Різець для роботи по вугіллю та породі, встановлений на обертальному барабані

1. Різець для роботи по вугіллю та породі, встановлений на обертальному барабані з поздовжньою віссю обертання, при цьому різець має поздовжню вісь, а також різцевий тримач і містить необертову різальну головку, яка має прямолінійну різальну кромку, яка розмежовує фактично плоскі передню і задню різальні поверхні згаданої головки, закріплюваний кінець, встановлений всередині згаданого різцевого тримача, для закріплення різця на барабані, що тим самим при обертанні барабана зумовлює рух вперед різальної кромки, по суті, за круговою траєкторією для запобігання зміщення різця відносно барабана, а також хвостовик, розміщений вздовж поздовжньої осі між різальною головкою і закріплюваним кінцем, при цьому згаданий різець розташований так, що згадана задня поверхня нахилена під гострим заднім кутом, що становить від 7 до 15 градусів, до площини врубування, яка є дотичною до кругової траєкторії відносно згаданої різальної кромки, згадана передня поверхня нахилена під гострим переднім кутом, що становить від 10 до 45 градусів, до осі, перпендикулярної згаданій площині врубування так, що згадані передня і задня поверхні визначають гострий кут відносно згаданої різальної кромки, а згадана різальна кромка утримується в незмінному положенні відносно згаданого барабана і фактично паралельна згаданій поздовжній осі, який відрізняється тим, що передня і задня поверхні сходяться зовні згаданого барабана в напрямку до поздовжньої осі, і у якому різець і різцевий 2 (19) 1 3 76422 ної кромки, а згадана різальна кромка утримується поверхні сходяться зовні в незмінному положенні відносно згаданого баранапрямку до поздовжньої бана і фактично паралельна згаданій поздовжній різця виконані під гострим осі, який відрізняється тим, що передня і задня бування. Винахід стосується розробки кам'яновугільних родовищ і, зокрема, різців для використання при проходці виробок вугілля і породи. Розробка вугілля і породи зазвичай проводиться з використанням великої кількості зубків, розміщених з інтервалом на прохідницькому комбайні безперервної дії або виїмковому комбайні, які оснащені обертовим врубовим барабаном. Під час обертання барабана зубці зрізають поверхню вугілля, входячи з ним у контакт. Більшість відомих в даний час зубців мають конічну інструментальну частину із загостреним кінцем. Конічні зубці фактично не ріжуть, а швидше крушать поверхню вугілля, наслідком чого є незначний вихід грубозернистого продукту і утворення великої кількості завислого в повітрі пилу. Дійсно, внаслідок такого принципу роботи утворюється пил та невеликі уламки (мілкі фракції), і щоб задовольнити вимогам виробничої санітарії та безпеки, необхідно застосовувати безперервне розпилення води. Ці мілкі частинки пилу взагалі створюють небезпеку для здоров'я шахтарів. Оскільки розміри частинок можуть попадати в інтервали, які несуть небезпеку канцерогенних або респіраторних захворювань, шахтарі, що піддаються тривалому впливу цього фактора, стають сприйнятливими до раку легенів, хронічного бронхіту і пневмоконіозу. Утворення пилу у великих об'ємах може також несприятливо впливати на надійність роботи обладнання, підвищуючи витрати на його технічний догляд. Конічні зубці не надто щільно утримуються у відповідних тримачах, а тому вони можуть вільно обертатися навколо своїх поздовжніх осей. Дослідження показали, що ці зубці справді виходять з ладу після того, як унаслідок утворення дрібного пилу, що перешкоджає їх обертанню, вони фіксуються в своїх тримачах. Це призводить до того, що вугілля і порода розбиваються, викликаючи появу дрібних фракцій та займання від тертя. Австралійська патентна заявка No 12672/97 опублікована 4 вересня 1997, має посилання, та частково стосується цих питань. Однак різці описані в цьому документі встановлюються на барабані, при цьому хвостовик різця простягається радіально від барабану. Це призводить до того, що такий різець потребує прикладання великої сили зрізу при контакті з оброблюваною поверхнею. З цією метою заявник запропонував зубець для роботи по вугіллю і породі, описаний в австралійській заявці на патент №12672/97, що внесено в даний опис шляхом посилання на джерело і проілюстровано Фігурами від 1 до 10. Наведені вище твердження стосовно попередніх винаходів не повинні сприйматися, як схвалення того, що вже добре відомо в галузі розробки кам'яновугільних родовищ. 