Резец для горных машин (варианты)
Группа изобретений относится к породоразрушающему инструменту, а именно к резцам для разрушения горных пород проходческими и добычными машинами. Обеспечивает повышение эффективности работы резцов. Резец включает цилиндрическую державку и рабочую головку с конической частью, оснащенной твердосплавной вставкой и армировочным элементом в виде твердосплавных колец, между которыми расположены взаимодействующие с ними кольца из материала меньшей твердости. Резец снабжен обоймой, установленной на рабочей головке с возможностью вращения, при этом твердосплавные и промежуточные кольца установлены на обойме. По первому варианту промежуточные кольца выполнены по всей высоте с пазами, а торцы контактирующих с ними твердосплавных колец со стороны их большего основания выполнены с выступами, размещенными в пазах промежуточных колец. По второму варианту контактирующие торцы твердосплавных и промежуточных колец выполнены с конгруэнтными выступами и впадинами, имеющими во фронтальной плоскости форму синусоиды. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к резцам для разрушения горных пород проходческими и добычными машинами.
Известен резец для горных машин, включающий цилиндрическую державку и рабочую головку с конической частью, оснащенной твердосплавной вставкой и армировочным элементом (см. патент Франции №2403447, кл. Е21С 25/38, 1978 г.).
Основным недостатком данного резца является его малая износостойкость.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является резец для горных машин, включающий цилиндрическую державку и рабочую головку с конической частью, оснащенной твердосплавной вставкой и армировочным элементом в виде твердосплавных колец, между которыми расположены взаимодействующие с ними кольца из материала меньшей твердости (см. авторское свидетельство СССР №1314042, кл. Е21С 25/38, 1978 г.).
К недостаткам данного резца следует отнести малую эффективность, особенно при работе по абразивным породам из-за одностороннего износа промежуточных колец. При сильном износе этих колец твердосплавные кольца остаются без опоры, что может привести к их сколу.
В связи с изложенным техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы резцов путем усиления работоспособности промежуточных колец и созданию более благоприятных условий работы для твердосплавных колец.
Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что резец для горных машин, включающий цилиндрическую державку и рабочую головку с конической частью, оснащенной твердосплавной вставкой и армировочным элементом в виде твердосплавных колец, между которыми расположены взаимодействующие с ними кольца из материала меньшей твердости, согласно изобретению снабжен обоймой, установленной на ней с возможностью вращения, при этом твердосплавные и промежуточные кольца установлены на обойме, причем промежуточные кольца выполнены по всей высоте с пазами, а торцы контактирующих с ними твердосплавных колец со стороны своего большего основания выполнены с выступами, размещенными в пазах промежуточных колец.
По второму варианту указанный технический результат достигается тем, что резец для горных машин, включающий цилиндрическую державку и рабочую головку с конической частью, оснащенной твердосплавной вставкой и армировочным элементом в виде твердосплавных колец, между которыми расположены взаимодействующие с ними кольца из материала меньшей твердости, согласно изобретению снабжен обоймой, установленной на рабочей головке с возможностью вращения, при этом твердосплавные и промежуточные кольца установлены на обойме, а контактирующие торцы их выполнены с конгруэнтными выступами и впадинами, имеющими во фронтальной плоскости форму синусоиды.
Достижению указанного технического результата способствует также и то, что выступы на торцах твердосплавных колец выполнены с высотой, обеспечивающей перекрытие конической части рабочей головки по всей длине.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 представлен общий вид резца в продольном разрезе в двух вариантах.
Резец для горных машин включает цилиндрическую державку 1 и рабочую головку 2 с конической частью, оснащенной твердосплавной вставкой 3 и армировочным элементом в виде твердосплавных колец 4, между которыми расположены взаимодействующие с ними промежуточные кольца 5 из материала меньшей твердости. Рабочая головка снабжена обоймой 6, установленной на рабочей головке 2 с возможностью вращения через шариковый подшипник 7, запираемый замковым пальцем 8. Обойма 6 выполнена с опорным буртом 9 на нижнем торце для установки колец 4 и 5. Опорный бурт 9 установлен с зазором относительно державки 1, причем обращенные одна к другой поверхности опорного бурта 9 и державки 1 покрыты антифрикционным материалом. При этом твердосплавные 4 и промежуточные кольца 5 крепятся на обойме 6 любым известным способом.
По первому варианту твердосплавные 4 и промежуточные 5 кольца установлены на обойме 6, причем промежуточные кольца 5 выполнены по всей высоте с пазами 10, а торцы контактирующих с ними твердосплавных колец 4 со стороны их большего основания выполнены с выступами 11, размещенными в пазах 10 промежуточных колец 5. При этом выступы 11 твердосплавных колец 4 полностью перекрывают высоту промежуточного кольца 5, расположенного со стороны большего основания твердосплавного кольца 4. По первому варианту выступы 11 и пазы 10 образуют гребенчатую форму во фронтальной плоскости.
