Способ ориентации, установки и фиксации поворотного упорного инструмента в держателе самофиксирующимся стопорным элементом-фиксатором с использованием многоразовых малоизнашивающихся ориентирующих втулок и регулируемых малоизнашивающихся упоров

Авторы патента:

Костюченко Анатолий Витальевич (RU)

Черноскутов Юрий Николаевич (RU)

E21C35/18 - зубки врубовых машин; держатели для них (струговые ножи E21C 27/44)

Владельцы патента RU 2533799:

Черноскутов Юрий Николаевич (RU)
Костюченко Анатолий Витальевич (RU)

Изобретение относится к способу ориентации, установки и фиксации поворотного упорного инструмента в держателе. Способ заключается в установке и фиксации резца от выпадения из держателя посредством самофиксирующего стопорного элемента-фиксатора. Элемент-фиксатор использует пружинный эффект стали и сочетание углов фасок, удерживающих стопорный элемент в кармане держателя. Малоизнашиваемые регулируемые втулки и упоры воспринимают основные силовые нагрузки при резании, противостоят заклиниванию резца в держателе и обеспечивают максимальную долговечность работы держателя и режущего инструмента дорожных и горных машин. 7 ил.

Способ ориентации, установки и фиксации поворотного упорного инструмента в держателе самофиксирующимся стопорным элементом-фиксатором с использованием многоразовых малоизнашивающихся ориентирующих втулок и регулируемых малоизнашивающихся упоров.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано в горных, дорожных, буровых машинах при производстве проходческих, добычных, дорожностроительных работ.

Известен режущий зубок горнодобывающей машины (1) (заявка Великобритании №1117694, заявленная 09.06.66 г.), в котором цилиндрические хвостовики инструмента, имеющие кольцевые пазы под запирающий шплинт, шплинт удерживает инструмент в держателе машины.

Основным недостатком известного режущего инструмента является ускоренный абразивный износ держателя и инструмента, который не позволяет инструменту надежно ориентироваться относительно оси резания, обеспечивать надежное вращение и стойкость инструмента, приводит к заклиниванию инструмента и его поломкам и, как следствие, к повышенному расходу инструмента и держателей, а также к большим финансовым расходам, связанным с заменой инструмента, держателей, а также с затратами на ремонтные работы агрегатов (машин).

Вторым существенным недостатком также является незащищенность шплинтующего элемента от износа на держателе, а следовательно, существует большая вероятность потерь режущего инструмента при работе и повышенный расход времени при его монтаже в держателе.

Повышенный износ инструмента, а также держателя известной конструкции объясняется отсутствием в ней средств, предотвращающих отрицательное воздействие на точность ориентации инструмента относительно оси вращения, а также изменения углов резания при работе. Известная конструкция инструмента и способ его крепления не исключают попадания отработанного материала в зону вращения, не исключают возможности потери инструмента, заклинивание его в держателе, неравномерного и чрезмерного износа инструмента и держателя, а также не способствуют снижению сил трения в держателе, приводящих к выходу инструмента из строя и его преждевременному износу.

Известен также патент US №4343516 от 10 августа 1982 г., недостатками которого являются следующие факторы:

- заштыбовка посадочного кармана резца, а следовательно, его плохое вращение;

- отсутствие точной ориентации режущей кромки резца при работе, так как ориентация резца осуществляется через съемный держатель, не обеспечивающий точного его позиционирования относительно базовой подложки на исполнительном органе машины;

- используемый в конструкции шаровой упор не препятствует осевым колебаниям резца, а следовательно, не обеспечивает четкой его ориентации, влияющей на стойкость резца при работе и его износ;

- стопорный элемент не обеспечивает жесткой надежной фиксации резца в держателе, он подвергнут заштыбовке, а резец дополнительно выполняет роль стопора для удержания держателя в его подложке, что придает конструкции отсутствие достаточной жесткости.

Следовательно, данное изобретение не может являться прототипом к предлагаемому нами варианту.

