Узел держателя инструмента Российский патент 2023 года по МПК E02F9/28 E21C25/08 E21C35/18 

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка относится к предварительной заявке на патент Австралии №2019901454, поданной 30 апреля 2019 года, полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Данное изобретение относится к проходческим и врубовым машинам, которые содержат вращающийся режущий барабан. В частности, данное изобретение относится к устройству и способам установки режущих инструментов с фиксированной ориентацией и держателей инструмента на режущем барабане.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Как правило, в горных машинах для производства земляных работ, таких как проходческие комбайны, машины для выравнивания дорожного покрытия, выемочные комбайны непрерывного действия, длиннозабойные врубовые машины и другие выемочные машины, используется вращающийся режущий барабан, к которому прикреплен набор режущих инструментов. Когда вращающийся режущий барабан прижимается к поверхности, режущие инструменты разрывают поверхность или врезаются в нее, вытесняя породу или руду, которая затем собирается и транспортируется от поверхности резания. В процессе использования режущие инструменты, которые обычно выполнены с наконечниками из карбида вольфрама или алмазными наконечниками, изнашиваются и затупляются и нуждаются в замене.

[0004] Как правило, режущие инструменты установлены в держателях инструмента, которые, в свою очередь, приварены к спиральным лопастям, расположенным на режущем барабане. Обычно режущие инструменты закреплены в держателях инструмента с возможностью отсоединения, так что по мере износа и затупления режущих инструментов они могут быть заменены. Режущие инструменты с фиксированной ориентацией содержат обращенное вперед лезвие или наконечник и должны быть закреплены с фиксированной ориентацией, при которой лезвие или наконечник ориентирован(о) в общем направлении продвижения.

[0005] Когда режущий барабан вдавливается в поверхность, режущие инструменты и держатели инструмента испытывают высокие нагрузки, обусловленные напряжением сдвига, изгибающими моментами, напряжением сжатия, вибрациями и т.д. Кроме того, по мере износа и затупления режущих инструментов значительно возрастают усилия, действующие на указанные инструменты и держатели, что обычно приводит к повреждению режущих инструментов и держателей инструмента. Поврежденные держатели инструмента часто не способны обеспечивать удерживание режущих инструментов во время работы, и режущие инструменты могут выпасть. Пустые держатели инструмента еще сильнее повреждаются во время работы режущего барабана, что при выполнении подземных горнодобывающих работ может привести к фрикционному воспламенению горючих газов в шахте, вызывающему взрыв и приводящему к повреждению оборудования, обрушению шахты или ее вывода из эксплуатации, а также возможным человеческим жертвам.

[0006] Для сведения к минимуму количества пыли, снижения вероятности воспламенения и охлаждения режущих инструментов с фиксированной ориентацией, как правило, позади (или же впереди) каждого режущего инструмента расположены распылительные сопла, которые в процессе эксплуатации обеспечивают распыление воды на режущий инструмент и поверхность забоя. При повреждении держателей инструмента или при сдвиге самих режущих инструментов распылительные сопла часто ломаются и выходят из строя.

[0007] Кроме того, при подземных горных работах часто недопустимо и/или опасно использовать сварочное или шлифовальное оборудование для ремонта поврежденных держателей инструмента по причине наличия горючих газов в шахте. Это означает, что при повреждении держателей инструмента необходимо снять весь режущий барабан и поднять его обратно на поверхность, где можно произвести его ремонт. Данный процесс требует приостановки горных работ на время демонтажа и ремонта режущего барабана или по меньшей мере на тот период времени, когда барабан снимают и заменяют другим режущим барабаном.

[0008] Для определенных областей применения или для повышения производительности часто требуется, чтобы режущие инструменты с фиксированной ориентацией были прикреплены к лопастям режущего барабана в разных положениях и/или с разными ориентациями, при этом режущие инструменты отличаются углом атаки, и/или захвата, и/или заглубления. Это требует выполнения сложных и опасных сварочных работ для обеспечения приваривания каждого держателя инструмента к режущему барабану в правильном положении и ориентации и при достаточной температуре предварительного нагрева. Таким образом, сварочная операция отнимает много времени и требует высокого уровня профессиональной подготовки, что приводит к очень дорогостоящему процессу производства.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009] Целью данного изобретения является по существу устранение или по меньшей мере уменьшение проявления одного или более из вышеуказанных недостатков либо создание приемлемого альтернативного решения.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Согласно первому аспекту в данном изобретении предложен узел держателя инструмента, содержащий:

установочный блок, имеющий передний конец, задний конец и первую полость, проходящую внутрь установочного блока от верхней поверхности, и

режущий инструмент с фиксированной ориентацией, содержащий режущую головку и установочную часть, форма которой обеспечивает ее размещение в первой полости,

при этом форма поперечного сечения первой полости сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

[0011] В предпочтительном варианте выполнения форма поперечного сечения установочной части режущего инструмента сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

[0012] Предпочтительно установочная часть режущего инструмента прикреплена к установочному блоку с возможностью отсоединения.

