"Породоразрушающий инструмент горной машины типа "ВеRмаN" Советский патент 1992 года по МПК E21C25/38 E21C35/18 E02F9/28 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для оснащения рабочих органов горных и землеройных машин.

Известен породоразрушающий инструмент горной ма шины, включающий хвостовик и образованную расположенными под углом друг к другу передней волнообразной поверхностью с выкалывающим элементом и задней волнообразной поверхностью клинообразную рабочую часть 1.

Недостатком аналога является то, что конструкция не обеспечивает инициирования турбулизированных вихрей в начале клинообразной рабочей части инструмента. Во-вторых, не обеспечивается отвод высокочастотной энергии из массива в процессе внедрения в него инструмента. А это приводит к образованию кристаллитов из двуокиси кремния - составляющей части вскрышных пород.

Наиболее близким к предлагаемому является породоразрушающий инструмент горных машин, включающий хвостовик и образованную расположенными под углом друг к другу передней волнообразной поверхностью с выкалывающим элементом и задней волнообразной поверхностью клинообразную рабочую часть с расположенным вдоль продольной оси симметрии передней поверхности выступом каплеобразной формы, который плавно сопряжен с выкалывающим элементом 2.

Недостатком прототипа является то, что при врезании в монолит разрушаемой породы не обеспечивается из нее отвод высокочастотной энергии, что приводит к образованию повышенного количества кристаллитов кварца из диспергированной массы. Как известно, при переходном процессе - врезании - выкалывающий элемент (площадка износа) и задняя поверхность инструмота изнаыиеэются более интенсивно, чом при устлчопивч емся процессе рыхлеЧ ЛЯ,

Цоп изобретен и т: повышенна долговечности рабпти инструмента nyieM сниже- пня абрззиомого износа выкалывающего элемента и заднрй поверх; incH рабочем части зп счет отвода высокочасллтмой энергии из спесива в процессе вччдречча и него инструмента.

Указанная цель достигается тем, что по- родоратрушающий инструмент горной машины, включающий хвостович и образованную расположенными под углон друг к другу передней волнообразной по- верхностью с выкалывающим элементом и задней волнообразной поверхности клинообразную рабочую часть с расположенным вдоль продольной оси симметрии передней поверхности выступом разной формы, который плаьно сопряжен с выкалывающим элементом, передняя поверхность рабочей части выполнена о дополнительным выступом каплеобразной формы, который расположен на выпуклости передней поверхности вдоль продольной оси симметрии передней поверхности.

Сущность изобретения состоит в том, что при врезании в монолит разрушаемой породы обеспечивается из нее отвод высо- кочзстотной энергии. Как известно, в таких породах, как песчаник, гранит, базальт, диабаз, гравий и др. содержится от 60 до 80% двуокись кремнии. При образовании объемного напряженное состояния перед инст- румонюм из разрушаемой массы породы ему предшествует гольцовая зона смятия, создающая своеобразный тороидальный резонатор. В соответствии с пьезоэффек- том с частотой сдвиговых деформаций в кольцевой зоне смятия тчинает циркулировать высокочастотная энергия, создавая магнитное поле. Попадая в область максимальной плотности магнитного поля, частички диспергированной массы, получа- ющжзся в процессе разрушение, плавятся, а затем кристаллизуются. В результате, из пылевых частичек, имеющих до 60 -80% двуокиси кремния, образуются зерна-кристаллиты хрусталя, мориона, раух-топазо, кварца величиной 0,01-0,3 мм с твердостью по Моосу, равной 7 и микротвердость - до 2500 МПа. Чем больше образуется этих частичек, тем больше абразивный износ.

При установившемся процессе рыхления, заявка № 4728913/03, передний цент- ральный выступ каплеобразной формы обеспечивает кроме образования турбули- зированного слоя, подавляющего отрыв ламинарного пограничного слоя, еще и отвод

высокочастотной энергии и зоны смятия - тороидального резонатора, тяк как он - выступ каплеобразной формы -- в данном слу- ЧР З - выполняет функцию электрода. Накпдясь о опе максимального магнитного поля, передний выступ каплевидной формы выводит высокочастотную энергию {23ЯР Гц) и преобразует ее п тепло.

При презании в монолит разрушаемой мзссы передний вые г/ч каплевидной формы не попадает в зону максимального магнитного попя фиг.4 и пся т1соко асто1ная энергия идет на образование зерен-кристаллитов по всему кольцевому контуру.