Задача настоящего изобретения заключается в создании способа ориентации, установки и надежной фиксации инструмента в держателе или другом инструментальном механизме, исключающем все указанные недостатки известных конструкций и позволяющем многократно увеличить стойкость инструмента, защитить держатель от износа, убрать из конструкции все элементы, способствующие увеличению трения при работе, а также облегчить монтаж и замену изношенного инструмента, значительно повысить эффективность и долговечность работы машин, а также повысить комплексные эксплуатационные свойства механизмов и машин.

Вариант данного способа предложен для рассмотрения на примере работы инструментального блока горной машины.

Технический результат, получаемый при применении настоящего изобретения, заключается в существенном повышении срока службы инструмента, держателя, а также всего исполнительного органа машины, существенного снижения количества используемого инструмента при производстве работ, уменьшении времени на замену инструмента, а также увеличение производительности выполняемых работ, за счет повышения эффективности работы инструмента, т.е. повышение его ресурса в несколько раз.

Технический результат достигается тем, что в данном изобретении используется поворотный, упорный инструмент, удерживаемый от выпадения из держателя (поз.2, фиг.1) самофиксирующимся стопорным элементом (фиг.5), изготовленным из пружинной, закаленной стали, который только одной точкой контактирует с кольцевым пазом инструмента, обеспечивая минимальное сопротивление вращению инструмента в держателе, а также его вылет и углы резания. Размер пружинящего паза Н стопорного элемента выбирается большим, чем разница между малым (d) и большим (D) диаметром фиксатора H>(D-d)/2.

Стопорный элемент от выпадения удерживается в кармане держателя фиг.7, выполненного в виде трех цилиндрических, симметрично расположенных, относительно оси фиксатора, поверхностей, соединенных между собой посредством фиксирующих фасок, углы фиксации α, предназначаемые для фиксации стопорного элемента в держателе, выбираются в пределах 28-60°. Стопорный элемент может быть установлен с любой из сторон кармана. Для обеспечения скорости и надежности монтажа фиксатора сопрягающиеся поверхности кольцевого паза инструмента и фиксирующая цилиндрическая поверхность кармана держателя входят друг в друга на величину не более 1/3÷1/2 от размера диаметра рабочей цилиндрической поверхности фиксатора, под углом 90° друг относительно друга, что позволяет легко устанавливать самофиксирующийся фиксатор в кармане, обеспечивая надежную фиксацию инструмента. Для монтажа и демонтажа многоразового фиксатора в кармане держателя, используется цилиндрический стержень, посредством которого фиксатор устанавливается в кармане держателя, упираясь в фаски кармана и фиксируясь в нем. Оптимальная величина углов «α» фиксирующих фасок кармана держателя выбирается в зависимости от необходимой жесткости самофиксирующего стопорного элемента.

Размеры стопорного элемента подбираются в соответствии с габаритами удерживаемого инструмента, а также держателя в зоне размещения кармана.

Для четкой ориентации режущего инструмента в держателе, исключения возможности заклинивания или значительного затруднения вращения инструмента за счет перекосов или люфтов, данное изобретение использует малоизнашивающуюся, изготовленную из металлокерамики или трудноизнашиваемой закаленной стали втулку (фиг.1 поз.7), которая контактирует с опорной поверхностью инструмента и обеспечивает четкое позиционирование инструмента, толщина втулки подбирается при стендовой настройке держателя, обеспечивая необходимый вылет резца и углы его резания, крепление втулки осуществляется клеевым или резьбовым способом. Вторым позиционирующим элементом, использующимся в данном изобретении, является регулируемый упорный элемент, фиг.3 поз.4, устанавливаемый посредством резьбового соединения в держатель инструмента, который воспринимает значительные торцевые и осевые нагрузки, четко ориентирует инструмент в держателе относительно оси вращения резца, обеспечивая ему надежное вращение при резании и равномерный износ. Опорная поверхность упорного элемента изготовлена из твердосплавного материала или металлокерамики и выполняет роль упорного подшипника и четко сопрягается с опорной поверхностью резца, регулировка упорного элемента осуществляется на стенде, методом ввинчивания-вывинчивания с последующим кернением его в зоне резьбы.

