Способ зарубки горной породы зарубной головкой и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК E21C35/22 

см

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам отбойки горных пород и устройствам для их осуществления.

Целью изобретения является повышение производительности зарубки горной породы.

На фиг. 1 представлена зарубная головка,общий вид в сечении;нафИГ. 2

держатель резца,с выполненным в виде клапана агрегатом цилиндр-поршень, сечение; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - вариант выполнения устройства, работающего со сжатым воздухом.

Устройство для зарубки горной породы содержит зарубную головку 1, кОТорая состоит из сваренных между собой пластин 2 и расположена с возможностью вращения на баре (не показан). Последняя ступень редуктора 3 показана пунктирными линиями. Зарубная головка 1 установлена на соединенной с баром опоре 4 с помощью подшипников 5 качения.

В опоре 4 выполнены каналы 6, а в зарубной головке - распределительнал камера 7, центральное осевое отверстие 8, которое соответственно герметизировано, и радиальные каналы, сопряженные с коллекторными полыми пространствами 10, проходящими по оси зарубной головки. Торцовая пластина 11 зарубной головки 1 соединена винтами с основным корпусом зарубной головки. С коллекторными полыми пространствами 10 сопряжены практически радиальные каналы 12.

На торцевом конце центрального осевого отверстия 8 имеются несколько радиальных сквозных отверстий 13, которые при вращении зарубной головки 1 перекрьшаются радиальными кана. лами 9. Эта ситуация показана в увеличенном виде на фиг. 3.

В о.сновании держателя 14 резца выполнено отверстие 12 для подачи воды под давлением в зарубную головку. В случае поломки держателя 14 резца это отверстие можно закрыть пробкой 15 во избежание излишнего расхода воды. В основании держателя 14 резца расположен канал 16, сопряженный с рабочей камерой 17 гидравлического агрегата цилиндр-пор-, шень, выполненного в виде клапана 18. Клапан 18 имеет выполненный в виде поршня толкатель 19, герметично

установленный в корпусе 20. Корпус 20 клапана имеет седло 21 клапана, к которому в изображенном на фиг. 2 закрытом положении прилегает тело клапана.

В направлении .закрытия клапана действует пружина 22. Толкатель 19 клапана взаимодействует со стержнем 23 резца 24. Резец 24 перемещается

во втулке 25 по оси в направлении, показанном двойной стрелкой 26, причем движение перемещения ограничено шириной а осевого паза 27 в стержне резца. Для ограничения хода резца 24

в направлении двойной стрелки 26 во втулке расположено пружинное кольцо 28, которое одновременно препятствует выпаданию резца 24. Втулка 25 зафиксирована в держателе 14 резца пружинящим штифтом 29. Осевая составляю- щая силы резания показан стрелкой 30. Камера 17 через дроссельную секцию 31 связана с соплом 32 посредством канала 33.

Способ зарубки горной породы зарубной головкой осуществляется следующим образом.

Вода подается по каналам 6, выполненным в опоре 4, в распределительную камеру 7, через которую она по центральному осевому отверстию 8 и радиальным каналам 9 попадает в коллекторные полые пространства 10. Рабочую жидкость подают под давлением вьш1е 200 бар, в частности 300-750 бар.

Из коллекторных полых пространств 10 вода через каналы 12 попадает по расположенному в основании держателя 14 резца каналу 16 в рабочую камеру 17 и толкает как тело клапана, так и толкатель 19 клапана в положение закрытия, причем пружина 22 действует в том же направлении.

В положении закрытия клапана 18 резец 24 находится в выдвинутом наружу положении. Пока в рабочей камере 17, т.е. в пространстве перед седлом клапана, находится рабочая среда,