[0013] Кроме того, предпочтительно первая полость проходит под тупым углом относительно верхней поверхности у переднего конца установочного блока, а установочная часть режущего инструмента выступает под соответствующим углом относительно основания режущей головки.

[0014] В предпочтительном варианте выполнения узел держателя инструмента дополнительно содержит элемент для поддержания инструмента, имеющий выступ, который имеет вторую полость, при этом выступ имеет форму, обеспечивающую его размещение в первой полости, выполненной в установочном блоке, а установочная часть режущего инструмента имеет форму, обеспечивающую ее размещение во второй полости, выполненной в элементе для поддержания инструмента, так что указанный элемент является переходным элементом между установочным блоком и режущим инструментом.

[0015] Предпочтительно форма поперечного сечения второй полости сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

[0016] Предпочтительно форма поперечного сечения выступа сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

[0017] Согласно второму аспекту в данном изобретении предложен инструмент для узла держателя инструмента, содержащий:

режущую головку и

установочную часть, проходящую в продольном направлении от режущей головки и имеющую в поперечном направлении профиль поперечного сечения, который сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

[0018] В предпочтительном варианте выполнения указанный профиль поперечного сечения в целом напоминает форму галстука-бабочки, которая имеет более широкие концевые части и более узкую промежуточную часть.

[0019] Предпочтительно установочная часть режущего инструмента выступает, проходя назад под тупым углом относительно основания режущей головки.

[0020] Согласно третьему аспекту в данном изобретении предложен узел держателя инструмента, содержащий:

установочный блок, имеющий передний конец, задний конец и первую полость, проходящую внутрь установочного блока от верхней поверхности,

элемент для поддержания инструмента, имеющий выступ, который имеет вторую полость и форма которого обеспечивает его размещение в первой полости, и

режущий инструмент с фиксированной ориентацией, содержащий режущую головку и установочную часть, форма которой обеспечивает ее размещение во второй полости.

[0021] В предпочтительном варианте выполнения выступ элемента для поддержания инструмента размещен с плотной посадкой внутри первой полости, а установочная часть режущего инструмента размещена с плотной посадкой внутри второй полости.

[0022] Предпочтительно элемент для поддержания инструмента прикреплен к установочному блоку с возможностью отсоединения. Кроме того, предпочтительно установочная часть режущего инструмента прикреплена к элементу для поддержания инструмента с возможностью отсоединения.

[0023] В предпочтительном варианте выполнения первая полость имеет первую форму поперечного сечения, а выступ элемента для поддержания инструмента имеет комплементарный внешний профиль поперечного сечения.

[0024] Предпочтительно указанная первая форма поперечного сечения сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

[0025] Кроме того, предпочтительно вторая полость имеет вторую форму поперечного сечения, а установочная часть режущего инструмента имеет комплементарный внешний профиль поперечного сечения.

[0026] Предпочтительно указанная вторая форма поперечного сечения сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

[0027] В предпочтительном варианте выполнения первая полость проходит под тупым углом относительно верхней поверхности у переднего конца установочного блока, а выступ проходит под соответствующим тупым углом относительно верхней части элемента для поддержания инструмента.

[0028] Предпочтительно вторая полость проходит под тем же углом, что и выступ.

[0029] В предпочтительном варианте выполнения узел держателя инструмента дополнительно содержит съемное распылительное устройство, которое содержит сопловую головку и базовую часть, отходящую от сопловой головки.

[0030] Предпочтительно узел держателя инструмента дополнительно содержит съемный опорный компонент, имеющий первое отверстие, причем форма опорного компонента обеспечивает его размещение в выемке, выполненной в установочном блоке, а форма базовой части распылительного устройства обеспечивает ее размещение внутри первого отверстия опорного компонента.

[0031] Кроме того, предпочтительно распылительное устройство выполнено с возможностью его замены независимо от элемента для поддержания инструмента и от режущего инструмента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0032] Ниже приведено описание предпочтительного варианта выполнения изобретения с помощью конкретного примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

[0033] фиг. 1 изображает первый вариант выполнения узла держателя инструмента в собранной конфигурации,

[0034] фиг. 2 изображает узел держателя инструмента, показанный на фиг. 1, в разобранном виде,

[0035] фиг. 3 изображает вид сбоку узла держателя инструмента, показанного на фиг. 1, в разобранном виде,

[0036] фиг. 4 изображает вид сверху отдельно взятого установочного блока,

[0037] фиг. 5 изображает вид сверху отдельно взятого элемента для поддержания инструмента,

[0038] фиг. 6 изображает отдельно взятый компонент для крепления распылительного устройства,