Опорные поверхности малоизнашивающейся втулки, а также упорного элемента могут быть исполнены в виде конической или сферической поверхности, внутренней или внешней, но допускается использование и цилиндрической поверхности при значительных габаритах инструмента.

Для обеспечения защиты зоны вращения и фиксации, в данном изобретении предусмотрено применение войлочного кольца, поз.6 фиг.2, которое гарантированно перекрывает зазор между головкой резца и держателем, обеспечивая непопадание отработанного материала в зону вращения, устраняя заштыбовку.

Войлочное кольцо располагается в зоне малоизнашиваемой втулки, толщина кольца имеет больший размер, чем зазор между головкой инструмента и держателем. Войлочное кольцо закреплено на торце держателя клеевым составом, чтобы не мешать быстрой замене инструмента.

Для дополнительной защиты посадочного гнезда держателя инструмента от заштыбовки, в карманах держателя для самофиксирующего фиксатора устанавливаются резиновые заглушки поз.8 фиг.6, изготовленные из пористой резины.

Предложенный способ ориентации установки и фиксации инструмента предложенной конструкции позволяет значительно повысить работоспособность инструмента, держателя и эффективность работы всей машины. Снизить расходы инструмента, его стоимость, а так же обеспечить скорость выполнения работ за счет повышения эффективности силового резания инструмента в режиме оптимальной ориентации и пониженного износа, снижения расхода времени на замену инструмента, простоты ее исполнения, а также значительного увеличения долговечности режимов эффективного резания.

Включение в конструкцию многоразовых малоизнашиваемых элементов, расположенных в зоне держателя и не заменяющихся в процессе всего срока службы держателя, в отличие от традиционного инструмента позволяет в несколько раз повысить эффективность нового упорного инструмента, использующего данный способ (ориентации, установки и фиксации) в своей конструкции. Данный способ позволяет во всех компонентах, связанных с эксплуатацией такого типового поворотного инструмента, получить значительное преимущества по стойкости, надежности и эффективности его использования.

Источники информации

1. Заявка Великобритании №1117694, заявл. 09.06.66 г., опублик. 19.06.68 г. МКИ Е21С 35/18.

Приоритетная заявка №464370 16.06.65 г., US.

2. Патент US №4343516 от 10 авг. 1982 г.

Способ ориентации, установки и фиксации поворотного упорного инструмента в держателе, заключающийся в установке и фиксации резца от выпадения из держателя посредством самофиксирующего стопорного элемента-фиксатора, который использует пружинный эффект стали и сочетание углов фасок, удерживающих стопорный элемент в кармане, обеспечивает постоянное точное позиционирование резца в процессе резания и минимальное сопротивление его вращению, а малоизнашиваемые регулируемые втулки и упоры, воспринимая основные силовые нагрузки при резании, обеспечивают равномерный износ режущей головки резца, противостоят его заклиниванию в держателе и обеспечивают максимальную долговечность работы держателя и режущего инструмента дорожных и горных машин.

Группа изобретений относится к горной промышленности, а именно к резцовому породоразрушающему инструменту, используемому для оснащения исполнительных органов проходческо-очистных и выемочных комбайнов.

Радиальный инструмент со сверхтвердой режущей поверхностью // 2526919

Группа изобретений относится к режущему инструменту. Более конкретно к невращающемуся радиальному резцу врубовой машины, врубовой машине и способу изготовления резца.

Инструмент для разрушения твердых материалов // 2503811

Инструмент для разрушения твердых материалов относится к горному делу и строительству, может найти применение при разрушении горных пород и искусственных покрытий.

Инструмент для отбойки и выемки грунта со вставкой из цементированного карбида вольфрама и кольцом, машина для выемки материала, включающая в себя такой инструмент, и способ изготовления такого инструмента // 2495242

Группа изобретений относится к инструментам для отбойки и выемки грунта, к машинам для выемки материала, включающим такой инструмент, и к способам изготовления такого инструмента.

