Global Underground Mining Llc | Rock cutting device |
US11319754B2 (en) | 2018-07-25 | 2022-05-03 | Joy Global Underground Mining Llc | Rock cutting assembly |
RU2796708C1 (ru) * | 2023-01-12 | 2023-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Виброактивный породоразрушающий инструмент |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4393948A (en) | Rock boring bit with novel teeth and geometry | |
RU2187640C1 (ru) | Исполнительный орган горного комбайна | |
US4187922A (en) | Varied pitch rotary rock bit | |
CA2361657C (en) | Cutting device | |
EP1322424B1 (en) | Striker bar for disintegrating breakable materials | |
AU2001290453A1 (en) | Striker bar for disintegrating breakable materials | |
GB2433277A (en) | Roller cone drill bit having differing journal angles | |
CN104196456B (zh) | 一种具有交变切削轨迹的pdc钻头工具 | |
RU2278266C2 (ru) | Режущий барабан для карьерной добычной машины непрерывного действия | |
US5520444A (en) | Method of cutting and cutting rotative bit | |
RU2153569C2 (ru) | Шарошка бурового долота | |
CN104314473B (zh) | 可实现偏心摆动旋转的pdc钻头工具 | |
US7549490B2 (en) | Arrangement of roller cone inserts | |
RU2055184C1 (ru) | Исполнительный орган устройства для разрушения минеральных сред и искусственных материалов | |
CN107060755A (zh) | 一种顶钻截齿及其截割头 | |
CN203248082U (zh) | 一种宽齿牙轮复合钻头 | |
US3265139A (en) | Roller cone drill bit | |
CN203248083U (zh) | 一种镶齿牙轮钻头 | |
RU2522111C1 (ru) | Способ разрушения горного массива перекрестными резами | |
RU2630839C1 (ru) | Способ разрушения горного массива перекрестными резами | |
CN203248078U (zh) | 一种盘式镶齿牙轮钻头 | |
CN1291791C (zh) | 双辊破碎机 | |
CN112709536A (zh) | 一种抗锥铣的pdc钻头 | |
CN214366076U (zh) | 一种滚刀及使用该滚刀的切削装置 | |
RU2703571C1 (ru) | Буровая штанга для вращательного бурения шпуров |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110130 |