[0039] фиг. 7 изображает вид сверху распылительного устройства,

[0040] фиг. 8 изображает вид сбоку распылительного устройства, показанного на фиг. 7,

[0041] фиг. 9 изображает второй вариант выполнения узла держателя инструмента в разобранном виде,

[0042] фиг. 10 изображает вид сверху отдельно взятого установочного блока согласно второму варианту выполнения,

[0043] фиг. 11 изображает вид сверху отдельно взятого элемента для поддержания инструмента согласно второму варианту выполнения,

[0044] фиг. 12 изображает вид сбоку элемента для поддержания инструмента, показанного на фиг. 11,

[0045] фиг. 13 изображает разрез выступа элемента для поддержания инструмента, показанного на фиг. 12,

[0046] фиг. 14 изображает вид сбоку отдельно взятого режущего инструмента согласно второму варианту выполнения,

[0047] фиг. 15 изображает разрез установочной части режущего инструмента, показанного на фиг. 14, и

[0048] фиг. 16 изображает третий вариант выполнения узла держателя инструмента в разобранном виде.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

[0049] На фиг. 1 изображен первый вариант выполнения узла 100 держателя инструмента в собранном виде. На фиг. 2 и 3 изображен тот же узел 100 в разобранном виде. Узел 100 держателя инструмента содержит установочный блок 110, элемент 130 для поддержания инструмента (или втулку для инструмента), режущий инструмент 150 с фиксированной ориентацией, распылительное устройство 170 и компонент 180 для крепления распылительного устройства.

[0050] Установочный блок 110 имеет передний конец 112, задний конец 114, верхнюю поверхность 116, первую полость 118 и выемку 120 для распылительного устройства. Первая полость 118 проходит в направлении внутрь установочного блока 110 от отверстия в верхней поверхности 116 и может быть глухой или полностью проходить сквозь установочный блок 110 до отверстия в основании блока 110. В изображенном варианте выполнения первая полость 118 имеет постоянный профиль поперечного сечения в форме скругленной равнобедренной трапеции (лучше всего показано на фиг. 4). Сбоку в установочном блоке 110 выполнены поперечные отверстия 122, проходящие поперечным образом в первую полость 118 и через нее.

[0051] Выемка 120 для распылительного устройства расположена на заднем конце 114 установочного блока 110 и представляет собой в целом скругленный прямоугольный вырез, проходящий в установочный блок 110 от отверстия в верхней поверхности 116, а также открыта с заднего конца 114. От основания выемки 120 отходит канал 124 для подачи текучей среды, проходящий через установочный блок 110.

[0052] Элемент 130 для поддержания инструмента имеет верхнюю часть 132 и выступ 134, который проходит в направлении вниз от верхней части 132. От отверстия в верхней части 132 внутрь выступа 134 проходит вторая полость 136, которая может быть глухой или полностью проходить сквозь выступ 134 до отверстия в основании выступа 134. Через верхнюю часть 132 проходит отверстие 138 для распылительного устройства, расположенное сзади относительно второй полости 136 и предназначенное для размещения распылительного устройства 170.

[0053] Выступ 134 элемента 130 для поддержания инструмента имеет форму, обеспечивающую его установку в первой полости 118. В изображенном варианте выполнения выступ 134 имеет внешнюю форму со скошенными углами 140, по существу комплементарную форме первой полости 118, причем размеры по длине и ширине выступа немного меньше, чем для первой полости 118. Указанные размеры выступа 134 обеспечивают его размещение с плотной посадкой внутри первой полости 118 при минимальном, если таковое имеется, фрикционном взаимодействии между компонентами, что обеспечивает возможность задвигания выступа в первую полость 118 и его извлечения из нее. В альтернативном варианте выполнения выступ 134 может быть закреплен внутри первой полости 118 путем посадки с натягом.

[0054] В изображенном варианте выполнения вторая полость 136 имеет сужающееся отверстие, ведущее в нижнюю часть, с неизменным профилем поперечного сечения в форме прямоугольника с закругленными углами (лучше всего показано на фиг. 5). Сбоку через выступ 134 проходят поперечные отверстия 142, проходящие поперечным образом во вторую полость 136 и через нее, и расположенные с обеспечением совмещения с соответствующими отверстиями 122 в установочном блоке 110, когда узел 100 держателя инструмента находится в собранной конфигурации, показанной на фиг. 1. Поперечные отверстия 142 в выступе 134 могут иметь такой же размер, как поперечные отверстия 122 в установочном блоке 110, или отличаться от них по размеру.

[0055] Режущий инструмент 150 с фиксированной ориентацией содержит режущую головку 152 и установочную часть 154. Форма установочной части 154 режущего инструмента 150 обеспечивает ее размещение во второй полости 136. Сбоку в установочной части 154 выполнено поперечное отверстие 156, расположенное с обеспечением совмещения с верхним из соответствующих поперечных отверстий 122, 142 в установочном блоке 110 и выступе 134, когда узел 100 находится в собранной конфигурации, показанной на фиг. 1. Поперечное отверстие 156 в установочной части может иметь такой же размер, как поперечные отверстия 122, 142 в установочном блоке 110 и выступе 134, или отличаться от них по размеру.

