Гірничорізальний інструмент обертальної дії

1. Гірничорізальний інструмент обертальної дії, що містить різець, який складається із хвостовика і головки з твердосплавною вставкою, яка має плоский торець, і обойму для кріплення в ній різця, який відрізняється тим, що між торцем хвостовика і обоймою застосована опора, яка сприймає зусилля, що діє на торець твердосплавної вставки. 2. Гірничорізальний інструмент обертальної дії із обоймою за п. 1, який відрізняється тим, що опора виконана у вигляді кулі, півкулі або лінзи. 3. Гірничорізальний інструмент обертальної дії за пп. 1 і 2, який відрізняється тим, що твердосплавна вставка головки виконана суцільною або кільцевою із окремих сегментів, товщина вставки різна по висоті, а саме, у робочому торці товща, ніж у основі. 4. Гірничорізальний інструмент обертальної дії за пп. 1, 2 і 3, який відрізняється тим, що в обоймі закріплена загартована втулка з ущільненням, а у корпусі обойми і в хвостовику різця виконані канали з мастилом і штовхачами, які мають можливість переміщувати мастило в зони тертя. UA (21) a200901072 (22) 10.02.2009 (24) 25.11.2011 (46) 25.11.2011, Бюл.№ 22, 2011 р. (72) ЛІНЕНКО-МЕЛЬНІКОВ ЮРІЙ ПЕТРОВИЧ, ЛІНЕНКО-МЕЛЬНІКОВ ІГОР ЮРІЙОВИЧ, АГЕЄВА ІРИНА ЮРІЇВНА, АГЕЄВ СЕРГІЙ ЄВГЕНОВИЧ (73) ЛІНЕНКО-МЕЛЬНІКОВ ЮРІЙ ПЕТРОВИЧ, ЛІНЕНКО-МЕЛЬНІКОВ ІГОР ЮРІЙОВИЧ, АГЕЄВА ІРИНА ЮРІЇВНА, АГЕЄВ СЕРГІЙ ЄВГЕНОВИЧ (56) US 5009271 A, 23.04.1991 US 4343516 A, 10.08.1982 US 3148741 A, 15.09.1964 US 3260319 A, 12.07.1966 US 1762504 A, 10.06.1930 WO 84/03649 A1, 27.09.1984 GB 1271339 A, 19.04.1972 GB 625243 A, 23.06.1949 US 1572349 A, 09.02.1926 EP 0149207 A2, 24.07.1985 GB 204780 A, 08.10.1923 SU 1157228 A, 23.05.1985 SU 562648 A, 29.08.1977 RU 2247212 C1, 27.02.2005 US 2662738 A, 15.12.1953 C2 2 (19) 1 3 породою. Завдяки цьому повороту під дією складової сили тертя на задній поверхні робочої частини твердосплавної вставки виникає крутильний момент, який забезпечує обертання інструменту. При роботі таким РОД у зоні контакту з породою знаходиться велика площа робочої поверхні твердосплавної вставки, що є причиною значних зусиль подачі Ру і різання Pz. Це є причиною руйнування як твердосплавної вставки, так і хвостовика. Різання супроводжується високою динамічністю процесу. Коефіцієнт динамічності дорівнює від 3 до 5. Але найбільша загроза руйнування інструмента виникає в тому разі, коли відсутнє його обертання [2, рис. 3,в]. В цьому випадку здійснюється знос твердосплавної вставки і головки різця, з одного боку, швидко зростає поверхня зносу, і відбувається руйнування інструменту. Ненадійне обертання різця пов'язано з тим, що радіус прикладення сили на обертання занадто малий у порівнянні з радіусом дії сил гальмування. В основу винаходу поставлено задачу такого удосконалення ріжучого інструменту обертальної дії, при якому зменшується поверхня контакту з породою і зусилля на інструменті. Напрямок дії найбільш вагомої складової зусилля різання Ру спрямовано не на згин різця, а діє вздовж його осі, що забезпечує підвищений момент, який спричиняє обертання різця, і зменшений гальмівний момент завдяки застосуванню кулькової опори. Завдяки наявності ущільнення здійснюється подача мастильного матеріалу в зони тертя між обоймою і хвостовиком інструмента. Для вирішення цієї задачі гірничорізальний інструмент обертальної дії [РОД] містить різець, що складається із хвостовика і головки з твердосплавною вставкою, яка має плоский торець, і обойму для закріплення в ній різця. Останній відрізняється тим, що між торцем хвостовика і обоймою застосована опора, яка сприймає зусилля, діюче на торець твердосплавної вставки. Опора виконана у вигляді кулі, півкулі або лінзи, а твердосплавна вставка головки здійснена суцільною або кільцевою із окремих сегментів різної товщини по висоті, а саме, у робочому торці вона товща, ніж у основі. В обоймі закріплена загартована втулка з ущільненням, а у корпусі обойми і у хвостовику різця виконані канали з мастилом і штовхачами, які мають можливість пересувати мастило в зони тертя. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, і технічними результатами, які досягаються при їх реалізації, полягає у наступному. Стійкість інструменту обертальної дії у декілька разів перевищує стійкість звичайного гірничорізального інструменту завдяки тому, що у контакті з породою ділянка ріжучої кромки постійно змінюється, при цьому її площа залишається стабільною. У зв'язку з тим, що у відомому РОД ця площа завжди значно більша, ніж у звичайних різців, сили різання також великі, що веде до руйнування інструмента і припинення обертання в умовах, коли в опорі існує абразивний пил. В цьому разі стійкість РОД дуже мала (див. [3], рис. 3). Завдяки винаходу всі ці негативні явища ліквідуються. 