Отбойный или землеройный инструмент, содержащий вставку и кольцо из цементированного карбида вольфрама, машина для удаления материала, включающая в себя такой инструмент, и способ изготовления такого инструмента // 2480586

Резец для горных машин // 2474689

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к резцовому породоразрушающему инструменту, используемому для оснащения исполнительных органов выемочных и проходческих машин.

Резец для горных машин // 2459077

Резец для горных машин (варианты) // 2452857

Изобретение относится к породоразрушающему инструменту, а именно к резцам для разрушения горных пород проходческими и добычными машинами. .

Резец для горных машин // 2452856

Составной резец для горных машин // 2448247

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к составным резцам поворотного типа для разрушения минеральных и искусственных материалов. .

Резцедержатель и система резцедержателя с резцедержателем и корпусом // 2563008

Группа изобретений относится к резцедержателям и системам резцедержателя. Технический результат заключается в улучшенном распределении нагрузки и напряжений, в повышении стойкости и надежности резцедержателя. Резцедержатель включает зону корпуса с открытым, по меньшей мере, к стороне введения резца зоны корпуса, приемным отверстием для резца, проходящую от опорной стороны зоны корпуса фиксирующую рукоятку с продольной осью рукоятки и основной поверхностью внешней периферии, причем на фиксирующей рукоятке предусмотрены на первой стороне зона нагружения фиксирующего элемента, а на противоположной относительно продольной оси рукоятки второй стороне опорная зона с расположенными под углом относительно друг друга и прилегающими друг к другу в проходящей в направлении продольной оси рукоятки переходной зоне зонами опорной поверхности, причем фиксирующая рукоятка в зоне своей основной поверхности внешней периферии выполнена с кругообразным контуром внешней периферии и, по меньшей мере, одна зона опорной поверхности относительно продольной оси рукоятки выполнена, по меньшей мере, частично выступающей радиально наружу за пределы основной поверхности внешней периферии фиксирующей рукоятки, причем переходная зона выполнена в виде углубления. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

Резцедержатель и система резцедержателя с резцедержателем и корпусом // 2567256

Группа изобретений относится к горному инструменту, а именно к системе резцедержателя. Технический результат - распределение равномерной механической нагрузки на фиксирующую рукоятку и на корпус резцедержателя. Резцедержатель включает в себя зону (12) корпуса с открытым, по меньшей мере, к стороне (14) введения резца зоны (12) корпуса приемным отверстием (18) для резца, проходящую от опорной стороны (20) зоны (12) корпуса фиксирующую рукоятку (26) с продольной осью (LB) рукоятки. Зона (12) корпуса на своей опорной стороне (20) имеет первую зону (22) опорной поверхности. При этом зона (12) корпуса на своей опорной стороне (20) имеет расположенную под углом относительно первой зоны (22) опорной поверхности вторую зону (24) опорной поверхности, и/или первая зона (22) опорной поверхности включает в себя первую опорную поверхность (28) и расположенную под углом относительно первой опорной поверхности (28) вторую опорную поверхность (30). 2 н. и 17 з.п. ф-лы.

Резцедержатель // 2571106

Изобретение относится к резцедержателям для машин для обработки грунта, в частности, для дорожных фрезерных машин. Технический результат заключается в повышении стойкости и надежности резцедержателя. Резцедержатель включает опорный элемент, к которому опосредствовано или непосредственно со стороны вставной выступающей части присоединена вставная выступающая часть, при этом вставная выступающая часть имеет прижимную поверхность и две выпуклые контактные поверхности, которые расположены на расстоянии друг от друга, причем контактные поверхности через выпуклую переходную область переходят в выемку, по меньшей мере, отдельными областями выполненную вогнуто. 20 з.п. ф-лы, 15 ил.

