ЗАЩИТНЫЙ ЭЛЕМЕНТ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА Российский патент 1998 года по МПК E21C35/18 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для повышения эффективности работы режущего инструмента, используемого в роторных проходческих машинах, применяемых для снятия, размельчения бетонного и асфальтного покрытия дорог и аналогичных поверхностей.

Известен режущий инструмент, содержащий в качестве средства крепления разрезную пружинную гильзу, которая также выполняет функцию защиты режущего инструмента, воспринимая на себя износ в результате взаимодействия с вращающимся режущим инструментом [1].

Недостаток известного инструмента заключается в том, что пружинная гильза изнашивается только в месте сопряжения с вращающимся режущим инструментом, тогда как остальная часть гильзы остается неизношенной.

При этом гильза с местным износом требует замены независимо от удовлетворительного состояния остальной ее части, в результате чего имеет место повышенный расход металла.

Кроме всего, в конструкции известного инструмента не предусмотрены средства, компенсирующие ударные нагрузки, возникающие в процессе работы инструмента, наличие которых снижает срок службы режущего инструмента.

Известен вращающийся защитный элемент режущего инструмента [2], выполненный в виде тарельчатой шайбы, устанавливаемой в кольцевой канавке, образованной двумя выполненными на режущем инструменте фланцами. Известный защитный элемент предназначен для защиты блоков-держателей режущего инструмента, а для его установки требуется специальное приспособление.

Недостатком известного защитного элемента является узкая область его использования из-за обязательного наличия в используемых для него типах резцов кольцевой канавки для закрепления защитного элемента.

Кроме этого, конструкция защитного элемента [2] не предусматривает возможности компенсации возникающих в процессе работы режущего инструмента ударных нагрузок, а также защиту сопрягаемых конических поверхностей режущего инструмента и его держателя от абразивного износа.

Задача настоящего изобретения заключается в создании такого режущего инструмента с защитным элементом, использование которого позволяет увеличить срок службы инструмента и его держателя за счет придания защитному элементу демпфирующих свойств, способных компенсировать возникающие ударные нагрузки.

Конструкция и форма защитного элемента согласно настоящему изобретению повышает эффективность режущего инструмента, уменьшая степень его износа, и позволяет использовать защитный элемент для большинства типов резцов, не ограничиваясь режущими элементами с кольцевой канавкой.

Отсутствие специальной оснастки для установки защитного элемента, а также возможность использования его для широкого ассортимента резцов повышает универсальность защитного элемента и снижает его себестоимость.

Поставленная задача решается тем, что в защитном элементе режущего инструмента, выполненном в виде тарельчатой шайбы, боковая поверхность последней состоит из сопрягающихся опорной поверхности сопряжения и демпфирующей поверхности, выполненной под углом к горизонтальной плоскости, равном углу демпфирования.

При этом для режущих инструментов, имеющих конический переходный участок от головки к стержневой части, опорная поверхность сопряжения защитного элемента выполнена соответственно конической.

Для режущих инструментов с радиусным переходным участком опорная поверхность сопряжения защитного элемента выполнена соответственно по радиусу. Кроме этого, для одного типа защитного элемента характерно расположение демпфирующей поверхности ниже горизонтальной плоскости, проходящей через место сопряжения двух поверхностей.

Для другого типа защитного элемента демпфирующая поверхность расположена выше горизонтальной плоскости, проходящей через место сопряжения двух поверхностей.

Придание защитному элементу демпфирующих свойств осуществляется не только за счет его конструкции и формы, а также за счет выполнения его из материала с пружинистыми свойствами, термообработанного по известной технологии.

Оптимальным углом демпфирования является угол, составляющий 1-15^o.

При значениях угла демпфирования меньше 1^o снижается эффект демпфирования с присущими для этого результатами, когда тарельчатая шайба начинает выполнять только защитные функции.

При значениях угла демпфирования более 15^o демпфирующая поверхность принимает форму ребра жесткости, которое не компенсирует ударные нагрузки.

На фиг. 1 изображен режущий инструмент в сборе с защитным элементом, на фиг.2 - конструктивные особенности защитного элемента, используемого для различных типов резцов и условий эксплуатации.