4 згаданого барабана в осі, а різець і тримач кутом до площини вру Задача даного винаходу полягає в тому, щоб забезпечити подолати або частково подолати принаймні один з недоліків відомих рішень, або принаймні запропонувати придатну альтернативу. Таким чином, з однієї сторони, винахід стосується збірного різця, що має встановлюватися на обертальному барабані, де зазначений барабан має поздовжню вісь обертання, згаданий різець зчіплюється з різцевим тримачем і різець має поздовжню вісь, де згаданий різець містить: необертову різальну головку, яка має прямолінійної різальної кромки, яка розмежовує фактично плоскі передню і тертьову поверхні згаданої головки, кріпильний кінець встановлений всередині згаданого різцевого тримача для закріплення різця на барабані, завдяки чому при використанні обертання барабану зумовлює рух вперед різальної кромки в основному по круговій траєкторії, завдяки чому запобігається рух різця відносно барабану, хвостовик розміщається вздовж поздовжньої вісі між ріжучою головкою і кріпильним кінцем, згаданий збірний різець орієнтований так, що згадана тертьова поверхня нахилена під гострим заднім кутом порядку від 7 до 15 градусів до площини врубування, яка визначається дотичною до кругової траєкторії на згаданій різальній кромці, згадана передня поверхня нахилена під гострим переднім кутом порядку від 10 до 45 градусів до осі, перпендикулярної згаданій площині врубування так, що згадані передня і тертьова поверхні окреслюють гострий кут на згаданій різальній кромці, а згадана різальна кромка утримується в незмінній орієнтації відносно згаданого барабана і фактично паралельно згаданій поздовжній осі, який відрізняється тим, що лінія перетину передньої і тертьової поверхонь розміщена на поздовжньої вісі і різець і різцевий тримач виконані таким чином, що згадана поздовжня вісь знаходиться під гострим кутом до вказаних поверхонь і виступає зі зворотного боку оброблювальної площини. З іншої сторони, винахід стосується барабана, який має щонайменше один різцевий тримач і щонайменше один різець встановлений у згаданий різцевий тримач, де згаданий різець має поздовжню вісь обертання и містить: необертову різальну головку, яка має прямолінійну різальну кромку, яка розмежовує фактично плоскі передню і тертьову поверхні згаданої головки, кріпильний кінець встановлений всередині згаданого різцевого тримача для закріплення різця на барабані, завдяки чому при використанні обертання барабану зумовлює рух вперед різальної кромки в основному по круговій траєкторії, завдяки чому запобігається рух різця відносно барабану, 5 76422 6 хвостовик розміщається вздовж поздовжньої ших різців для роботи по вугіллю і породі; вісі між ріжучою головкою і кріпильним кінцем, Фігури від 15С до 15Е - перерізи різців для розгаданий збірний різець орієнтований так, що боти по вугіллю і породі, виконані уздовж ліній а-а, згадана тертьова поверхня нахилена під гострим b-b і с-с, показаних на Фігурах 15А і 15В; заднім кутом порядку від 7 до 15 градусів до плоФігури 16А і 16В - види спереду і збоку ще інщини врубування, яка визначається дотичною до ших різців для роботи по вугіллю і породі; кругової траєкторії на згаданій різальній кромці, Фігури від 16С до 16Е - перерізи різців для розгадана передня поверхня нахилена під гострим боти по вугіллю і породі, виконані уздовж ліній а-а, переднім кутом порядку від 10 до 45 градусів до b-b і с-с, показаних на Фігурах 16А і 16В; осі, перпендикулярної згаданій площині врубуванФіг.17 - місцевий переріз загостреного кінця ріня так, що згадані передня і тертьова поверхні зця; окреслюють гострий кут на згаданій різальній кроФіг.18 - вид збоку ще одного різця для роботи мці, а згадана різальна кромка утримується в непо вугіллю і породі, закріпленого в тримачі; змінній орієнтації відносно згаданого барабана і Опис позицій фактично паралельно згаданій поздовжній осі, Позиція 1 - різець; який відрізняється тим, що лінія перетину пепозиція 2 - різальна головка; редньої