Породоразрушающий инструмент Советский патент 1989 года по МПК E21C35/18 

(21)4300610/23-03

(22)21.07.87

(46) 30.03.89. Бюл. № 12

(71) Институт горного дела

им. А.А.Скочинского и Копейский

машиностроительный завод

им. С.М.Кирова

(72.) Г.А.Гиршович, Л.Б.Глатман,

Ю.Н.Козлов, В.М.Курбатов, А.Г.Скуров, В.А.Мастюкин и К.Г.Чавчанидзе

(53) 622.232.05 (088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

1102936, кл. Е 21 С 25/38, 1983.

Патент США № 4201421, кл. 299-86, 1980.

(54) ПОРОДОРАЗРУШАНЩИЙ ИНСТРУМЕНТ (57) Изобретение относится к породо- разрушающему инструменту горных машин при проведении горных выработок проходческими комбайнами. Цель . - увеличение долговечности инструмента за счет повышения износостойкости рабочей головки резца. Породо- разрушаннций инструмент включает кулак с держателем, в котором выполнено продольное отверстие, и резец с рабочей головкой (РГ) 9 в виде усеченного конуса 8. Со стороны меньше-- го основания 7 торцового усеченного конуса 8 РГ 9 закреплен твердосплав

S.2

(Л

ный керн (тек) с хвостовиком 10 и конусообразной режущей головкой 11. Угол наклона боковой поверхности РГ у к продольной оси симметрии резца равен J 0/2-arctgUMo,Kc /Z град, где 9 - угол конусности режущей головки тек, град; Л ;1,акс - величина максимального зазора между державкой и держателем в его продольном отверстии при максимальном угловом отклонении державки, мм Z - длина продольного отверстия в деТржателе кулака, мм. Длина образующей S усеченного конуса РГ 9 равна S

4()41+tg2j) мм, где длина тек, мм, Isk длина выстуIK 1

Изобретение относится к горной промьшшенности, а именно к породо- разрушающему инструменту горных машин при проведении Горн ых вьфаботок проходческими комбайнами.

Цель изобретения - увеличение долговечности инструмента за счет повышения износостойкости рабочей головки резца.

На фиг. 1 показан породоразг ушаю- пшй инструмент, общий вид;1 на фиг,2 - узел I на фиг.1.

Породоразрушающий инструмент вклю

чает поворотньш резец, имеющий державку 1 с продольной осью 2 симметрии, расположенную в прс дольном отверстии 3 держателя 4 кулака 5 под углом ui к корпусу коронки 6. Резец установлен с зазором Д с возможностью свободного поворота вокруг своей оси, продольного перемещения и углового отклонения в отверстии 3 держателя 4 кулака 5. ео стороны меньшего основания 7 торцового усеченного конуса 8 рабочей головки 9 резца закреплен с помощью пайки твердосплавньш керн, имёю1ций хвостовик с боковой поверхностью 10 и конусообразную режущую головку 11 с образующей 12.

Керн имеет угол заострения 0 . При этом угол 9/2 наклона образующей

пающей на РГ части ТеК, мм, е 0,5-0,7 эмпирически й коэффициент. При вращении коронки резец внедряется в породу и производит ее раз рушение. При этом резец отклоняется в отверстии держателя кулака от продольной оси 15 на угол (3 вследствие наличия зазора д„Q , За счет того, что угол 9/2 наклона образующей тек больше угла)р наклона образующей РГ 9 на величину |J , то между поверхностью резания и образующей 13 РГ 9 образуется угол (f , величин его равна величине угла /5 . В этом случае образующая 12 ТеК защищает от интенсивного износа образунмцую 13 РГ 9, 2 ил.

12керна к продольной оси 2 державки резца больше угла . между образующей

13торцового усеченного конуса 8 рабочей головки 9 . и продольной осью..2 державки резца на величину угла б

arctg

U.

макс

град, где А

величина зазора, мм в отверстии держателя кулака при максимальном угловом отклонении державки резца при контактировании инструмента с поверх- ностью 14 забоя, L - длина отверстия держателя кулака, мм.

