Породоразрушающий резец Советский патент 1992 года по МПК E21C25/38 

Изобретение относится к породоразру- шающей технике и предназначено для разрушения смерзшейся горной массы и скальных пород, а также монолитных глыб и крупногабаритных включений в составе сы- пучих материалов.

Целью изобретения является повышение эффективности и производительности.

На чертеже представлено устройство, продольный разрез.

Породоразрушающий резец содержит стержень 1 с хвостовиком 2 для взаимодействия с упором резцедержателя (не показа- ны) и с кольцевой проточкой 3, твердосплавную вставку 4, установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно стержня и твердосплавной вставки, рабочую головку 5 для размещения в резцедержателе с осевым каналом для размещения твердосплавной вставки и с расточкой 6 для размещения стержня, установленный в кольцевой проточке стержня стопорный элемент 7 и расположенную в расточке 8 рабочей головки пружину 9, которая установлена с возмож- ностью взаимодействия с рабочей головкой и торцом 10 стержня. Резец снабжен ударником 11 с осевым гнездом 12 для размещения хвостовой части - твердосплавной вставки с радиальным каналом 13 для раз- мещения фиксатора 14. Фиксатор с отверстием 15 для прохода твердосплавной вставки установлен с возможностью ограниченного перемещения в радиальном канале ударника и одним концом 16 подпружинен относительно ударника. Стержень выполнен с расположенными по продольной оси резца каналом для размещения хвостовой части твердосплавной вставки, полостью 17 для размещения фиксатора, боковые стенки которой имеют участок 18 в виде усеченного конуса, и гнездом 19 для размещения ударника. При этом твердосплавная вставка установлена с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно рабочей головки и стержня и

подпружинена относительно последнего со стороны хвостовика стержня. Ударник установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения в гнезде стержня и подпружинен относительно последнего. Фиксатор установлен с возможностью взаимодействия своим вторым концом с боковой стенкой полости для размещения фиксатора в стержне, твердосплавная вставка установлена с возможностью взаимодействия своим торцом с фиксатором, а величина осевого перемещения ударника равна длине конического участка полости для размещения фиксатора в стержне по продольной оси резца, причем максимальная величина осевого перемещения рабочей головки относительно стержня разности между длиной кольцевой проточки на стержне и длиной стопорного элемента по продольной оси резца и равна менее глубины осевого гнезда в ударнике, а половина разности диаметром большего и меньшего оснований усеченного конуса конического участка полости для размещения фиксатора равна расстоянию между продольной осью резца и продольной осью отверстия для прохода твердосплавной вставки в фиксаторе.

Фиксатор подпружинен относительно ударника посредством пластинчатой пружины 20, один конец которой закреплен на конце фиксатора, а ударник выполнен с продольным пазом 21 для размещения пластинчатой пружины, причем пластинчатая пружина установлена с возможностью взаимодействия с ударником и стержнем. Стер- жень установлен с возможностью взаимодействия с дном 22 расточки в рабочей головке, а ударник установлен с возможностью взаимодействия с дном 23 осевого гнезда в стержне.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии резца на разрушаемую горную массу происходит сжатие пружины 9, режущая кромка твердосплавной

вставки 4 оголяется, увеличивается удельное давление в центре резца, приводящее к трещинообразованию. Если на пути резца попадают глыбы смерзшейся массы, льда, например, на решетках приемных бункеров вагоноопрокидывателей на ТЭС, получающих смерзшийся уголь, а также крупнокусковой уголь,в т.ч. в смеси с сыпучим углем, то происходит значительное сжатие пружи- ны 9, а также возвратной пружины 24 твердосплавной вставки и пружины 25, которая, сжимаясь, накапливает кинетическую энергию в ударном бойке 11. Фиксатор 14, перемещаясь по оси резца под воздействием хвостовика твердосплавной вставки 4 и перпендикулярно оси резца под воздействием конусной поверхности 18, доходит до положения, при котором происходит совпадение отверстий 15 и 12 фиксатора и бойка. При этом твердосплавная вставка 4 под воздействием силы, разрушающей массу, находится в крайнем сжатом положении пружины 24, а ударный боек под воздействием разжимающейся сжатой пружины 25 сообщает резкий импульс кинетической энергии хвостовику твердосплавной вставки 4. Сила, прилегаемая исполнительным органом машины, предназначенной для переработки (резания) скальных -пород или смерзшейся горной массы, складывается с энергией резкого удара бойка 11, импульс которой вызывает ускорение трещинообразования и разрушения горной массы.