Резец, в частности резец с круглым хвостовиком // 2580119

Изобретение относится к резцам, в частности к резцам с круглым хвостовиком. Технический результат заключается в уменьшении вращательного износа и улучшении свободного вращения. Резец с круглым хвостовиком содержит головку резца, хвостовик резца, причем в зоне хвостовика резца удерживается крепежная втулка, и опорный элемент, который имеет направляющую зону, причем опорный элемент имеет предусмотренный на своей нижней стороне центрирующий буртик. Центрирующий буртик имеет проходящую наклонно относительно средней продольной оси резца центрирующую поверхность, которая через смещенную назад выемку переходит в проходящую радиально к средней продольной оси окружную посадочную поверхность, причем с помощью отклоняющего участка обеспечивается возможность перевода крепежной втулки из не сжатого положения в сжатое положение или из частично сжатого положения в сжатое положение. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Резцедержатель и нижняя часть инструмента для резцедержателя // 2580342

Группа изобретений относится к резцедержателям и нижним частям инструмента для размещения резцедержателя. Технический результат заключается в надежном опирании резцедержателя на нижнюю часть инструмента, противостоянии высоких нагрузок на инструмент, снижении действующих моментов вращения, увеличении срока службы. Резцедержатель выполнен с вставной выступающей частью и гнездом для резца в виде отверстия, которое имеет центральную продольную ось, при этом на базовой части предусмотрена выпукло искривленная опорная поверхность. Центральная продольная ось гнезда для резца пересекает опорную поверхность, при этом базовая часть расположена в области соединения со вставной выступающей частью, а опорная поверхность имеет сферический контур поверхности. Нижняя часть инструмента для размещения указанного резцедержателя имеет вогнутую ответную поверхность для опорной поверхности базовой части резцедержателя. 2 н. и 37 з.п. ф-лы, 8 ил.

Резцедержатель // 2580545

Изобретение относится к резцедержателям для машины для обработки грунта, в частности, для дорожной фрезерной машины. Технический результат заключается в повышении стойкости, ресурса, обеспечении надежной передачи усилий от резцедержателя на базовую часть. Резцедержатель включает опорный элемент, к которому присоединена вставная выступающая часть, при этом опорный элемент имеет две первые и/или две вторые несущие поверхности, которые находятся под углом друг к другу, при этом опорный элемент имеет обращенную от вставной выступающей части сторону обработки, которая имеет гнездо для резца. Первые и/или вторые несущие поверхности расходятся от стороны вставной выступающей части в направлении стороны обработки, причем две первые несущие поверхности в направлении подачи по меньшей мере отдельными областями расположены перед вставной выступающей частью, а две вторые несущие поверхности в направлении подачи по меньшей мере отдельными областями расположены за вставной выступающей частью. 37 з.п. ф-лы, 15 ил.

Резцедержатель для машины для обработки грунта // 2584429

Группа изобретений относится к резцедержателям для машины для обработки грунта, в частности для дорожной фрезерной машины. Технический результат заключается в обеспечении стабильной и стойкой конфигурации резцедержателя. Резцедержатель в области стороны обработки имеет гнездо для резца, вставной выступ опорного элемента, при этом опорный элемент имеет две несущие поверхности, которые расположены под углом друг к другу и которые образуют пару несущих поверхностей. Опорный элемент имеет дополнительную несущую поверхность, которая расположена под углом к двум несущим поверхностям пары несущих поверхностей, причем две несущие поверхности пары несущих поверхностей в направлении подачи резцедержателя по меньшей мере в отдельных областях расположены перед или за вставным выступом, а дополнительная несущая поверхность по меньшей мере в отдельных областях расположена в направлении подачи соответственно за или перед вставным выступом. Несущие поверхности пары несущих поверхностей и дополнительная несущая поверхность образуют опорную направляющую с тремя поверхностями, таким образом, что несущие поверхности пары несущих поверхностей и дополнительная несущая поверхность расположены относительно друг друга пирамидообразно. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 15 ил.

