RU2816253C1

RU2816253C1 - Coal plough cutter

Info

Publication number: RU2816253C1
Application number: RU2023119692A
Authority: RU
Inventors: Сергей Георгиевич Степанов; Валерия Алексеевна Бойко
Filing date: 2023-07-25
Publication date: 2024-03-27

Abstract

FIELD: coal mining.

SUBSTANCE: invention can be used in cutting tools for coal ploughs. A coal plough cutter includes a shank, a head connected to it, and a cutting insert mounted on the head. The cutter is equipped with a hydraulic cylinder connected to the head and installed in the tool holder, and a curved plate with the ability to move around a circle and connected to the head. The shank is hingedly connected to the tool holder with the ability to change the angle of inclination of the cutting insert to the coal seam in the cutting direction, and the geometric centre of the circle along which the plate moves is aligned with the geometric centre of the hinge.

EFFECT: increase in operational reliability and service life of the coal plough cutter by reducing the load on the cutter and the intensity of its wear.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к добыче угля, и может быть применено в режущем инструменте угольных стругов.The invention relates to the mining industry, namely to coal mining, and can be used in cutting tools for coal plows.

Известен резец для угле-выемочной машины, состоящий из державки с пазом для крепления в резцедержателе, рабочей головки, твердосплавной вставки, установленной в рабочей головке, дополнительной твердосплавной вставки, закрепленной в рабочей головке, при этом режущая кромка дополнительной твердосплавной вставки смещена вверх относительно режущей кромки твердосплавной вставки (патент RU 2018658 C1; Е21С 25/38, Е21С 35/18; 30.08.1994).A known cutter for a coal mining machine consists of a holder with a groove for mounting in a tool holder, a working head, a carbide insert mounted in the working head, an additional carbide insert mounted in the working head, and the cutting edge of the additional carbide insert is shifted upward relative to the cutting edge carbide insert (patent RU 2018658 C1; E21C 25/38, E21C 35/18; 08/30/1994).

Недостатком известного резца является заниженная надежность, обусловленная тем, что конструктивное исполнение резца не позволяет корректировать угол его наклона к угольному пласту, что целесообразно в зависимости от категории крепости угля, и тем снижать нагрузку на резец, приводящую к повышенному износу резца и обуславливающую вероятность его разрушения. Другой недостаток - за счет повышенного износа резца снижаются сроки его эксплуатации.The disadvantage of the known cutter is its reduced reliability, due to the fact that the design of the cutter does not allow adjusting the angle of its inclination to the coal seam, which is advisable depending on the category of coal strength, and thereby reduce the load on the cutter, leading to increased wear of the cutter and causing the likelihood of its destruction . Another disadvantage is that due to increased wear of the cutter, its service life is reduced.

Известен резец угольного струга, содержащий основание в виде хвостовика с выполненной в нем канавкой, деформируемую вставку, расположенную в канавке, головку, соединенную с хвостовиком, твердосплавную пластину, закрепленную в головке, твердосплавные штифты, размещенные на головке (патент RU 47972 U1, Е21С 27/00, 10.09.2005).A coal plow cutter is known, containing a base in the form of a shank with a groove made in it, a deformable insert located in the groove, a head connected to the shank, a carbide plate fixed in the head, carbide pins placed on the head (patent RU 47972 U1, E21C 27 /00, 09/10/2005).

Недостаток известного резца - невысокая надежность, обусловленная конструктивным исполнением резца, в котором не предусмотрено изменение угла наклона резца к угольному пласту, чем обеспечивается снижение нагрузки на резец в зависимости от категории крепости угля, а фиксированный наклон резца обуславливает повышенный износ и вероятность его разрушения. Также, недостатком резца являются заниженные сроки эксплуатации за счет его повышенного износа.The disadvantage of the known cutter is low reliability due to the design of the cutter, which does not provide for changing the angle of inclination of the cutter to the coal seam, which ensures a reduction in the load on the cutter depending on the category of coal strength, and the fixed inclination of the cutter causes increased wear and the likelihood of its destruction. Also, the disadvantage of the cutter is the reduced service life due to its increased wear.