Резец испытывался в установке для ре- зания смерзшегося твердого топлива, (УРСТТ). Усилие возвратной пружины 24 твердосплавной вставки выбрано в пределах 1-3 МПа, достаточное для расштыбовки отверстия в случае забивания отверстия для прохода, твердосплавной вставки 4 через осевое отверстие, возвратной пружины 9 - в пределах, обеспечивающих удельное давление на режущую кромку резца около 10,0 МПа, достаточное для эффективной работы резца при разрушении преимущественно смерзшихся кусков льда, выгружаемых на поверхность решетки из нижней части вагонов при снижении температуры окружающего воздуха до 15-20°С и не проходящих через ячейки приемного бункера, а усилие накопительной пружины 25 и масса ударного бойка 11 - в пределах, обеспечивающих суммарную силу разрушающего удара 50,0- 70,0 МПа, которая необходима для разруше- ния смерзшейся горной массы самого прочного в смерзшемся состоянии экибаз- стузкого угля, а также кускового угля других марок.

Испытания показали, что для получения одинакового эффекта при разрушении

смерзшейся массы известным породораз- рушающим резцом необходима скорость внедрения 10-12,5 м/с, предлагаемый резец достаточно внедрять со скоростью 2-3 м/с при одинаковой массе исполнительного органа установки УРСТТ.

Таким образом, применив предлагаемый резец, ожидается повышение эффективности и производительности резания установки более чем в 2 раза, а на смерзшейся горной массе и на скальных породах - до 5 раз.

Формула изобретения 1. Породоразрушающий резец, включающий стержень с хвостовиком для взаимодействия с упором резцедержателя и с кольцевой проточкой, твердосплавную вставку, установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно стержня и рабочей головки, рабочую головку для размещения в резцедержателе с осевым каналом для размещения твердосплавной вставки и с расточкой для размещения стержня, установленный в кольцевой проточке стержня стопорный элемент и расположенную в расточке рабочей головки пружину, которая установлена с возможностью взаимодействия с рабочей головкой и торцом стержня, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности его работы за счет ускорения трещинообразования при разрушении прочных и хрупких пород и смерзшейся горной массы, он снабжен ударником с осевым гнездом для размещения хвостовой части твердосплавной вставки с радиальным каналом для размещения фиксатора и фиксатором с отверстием для прохода твердосплавной вставки, который установлен с возможностью ограниченного перемещения в радиальном канале ударника и одним концом подпружинен относительно ударника, а стержень выполнен с расположенными по продольной оси резца каналом для размещения хвостовой части твердосплавной вставки, полостью для размещения фиксатора, боковые стенки которой имеют участок в виде усеченного конуса, и гнездом для размещения ударника, при этом ударник установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения в гнезде стержня и подпружинен относительно последнего, фиксатор установлен с возможностью взаимодействия своим вторым концом с боковой стенкой полости для размещения фиксатора в стержне, а твердосплавная вставка установлена с возможностью взаимодействия своим торцом с фиксатором, величина осевого перемещения ударника по продольной оси резца равна длине конического участка полости для размещения фиксатора в стержне, причем максимальная ве- личина осевого перемещения рабочей головки относительно стержня равна разности между длиной кольцевой проточки на стержне и длиной стопорного элемента по продольной оси резца и не менее глубины осевого гнезда в ударнике, а половина разности диаметров большего и меньшего оснований усеченного конуса конического участка полости для размещения фиксатора в стержне равна расстоянию между продольной осью резца и продольной осью отверстия для прохода твердосплавной вставки в фиксаторе.

0

5

2.Резец по п.1,отличающийся тем, что фиксатор подпружинен относительно ударника посредством пластинчатой пружины, один конец которой закреплен на конце фиксатора, а ударник выполнен с продольным пазом для размещения пластинчатой пружины, причем пластинчатая пружина установлена с возможностью взаимодействия с ударником и стержнем.

3.Резец по п. 1, отличающийся тем, что стержень установлен с возможностью взаимодействия с дном расточки в рабочей головке, а ударник установлен с возможностью взаимодействия с дном осевого гнезда в стержне.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разрушения горных пород исполнительными органами горных машин. Цель изобретения - повышение эффективности его работы за счет ускорения трещинообразования при разрушении прочных и хрупких пород и смерзшейся горной массы. Стержень 1 резца соединен с рабочей головкой 5 через пружину 9, а твердосплавная вставка 4, размещенная в рабочей головке 5, подпружинена относительно стержня 1 и его хвостовая часть входит в осевое гнездо 12 ударника 11 при движении последнего под действием пружины 25. При движении ударника 11 фиксатор 14 располагается таким образом, что его отверстие 15 для прохода твердосплавной вставки располагается соосно с осевым гнездом 12. Фиксатор 14 располагается