Режущий инструментальный узел (варианты) // 2594234

Группа изобретений относится к режущим инструментальным узлам, применяемым в горнодобывающей промышленности и строительстве. Технический результат заключается в обеспечении простого извлечения искривленного или сломанного режущего зубца из держателя зубца. Режущий инструментальный узел содержит держатель зубца, имеющий переднюю часть, заднюю часть, центральное отверстие, образующее верхнюю мостовую часть, проходящую от вершины передней части до вершины задней части, и в целом плоскую установочную поверхность, расположенную между указанными передней и задней частями, при этом передняя часть держателя ограничивает переднее отверстие, которое имеет передний конец и ось которого наклонена относительно установочной поверхности, а задняя часть ограничивает заднее отверстие, открывающееся в указанное переднее отверстие. Режущий инструментальный узел содержит также режущий зубец, установленный в переднем отверстии и имеющий задний конец, к которому имеется доступ через заднее отверстие, выполненное в задней части держателя зубца. 4 н. и 24 з.п. ф-лы, 8 ил.

Зубок врубовой машины для полезных ископаемых и т.п. // 2606720

Группа изобретений относится к зубку врубовой машины для полезных ископаемых. Технический результат – усовершенствование системы распыления зубка врубовой машины. Узел зубка врубовой машины по одному из вариантов содержит зубок врубовой машины и кулачок. Причем зубок врубовой машины содержит головку, выполненную с возможностью удерживать резец, хвостовик, продолжающийся в продольном направлении от головки, и пятку, продолжающуюся поперек продольного направления от головки. Пятка содержит первую и вторую стороны, разделенные толщиной пятки, и сквозное отверстие, проходящее через толщину пятки. Причем сквозное отверстие имеет впускной конец на первой стороне пятки и выпускной конец на второй стороне пятки. Кулачок содержит отверстие, распылительную форсунку и наружную поверхность. Отверстие выполнено с возможностью приема хвостовика и установки зубка врубовой машины в рабочее положение, когда хвостовик принят в отверстие. Причем распылительная форсунка содержит впускное отверстие для приема воды и выпускное отверстие для выпуска воды из распылительной форсунки. Причем распылительная форсунка продолжается от наружной поверхности кулачка и устанавливает выпускное отверстие снаружи кулачка. При этом, когда зубок врубовой машины находится в рабочем положении пара щек продолжается от пятки, от первой стороны пятки, причем щеки пары расположены на расстоянии друг от друга с образованием промежутка между ними, сквозное отверстие расположено между щеками, впускной конец сквозного отверстия обращен к промежутку, распылительная форсунка расположена между щеками, выпускное отверстие находится в промежутке, отверстие выполнено с возможностью распыления воды, выпускаемой из форсунки через сквозное отверстие, и наружная поверхность кулачка расположена смежно щекам и продолжается между щеками, наружная поверхность и щеки образуют канал, продолжающийся до впускной стороны сквозного отверстия, при этом канал гидравлически сообщается с окружающей средой. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Многоточечное уплотнительное устройство вспомогательного водомета высокого давления для механизма резки, используемого в горном оборудовании // 2615546

Изобретение относится к механизму резки водомета высокого давления, используемого в горном оборудовании. Технический результат - уплотнение с длительным сроком и повышение эффективности вспомогательной резки водометом высокого давления. Многоточечное уплотнительное устройство вспомогательного водомета высокого давления механизма резки содержит водопроводящий корпус и водопроводящий рукав , последовательно соединенные между валом для резки и емкостью обеспечения резки механизма резки, используемого в горном оборудовании. Входной водоприемный канал выполнен радиально через водопроводящий корпус, водопроводящий рукав и вал для резки и соответственно сообщается с впускным отверстием для воды емкости обеспечения резки и основным проточным каналом вала для резки. Две стороны входного водоприемного канала соответственно снабжены первым уплотнительным кольцом О-образной формы, зубчатым комбинированным уплотнением и вторым уплотнительным кольцом О-образной формы. Водопроводящий корпус выполнен с дренажным желобом, а емкость обеспечения резки выполнена с каналом утечки воды, сообщающимся с дренажным желобом. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.