Устройство для распиливания неметаллических материалов, преимущественно природного камня

 

Сущность изобретения: устройство для распиливания неметаллических материалов содержит полый корпус, две пилы с режущими элементами, привод для перемещения корпусов пил и направляющий элемент. Режущие элементы установлены с одинаковым шагом на рабочей периферии корпуса каждой пилы. Привод для перемещения корпусов пил выполнен в виде размещенного во внутренней полости корпуса устройства кривошипно-ползунного механизма с двумя ползунами. Направляющий элемент закреплен на корпусе устройства и выполнен с фигурным в поперечном сечении продольным пазом. Корпус каждой пилы закреплен на соответствующем ползуне. Направляющий элемент охватывает ползуны и корпусы пил. Ползуны и корпусы пил установлены с возможностью продольного перемещения в продольном пазу направляющего элемента. Величина максимального смещения корпусов пил относительно друг друга по продольной оси направляющего элемента составляет не менее удвоенной величины шага расстановки режущих элементов. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устройствам для распиливания металлических материалов, преимущественно природного камня, и может быть использовано при добыче природного камня из массива, а также при распиливании любых неметаллических материалов, например дерева или органических материалов.

Известно устройство для распиливания неметаллических материалов, включающее приводное кольцо с зубьями, нарезанными по большому диаметру, установленный на зубьях резцовый инструмент и зубчатую шестерню, которая кинематически связана с двигателем и зубья которой установлены с возможностью взаимодействия с зубьями приводного кольца (авт.св. СССР N 605971, кл. E 21 C 47/10, 1978).

Недостатком этого устройства является высокая степень загрязнения окружающей среды продуктами разрушения (штыбом), которые образуются при распиливании породы. Это вызвано тем, что образовавшиеся после взаимодействия резцового инструмента с распиливаемым материалом частицы разрушенной породы захватываются зубьями приводного кольца и выбрасываются при вращении последнего из пропила в окружающую среду.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для распиливания известняка, которое содержит полый корпус, установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения в противоположных направлениях одна относительно другой две пилы, на рабочей периферии корпуса каждой из которых установлены с одинаковым шагом режущие элементы, привод для перемещения корпусов пил и закрепленный на корпусе устройства направляющий элемент (авт.св. СССР N 1360993, кл. E 21 C 47/10, 1987).

При работе этого устройства вынос продуктов разрушения происходит непосредственно по пропилу, что снижает вредное воздействие устройства на обслуживающий персонал и окружающую среду. Однако использование устройства приводит к существенному увеличению энергоемкости процесса разрушения материала, которое обусловлено увеличением ширины образуемого пропила и нерациональным воздействием режущих элементов на разрушаемый материал. Увеличение ширины пропила вызвано тем фактом, что конструкция известного устройства предусматривает наличие двух направляющих элементов, которые установлены параллельно друг другу и в каждом из которых перемещается корпус соответствующий пилы. Нерациональное воздействие режущих элементов на разрушаемый материал вызвано тем, что величина перемещения режущих элементов каждой пилы относительно друг друга не регламентирована и, следовательно, не исключен режим работы, при котором возможно неполное перекрытие режущими элементами всей площади образуемого пропила. Кроме того, применение в качестве привода для перемещения корпусов пил вибраторов не позволяет обеспечить достаточный ход режущих элементов относительно друг друга, что также приводит к увеличению энергоемкости процесса.

Задача изобретения создание такого устройства для распиливания неметаллических материалов, которое обеспечивало бы низкую энергоемкость процесса распиливания материала.

Для этого в устройстве для распиливания неметаллических материалов, которое содержит полый корпус, установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения в противоположных направлениях одна относительно другой две пилы, на рабочей периферии корпуса каждой из которых установлены с одинаковым шагом режущие элементы, привод для перемещения корпусов пил и закрепленный на корпусе устройства направляющий элемент, привод для перемещения корпусов пил выполнен в виде размещенного во внутренней полости корпуса устройства кривошипно-ползунного механизма с двумя ползунами, а направляющий элемент выполнен с фигурным в поперечном сечении продольным пазом, в котором установлены с возможностью продольного перемещения ползуны и корпуса пил, при этом корпус каждой пилы закреплен на соответствующем ползуне, а направляющий элемент охватывает ползуны и корпуса пил, причем величина максимального смещения корпусом пил относительно друг друга по продольной оси направляющего элемента составляет не менее удвоенной величины шага расстановки режущих элементов по той же оси.

Режущие элементы выполнены в виде алмазосодержащих прямоугольных брусков.

Режущие элементы выполнены в виде зубков из твердого сплава.

Ширина направляющего элемента не превышает удвоенной ширины режущего элемента.

Корпус устройства имеет рукоять.