і тертьової поверхонь розміщена на позпозиція 3 - хвостовик; довжньої вісі і різець і різцевий тримач виконані позиція 4 - кріпильний (внутрішній) кінець; таким чином, що згадана поздовжня вісь знахопозиція 5 - плоска передня (направляюча) подиться під гострим кутом до вказаних поверхонь і верхня; виступає зі зворотного боку оброблювальної плопозиція 6 - плоска нижня (тертьова) поверхня; щини. позиція 7 - задня поверхня; Далі варіант даного винаходу, якому віддаєтьпозиція 8 - прямолінійна різальна кромка; ся перевага, буде описано, лише як приклад, з позиція 9 - лопать шнека для розміщення трипосиланням на додані ілюстрації, де: мачів різців; Фіг.1 - вид збоку різця для роботи по вугіллю і позиція 10 - обертовий барабан; породі; позиція 11 - тримач різця; Фіг.2 - вид збоку іншого різця для роботи по позиція 12 - кільце, що визначає переріз вировугіллю і породі; бки (передню частину вибою); Фіг.3 - вид спереду різця для роботи по вугілпозиція 13 - вугільний вибій; і лю і породі; позиція 14 - виїмковий комбайн. Фіг.4 - вид ззаду іншого різця для роботи по Літера R - передній кут; вугіллю і породі; літера В - задній кут; Фіг.5 - вид ззаду ще одного різця для роботи літера W - ширина різальної кромки (головки); по вугіллю і породі; літера S - відстань між двома сусідніми різцяФіг.6 - переріз кріпильного кінця різця для роми; боти по вугіллю і породі, закріпленого в тримачі; літера Ρ - радіус врубового барабана; Фіг.7 - перспектива обертового барабана з ролітера X - поздовжня вісь; зміщеними на ньому різцями для роботи по вугіллітера Ζ - гострий кут; лю і породі; літера D - глибина врубування; і Фіг.8 - вид з торця частини обертового баралінія ПВ - площина врубування. бана з розміщеними на ньому різцями для роботи З посиланням на додані фігури пропонується по вугіллю і породі; різець 1, що має різальну головку 2, хвостовик 3 та Фіг.9 - вид з торця виїмкового комбайна з обекріпильний (внутрішній) кінець 4, пристосований ртовим барабаном; для кріплення різця 1 в тримачі 11. На Фігурах з 1 Фіг.10 - вид з торця обертового барабана, де до 10 тримач різця 11 приварений до лопаті шнека показано глибину врубування; 9, яка так само приварена до обертового барабана Фігури 11А і 11В - види спереду і збоку різців 10. На цих Фігурах кріпильний кінець 4 має форму для роботи по вугіллю і породі згідно з варіантами літери "Т" і пристосований для того, щоб його моздійснення даного винаходу; жна було шляхом ковзання увести в зачеплення і Фігури від 11С до 11F - перерізи різців для розакріпити в каналі тримача 11, розміщеного на боти по вугіллю і породі, виконані уздовж ліній а-а, лопаті шнека 9 обертового барабана 10. Барабан b-b, с-с і d-d, показаних на Фігурах 11А і 11В; може призначатися для виїмкового комбайна або Фігури 12А і 12В - види спереду і збоку інших комбайна безперервної дії. різців для роботи по вугіллю і породі; Тіло різця 1 повністю виготовлене, як окрема Фігури від 12С до 12Е - перерізи різців для родеталь, переважно з однорідного прутка низьколеботи по вугіллю і породі, виконані уздовж ліній а-а, гованої сталі 4340, загартованого на повітрі і відb-b і с-с, показаних на Фігурах 12А, 12В; пущеного до поверхневої твердості порядку 60 HR Фігури 13А і 13В - види спереду і збоку ще інза шкалою ’С’ Роквелла. Різці, зображені на Фігуших різців для роботи по вугіллю і породі; рах 11А,В, 12А,В, 15А,В та 16А,В, розроблено пеФігури від 13С до 13D - перерізи різців для рореважно для врубування вугілля тоді, як різці, поботи по вугіллю і породі, виконані уздовж ліній а-а і казані на Фігурах 13А,В та 14А,В, розроблено для b-b, показаних на Фігурах 13А, 13В; врубування твердих гірських порід. Фігури 14А і 14В - види спереду і збоку ще інРізець 1 має радіально установлений внутрішших різців для роботи по вугіллю і породі; ній кінець 4 і хвостовик 3, які повинні бути зафіксоФігури 15А і 15В - види спереду і збоку ще інвані на барабані 10 так, щоб запобігти відносному 7 76422 8 переміщенню різця 1 і барабана 10. Крім того, ріжина різців 1 розміщується на лопаті шнека 9 обезець містить різальну головку 2, що має направртового барабана 10, закріпленого на виїмковому ляючу та тертьову поверхні 5, 6, котрі при перетині