[0056] В изображенном варианте выполнения установочная часть 154 имеет внешнюю форму, по существу комплементарную форме второй полости 136, причем размеры по длине и ширине установочной части немного меньше, чем для второй полости 136. Данные размеры обеспечивают размещение установочной части 154 с плотной посадкой внутри второй полости 118, но при минимальном, если таковое имеется, фрикционном взаимодействии между компонентами, что обеспечивает возможность задвигания части 154 во вторую полость 118 и извлечения из нее. В альтернативном варианте выполнения установочная часть 154 может быть закреплена внутри второй полости 118 путем посадки с натягом.

[0057] Распылительное устройство 170, более показанное более подробно на фиг. 7 и 8, содержит сопловую головку 172 ив целом цилиндрическую базовую часть, или хвостовик 174. Хвостовик 174 имеет зауженную часть 176, расположенную между сопловой головкой 172 и выступающим в радиальном направлении ребром 178. В нижней части хвостовика 174 также выполнены кольцевые уплотнительные выемки 175, предназначенные для размещения уплотняющих колец. От основания хвостовика 174 к сопловой головке 172 в осевом направлении проходит канал для текучей среды. В сопловой головке 172 выполнено резьбовое отверстие 173, обеспечивающее возможность использования различных сопел и регулирования процесса распыления. Отверстие 138 под распылительное устройство, выполненное в верхней части 132 элемента 130 для поддержания инструмента, имеет форму, комплементарную внешней форме поперечного сечения сопловой головки 172 распылительного устройства 170, и расположено в заданной ориентации относительно второй полости 136. Это обеспечивает поддержание распылительного устройства 170 в надлежащей ориентации относительно режущего инструмента 150.

[0058] Компонент 180 для крепления распылительного устройства представляет собой съемный блок, который может быть с возможностью отсоединения закреплен в выемке 120 для распылительного устройства. Компонент 180 может быть закреплен с помощью резьбовых винтов, проходящих через отверстия 182 под винты и далее в резьбовые отверстия в выемке 120. Компонент 180 имеет круглое первое отверстие 184, проходящее через указанный компонент 180 сверху вниз. Первое отверстие 184 сужается от верхней части к нижней части у внутреннего буртика. Хвостовик 174 имеет форму, обеспечивающую его осевую установку в первом отверстии 184. Сбоку через компонент 180 поперечно первому отверстию 184 проходит второе, прямоугольное отверстие 186. Когда хвостовик 174 вставлен в первое отверстие 184, зауженная часть 176 выровнена относительно второго отверстия 186. Во второе отверстие 186 может быть вставлен зажим 190, выполненный с возможностью взаимодействия с зауженной частью 176 и/или ребром 178 хвостовика 174 для удерживания распылительного устройства 170 в крепежном компоненте 180.

[0059] Для сборки узла 100 держателя инструмента крепежный компонент 180 закрепляют в выемке 120 для распылительного устройства с помощью винтов, проходящих через отверстия 182 под винты. Хвостовик 174 распылительного устройства 170 вставляют в первое отверстие 184 компонента 180 и ориентируют заданным образом. Затем распылительное устройство 170 закрепляют на месте путем введения зажима 190 во второе отверстие 186 для обеспечения его взаимодействия с зауженной частью 176 хвостовика 174.

[0060] Элемент 130 для поддержания инструмента устанавливают в основании 110 путем введения выступа 134 в первую полость 118 до тех пор, пока верхняя часть 132 элемента 130 не упрется в верхнюю поверхность 116 установочного блока 110. При этом сопловая головка 172 распылительного устройства 170 проходит через отверстие 138 под распылительное устройство. Режущий инструмент 150 устанавливают в блоке 110 путем введения установочной части 154 инструмента 150 во вторую полость 136 элемента 130 для поддержания инструмента. Затем режущий инструмент 150 и элемент 130 закрепляют на месте с помощью удерживающих штифтов, болтов, роликовых штифтов или других крепежных элементов, проходящих через соответствующие совмещенные поперечные отверстия 122, 142, 156, выполненные в установочном блоке 110, элементе 130 для поддержания инструмента и режущем инструменте 150. В одном варианте выполнения роликовые штифты имеют внутреннюю часть из нержавеющей стали и наружную часть из пластмассового композита. В другом варианте выполнения поперечные отверстия 122, 142, 156 снабжены пластмассовым компонентом для уменьшения вибрации между инструментом и удерживающей системой.

