Гірничорізальний інструмент обертальної дії з алмазно-твердосплавним елементом

Реферат: Винахід належить до гірничорізальних інструментів обертальної дії з алмазно-твердосплавним елементом. Гірничорізальний інструмент має обойму з отвором, по осі якого установлений різець з можливістю вільного обертання навколо осі. На торці різця по його осі закріплена твердосплавна шайба з центруючим виступом. По периферії шайби нанесений алмазний шар у вигляді кільця шириною від 2 до 3 розмірів його товщини. Шар може бути розташований або на плоскому торці твердосплавної шайби, або на її циліндричній поверхні, або одночасно на плоскому торці і на циліндричній поверхні в залежності від кута нахилу осі інструмента відносно оброблюваної поверхні. Винахід сприяє підвищенню стійкості, швидкості різання інструмента у порівнянні з існуючими, зниженню енергоємності процесу різання. UA 98977 C2 (12) UA 98977 C2 UA 98977 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до гірничорізального інструмента (ГРІ), у якого алмазно-твердосплавна різальна кромка обертається навколо своєї осі при взаємодії з породою. Такий інструмент корисно використовувати на гірничих прохідницьких і видобувних комбайнах, а також на фрезерно-барабанних машинах для руйнування шляхового покриття при ремонті асфальтобетонних доріг. Відомі різці обертальної дії для руйнування гірничих пород, наприклад, патент фірми «Сандвік АВ» № WO 02/095190 А1, дата міжнародної публікації 28.11.2002р., або винахід по заявці № 200901072 від 10.02.2009 «Гірничорізальний інструмент обертальної дії». Ці різці мають твердосплавне оснащення з робочою частиною різної форми. Найбільш близьким по технічній суті до запропонованого інструмента є гірничорізальний інструмент обертальної дії по заявці на патент № 200901072 від 10.02.2009. Відомі інструменти мають головку з твердосплавною вставкою, робоча частина якої виконана у вигляді конуса, або має плоский торець залежно від того під яким кутом вісь різця розташована відносно поверхні, що обробляється. Різці, у яких твердосплавна вставка має плоский торець, більш надійні в експлуатації завдяки стабільному обертанню. Вони мають підвищений крутний момент і менший момент тертя в опорі. При всьому тому стійкість твердосплавної робочої частини цього різця значно менша, ніж у алмазнотвердосплавній пластині, якою армований запропонований різець. В основу винаходу поставлено задачу такого удосконалення ріжучого інструмента обертальної дії, яке дозволить застосувати на ньому алмазно-твердосплавні елементи (ATE) завдяки чому поверхня контакту з породою і зусилля на інструменті зменшаться. Таким чином, стійкість інструмента і його швидкість різання будуть збільшені. Для вирішення цієї задачі (ГРІ) обертальної дії з алмазнотвердосплавним елементом складається із обойми з отвором, по осі якої установлений різець з можливістю вільного обертання навколо своєї осі, який відрізняється тим, що на торці різця по його осі закріплений алмазно-твердосплавний елемент у вигляді шайби, яка у радіальному перерізі має виступ, що її центрує, а алмазний шар виконаний по периферії шайби у вигляді кільця шириною від 2 до 3 розмірів його товщини, при цьому алмазний шар розташований на плоскому торці твердосплавної шайби, або на її циліндричній поверхні, або одночасно на плоскому торці і на циліндричній поверхні залежно від кута нахилу осі інструмента відносно оброблюваної поверхні. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявлені, і технічними результатами, які досягаються при їх реалізації, полягає у наступному. Як відомо, стійкість інструмента обертальної дії значно перевищує стійкість звичайного гірничо-різального інструмента. Це стосується тих випадків, коли його робоча частина армована твердим сплавом. Впровадження алмазно-твердосплавних елементів (ATE ) при певних умовах у десятки разів підвищує його стійкість, особливо при обробці абразивних гірничих порід. Але застосування ATE не завжди вдається. Для їх використання у гірничо-різальному інструменті обертальної дії треба було вирішити деякі задачі, а саме, закріплення ATE по осі різця і розташування алмазного шару по кільцю навколо різальної кромки, тому що покриття алмазним шаром всієї поверхні пластинки дуже підвищує її вартість, тоді як з породою контактує лише мала її кромка. Це особливо важливо на різцях обертальної дії, тому що у них працює алмазна кромка по всьому периметру шайби і стійкість інструмента найвища. Застосування ATE на різцях обертальної дії зменшує зусилля різання і гальмувальний опір у опорі, що підвищує надійність обертання і термін праці інструмента. Винахід проілюстровано кресленням, де на фіг. 1 показано вигляд на ГРІ обертальної дії при розташуванні алмазного шару на плоскому торці твердосплавної шайби, на фіг. 2 - вигляд на ГРІ при розташуванні алмазного шару на циліндричній поверхні твердосплавної шайби і на фіг.3 - радіальний розріз по шайбі, де алмазний шар розташований на плоскому торці шайби (фіг.3,а), циліндричній поверхні (фіг.3,б) і на плоскому торці/ циліндричної поверхні (фіг.3,в). ГРІ обертальної дії містить обойму 1 з отвором, по осі 2 якого розташований різець 3, який містить хвостовик 4 і головку 5. Різець має можливість вільного обертання навколо своєї осі. На головці 5 різця закріплений алмазно-твердосплавний елемент у вигляді шайби 6, яка у радіальному перерізі має виступ 7, що її центрує, а алмазний шар виконаний по периферії шайби у вигляді кільця 8 з шириною b від 2 до 3 розмірів його товщини h, при цьому алмазний шар може бути розташований на плоскому торці 8 (фіг. 3,а) твердосплавної шайби або на її циліндричній поверхні 9 (фіг.3,б), або одночасно на плоскому торці і на циліндричній поверхні 1 UA 98977 C2 5 10 15 20 10 (фіг.3,в) в залежності від кута 1 (фіг. 1) нахилу осі інструмента, або 2 (фіг.2) відносно оброблюваної поверхні. Запропонований гірничо-різальний інструмент обертальної дії працює таким чином. При різанні породи завдяки обертанню різця 3 навколо своєї осі бере участь ріжуча алмазна крайка по всьому колу шайби 6, що підвищує стійкість інструменту. Форма зносу у радіальному перерізі округлена замість площинки, що зменшує зусилля різання в зоні контакту і підвищує швидкість різання. Виступ 7 на твердосплавній частині шайби дозволяє співвісно закріпити її при виготовленні різця, а кільцевий алмазний шар суттєво зменшує витрату алмазного матеріалу при виготовленні інструмента і його вартість. Таким чином, застосування алмазно-твердосплавної шайби у запропонованому вигляді згідно з винаходом, підвищує стійкість цього інструмента і швидкість різання. Представлені дані обґрунтовують рішення поставленої задачі і промислове застосування заявленого гірничо-різального інструмента обертальної дії. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Гірничорізальний інструмент обертальної дії з алмазно-твердосплавним елементом, що складається із обойми з отвором, по осі якої установлений різець з можливістю вільного обертання навколо своєї осі, який відрізняється тим, що на торці різця по його осі закріплений алмазно-твердосплавний елемент у вигляді шайби з центруючим виступом, а алмазний шар виконаний по периферії шайби у вигляді кільця, ширина якого дорівнює від 2 до 3 розмірів його товщини, при цьому алмазний шар може бути розташований на плоскому торці твердосплавної шайби або на її циліндричній поверхні, або одночасно на плоскому торці і на циліндричній поверхні в залежності від кута нахилу осі інструмента відносно оброблюваної поверхні. 2 UA 98977 C2 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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 3