По второму варианту (см. фиг.2) контактирующие торцы твердосплавных 4 и промежуточных колец 5 выполнены с конгруэнтными выступами 12 и впадинами 13, имеющими во фронтальной плоскости форму синусоиды. При этом выступы 12 и впадины 13 на контактирующих торцах твердосплавных 4 и промежуточных кольцах 5 выполнены с высотой, обеспечивающей перекрытие промежуточного кольца 5 по всей длине. Это достигается тем, что вершина выступов 12 перекрывает дно впадины 13 на величину Δh. Тем самым достигается оснащение конической части рабочей головки 2 резца твердосплавным армировочным элементом по всей ее высоте.
Крепление колец 4 и 5 на поверхности обоймы 6 осуществляют после фиксации ее на рабочей головке 2 шариковым подшипником 7. После этого резец устанавливают в держатель барабана исполнительного органа проходческого или добычного комбайна. При вращении и подаче барабана вдоль забоя резец разрушает породу, при этом он поворачивается вокруг своей продольной оси и контактирует своей наружной поверхностью, образованной твердосплавными и промежуточными кольцами 4 и 5, с разрушаемым массивом породы. В процессе разрушения массива твердосплавная вставка 3 и боковая поверхность рабочей головки 2 изнашиваются, при этом кольца 4 и 5 защищают боковую поверхность рабочей головки 2 от усиленного износа. Причем благодаря установке колец 4 и 5 на обойме 6 гарантируется их поворот относительно рабочей головки 2, а следовательно, и более равномерный износ по всей наружной поверхности рабочей головки 2. Этому способствует также и выполнение твердосплавных 4 и промежуточных 5 колец с выступами 11 и 12 и ответными пазами 10 и впадинами 13, которые исключают проворачивание одних втулок относительно других. Выступы 11 и 12 и ответные им пазами 10 и впадины 13 в зависимости от твердости разрушаемых пород могут выполняться гребенчатой или синусоидной формы. Гребенчатая форма используется при разрушении малоабразивных пород, а синусоидная форма - при разрушении абразивных пород. Выполнение же выступов 12 твердосплавных колец 4 с высотой, обеспечивающей перекрытие конической части рабочей головки 2 по всей длине, повышает износостойкость промежуточных колец 5 и исключают их скол в результате одностороннего их износа. В то же время промежуточные кольца 5 имеют меньшую износостойкость, что гарантирует обнажение острых кромок 14 твердосплавных колец 4. Это в свою очередь способствует более эффективному разрушению образующихся межрезцовых целиков породы при контакте боковой поверхности рабочей головки 2 с массивом разрушаемой породы. Выполнение выступов 11 и 12 со стороны большего основания твердосплавных колец 4 исключает их скол в процессе разрушения породы при встрече твердых пропластков, т.к. основная нагрузка в этом случае падает на сплошное кольцо, стойкость которого значительно выше, чем у выступов.
Таким образом, оснащение рабочих органов горных машин предложенными резцами позволяет повысить эффективность их работы.
1. Резец для горных машин, включающий цилиндрическую державку и рабочую головку с конической частью, оснащенной твердосплавной вставкой и армировочным элементом в виде твердосплавных колец, между которыми расположены взаимодействующие с ними кольца из материала меньшей твердости, отличающийся тем, что он снабжен обоймой, установленной на рабочей головке с возможностью вращения, при этом твердосплавные и промежуточные кольца установлены на обойме, причем промежуточные кольца выполнены по всей высоте с пазами, а торцы контактирующих с ними твердосплавных колец со стороны своего большего основания выполнены с выступами, размещенными в пазах промежуточных колец.
2. Резец для горных машин, включающий цилиндрическую державку и рабочую головку с конической частью, оснащенной твердосплавной вставкой и армировочным элементом в виде твердосплавных колец, между которыми расположены взаимодействующие с ними кольца из материала меньшей твердости, отличающийся тем, что он снабжен обоймой, установленной на рабочей головке с возможностью вращения, при этом твердосплавные и промежуточные кольца установлены на обойме, а контактирующие торцы их выполнены с конгруэнтными выступами и впадинами, имеющими во фронтальной плоскости форму синусоиды.
3. Резец для горных машин по п.2, отличающийся тем, что выступы на торцах твердосплавных колец выполнены с высотой, обеспечивающей перекрытие конической части рабочей головки по всей длине.