клапан не может открыться под действием силы резания даже при внедрении резца 24 в породу. Как только давление в камере 17 падает, т.е. как только источник рабочей среды отключается, жидкость из камеры 17 чере дроссельную секцию 31 может проходить к соплу 32, и клапан может отходить от седла. Осевая составляющая силы резания в состоянии перевести клапан в открытое положение, причем объем, вытесненный из камеры 17, пройдя через седло клапана, подается под давлением по каналу 33 к соплу 32. Клапан находится в открытом положении, а резец 24 - в сдвинутом положении до тех пор, пока отключен источник рабочей среды. Как только источник рабочей среды снова включается, клапан, несмотря на действующую на резец осевую составляющую силы резания, снова толкается в положение закрытия причем через седло клапана и по каналам 33 вода в течение короткого промежутка времени еще может поступать к соплу 32. Как только клапан 18 снова закрывается, никакой заметный выход жидкости не происходит,до тех пор, пока в камере 17 сохраняется давление. В этой фазе происходит лишь небольшая утечка жид кости через дроссельную секцию 31. Когда в камере 17 снова исчезает дав ление, жидкость из камеры 17 вновь поступает по каналам ЗЗ к соплу, при чем клапан снова занимает открытое положение. Путем периодического повторения этого процесса обеспечивается ударное движение резца 24 против направления 30 действия осевой составляющей силы резания. Периодическое нагружение камеры 17 рабочей средой показано в увеличенном виде на фиг. 3. При вращатель ном движении зарубной головки вокруг неподвижного центрального осевого отверстия 8 в зависимости от типа по воротного золотника попеременно посредством радиальных сквозных отверстий 13 открывается или перекрывается соединение источника рабочей сред с радиальными каналами 9 и тем самым с камерой 17 перед седлом клапана. В варианте выполнения, изображенном на фиг. 3, показано, что радиальные отверстия 13 занимают лишь централь ный угол, равный 120 , оборота заруб ной головки, и тем самым нагружение камеры 17 перед седлом клапана происходит лишь в диапазоне, в котором ударная зарубка происходит при внедрении резца 24 в породу. На фиг. 4 показан вариант вьшолне ния устройства для осуществления спо соба зарубки горной породой зарубной головкой, работающего со сжатым воздухом. Резец 24 установлен с возмож444ностью перемещения во втулке 25 по оси в направлении двойной стрелки 26. Движение перемещения ограничено шириной осевого паза 27 в стержне рез-ца, причем во втулке для ограничения хода резца 24 расположено пружинное кольцо 28, которое одновременно препятствует выпаданию резца 24. Втулка 25 также зафиксирована в держателе 14 резца пружинящим штифтом 29. По оси резца расположен поршень 34, который посредством пружины 35 приводится в соприкосновение со стержнем резца. Поршень 34 имеет суженное сечение 36, взаимодействующее с силовым замыканием с резцом 24, и в варианте, изображенном на фиг. 4, перекрывает отверстие 37 для подвода сжатого воздуха, которое сопряжено с кольцевым пространством 38. Поршень 34 имеет кольцевую поверхность 39, на которую сжатый воздух воздействует в направлении стрелки 40. Нижний край 41 поршня 34 может перекрывать разгрузочное отверстие 42. Рабочая камера поршня 34 обозначена символом 43. Перепускное отверстие 44 для сжатого воздуха может пере- крываться верхним краем 45 поршня 34.Способ зарубки горной породы зарубной головкой с помощью устройства, работающего на сжатом воздухе, осуществляется следующим образом. В результате действия реактивной составляющей силы резания в направлении стрелки 30 после внедрения резца 24 в породу поршень 34 смещается настолько, что освобождается отверстие 37 для подвода сжатого воздуха. Теперь сжатый воздух через отверстие 37 поступает в кольцевое пространство 38 и воздействует на кольцевую поверхность 39 поршня 34 в направлении стрелки 40. Нижний край 41 поршня 34 перекрывает затем разгрузочное отверстие 42, вследствие чего в рабочей камере 43 поршня 34 может создаваться давление. После перекрытия перепускного отверстия 44 верхним краем 45 поршня 34 сжатый воздух из подводящего отвертсия 37 попадает в рабочую камеру 43. Вследствие того, что площадь поперечного сечения rtopmня 34, нагруженная в направлении закрытия, значительно больше по сравнению с кольцевой поверхностью 38, действующей в направлении открытия. поршень ЗА движется вперед и в конце этого движения создает толчок в отношении резца 24. Как только при этом нижний край 41 поршня 34 снова освобождает разгрузочное отверстие 42, давление снижается и сжатый воздух из отверстия 37 для подвода сжатого воздуха снова в состоянии сместить поршень 34 в направлении стрелки 40. Когда резец выходит из зоны отбой ки, он удерживается усилием пружины 35 в переднем положении, в котором поршень 34 закрывает отверстие 37 дл подвода сжатого воздуха, так что ежа тый воздух не может проникнуть в кольцевое пространство 38. Формула изобретения 1.Способ зарубки горной породы зарубной головкой, резцы которой, пе мещаясь в осевом направлении с ограниченной длиной хода, взаимодействуют с агрегатом цилиндр-поршень, в частности с клаг1аном, отличающийся тем, что, с целью повышения производительноси отбойки осевое перемещение резца под давлением в наружное положение осуществляют при помощи периодического нагру жения агрегата цилиндр-поршень рабочей средой, а смещение резца в его исходное положение производят в фазах без нагружения агрегата цилиндрпоршень рабочей средой, при этом объем жидкости, вытесненный при ход открытия клапана, выводят под давлением, по меньшей мере,через одно сопло в направлении резца или груди забоя. 2.Способ по п. 1,отличаю щ и и с я тем, что агрегат цилиндр поршень выполняют в виде клапана, нагружение которого рабочей жидкост осуществляют в направлении закрытия причем толкатель клапана подают в положение закрытия клапана навстречу осевой составляющей усилия резания. 3.Способ по пп. 1-2, о л и ч а ю щ и и с я тем, что рабочую жидкост подают под давлением вьппе 200 бар, в частности от 300 до 750 бар. 4.Устройство для зарубки горной породы зарубной головкой,включающе бар врубовой машины частичного реза ния, имеющий, по меньшей мере, одну зарубную головку, оснащеннукр резцами, расположенными в держателях с возможностью перемещения в осевом направлении с ограниченной длиной хог да, отличающееся тем, что стержни резцов для передачи усилия давления с силовым замыканием связаны с гидравлическим или пневматическим агрегатом цилиндр-поршень, рабочая камера которого соединена с переключаемым источником рабочей среды. 5.Устройство по п. 4, о т л ичающееся тем, что агрегат цилиндр-поршень выполнен в виде клапана, толкатель которого в направлении закрытия клапана связан с силовым замыканием со стержнем резца, а пространство перед седлом клапана соединено с переключаемым источником рабочей среды, при этом после седла клапана выполнен кана.л, соединяющий пространство перед седлом клапана при открытом клапане с выходным отверстием, в частности с распылительным соплом. 6.Устройство по пп. 4-5, о т л ичающеесЯ тем, что толкатель клапана расположен с уплотнением в корпусе клапана, а его -площадь сечения в свету такова, что усилие, равное произведению этой площади на рабочее давление источника рабочей среды, вместе с усилием пружины, толкающей клапан в направлении закрытия, больше максимальной величины, действующей в направлении оси резца, составляющей усилия резания. 7.Устройство по пп 4-6, отличающееся тем, что пространство перед седлом клапана соединено дроссельной секцией с выходным отверстием, в частности с распылительным соплом. 8.Устройство пп. 4-7, о т л и чающееся тем, что источник рабочей среды связан через поворотный золотник с гидравлическим агрегатом цилиндр-поршень. 9.Устройство по пп. 4-8, отличающееся тем, что источник рабочей среды подсоединен к центральному осевому отверстию в неподвижной по отношению к бару части и посредством сквозных отверстий, расположенных в радиальном направлении, соединен с каналами во вращающейся части зарубной головки. 10. Устройство по пп. 4-8, о тли.чающееся тем, что пневматический агрегат цилиндр-поршень имеет расположенный в цилиндре поршень, диаметр которого увеличен по сравнению с частью, взаимодействующей с силовым замыканием с резцом, и боковая поверхность которого при его ходе перекрывает подающее отвер стие для сжатого воздуха и подсоеди ненное к его рабочей камере разгрузочное о гверстие, причем между рабо чей камерой порщня и кольцевым про448странством со стороны резца с возможностью открывания при перекрытии разгрузочного отверстия выполнен перепускной канал, соединенный с падающим отверстием для сжатого воздуха, 11, Устройство по п, 10, о т л ичающееся тем, что поршень связан с удерживающей его в контакте с резцом пружиной, причем усилие сжатия пружины меньще осевой составляющей силы резания, но больше усилия, соответствующего весу резца и поршня.