[0061] Разборка осуществляется путем простого выполнения вышеописанного процесса в обратном порядке. Кроме того, распылительное устройство 170 может быть снято и заменено отдельно от режущего инструмента 150 и элемента 130 для поддержания инструмента. После снятия зажима 190 распылительное устройство 170 может быть удалено через отверстие 138 в элементе 130. Это обеспечивает возможность замены распылительного устройства 170 без снятия режущего инструмента 150 или элемента 130 для поддержания инструмента. Это также обеспечивает возможность замены режущего инструмента 150 и/или элемента 130 для поддержания инструмента без снятия распылительного устройства 170. Кроме того, при повреждении первого отверстия 184, в котором установлено распылительное устройство 170, в результате удара по устройству 170, съемный крепежный компонент 180 позволяет заменять поврежденное устройство 170 и сам компонент 180 без замены установочного блока 110, которая потребовала бы удаления всего режущего барабана.

[0062] Как правило, элемент 130 для поддержания инструмента выполнен из немного более мягкого материала, чем установочный блок 110, а режущий инструмент 150 обычно выполнен из немного более мягкого материала, чем элемента 130 для поддержания инструмента. Это означает, что в случае повреждения вследствие чрезмерных рабочих усилий, скорее всего, первым выйдет из строя режущий инструмент 150, за ним поддерживающий элемент 130 и, с наименьшей вероятностью, установочный блок 110. Кроме того, по мере износа компонентов чаще всего может подвергаться замене режущий инструмент 150, затем элемент 130 для поддержания инструмента и реже всего установочный блок 110. Наличие съемного поддерживающего элемента 130, который выполнен так, что он подвержен повреждению или поломке до установочного блока 110, также означает, что повреждение установочного блока 110 в процессе эксплуатации возникает редко, и частота проведения необходимых операций по замене или ремонту установочного блока 110 значительно снижается.

[0063] В варианте выполнения, изображенном на фиг. 1-8, ориентация (или направление расположения) режущего инструмента 150, обозначенная стрелкой Т, смещена под острым углом, например 15°, относительно переднего направления F установочного блока 110. Ориентация режущего инструмента 150 в различных вариантах выполнения может варьироваться, например, инструмент может быть направлен прямо вперед или смещен к противоположной стороне установочного блока 110. В таких вариантах выполнения ориентация первой и второй полостей 118, 136 и выступа 134 соответствует ориентации режущего инструмента 150.

[0064] На фиг. 9 изображен альтернативный вариант выполнения узла 200 держателя инструмента в разобранном виде. Узел 200 содержит установочный блок 210, элемент 230 для поддержания инструмента (или втулку для инструмента) и режущий инструмент 250 с фиксированной ориентацией. Узел 200 держателя инструмента собран по существу таким же образом, как описано выше применительно к варианту выполнения, показанному на фиг. 1-8. Однако данный вариант выполнения имеет ряд существенных отличий. Например, в данном варианте выполнения, вместо специально изготовленного компонента 180 для крепления распылительного устройства используется обычное готовое распылительное устройство, закрепляемое в отверстии 280 под распылительное устройство. В изображенному варианте выполнения ориентация режущего инструмента 250 не смещена относительно переднего направления F установочного блока 210, хотя в других аналогичных вариантах выполнения режущий инструмент 250 может быть смещен, как в варианте выполнения узла 100, показанного на фиг. 1-8, и в варианте выполнения, показанном на фиг. 16. Другим существенным отличием в данном варианте выполнения является форма поперечного сечения и угол наклона первой полости 218, выступа 234 элемента 230 для поддержания инструмента, второй полости 236 и установочной части 254 режущего инструмента 250, причем форма поперечного сечения напоминает форму галстука-бабочки, и указанные компоненты проходят не прямо вниз, а под наклоном назад в направлении вниз и назад.

[0065] Установочный блок 210, показанный отдельно на фиг. 10, имеет первую полость 218, профиль поперечного сечения которой имеет форму с по существу параллельными сторонами на противоположных концевых частях 222 и сторонами, которые сужаются в направлении внутрь от указанных концевых частей 222 к промежуточной части или месту 224 с более узким профилем поперечного сечения по сравнению с противоположными концевыми частями 222, что немного напоминает форму галстука-бабочки. Промежуточная часть 224 может быть расположена посередине между двумя концевыми частями 222, как показано в изображенном варианте выполнения, или может быть расположена ближе к одной или другой из двух концевых частей 222. Концевые части 222 могут иметь одинаковую ширину, как в изображенном варианте выполнения, или одна концевая часть 222 может быть шире другой концевой части 222. Профиль поперечного сечения может иметь форму, в которой стороны на концевых частях 222 расположены под углом, а не являются по существу параллельными, например, задняя сторона в большей степени перпендикулярна направлению вращения, чем передняя сторона. Поперечное сечение первой полости 218 может иметь различные другие формы, например, в виде прямоугольников, трапеций и другие более сложные формы.