96606 4 Зменшуються зусилля на різці і гальмівний момент в опорі, підвищується обертальний момент. Винахід проілюстровано кресленнями, де на фіг. 1 показано вигляд на запропонований РОД збоку в розрізі, на фіг. 2 вигляд на робочу поверхню твердосплавної вставки, розріз по А-А на фіг. 1. На фіг. 3 показаний відомий РОД, а на фіг. 4 - поверхня контакту Fk з породою і вектори діючих швидкостей. Гірничорізальний інструмент обертальної дії містить різець 1, який складається із хвостовика 2 і головки 3 з твердосплавною вставкою 4, яка має плоский торець 5, і обойму 6 для кріплення в ній різця, згідно з винаходом між торцем 7 хвостовика і обоймою застосована опора 8, яка сприймає зусилля Ру, що діє на торець твердосплавної вставки. Опора може бути здійснена у вигляді кулі, півкулі або лінзи. Твердосплавна вставка головки здійснена суцільною 4 або кільцевою із окремих сегментів 9 різної товщини по висоті, а саме, у робочому торці 5 товща, ніж у основі 10. В обоймі 6 закріплена загартована втулка 11 з ущільненням 12, а у хвостовику і в обоймі виконані канали 13 з мастилом 14 і штовхачами 15, які мають можливість пересувати мастило в зони тертя. Після встановлення різця 2 в обойму 6 він фіксується скобою 16. Існуючий РОД (фіг. 3) має велику поверхню Fk у зоні контакту з породою при відносно малій ширині поверхні різання ПР (фіг. 4). Зусилля різання Pz і подачі Ру, рівнодіюча яких Р спрямована вздовж осі різця, сприймається шайбою 17, яку встановлено між головкою різця і обоймою, і яка має велику поверхню контакту, що збільшує зусилля тертя в опорі. У зв'язку з тим, що експлуатація існуючих РОД здійснюється без застосування мастил, а затрати на тертя в опорі значні, трапляється, що обертання різця не здійснюється, що приводить до його руйнування. Запропонований інструмент обертальної дії працює таким чином. При роботі в контакті з породою знаходиться лише різальна кромка 19, довжиною Lk (фіг. 2), поверхня контакту якої поступово зростає у міру затуплення твердосплавної вставки. Швидкість обертання РОД залежить від швидкості різання Vp і кута (фіг. 2), на який повернута вісь симетрії зони контакту задній поверхні різця з породою відносно вектора швидкості різання. Якщо момент тертя в опорі малий, то Vo=Vp*sinλ. В дійсності момент тертя і відповідно йому приведена сила Рт (фіг. 2) можуть мати різне значення. Чим більше швидкість обертання Vo, тим надійніше працює РОД. Цьому сприяє уведення в пропонований РОД опори 8 у торці 7 хвостовика 2 і система змащення поверхонь тертя в обоймі, а також значно більший радіус R1 (фіг. 1) у порівняні з радіусом R2 (фіг. 3), тому що в зоні контакту (фіг. 2) на осі відомого різця радіус дорівнює 0. Завдяки тому, що процес різання супроводжується високою динамічністю і частотою коливань інструменту, штовхачі 15, розміщені у каналах 13 різця і опори, разом з мастилом 14 коливаються і виштовхують мастило, наприклад, суміш лускатого графіту з вазеліном в зоні тертя хвостовика 2 і 5 обойми 6. Мастило в зонах тертя постійно змінюється. Таким чином, зменшення зусиль на різці в зоні контакту при збільшенні довжини ріжучої кромки з породою і обертального моменту, а також завдяки застосуванню по осі хвостовика 2 опори 8 і використанню в зонах тертя між хвостовиком і обоймою мастил 14, подача яких здійснюється під дією коливань штовхачем 15, стійкість запропонованого РОД значно підвищується, а його енергоємність зменшується. Представлені дані обґрунтовують рішення поставленої задачі і промислове застосування заяв 96606 6 леного гірничорізального інструменту обертальної дії з обоймою. ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ:. 1. Авт. свідоцтво № 562648 "Самовращающийся резец для резания горних пород". /Ю.П. Ліненко-Мельников и др.-Опубл. 25. 06. 77. Бюл. № 23. 2. Линенко Ю.П. и др. Разработка и испытания стержневых резцов для проходческого комбайна ПК - 9Р. - В сб. Горный породоразрушающий инструмент.-К.-Техніка, 1967.-с. 101-105. 3. Вировец Л.Н. и др. Отечественные резцы для дорожно-фрезерных машин // Інструментальний світ.-2005, № 2 (26)-с. 25-27. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 96606 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601