ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 1996 года по МПК E02F9/28 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оснащения рабочих органов горных и землеройных машин.

Известен породоразрушающий инструмент, включающий хвостовик и клинообразную рабочую часть, которая образована передней поверхностью с расположенным вдоль продольной оси симметрии фигурным пазом [1]
Недостатком этого инструмента является то, что не достигается устойчивость движения инструмента в горизонтальной плоскости, что происходит из-за нестабильности специфической вихревой дорожки Кармана, возникающей за фигурным пазом задней поверхности. Это приводит к сдвиговым явлениям в пограничном слое в начале задней поверхности и, соответственно, интенсивному ее износу.

Наиболее близким к изобретению является породоразрушающий инструмент, включающий клинообразную рабочую часть, которая образована передней поверхностью, двумя боковыми поверхностями и задней поверхностью с расположенным на ней вдоль продольной оси породоразрушающего инструмента фигурным пазом, состоящим из конфузорного и диффузорного участков, и соединяющего их между собой прямоугольного участка (2) (прототип).

Недостатком прототипа является то, что недостаточна устойчивость движения инструмента в вертикальной плоскости. Колебания инструмента в вертикальной плоскости происходят оттого, что проходное сечение паза в различных поперечных сечениях оказывается различным и при прохождении разрушенной породы по пазу происходит колебание резца, что ведет к его интенсивному износу.

Кроме того, в процессе работы инструмента, происходит его выталкивание из породы в результате действия породных сил на рабочую часть инструмента.

Целью изобретения является устранение влияния на породоразрушающий инструмент разрушаемой породы, вызывающей возникновение переменных нагрузок в вертикальной плоскости. Успешное решение указанной задачи приводит к уменьшению износа инструмента в процессе его эксплуатации и повышению производительности работы.

Это решается за счет того, что породоразрушающий инструмент, включающий клинообразный хвостовик с пазом для крепления, и клинообразную рабочую часть, которая образована передней поверхностью, двумя боковыми поверхностями и задней поверхностью с расположенным на ней вдоль продольной оси породоразрушающего инструмента фигурным пазом, состоящим из конфузорного и диффузорного участков, и соединяющего их между собой прямоугольного участка, выполнен с расположением центральной продольной оси клинообразной рабочей части под тупым углом относительно центральной продольной оси клинообразного хвостовика, причем вершина угла обращена в сторону передней поверхности рабочей части, а на передней и задней поверхностях клинообразного хвостовика со стороны торцевой его поверхности выполнены поперечные выступы с криволинейным профилем поперечного сечения.

Кроме того, за счет того, что боковые стенки фигурного паза на его конфузорном и диффузорном участках в своем продольном сечении имеют форму вогнутых кривых.

А также за счет того, что угол между центральной продольной осью клинообразного хвостовика и центральной продольной осью клинообразной рабочей части составляет 170-174 градуса.

Сущность изобретения состоит в том, что за счет выполнения клинообразной рабочей части породоразрушающего инструмента под углом к продольной оси клинообразного хвостовика происходит заглубление инструмента в породу, а поперечные выступы, выполненные на передней и задней поверхностях клинообразного хвостовика со стороны торцевой его поверхности, препятствуют заглублению инструмента, что обеспечивает равномерность заглубления и улучшение условий его работы. Кроме того, наличие поперечных выступов увеличивает жесткость хвостовика, что повышает стойкость инструмента.

На фиг. 1 показан профиль породоразрушающего инструмента; на фиг. 2 то же, вид снизу.

Породоразрушающий инструмент включает клинообразный хвостовик 1 и клинообразную рабочую часть 2, которая образована передней поверхностью 3 с продольными выступами 4, волнообразной задней поверхностью 5 с расположенным вдоль продольной оси симметрии фигурным пазом 6 и боковыми поверхностями 7 и 8. На задней поверхности выполнен также осесимметричный выступ 9, который выходит своим окончанием в полость фигурного паза 6 на его диффузорном участке с образованием ультразвукового генератора 10. Фигурный паз 6 состоит из конфузорного 11 и диффузорного 12 участков и соединяющего их между собой прямоугольного 13 участка.

Центральная продольная ось АО клинообразного хвостовика 1 расположена под углом к центральной продольной оси ОБ клинообразной рабочей части 2. Угол АОБ, образованный этими осями, составляет предпочтительно 170-174 градуса. При таком угле между осями клинообразная рабочая часть 2 при перемещении легче заглубляется в породу, а выполненные на клинообразном хвостовике 1 рабочей части 2 поперечные выступы 14 препятствуют чрезмерному заглублению рабочей части 2 в породу.

Экспериментально установлено, что величина 170-174 градуса является оптимальной также с точки зрения обеспечения необходимой жесткости инструмента. Жесткость клинообразного хвостовика 1 повышена также благодаря выполнению выступов 14 со стороны торцевой поверхности хвостовика.

Боковые стенки паза 6 на его конфузорном 11 и диффузорном 12 участках в своем продольном сечении имеют форму выгнутых кривых. Такая форма выполнения боковых стенок паза улучшает процесс прохода разрушенной породы по пазу во время работы инструмента.

В процессе работы породоразрушающего инструмента на его заднюю поверхность 5 попадает поток диспергированной массы, который ускоряется за счет специфической формы фигурного паза 6 и турбулизируется. Выполнение боковых стенок участков 11 и 12 криволинейной формы с вогнутой поверхностью позволяет увеличить их площадь и снизить давление на стенки, что приводит к уменьшению износа и более длительному сохранению формы паза. Это повышает стабильность работы инструмента и увеличивает срок его службы.

Использование: рабочие органы горных машин. Сущность: породоразрушающий инструмент содержит хвостовик, клинообразную рабочую часть и ультразвуковой генератор с излучателем. Рабочая часть образована передней поверхностью, боковыми поверхностями и задней поверхностью с выполненным на ней фигурным пазом, состоящим из конфузорного, диффузорного и прямоугольного участков. Продольная ось клинообразной рабочей части составляет тупой угол с центральной продольной осью клинообразного хвостовика, а на передней и задней поверхностях клинообразного хвостовика со стороны торцевой его поверхности выполнены выступы с криволинейным профилем поперечного сечения. 2 з.п.ф-лы. 2 ил.

1. Породоразрушающий инструмент, включающий клинообразный хвостовик с пазом для крепления и клинообразную рабочую часть, которая образована передней поверхностью, двумя боковыми поверхностями и задней поверхностью с расположенным на ней вдоль продольной оси породоразрушающего инструмента фигурным пазом, состоящим из конфузорного и диффузорного участков, и соединяющего их между собой прямоугольного участка, отличающийся тем, что он выполнен с расположением центральной продольной оси клинообразной рабочей части под тупым углом относительно центральной продольной оси клинообразного хвостовика, причем вершина угла обращена в сторону передней поверхности рабочей части, а на передней и задней поверхностях клинообразного хвостовика со стороны торцевой его поверхности выполнены поперечные выступы с криволинейным профилем поперечного сечения. 2. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что боковые стенки фигурного паза на его конфузорном и диффузорном участках в своем продольном сечении имеют форму вогнутых кривых. 3. Инструмент по п. 1, отличающийся тем, что угол между центральной продольной осью клинообразного хвостовика и центральной продольной осью клинообразной рабочей части составляет 170-174^o.