За прототип выбран резец в сборе для угольного струга, включающий собственно резец, выполненный в виде головки и хвостовика, режущую вставку, закрепленную на концевой части головки, при этом, резец хвостовиком установлен в резцедержателе и закреплен стопарным пальцем (патент RU 2682826 C1; Е21С35/18, Е21С 35/19; 21.03.2019).The prototype selected is a cutter assembly for a coal plow, including the cutter itself, made in the form of a head and shank, a cutting insert mounted on the end part of the head, while the cutter with the shank is installed in the tool holder and secured with a locking pin (patent RU 2682826 C1; E21C35/ 18, E21C 35/19; 03/21/2019).

Недостаток известного резца заключается в том, что его конструктивное исполнение не позволяет регулировать угол наклона резца к угольному пласту и тем регулировать толщину срезаемой угольной стружки в зависимости от категории крепости угля. То, что невозможно регулировать угол наклона резца, приводит к повышенному его износу и обуславливает вероятность разрушения конструкции, чем снижается надежность в работе. Кроме этого, недостаток резца состоит в снижении сроков его эксплуатации из-за повышенного износа.The disadvantage of the known cutter is that its design does not allow adjusting the angle of inclination of the cutter to the coal seam and thereby adjusting the thickness of the cut coal chips depending on the category of coal strength. The fact that it is impossible to adjust the angle of inclination of the cutter leads to increased wear and causes the likelihood of structural failure, which reduces operational reliability. In addition, the disadvantage of the cutter is that its service life is reduced due to increased wear.

Техническая задача изобретения заключается в повышении надежности в работе и срока эксплуатации резца угольного струга за счет снижения нагрузки на резец и интенсивности его износа.The technical objective of the invention is to increase the operational reliability and service life of a coal plow cutter by reducing the load on the cutter and the intensity of its wear.

Технический результат достигается тем, что резец угольного струга, включающий хвостовик, соединенную с ним головку, режущую вставку, закрепленную на головке, снабжен гидроцилиндром, соединенным с головкой и установленным в резцедержателе, и пластиной, выполненной изогнутой с возможностью перемещения по окружности и соединенной с головкой. При этом, хвостовик соединен шарнирно с резцедержателем с возможностью изменения угла наклона режущей вставки к угольному пласту в направлении резания, а геометрический центр окружности, по которой перемещается пластина, совмещен с геометрическим центром шарнира.The technical result is achieved by the fact that a coal plow cutter, including a shank, a head connected to it, a cutting insert mounted on the head, is equipped with a hydraulic cylinder connected to the head and installed in a tool holder, and a plate made curved with the ability to move around a circle and connected to the head . In this case, the shank is hingedly connected to the tool holder with the ability to change the angle of inclination of the cutting insert to the coal seam in the cutting direction, and the geometric center of the circle along which the plate moves is aligned with the geometric center of the hinge.

Снабжение резца гидроцилиндром, соединенным с головкой и установленным в резцедержателе, позволяет изменять угол наклона резца к угольному пласту в зависимости от категории крепости угля, чем обеспечивается повышение надежности работы резца и повышение срока его эксплуатации. За счет изменения угла наклона можно снизить силовую нагрузку на резец при повышении категории крепости угля посредством регулирования толщины срезаемой резцом угольной стружки, т.е., чем крепче уголь, тем тоньше должна быть стружка, что обуславливает снижение износа режущей вставки и вероятности разрушения конструкции резца.Equipping the cutter with a hydraulic cylinder connected to the head and installed in the tool holder allows you to change the angle of inclination of the cutter to the coal seam depending on the category of coal strength, which increases the reliability of the cutter and increases its service life. By changing the angle of inclination, it is possible to reduce the force load on the cutter when increasing the category of coal strength by adjusting the thickness of the coal chips cut by the cutter, i.e., the stronger the coal, the thinner the chips should be, which reduces the wear of the cutting insert and the likelihood of destruction of the cutter structure .