Величина образующей S торцового усеченного конуса определяется по формуле

0

5

Ь2 +

D,-D2 V т /

мм

где D и D - соответственно диаметры меньшего,и большего оснований торцового усеченного конуса 8 рабочей головки 9, MMJ h - высота торцевого усеченного конуса рабочей головки, мм.

Величина D принимается из вьфа- жения D К d,(, мм, где d - диаметр твердосплавного керна, мм| К 1,25...1,60.

Величина D, рассчитьшается из вьфажения D, D+2b, мм, rfle b h tg При этом h а - Ig, где а - рабочая длина керна, при которой происходит максимальное число его поломок при изнашивании в процессе разрушения, MMi IBK выпет керна над рабочей головкой неизношенного резца, мм.

Величина а определяется из выражения а С-IK, где 1ц - длина керна, мм;«а С-1 - эмпирический коэффициент, учитывающий рабочую длину керна, при которой происходит максимальное число его поломок при изнашивании рабочей головки поворотных резцов. Значение а (0,5.., ...0,7) 1, определено на основании экспериментальных исследований износостойкости поворотных резцов.

Таким образом, для всех типов поворотных резцов значение коэффициента С с вероятностью 95% находится в интервале 0,5-0,7.

Формула для определения S после преобразований принимает следукщшЧ вид

S |(C lv-lftK)M1+tg2p .

Породоразрушающий инструмент

работает следующим образом, t

При вращающейся коронке 6 производят ее подачу на забой 14. Резец, установленньй в кулаке 5, внедряется в породу и производит ее разрушение при резании. В процессе контактирования резца с породой он отклоняется в отверстии 3 держателя 4 кулака 5 от продольной оси 15 на угол р вследствие наличия зазора маке

Буртик 16 предохраняет отверстие 3 от заштыбовки. Кроме того, буртик 16 может служить и опорной поверхностью резца в случае деформации (расклепа) либо опоры 17 державки, либо упора 18 кулака. Керн закреплен в рабочей головке 9 посредством пайки таким образом, что форма боковой поверхности его хвостовика вместе с материалом пайки 19 пов- т.оряет форму боковой поверхности отверстия 20. В связи с тем, что угол б/2 наклона образующей керна больше угла J наклона образующей рабочей головки 9 на величину fb , то между поверхностью резания 14 и образующей 13 рабочей головки образуется угол (f , величина которого равна величине угла jb . В этом случае образующая 12 керна защищает от интенсивного износа образующего 13 рабочей головки. Принимая минимальную величину образующей 13 по приведенной расчетной зависимости, уменьшают площадь контактирова- ния (изнашивания) рабочей- головки 9 с разрушаемой породой.

Формула изобретения

Породоразрушакяций инструмент,

включающий кулак с держателем, в котором вьшолнено- продольное отверстие и резец с рабочей головкой в виде усеченного конуса, на торцовой поверхности которой по оси ее симметрии выполнено гнездо для размещения в нем хвостовика твердосплавного керна с выступающей над рабочей головкой конуцообразной режущей головкой,

керна, угол наклона боковой поверхности которой к продольной оси симметрии резца больше угла наклона боковой поверхности рабочей головки к той же оси, и с державкой, которая

размещена с зазором в продольном

отверстии держателя кулака и установлена с возможностью вращения, продольного перемещения и углового отклонения от продольной оси симметрии продольного отверстия в держателе кулака, о тличающи й- с я тем, что, с целью увеличения его долговечности за счет повышения износостойкости рабочей головки резца, угол наклона боковой поверхности рабочей головки У к продольной оси симметрии резца равен

f 9/2 - arctg - , град,

0

5

где б - угол конусности режущей головки твердосплавного керна, град;

макс величина максимального зазора между державкой и держателем в его продольном отверстии при максимальном угловом отклонении державки, мм; Z - длина продольного отверстия

в держателе кулака, мм при этом длина образующей S усеченного конуса рабочей головки равна

5 1469124

J -4(G l,-lj,,)41+tg2;c), , где 1 - длина твердосплавного кер- с на, MMj

Фиг.

длина выступающей над рабочей головкой части твердосплавного керна, мм; 0,5-0,7 - эмпирический коэффициент.