Защитный элемент режущего инструмента согласно настоящему изобретению выполнен в виде тарельчатой шайбы 1, установленной между опорными поверхностями режущего инструмента 2 и его держателя 3.

Поверхность тарельчатой шайбы состоит из опорной поверхности сопряжения 4, переходящей в поверхность демпфирования 5. Поверхность сопряжения 4 соответствует поверхности переходного участка на резце 2. В одном случае она может быть выполнена конической, в другом - по радиусу 6. Поверхность демпфирования 5 защитного элемента расположена под углом α к горизонтальной плоскости, равном углу демпфирования. При этом оптимальное значение угла α составляет 1-15^o.

Поверхность демпфирования 5 защитного элемента может быть расположена ниже горизонтальной плоскости 7, проходящей через место сопряжения двух поверхностей. В этом случае защитный элемент в сборе с режущим инструментом будет упираться краевой зоной демпфирующей поверхности на фронтальную поверхность 8 резцедержателя 3.

В другом случае использования изобретения поверхность демпфирования 5 защитного элемента может быть расположена выше горизонтальной плоскости 7, проходящей через место сопряжения двух поверхностей. В этом случае защитный элемент в сборе с режущим инструментом будет упираться краевой зоной демпфирующей поверхности на торцевую поверхность 9 головки резца.

Таким образом, сочетание конструктивных особенностей защитного элемента, его формы, материала и соответствующей термообработки придает защитному элементу ряд присущих для него функций, основными из которых являются:
- возможность надежного позиционирования инструмента относительно оси резцедержателя;
- обеспечение защиты опорных поверхностей режущего инструмента и его держателя от абразивного износа;
- компенсация возникающих в процессе работы жестких ударных нагрузок на режущий инструмент.

Величина демпфирования защитного элемента выбирается в зависимости от условий и назначения инструмента и величины ударных нагрузок, действующих на инструмент.

Защитный инструмент изготавливается из пружинной закаленной стали, которая незначительно поддается абразивному износу и имеет высокую чистоту поверхности для уменьшения силы трения.

В процессе работы режущего инструмента демпфирующий эффект уменьшает силу мгновенных ударных нагрузок при врезании инструмента, действующих на карбидный наконечник, обеспечивая его стойкость, а также обеспечивает возможность незначительного осевого перемещения режущего инструмента в держателе, что исключает возможность его заклинивания.

Защитный элемент согласно настоящему изобретению продлевает срок службы резца и его держателя на 30-50%, может быть использован для всех типов резцов, а установка защитного элемента не требует дополнительных затрат.

Источники информации
1. Патент США N 4201421, МПК⁶ E 21 C 35/18, 1980 г.

2. Патент США N 4660890, МПК⁶ E 21 C 25/12, 35/18, 1987 г.

Использование: горная промышленность, режущий инструмент роторных проходческих машин, применяемых для снятия, размельчения бетонного и асфальтного покрытия дорог и аналогичных поверхностей. Сущность изобретения: защитный элемент режущего инструмента выполнен в виде тарельчатой шайбы. Поверхность шайбы образована двумя сопряженными участками. Защитный опорный участок выполнен конической или радиусной формы. Демпфирующий участок расположен под углом к горизонтальной плоскости. Шайба выполнена из материала с пружинными свойствами. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Защитный элемент режущего инструмента, содержащий корпус, выполненный в виде тарельчатой шайбы, отличающийся тем, что поверхность шайбы образована сопрягающимися защитной опорной поверхностью и демпфирующей поверхностью, выполненной под углом к горизонтальной плоскости, равном углу демпфирования. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что защитная опорная поверхность выполнена конической. 3. Элемент по п.1, отличающийся тем, что защитная опорная поверхность выполнена, радиусной. 4. Элемент по пп.1 - 3, отличающийся тем, что демпфирующая поверхность расположена ниже горизонтальной плоскости, проходящей через место сопряжения двух поверхностей. 5. Элемент по пп.1 - 3, отличающийся тем, что демпфирующая поверхность расположена выше горизонтальной плоскости, проходящей через место сопряжения двух поверхностей. 6. Элемент по пп. 1, 4, 5, отличающийся тем, что угол демпфирования составляет 1 - 15^o. 7. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из материала с пружинными свойствами.