Изобретение относится к горной промышленности и повьшает производительность зарубки горной породы. Для зарубки горной породы зарубной головкой ее зубки перемещаются в осевом направлении с ограниченной длиной хода. Зубки взаимодействуют с агрегатом цилиндр-поршень (Ц-П) например клапаном (К) 18. Последний периодически нагружают рабочей средой. В фазах без нагружения агрегата Ц-П рабочей жидкостью резец смещается в исходное положение. Объем жидкости, вытесненной- при ходе открытия К 18, выводят под давлением, по меньшей мере, через одно сопло в направлении резца или груди забоя. Рабочую жидкость подают под давлением вьш1е 200 бар, в частности 300-450 бар. Устройство для зарубки выполнено в виде зарубной головки с резцами 24. Резцы 24 имеют возможность перемещеi ния в осевом направлении и связаны с Ц-П в виде К 18 с толкателем 19.Ра(У) бочая камера 17 К 18 соединена с переключаемым источником рабочей среды. В основании держателя 14 резца 24 выполнено отверстие 12 для подачи воды под давлением. Камера 17 через дроссельную секцию связана с соплом 32 посредством канала 33. Устройство действует как с гидравлическими, так и с пневматическими агрегатами Ц-П. 2 с.п. ф-лы, 9 3.п. ф-лы, 4 ил.

//

Фиг,3 3

ФигЛ 35