[0066] Для закрепления, в собранном виде, режущего инструмента 250 и элемента 230 для поддержания инструмента в установочном блоке 210, указанный блок 210 имеет основное поперечное отверстие 225 и вспомогательное поперечное отверстие 227, причем оба указанных отверстия проходят в поперечном направлении через боковые стенки установочного блока 210 и предназначены для размещения соответствующих основного и вспомогательного удерживающих штифтов 228, 229, которые обеспечивают закрепление режущего инструмента 250 и элемента 230 для поддержания инструмента в установочном блоке 210. Как вариант, удерживающие штифты 228, 229 могут представлять собой роликовые штифты, болты или другие крепежные средства.

[0067] В отличие от варианта выполнения, изображенного на фиг. 1-8, первая полость 218 не проходит вертикально через установочный блок 210 в направлении, перпендикулярном верхней поверхности 216 и переднему направлению F. В данном варианте выполнения первая полость 218 отклоняется под тупым углом θ назад относительно верхней поверхности 216 и переднего направления F, проходя в направлении назад по мере прохождения вниз в установочный блок 210.

[0068] Элемент 230 для поддержания инструмента, показанный отдельно на фиг. 11 и 12, имеет вторую полость 236, проходящую через выступ 234. Профиль поперечного сечения второй полости 236 имеет форму с по существу параллельными сторонами на противоположных концевых частях 242 и сторонами, которые сужаются в направлении внутрь от указанных концевых частей 242 к промежуточной части или месту 244 с более узким профилем поперечного сечения по сравнению с противоположными концевыми частями 242, что немного напоминает форму галстука-бабочки, как лучше всего видно на фиг. 13, показывающей разрез выступа 234.

[0069] Промежуточная часть 244 может быть расположена посередине между двумя концевыми частями 242 или может быть расположена ближе к одной или другой из двух концевых частей 242. Концевые части 242 могут иметь одинаковую ширину, или одна концевая часть может быть шире другой концевой части. Профиль поперечного сечения может иметь форму, в которой стороны на концевых частях 242 расположены под углом, а не являются по существу параллельными, например, задняя сторона в большей степени перпендикулярна направлению вращения, чем передняя сторона. Поперечное сечение второй полости 236 может иметь различные другие формы, например, в виде прямоугольников, трапеций и другие более сложные формы.

[0070] Как показано на фиг. 13, в данном варианте выполнения внешняя форма выступа 234 по существу комплементарна форме профиля поперечного сечения первой полости 218 установочного блока 210, так что выступ 234 элемента 230 для поддержания инструмента имеет форму, обеспечивающую его размещение в первой полости 218.

[0071] Как лучше всего показано на фиг. 12, в отличие от варианта выполнения, изображенного на фиг. 1-8, выступ 234 не проходит вертикально вниз от верхней части 232 в направлении, перпендикулярном верхней поверхности 216 и переднему направлению F. В данном варианте выполнения выступ 234 отклоняется под тупым углом θ назад относительно верхней поверхности 216 и переднего направления F, проходя в направлении назад по мере прохождения вниз от верхней части 232. Данная конфигурация комплементарна конфигурации первой полости 218 и обеспечивает возможность введения выступа 234 в первую полость 218 путем его задвигания в нее в направлении вниз и назад под углом θ относительно переднего направления F. Аналогичным образом, вторая полость также отклоняется под тем же тупым углом θ назад относительно верхней поверхности 216 и переднего направления F, проходя внутри выступа 234 по существу параллельным и продольным образом относительно него.

[0072] Элемент 230 для поддержания инструмента также имеет основное поперечное отверстие 243 и вспомогательное поперечное отверстие 245, причем оба указанных отверстия проходят в поперечном направлении через элемент 230, расположены с обеспечением совмещения с соответствующими основным и вспомогательным отверстиями 225, 227 в установочном блоке 210 и также предназначены для размещения основного и вспомогательного удерживающих штифтов 228, 229, которые обеспечивают закрепление режущего инструмента 250 и элемента 230 для поддержания инструмента в установочном блоке 210. В изображенном варианте выполнения вспомогательное поперечное отверстие 245 выходит на переднюю сторону выступа 234. Для размещения удерживающего штифта 229 вспомогательное поперечное отверстие 227, выполненное в установочном блоке 210, частично проходит по передней поверхности первой полости 218, как видно на фиг. 10, и совместно со вспомогательным поперечным отверстием 245, выполненным в элементе 230 для поддержания инструмента, образует цилиндрическое отверстие, проходящее через узел 200 держателя инструмента, когда элемент 230 установлен в установочном блоке 210.