комбайні 14. Різці розміщуються переважно так, утворюють різальну кромку 8, яка загалом паращо низка різців 1 проходить по одній і тій же траєклельна осі. При експлуатації направляюча поверхторії, причому сусідні різці 1 віддалені один від ня 5 нахилена під гострим переднім кутом R до одного так, що в операції врубування вони діють радіуса осі, а тертьова поверхня 6 нахилена під узгоджено, де роботу кожного різця 1 полегшує гострим заднім кутом В до площини, яка прохопопередній різець 1 у спосіб, відомий, як "врубудить через кромку 8 і нормаль до радіуса. вання з перекриттям". Для підвищення продуктивЛінія перетину передньої 5 і тертьової 6 повеності врубування послідовні різці віддалені один рхонь розміщена на поздовжньої вісі X і різець 1 і від одного у пропорції від 1 до 3 відносно глибини різцевий тримач 11 виконані таким чином, що згаврубування S/D, як показано на Фіг.7, де визначедана поздовжня вісь X знаходиться під гострим на відстань S, та на Фіг.10, де глибина врубування кутом Ζ до вказаних поверхонь і виступає зі звороD визначається, як відстань, яку обертовий баратного боку оброблювальної площини СР, як це бан проходить протягом одного оберту. показано на Фігурі 18. Далі, на кільці 12, яке визначає переріз виробНа Фіг.17 найкраще видно, що передня поверки (передню частину вибою) і яке знаходиться на хня 5 нахилена під переднім кутом R до осі, перобертовому барабані 10, різці 1 можуть розміщупендикулярної до площини врубування ПВ. Наприватися згідно з подібною системою кріплення. клад, на Фіг.11А показано передній кут R в 30 Використання різців, принаймні таких, які опиградусів, а на Фіг.12А показано передній кут R в 10 сані в даному документі, надає переваги щодо їх градусів. експлуатаційних характеристик, а саме: зменшенШирина W різальної головки 2, яка відповідає ня пилоутворення завдяки незмінному передньому довжині різальної кромки 8, вибирається в залежкуту (залишається позитивним) і підтриманню кінності від матеріалу, в якому мають робити вруб, та ця загостреним (самозагострення); менша за вемісцезнаходження різця 1 на обертовому барабані личиною і більш узгоджена потужність врубування; 10. Вужчі різальні головки 2 (наприклад, Фіг.13В) зменшення фрагментації вугілля (видобувається використовуються для врубування вибоїв з твервеликокускове вугілля); зменшення витрат води; діших скельних порід, наприклад, граніту. На Фігуменший простій виїмкового комбайна через стирах 11В, 12В, 13В, 14В, 15В та 16В показані різці 1 рання та зношування інструменту; менше тертя і різальні головки 2, що мають ширину W в 30, 30, між поверхнею різця і матеріалом, який врубуєть10, 10, 50 і 50мм, відповідно. ся, а отже, зменшення іскріння при терті; покраЯк показано на Фіг.18, різець має поздовжню щання середовища в шахті з точки зору здоров'я вісь X, внутрішній кінець 4 і хвостовик 3 розміщені та безпеки гірників. вздовж поздовжньої вісі X і пристосовані для увеВикористання описаних різців 1 забезпечує дення в зачеплення з тримачем 11. Зачеплення кращий процес врубування в очисному та вугільздійснене так, що обертання барабана 10 веде ному вибоях 13, даючи більші куски продукту з різець 1 вперед по круговій траєкторії, а дотична меншою кількістю частинок пилу, завислих у повітдо цієї траєкторії на різальній кромці 8 визначає рі, і тим самим зменшуючи ризик для здоров'я шаплощину врубування СР. Конструкція кріпильного хтарів. В процесі врубування конфігурація різця 1 кінця дає можливість просто замінювати зношені є також більш продуктивною, оскільки для розробрізці 1. На кріпильному кінці 4 можуть бути викорики вугільного вибою вона вимагає прикладання стані інші подібні засоби кріплення, які будуть жорменшої сили для врубування і менших питомих стко фіксувати різець 1 на обертовому барабані витрат енергії порівняно з відомими рішеннями. 10, надаючи можливість в той же час замінювати Хоча винахід описано з посиланням на конкрерізець 1. тні приклади, для спеціалістів зрозуміло, що він Як показано на Фіг.7, в робочих умовах мноможе бути здійснений у багатьох інших формах. 9 76422 10 11 76422 12 13 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 76422 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601