Бутобой Советский патент 1986 года по МПК E21C37/02 

1

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для дробления, в том числе вторичного, горных пород монолитных объектов, и может быть использовано при разработке полезных ископаемых и в строительстве.

Целью изобретения является повышение производительности бутобоя путем разрушения монолитов поверхностным взаимодействием с раздвижными щеками.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - распределение усилий в бутобое и в зоне контакта с породой.

Бутобой состоит из клинового ударника 1, закрепленного на манипуляторе бутобойной мащины (не показан). Тело ударника 1 охватывает втулка 2 скольжения, на которой шарнирами 3 закреплены раздвижные щеки в виде челюстей 4, их скошенные внутренние поверхности 5 взаимодействуют с пикой б ударника 1. Челюсти 4 снабжены сменными твердосплавными наконечниками 7, их форма выпукла с положительной гауссовой кривизной. Ребра 8 зацепления наконечников 7 выполнены в плоскости, проходящей через ось щарнира 3 челюстей 4. Пружи- ной 9 челюсти 4 прижаты к пике 6 ударника 1, а их предельный угол раскрытия контролируется упорными выступами 10, установленными на серьгах 11. На теле ударника 1 укреплены верхний 12 и нижний 13 упорные выступы, ограничивающие переме- щение втулки 2 с челюстями 4 соответственно вниз и вверх.

Раскалывание и дробление пород буто- боем происходит следующим образом.

При движении ударника 1 вниз его пика 6, воздействуя на сомкнутые челюсти 4, за- ставляет их войти в контакт с породой своими сменными наконечниками 7 с твердосплавными ребрами 8 зацепления. В зоне контакта действуют распорные усилия Т, которые возникают за счет поворота челюстей 4 вокруг осей njapHHpOB 3 при их раздвижке пикой 6 ударника 1. Усилия Т увеличиваются пропорционально росту нормальных усилий /V.

Исходя из геометрии распределения сил в бутобое и в зоне контакта в момент удара, можно разложить главный вектор на две составляющие направленные по нормали к скощенным внутренним поверхностям челюстей 4. В свою очередь, эта составляющая слагается из распорных усилий Т и нормальных в зоне контакта уси- ЛИЙ N, вызывающих прижатие челюстей 4 к

0

5 5 0

5

5 0

зоне контакта. Небольшое смятие пород в зоне контакта под ребра.ми 8 способствует их надежному зацеплению с объектом 14 дробления и появлению трещины 15 разрыва, раскрытие которой контролируется наконечниками 7 челюстей 4. Поскольку основные энергозатраты направлены на создание распорных усилий, формирующих трещину разрыва, уплотненное ядро в породе в процессе работы бутобоя не образуется. По мере перемещения ударника 1 вниз упорный выступ отодвигается от втулки 2. После раскола монолита движение ударника 1 относительно втулки 2 останавливается либо ввиду исчерпания запаса хода манипулятора, либо срабатывания упорных выступов 12 и 10

Перед новым циклом разрушения ударник 1 движется вверх относительно втулки 2, подхватывает ее своим нижни.м упорным выступом 13, одновременно прекращая контакт наконечников 7 челюстей 4 с породой 14, при этом челюсти 4 возвращаются в исходное сомкнутое положение под действием пружины 9. Если раскол породы после первого удара бутобоя не наступает, то, не поднимая ударника 1, производят серию последовательных ударов, обеспечивая плотное прижатие наконечников 7 челюстей 4 к зоне контакта и добиваясь расщирения трещины 15 раскола.

Угол а между скошенной поверхностью челюсти и касательной к контуру объекта 14 дробления в зоне контакта выполняется максимальным, но не должен превышать угла ф трения и зацепления ребер 8 наконечника 7 челюстей с породой 14, т. е. а ; ф (фиг.З). Если угол оС принять больше угла трения и зацепления ф, то распорные усилия Т превысят зацепление ребер 8 с породой, и челюсти 4 бутобоя раскроются, лишь скользнув по поверхности породы 14. Если угол ос значительно меньше У то распорные усилия оказываются незначительными по сравнению с нормальным усилием и образование трещины 15 раскола требует значительных энергозатрат, больщая часть которых расходуется на создание переуплотненного ядра в зоне контакта.

Выполнение наконечника 7 сменным из твердого сплава позволяет упростить ре.монт и подготовку бутобоя к работе, а ребра 8 зацепления обеспечивают максимальное зацепление челюстей 4 с породой 14 при их ориентации в плоскостях, проходящих через оси шарниров 3. Положительная гауссова кривизна наконечника 7 способствует максимальному его соответствию микрорельефу зоны контакта.

/2

/

-72

/

ь.

Ч /7J

У 5

5

rrf

7

/7

8 /7

Фиг2

15

Фи2.:5