За счет оснащения резца пластиной, выполненной изогнутой по окружности с возможностью перемещения вдоль окружности и соединенной с головкой, угольный штыб, образующийся при срезании стружки угля, не попадает, не забивается в зазор между головкой с хвостовиком и резцедержателем, т.к. зазор закрыт пластиной при любом наклоне резца к угольному пласту, чем обеспечивается беспрепятственное перемещение резца гидроцилиндром и, соответственно, повышается надежность работы резца.By equipping the cutter with a plate curved along the circumference with the ability to move along the circumference and connected to the head, the coal stump formed when cutting coal chips does not fall into the gap between the head with the shank and the tool holder, because the gap is closed by a plate at any inclination of the cutter to the coal seam, which ensures unhindered movement of the cutter by a hydraulic cylinder and, accordingly, increases the reliability of the cutter.

Шарнирное соединение хвостовика с резцедержателем позволяет поворачивать резец гидроцилиндра и тем изменять угол наклона режущей вставки к угольному пласту в направлении резания, чем регулируется толщина срезаемой угольной стружки в зависимости от категории крепости угля и, как следствие, снижается износ режущей вставки и вероятность разрушения конструкции резца.The hinged connection of the shank with the tool holder allows you to rotate the hydraulic cylinder cutter and thereby change the angle of inclination of the cutting insert to the coal seam in the cutting direction, which regulates the thickness of the cut coal chips depending on the category of coal strength and, as a result, reduces the wear of the cutting insert and the likelihood of destruction of the cutter structure.

Совмещение геометрического центра окружности, по которой перемещается пластина, с геометрическим центром шарнира обеспечивает одновременное перемещение пластины по окружности с поворотом резца гидроцилиндром и тем выполняется перекрытие пластиной зазора между головкой с хвостовиком и резцедержателем, т.е. зазор не засоряется, не забивается угольным штыбом, чем сохраняется надежность резца в работе.Combining the geometric center of the circle along which the plate moves with the geometric center of the hinge ensures simultaneous movement of the plate along the circle with the rotation of the cutter by the hydraulic cylinder, thereby covering the gap between the head with the shank and the tool holder with the plate, i.e. the gap does not become clogged or clogged with coal, which preserves the reliability of the cutter in operation.

Резец угольного струга структурно представлен на фигурах, где на фиг. 1 показан боковой вид резца, установленного на резку угольной стружки минимальной толщины; на фиг. 2 - боковой вид резца, установленного на резку стружки максимальной толщины.The cutter of the coal plow is structurally presented in the figures, where in Fig. Figure 1 shows a side view of a cutter installed to cut coal chips of minimum thickness; in fig. 2 - side view of the cutter installed to cut chips of maximum thickness.

Резец угольного струга включает хвостовик 1, выполненную с ним головку 2, режущую вставку 3, закрепленную на головке 2. Хвостовиком 1 резец шарнирно установлен в резцедержателе 4. С головкой 2 соединен гидроцилиндр 5, шарнирно установленный в резцедержателе 4. На поверхности головки 2, обращенной в направлении резания угольной стружки, закреплена пластина 6, выполненная в виде окружности и примыкающая к резцедержателю 4. При этом, геометрический центр окружности пластины 6 совмещен с геометрическим центром шарнира соединения хвостовика 1 с резцедержателем 4. Для обеспечения плотности прижима пластины 6 к резцедержателю 4, округлая ее часть выполнена упругой. Позицией 7 на фиг. 2 показан зазор между головкой 2 с хвостовиком 1 и резцедержателем 4.A coal plow cutter includes a shank 1, a head 2 made with it, a cutting insert 3 mounted on the head 2. With a shank 1, the cutter is pivotally mounted in a tool holder 4. A hydraulic cylinder 5 is connected to the head 2, pivotally mounted in a tool holder 4. On the surface of the head 2 facing in the direction of cutting coal chips, a plate 6 is fixed, made in the form of a circle and adjacent to the tool holder 4. In this case, the geometric center of the circle of the plate 6 is combined with the geometric center of the hinge connecting the shank 1 with the tool holder 4. To ensure the tightness of the plate 6 to the tool holder 4, its rounded part is made elastic. Position 7 in Fig. Figure 2 shows the gap between head 2 with shank 1 and tool holder 4.

