Канатная пила

 

Изобретение относится к режущему инструменту, который может быть использован при резании природных и искусственных материалов. Изобретение позволяет повысить скорость резания путем выполнения втулки, выступающей за пределы матрицы со стороны одного из ее концов на величину l₁ ≥ d_к.э. - d_в, где d_к.э. - диаметр контактирующего со втулкой элемента канатной пилы; d_в - диаметр втулки, а со стороны другого конца матрицы на величину l₂, которая должна соответствовать приведенному в формуле выражению. 3 ил.

Изобретение относится к режущему инструменту, который может быть использован при резании природных и искусственных материалов.

Известна канатная пила, содержащая несущий канат, установленные на нем втулки с абразивными режущими элементами и контактирующие со втулками упорные элементы.

Недостатком этой пилы является невозможность обеспечения высоких скоростей резания.

Изобретение направлено на повышение скорости резания.

Поставленная задача решается тем, что втулка выступает за пределы абразивного режущего элемента с одного конца на величину l₁≥d_к.э. d_в, где d_к.э. диаметр контактирующего со втулкой упорного элемента канатной пилы; d_в наружный диаметр втулки, а с другого конца втулка выступает за пределы абразивного режущего элемента на большую величину l₂, которая соответствует выражению l₁< l₂≅ (1) где d внутренний диаметр втулки; Р удельная нагрузка на втулку; σ допускаемое напряжение материала втулки.

Такая конструкция режущего элемента позволяет повысить скорость резания, так как втулка, несимметрично выступающая за пределы матрицы, неравномерно передает прижимающую нагрузку от каната в зону контакта режущей части с породой, в результате чего происходит неравномерное внедрение режущего элемента в породу, что обеспечивает большую глубину резания.

На фиг. 1 представлен фрагмент канатной пилы; на фиг.2 схема внедрения режущего элемента канатной пилы в породу; на фиг.3 схема взаимодействия режущего элемента канатной пилы с контактирующим с ним элементом канатной пилы.

На канате 1 (см. фиг.1) смонтированы пружина 2, контактирующий элемент 3, режущий элемент 4, содержащий втулку 5 и кольцевую матрицу 6 с абразивными износостойкими элементами 7. Втулка 5 выступает за пределы матрицы 6 со стороны одного из ее концов на величину l₁, а со стороны другого конца матрицы втулка выступает за пределы матрицы на большую чем l₁ величину l₂, втулка 5 имеет наружный диаметр d_в и внутренний диаметр d, а контактирующий со втулкой элемент 3 имеет наружный диаметр d_к.э.

Матрица 6 с абразивными износостойкими элементами 7 может содержать рассредоточенные в своем объеме мягкие, неабразивные элементы, например зерна графита.

На боковой поверхности матрицы 6 по ее окружности могут быть выполнены пазы, расположенные параллельно оси вращения режущего элемента, причем ширина пазов меньше ширины армированной части в 3-5 раз.

По наружной поверхности втулки 5 могут быть выполнены кольцевые канавки или равномерно размещенные выемки.

Режущий элемент канатной пилы работает следующим образом (см. фиг.2). Удельная нагрузка Р, возникающая при натяжении каната, передается через втулку 5 на контакт матрицы 6 с породой 8, так как втулка выступает за пределы матрицы с обоих ее концов на различную длину l₁ и l₂, то момент силы, возникающий на конце режущей части матрицы со стороны длинной части втулки, больше момента силы, возникающей на конце режущей части матрицы со стороны короткой части l₁ втулки 5. Вследствие этого происходит перераспределение удельной нагрузки Р по длине режущей части матрицы 6, в результате чего матрица 6 режущего элемента канатной пилы прижимается к породе 8 со стороны длинной части l₂ втулки с большим усилием, чем со стороны короткой части l₁ втулки, а напряжения, возникающие в породе под воздействием нагрузки, имеют большую величину в месте контакта матрицы 6 с породой 8 со стороны длинного конца l₂ втулки 5 и уменьшаются к короткому концу выступающей части l₁ втулки 5, что определяет неравномерное разупрочнение породы по длине режущей части матрицы 6 и внедрение матрицы 6 со стороны длинной части l₂ втулки 5 в породу 8 на большую глубину, т.е. обеспечивается большая глубина резания и соответственно повышение скорости.

Длина выступающих частей втулки l₁ и l₂ имеет ограничение для короткой части l₁ ≥ d_к.э. d_в (см. фиг.3, где d_к.э. контактирующий со втулкой элемент контактной пилы), при этом контактирующий элемент 9 имеет ограничение по наружному диаметру d_в, т. е. при работе канатной пилы в случае интенсивного изгиба каната контактирующий элемент 9 не должен касаться породы 8 для предотвращения износа его наружной поверхности, со стороны другого конца матрицы 6 втулка выступает на длину, которая должна соответствовать выражению (1), где правая часть выражения обусловливает линейные размеры выступающей части втулки в соответствии с ее прочностными характеристиками.

Формула изобретения

КАНАТНАЯ ПИЛА, содержащая несущий канат, втулки с абразивными режущими элементами и контактирующие с втулками упорные элементы, отличающаяся тем, что втулка выступает за пределы абразивного режущего элемента с одного конца на величину l₁ ≥ d_кэ - d_в, где d_кэ - диаметр контактирующего с втулкой упорного элемента канатной пилы, d_в - наружный диаметр втулки, а с другого конца втулки выступает за пределы абразивного режущего элемента на большую величину, которая соответствует выражению где d - внутренний диаметр втулки; P - удельная нагрузка на втулку; σ - допускаемое напряжение для материала втулки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3