[0073] Режущий инструмент 250, показанный отдельно на фиг. 14, содержит режущую головку 252 и установочную часть 254. Сбоку через установочную часть 254 проходит поперечное отверстие 256, расположенное с обеспечением совмещения с соответствующим основным поперечным отверстием 225 в установочном блоке 210 и основным поперечным отверстием 243 в выступе 234 элемента 230. Поперечное отверстие 256 в установочной части 254 предназначено для размещения основного удерживающего штифта 228, который обеспечивает закрепление режущего инструмента 250 как в элементе 230, так и в установочном блоке 210.

[0074] Как показано на фиг. 15, в данном варианте выполнения внешняя форма установочной части 254 по существу комплементарна форме профиля поперечного сечения второй полости 236 опорного элемента 230, так что установочная часть 254 режущего инструмента 250 имеет форму, обеспечивающую ее размещение во второй полости 236.

[0075] Как показано на фиг. 14, в отличие от варианта выполнения, изображенного на фиг. 1-8, установочная часть 254 не проходит вертикально вниз от режущей головки 252 в направлении, перпендикулярном переднему направлению F. В данном варианте выполнения установочная часть 254 отклоняется под тупым углом θ назад относительно переднего направления F, проходя в направлении назад по мере прохождения вниз от режущей головки 252. Данная конфигурация комплементарна конфигурации второй полости 236 и обеспечивает возможность введения установочной части 254 во вторую полость 254 путем ее задвигания в указанную полость 254 в направлении вниз и назад под углом θ относительно переднего направления F.

[0076] В варианте выполнения, изображенном на фиг. 9-15, форма выступа 234, первой полости 218, установочной части 254 и второй полости 236, имеющая вид галстука-бабочки, обеспечивает увеличенную площадь поверхности сопряжения между компонентами и усиливает компоненты в тех областях, в которых напряжения, возникающие в процессе эксплуатации, являются наибольшими. Это позволяет увеличить срок службы компонентов, входящих в узел держателя инструмента.

[0077] Кроме того, в варианте выполнения, изображенном на фиг. 9-15, тупой угол θ, под которым проходят выступ 234, первая полость 218, установочная часть 254 и вторая полость 236, обеспечивает большее сопротивление рабочему моменту, возникающему в режущем инструменте 250 в процессе его эксплуатации. Это обеспечивает более надежное удерживание режущего инструмента 250 благодаря наличию поверхности, которая способствует противодействию центробежной силе и изгибающему действию, прикладываемых к режущему инструменту 250 в процессе эксплуатации. Данная наклонная геометрическая конфигурация обеспечивает возникновение меньших усилий изгиба/сдвига в установочной части 254 режущего инструмента 250, а также меньшее подъемное усилие. Это приводит к тому, что режущий инструмент 250 с большей вероятностью выйдет из строя по причине сдвигающих усилий, возникающих в режущей головке 252, а не по причине повреждения в установочной части 254 инструмента 250, которое может привести к поломке держателя инструмента или к изгибанию установочной части 254, затрудняющему извлечение режущего инструмента 250. Кроме того, данная наклонная геометрическая конфигурация в комбинации с формой в виде галстука-бабочки приводит к тому, что основной удерживающий штифт 228 испытывает очень небольшую нагрузку в момент обламывания резца.

[0078] Данная конструкция также может повысить прочность держателя инструмента около верхней части распылительного устройства путем обеспечения большего количества материала между распылительным устройством и первой полостью 218 и/или уменьшить длину держателя инструмента при заданной прочности распылительного устройства, что обеспечивает возможность улучшенного позиционирования держателя инструмента на барабане и/или размещения на барабане большего количества держателей инструмента. Предпочтительно для достижения наилучших результатов угол θ находится в диапазоне от 89° до 135°.

[0079] На фиг. 16 изображен альтернативный вариант узла 300 держателя инструмента в разобранном виде. Узел 300 содержит установочный блок 310, элемент 330 для поддержания инструмента (или втулку для инструмента) и режущий инструмент 350 с фиксированной ориентацией. Узел 300 собран по существу таким же образом, как описано выше применительно к вариантам выполнения узла 100, 200 держателя инструмента. Однако в данном варианте выполнения ориентация (или направление) режущего инструмента 350, обозначенная на чертеже стрелкой Т, смещена под углом относительно переднего направления F установочного блока 310. В данном варианте выполнения режущий инструмент 350 с режущей головкой 352, установочной частью 354 и поперечным отверстием 356 аналогичен режущему инструменту 250 варианта выполнения, изображенного на фиг. 9-15. Однако для обеспечения ориентации режущего инструмента 350 в определенном смещенном направлении первая полость 318, выступ 334 и вторая полость 336 смещены относительно переднего направления F установочного блока 310. Еще одним отличием в данном варианте выполнения являются ориентация и местоположение основным поперечных отверстий 325, 335 и вспомогательных поперечных отверстий 327, 337, ориентация которых изменена таким образом, что они проходят через узел 300 перпендикулярно направлению T инструмента, при этом местоположение вспомогательных поперечных отверстий 327, 337 перенесено с передней части выступа 334 и первой полости 318 на заднюю часть выступа 334 и первой полости 318.