Резец угольного струга применяют следующим образом. Для резки стругом стружки угля повышенной категории крепости, например, антрацита (коэффициент крепости 3,5 по шкале Мооса) или в случае более твердых примесей (включений) в угольном пласте резец необходимо устанавливать режущей вставкой 3 на срезание угольной стружки наименьшей толщины. Для этого, головка 2 (см. фиг. 1) резца пластиной 6 вплотную прижимается к резцедержателю 4 посредством гидроцилиндра 5 и резец фиксируется гидроцилиндром 5 в таком положении, обеспечивая резку угольной стружки наименьшей толщины за счет наименьшего угла наклона режущей вставки 3 к пласту угля. Таким образом устройство подготовлено к резке угля.The coal plow cutter is used as follows. To cut coal chips of a higher strength category with a plow, for example, anthracite (strength coefficient 3.5 on the Mohs scale) or in the case of harder impurities (inclusions) in the coal seam, the cutter must be installed with cutting insert 3 to cut coal chips of the smallest thickness. To do this, the head 2 (see Fig. 1) of the cutter with the plate 6 is pressed closely to the tool holder 4 by means of the hydraulic cylinder 5 and the cutter is fixed by the hydraulic cylinder 5 in this position, ensuring cutting of coal chips of the smallest thickness due to the smallest angle of inclination of the cutting insert 3 to the coal seam. This way the device is prepared for cutting coal.

Для резки стружки угля невысокой категории крепости, например, бурого угля (коэффициент крепости 1-2 по шкале Мооса), резец целесообразно устанавливать режущей вставкой 3 на срезание угольной стружки наибольшей толщины. Для этого, головка 2 (см. фиг. 2) резца тыльной стороной (с которой соединен гидроцилиндр 5) вплотную прижимается гидроцилиндром 5 к резцедержателю 4 и резец фиксируется в таком положении, чем обеспечивается резка угольной стружки наибольшей толщины за счет наибольшего угла наклона режущей вставки 3 к пласту угля. При смещении головки 2 тыльной стороной к резцедержателю 4, пластина 6 смещается вместе с головкой 2, перемещаясь по резцедержателю 4 и закрывая зазор, который образуется при повороте резца между передней стороной головки 2 и резцедержателем 4. За счет перекрытия зазора пластиной 6 исключается забивание зазора угольным штыбом и тем сохраняется работоспособность конструкции при установке гидроцилиндром 5 режущей вставки 3 на резку угольной стружки наименьшей толщины. Устройство подготовлено к работе.To cut coal chips of a low strength category, for example, brown coal (strength coefficient 1-2 on the Mohs scale), it is advisable to install the cutter with cutting insert 3 to cut the thickest coal chips. To do this, the head 2 (see Fig. 2) of the cutter with the back side (to which the hydraulic cylinder 5 is connected) is pressed tightly by the hydraulic cylinder 5 to the tool holder 4 and the cutter is fixed in this position, which ensures cutting of coal chips of the greatest thickness due to the greatest angle of inclination of the cutting insert 3 to the coal seam. When the head 2 is shifted with its back side to the tool holder 4, the plate 6 moves along with the head 2, moving along the tool holder 4 and closing the gap that is formed when the cutter is rotated between the front side of the head 2 and the tool holder 4. By covering the gap with the plate 6, clogging of the gap with carbon is prevented styb and thus maintains the operability of the structure when installing the cutting insert 3 with a hydraulic cylinder 5 for cutting coal chips of the smallest thickness. The device is ready for operation.

Таким образом, предложенное конструктивное исполнение резца угольного струга позволит повысить надежность в работе и сроки эксплуатации резца за счет снижения нагрузки на элементы резеца и интенсивности их износа.Thus, the proposed design of a coal plow cutter will improve operational reliability and service life of the cutter by reducing the load on the cutter elements and the intensity of their wear.

Claims

A coal plow cutter, including a shank, a head connected to it, a cutting insert fixed to the head, characterized in that it is equipped with a hydraulic cylinder connected to the head and installed in the tool holder, a plate made curved along the circumference with the ability to move along the circumference and connected to the head, wherein the shank is hingedly connected to the tool holder with the ability to change the angle of inclination of the cutting insert to the coal seam in the cutting direction, and the geometric center of the circle along which the plate moves is aligned with the geometric center of the hinge.