Установка на выпуклое и передней поверхности выступов г.яплевчдноП формы обеспечипа т интенсивный вывод высокочастотной энергии с температурой до 1200°С, в процессе срезания инструмента, чем обеспечивает существенное снижение образовании зерен кристс ллиточ.

Совокупно ль чрчзнэкоо по волчет получить повышечнуо углойчипосзь геоди- нэмичзских процег. на передней поверхности при рыхлпнн ы, к toiMy о, пыоод зь соко лстонюп энергии но зоны смятия породы, np-yiiuocTByiGLUPii .syiouic iycsi

оПЪОГ ЧОМу l-SnnpJOKfiHHO iy ГОСГОЯПИЮ ИЗ

рятрушяр,м %й породы, ч го предотвращает обрз сгтч лс тбрз) зере 1-криг,галли- топ, В совокупности з«о обеспечивает повышение чзяососгойкосги рабочей части породсразрушающр to. инструмента.

Отличит ельник признак не обнаружены г новостных технических решениях, следовательно, предлагаемое решение со- ответствург критерию: существенные отличия.

На фиг,1 представлен профиль коронки рыхлителя бульдозера; фиг,2 - то же, РИД коронки рыхлителя в плане; фиг.З - пзаимо- действис коронки рыхлителя с породой при установившемся процессе рыхления; фиг.4 - внедрение коронки рыхлителя в монолит породы.

Породорзарушающий инструмент горной машины включает хвостовик 1 и, образованную расположенными под углом друг к другу передней волнообразной поверхностью 2 с выкалывающим элементом 3 и задней волнообразной поверхностью 4 клинообразную рабочую часть 5 с расположенными вдоль продольной оси симметрии передней поверхности 2 выступом каплеобразной формы б, когорый плавно сопряжен с выкалывающим олепонтом 3, к тому же передняя поверхность 2 рабочей части 5 выполнена с дополнительным выступом каплеобразной формы 7, который располо- жеи на выпуклости В передней поверхности

2 вдоль продольной оси симметрии передней поверхности 2.

В процессе внедрения породоразруша- ющего инструмента горной машины передним выступом каплевидной формы б в монолит породы, порода деформируется и образуется зона смятия - тороидальный резонатор 9 с зоной 10 максимальной плотности магнитного поля и объемное напряженное состояние 11, которое при определенном количестве закаченной энергии отделяется от основного массива забоя. Образующаяся диспергированная масса - пылевые частички породы, попадая в кольцевую зону смятия 9, не получают достаточ- но высокочастотной энергии, так как в нее введен второй электрод (впоследствии - третий)-дополнительный выступ каплевидной формы 7. В результате отвода высокочастотной энергии дополнительными выступами каплевидной формы 7, образуется минимальное количество зерен-кристаллитов, что существенно снижает износ клинообразной рабочей части 5 и, в особенности, задней поверхности 4 и выкалыва- ющего элемента 3.

Эффект от внедрения 4000 штук коронок новой конструкции может составить

в год за счет повышения долговечности 720 тыс. рублей.

Формула изобретения Породоразрушающий инструмент горной машины, включающий хвостовик и образованную расположенными под углом друг к другу передней волнообразной поверхностью с выкалывающим элементом и задней волнообразной поверхностью клинообразную рабочую часть с расположенным вдоль продольной оси симметрии передней поверхности выступом каплеобразной формы, который плавно сопряжен С выкалывающим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности его работы путем снижения абразивного износа выкалывающего элемента и задней поверхности рабочей части за счет отвода высокочастотной энергии из массива в процессе внедрения в него инструмента, передняя поверхность рабочей части выполнена с дополнительным выступом каплеобразной формы, который расположен на выпуклости передней поверхности вдоль продольной оси симметрии передней поверхности.

Сущность изобретения: инструмент содержит хвостовик и клинообразную рабочую часть. Рабочая часть образована расположенными под углом друг к другу передней волнообразной поверхностью с выкалывающим элементом и задней волнообразной поверхностью. На передней поверхности вдоль ее продольной оси расположен выступ каплеобразной формы. На передней поверхности расположен также дополнительный выступ каплеобразной формы. Дополнительный выступ расположен на выпуклости передней поверхности вдоль продольной оси симметрии передней поверхности. 4 ил.

Фиг.Г

Фиг.г

& 7

x

(

/fyҐs

}L;/)