На фиг. 1 изображено устройство для распиливания неметаллических материалов; на фиг. 2 кинематическая схема привода устройства; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1 Устройство для распиливания неметаллических материалов содержит полый корпус 1. На корпусе 1 устройства закреплен направляющий элемент 2 с продольным пазом 3. Установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения в противоположных направлениях одна относительно другой две пилы состоят соответственно из корпусов 4 и 5, на рабочей периферии каждого из которых установлены с одинаковым шагом Т режущие элементы 6. Режущие элементы 6 могут быть выполнены в виде алмазосодержащих прямоугольных брусков (фиг.3) или в виде зубков из твердого сплава (фиг.1). Во внутренней полости корпуса 1 устройства размещен привод для перемещения корпусов 4 и 5 пил, который выполнен в виде кривошипно-ползунного механизма с двумя ползунами 7 и 8. Кривошипно-ползунный механизм содержит также два шатуна 9 и 10, каждый из которых шарнирно соединен либо с соответствующим ползуном 7 и 8, либо с соответствующим корпусом 4 и 5 пил. Выходной вал двигателя 11 кинематически связан с валом 12 кривошипов кривошипно-ползунного механизма. Вал 12 кривошипно-ползунного механизма может быть выполнен в виде коленчатого вала (не показан), на шейках которого установлены кривошипы, шарнирно соединенные с соответствующим шатуном 9 и 10. Кривошипы могут быть выполнены в виде зубчатого колеса 13 с расположенной на каждой его торцовой поверхности цапфой 14 для шарнирного присоединения соответствующего шатуна 9 и 10. При этом кинематическая связь выходного вала двигателя 11 с валом 12 кривошипов может быть выполнена в виде установленной на выходном валу двигателя 11 зубчатой шестерни 15, которая установлена с возможностью зацепления с зубчатым колесом 13. Центры цапф 14, соединяющих соответствующий шатун 9 и 10 с соответствующим кривошипом, расположены в одной плоскости, проходящей через продольную ось вала 12 кривошипов, и по разные стороны (оппозитно) от продольной оси вала 12 кривошипов. Корпус 4 пилы закреплен на ползуне 7, а корпус 5 другой пилы закреплен на другом ползуне 8. Ползуны 7 и 8 и корпусы 4 и 5 пил установлены с возможностью продольного перемещения в продольном пазу 3 направляющего элемента 2. Направляющий элемент 2 охватывает оба ползуна 7 и 8 и частично корпусы 4 и 5 пил. Направляющий элемент 2 может быть выполнен за одно целое с корпусом 1 устройства. Величина Б максимального смещения корпусов 4 и 5 пил относительно друг друга по продольной оси направляющего элемента 2 составляет не менее удвоенной величины шага Т расстановки режущих элементов 6 по той же оси, т.е. кинематика кривошипно-ползунного механизма обеспечивает выполнение условия: Б ≥ 2Т.

Целесообразно для обеспечения возможности распиливания горного массива при добыче природного камня выполнение условия, при котором ширина С направляющего элемента 2 не превышает удвоенной ширины К режущего элемента 6.

Корпус 1 устройства может иметь приспособление (не показано) для его закрепления на раме камнерезной машины, или в случае использования устройства как ручного инструмента на корпусе 1 устройства может быть закреплена рукоять 16.

Устройство для распиливания неметаллических материалов работает следующим образом.

В массиве предварительно образуют рабочую шину для размещения устройства. В рабочей шине (не показана) размещают устройство и ориентируют его в плоскости выполняемого пропила. Затем с пульта управления (не показан) включают двигатель 11. Вращающий момент передается от выходного вала двигателя 11 через зубчатую шестерню 15 на зубчатое колесо 13, которое выполняет функции кривошипов. С помощью кривошипно-ползунного механизма осуществляется преобразование вращательного движения кривошипов (зубчатого колеса 13) в возвратно-поступательное движение ползунов 7 и 8. Поскольку центры цапф 14, соединяющих соответствующий шатун 9 и 10 с кривошипом, расположены оппозитно относительно продольной оси вала 12 кривошипов, то ползуны 7 и 8 перемещаются в противоположных направлениях относительно друг друга. В тех же направлениях перемещаются в продольном пазу 3 направляющего элемента 2 и корпусы 4 и 5 пил, поскольку они жестко соединены с соответствующими ползунами 7 и 8. Затем осуществляют подачу устройства, например, с помощью привода перемещения камнерезной машины. При взаимодействии режущих элементов 6 с разрушаемым материалом каждый режущий элемент 6 осуществляет разрушение на участке, полностью перекрывающем шаг установки режущих элементов 6. Взаимодействие режущих элементов 6, которые расположены на смежных корпусов 4 и 5 пил, между собой из условия Б ≥ 2Т позволяет с минимальными затратами энергии на привод пил обеспечить разрушение материла по всей длине корпусов 4 и 5 пил. После завершения распиливания материала двигатель 11 отключают и извлекают устройство из пропила.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПИЛИВАНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПРИРОДНОГО КАМНЯ, включающее полый корпус, установленные с возможностью возвратно-поступательного перемещения в противоположных направлениях одна относительно другой две пилы, на рабочей периферии корпуса каждой из которых установлены с одинаковым шагом режущие элементы, привод для перемещения корпусов пил и закрепленный на корпусе устройства направляющий элемент, отличающееся тем, что привод для перемещения корпусов пил выполнен в виде размещенного во внутренней полости корпуса устройства кривошипно-ползунного механизма с двумя ползунами, а направляющий элемент выполнен с фигурным в поперечном сечении продольным пазом, в котором установлены с возможностью продольного перемещения ползуны и корпуса пил. при этом корпус каждой пилы закреплен на соответстующем ползуне, а направляющий элемент охватывает ползуны и корпуса пил, причем величина максимального смещения корпусов пил друг относительно друга по продольной оси направляющего элемента составляет не менее удвоенной величины шага расстановки режущих элементов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что режущие элементы выполнены в виде алмазосодержащих прямоугольных брусков.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что режущие элементы выполнены в виде зубьев из твердого сплава.

4. Устройство по пп.1 3, отличающееся тем, что ширина направляющего элемента не превышает удвоенной ширины режущего элемента.

5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что корпус устройства имеет рукоять.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3