[0080] Во всех трех вариантах выполнения режущий инструмент 150, 250, 350 имеет только одно поперечное отверстие 156, 256, 356, так что инструмент 150, 250, 350 может быть излечен путем отсоединения только одного болта или удерживающего штифта. Как правило, режущий инструмент 150, 250, 350 заменяют чаще, чем любой другой компонент, что позволяет оставлять элемент 130, 230, 330 для поддержания инструмента закрепленным в установочном блоке 110, 210, 310 с помощью другого болта или удерживающего штифта во время замены режущего инструмента 150, 250, 350.

[0081] Конструкция согласно данному изобретению обеспечивает сведение к минимуму частоты, с которой необходимо заменять весь узел держателя инструмента, и обеспечивает возможность более легкой замены конкретных компонентов по отдельности в отличие от ситуации, когда повреждение одного компонента требует совместной замены нескольких компонентов. Кроме того, указанная конструкция обеспечивает снижение вероятности поломки одного компонента, такого как режущий инструмент, приводящей к повреждению другого компонента, такого как распылительное устройство. Соответственно, указанная конструкция обеспечивает получение узла держателя инструмента, который является более надежным в эксплуатации, а также гораздо более простым и дешевым в обслуживании при износе компонентов или их выходе из строя.

[0082] Несмотря на то что изобретение описано выше со ссылкой на конкретные примеры, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что изобретение может быть реализовано во многих других видах.

Узел (200) держателя инструмента содержит установочный блок (210), элемент (230) для поддержания инструмента и режущий инструмент (250) с фиксированной ориентацией. Установочный блок (210) имеет первую полость (218), проходящую внутрь установочного блока (210). Элемент (230) для поддержания инструмента имеет выступ (234), который имеет вторую полость (236) и форма которого обеспечивает его размещение в первой полости (218). Режущий инструмент (250) с фиксированной ориентацией содержит режущую головку (252) и установочную часть (254), форма которой обеспечивает ее размещение во второй полости (236). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Узел держателя инструмента, содержащий

установочный блок, имеющий передний конец, задний конец и первую полость, проходящую внутрь установочного блока от верхней поверхности, и

режущий инструмент с фиксированной ориентацией, содержащий режущую головку и установочную часть, форма которой обеспечивает ее размещение в первой полости,

при этом форма поперечного сечения первой полости сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

2. Узел по п. 1, в котором форма поперечного сечения установочной части режущего инструмента сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

3. Узел по п. 1 или 2, в котором установочная часть режущего инструмента прикреплена к установочному блоку с возможностью отсоединения.

4. Узел по любому из пп. 1-3, в котором первая полость проходит под тупым углом относительно верхней поверхности у переднего конца установочного блока, а установочная часть режущего инструмента выступает под соответствующим углом относительно основания режущей головки.

5. Узел по любому из пп. 1-4, содержащий элемент для поддержания инструмента, имеющий выступ, который имеет вторую полость, при этом выступ имеет форму, обеспечивающую его размещение в первой полости, выполненной в установочном блоке, а установочная часть режущего инструмента имеет форму, обеспечивающую ее размещение во второй полости, выполненной в элементе для поддержания инструмента, так что указанный элемент является переходным элементом между установочным блоком и режущим инструментом.

6. Узел по п. 5, в котором форма поперечного сечения второй полости сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

7. Узел по п. 5 или 6, в котором форма поперечного сечения выступа сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

8. Узел по любому из пп. 1-7, содержащий съемное распылительное устройство, которое содержит сопловую головку и базовую часть, отходящую от сопловой головки.

9. Узел по п. 8, содержащий съемный опорный компонент, имеющий первое отверстие, причем форма опорного компонента обеспечивает его размещение в выемке, выполненной в установочном блоке, а форма базовой части распылительного устройства обеспечивает ее размещение внутри первого отверстия опорного компонента.

10. Узел по п. 8 или 9, в котором распылительное устройство выполнено с возможностью его замены независимо от элемента для поддержания инструмента и от режущего инструмента.

11. Инструмент для узла держателя инструмента, содержащий

режущую головку и

установочную часть, проходящую в продольном направлении от режущей головки и имеющую в поперечном направлении профиль поперечного сечения, который сужается в направлении внутрь от противоположных концевых частей так, что промежуточная часть имеет более узкий профиль поперечного сечения по сравнению с указанными концевыми частями.

12. Инструмент по п. 11, в котором указанный профиль поперечного сечения в целом напоминает форму галстука-бабочки, имеющую более широкие концевые части и более узкую промежуточную часть.

13. Инструмент по п. 11 или 12, в котором установочная часть режущего инструмента выступает, проходя назад под тупым углом относительно основания режущей головки.