Разъемный поворотный резец для горных комбайнов

Полезная модель относится к горному делу, а конкретнее к режущему инструменту, используемому на шнековых добычных и на проходческих комбайнах, применяемых в угольной промышленности. Отличие разъемного поворотного резца для горных комбайнов, заключается в том, что тело резца выполняется разъемным, включающим собственно резец-стержень и съемную головку резца, соединяемую со стержнем через самотормозящееся конгруэнтное конусное соединение по всей длине контакта или по части его, при этом на наружной поверхности головки создаются продольные впадины, имеющие свободный выход на задний торец головки.

Предлагаемый разъемный поворотный резец для горных комбайнов относится к горному делу, а конкретнее к режущему инструменту, используемому на исполнительных органах (шнек, корона и т.д.) добычных и проходческих комбайнов, применяемых в угольной промышленности.

Известен тангенциальный поворотный резец для горных комбайнов [1], представляющий собой единое тело, состоящее из хвостовика, головки и впаянной в головку твердосплавной вставки. Серьезными недостатками такого резца являются, во-первых, большая концентрация напряжений в галтели перехода от головки к хвостовику, приводящая к его поломкам в переходном сечении от головки к хвостовику, а, во-вторых, невозможность использования элементов резца после выхода его из строя или по причине износа твердого сплава, или по причине износа головки резца.

Задачей настоящей полезной модели является устранение недостатков прототипа. Суть предложенной полезной модели заключается в том, что создается новый разъемный поворотный резец для горных комбайнов, отличающийся тем, что тело резца выполняется разъемным, включающим собственно резец-стержень и съемную головку резца, соединяемую со стержнем через самотормозящееся конгруэнтное конусное соединение по всей длине контакта или по части его, при этом на наружной поверхности головки создаются продольные впадины, имеющие свободный выход на задний торец головки.

Предлагаемый разъемный поворотный резец показан на фигурах 1, 2, 3 и 4. На фигурах обозначены: 1 - стержень резца, 2 - наконечник стержня резца, 3 - твердосплавная вставка резца, 4 - съемная головка резца, 5 - конический участок стержня резца, 6 - хвостовик резца, 7 - узел крепления резца в кулаке шнека или короны комбайна, 8 - конический участок съемной головки резца, 9 - продольные впадины на наружной поверхности головки резца, 10 - задний торец головки резца, L_Г - продольная длина съемной головки, L_К - длина конического участка стержня и головки резца, d_Н - наибольший диаметр наконечника, d_С - диаметр стержня резца.

На фигуре 1 показан цилиндрический стержень резца 1 с наконечником 2, твердосплавной вставкой 3, коническим участком стержня 5, хвостовиком 6 и узлом крепления 7. На фигуре 2 показана головка 4 с коническим участком 8, конгруэнтным с коническим участком стержня резца, с выемками 9 на наружной поверхности, имеющими свободный выход на задний торец 10 головки. На фигуре 3 показано продольное сечение разъемного резца, включающего твердосплавную вставку 3, наконечник 2, съемную головку 4 конгруэнтную со стержнем 1 по коническому участку 5-8 и имеющую на наружной поверхности продольные выемки 9, имеющие свободный выход на задний торец 10 головки. На фигуре 4 показан в аксонометрии разъемный резец со всеми обозначениями, повторяющими обозначения фигуры 3.

Отличие предлагаемого разъемного резца от известного заключается в следующем. Чтобы удалить полностью возможность концентрации напряжений в сечении перехода головки резца к хвостовику, что имеет место в прототипе, головка 4 (фигура 4) выполняется раздельно от стержня 1, чем исключается само сечение перехода. Надежное закрепление головки 4 на стержне 1 достигается соединением их через конгруэнтные (совпадающие) конические поверхности, обеспечивающие их самоторможение, т.е. невозможность самопроизвольного рассоединения. Как известно из теории конических соединений [2, с.264], самоторможение гарантируется тем, что угол наклона конических участков выбирается меньшим, чем угол трения между парой трения: хвостовик-головка, определяющийся материалами, из которых изготавливаются хвостовик и головка. Если детали изготавливаются стальными, для которых угол трения находится в пределах 6-8°, то угол наклона конических поверхностей от 7° и ниже обеспечит самоторможение. Длина конического участка соединения L_К (фигура 3) может приниматься от длины головки L_Г , до минимального его значения, определяемого углом наклона конуса, диаметром стержня резца d_С и диаметром наконечника d_Н

Выполняемые на наружной поверхности головки выемки имеют свободный выход на задний торец головки. Выемки на наружной поверхности создаются с целью улучшения условий проворачиваемости резца относительно его геометрической оси, а свободный выход их на задний торец уменьшает сопротивление взаимодействия резца с пластом угля.

Собирается разъемный резец так: на стержень 1 (фигура 4) надевается съемная головка 4 и далее динамически или статически насаживается на конус стержня до обеспечения надежного соединения деталей.

Работает собранный резец следующим образом. Он устанавливается в кулак шнека или короны комбайна, закрепляется в кулаке и воздействует своей твердосплавной вставкой на пласт угля, при этом выемки на головке резца способствуют его проворачиваемости вокруг собственной геометрической оси.

Источники информации

1. Полезная модель РФ №44744. Тангенциальный поворотный резец. Бюлл. №9, 27.03.2005 г.

2. О.Д.Алимов, Л.Т.Дворников. Бурильные машины. Изд. «Машиностроение», Москва, 1974, с.296.

Разъемный поворотный резец для горных комбайнов, включающий в себя головку резца, хвостовик резца, твердосплавную вставку и узел крепления резца в кулаке комбайна, отличающийся тем, что тело резца выполняется разъемным, включающим собственно резец-стержень и съемную головку резца, соединяемую со стержнем через самотормозящееся конгруэнтное конусное соединение по всей длине контакта или по части его, при этом на наружной поверхности головки создаются продольные впадины, имеющие свободный выход на задний торец головки.