Фрезеровочное устройство

Настоящее изобретение относится к подземной или открытой разработке фрезерным устройством. Технический результат – обеспечение глубокого и широкого резания фрезеруемого материала. Фрезеровочное устройство включает в себя вал с осью вала, шпиндельный барабан, свободно вращающийся относительно оси вала и способный вращаться вокруг оси шпиндельного барабана, коаксиальной с осью вала, множество инструментальных шпинделей, свободно вращающихся вокруг шпиндельного барабана и способных вращаться вокруг оси инструментального шпинделя, множество обрабатывающих инструментов и множество приемников инструментальных шпинделей. При этом каждая ось инструментального шпинделя расположена параллельно, удалена от оси вала и находится на одинаковом расстоянии от оси вала. Множество обрабатывающих инструментов закреплены в инструментальных шпинделях, при этом как минимум два из множества обрабатывающих инструментов расположены со смещением относительно друг друга в направлении оси вала. При этом множество приемников инструментальных шпинделей содержат инструментальные шпиндели, включая как минимум один приемник шпинделя первого инструмента и как минимум один приемник шпинделя второго инструмента, причем как минимум один приемник шпинделя первого инструмента расположен со смещением относительно как минимум одного приемника шпинделя второго инструмента в направлении оси вала. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Область технического применения

Настоящее изобретение относится к фрезеровочному устройству и, в частности, к фрезеровочному устройству, состоящему из множества обрабатывающих инструментов.

Предпосылки создания изобретения

В области подземной или открытой разработки месторождений, а также в проектировании дорог или зданий и сооружений, существует несколько фрезеровочных систем для фрезерования камня и прочих твердых материалов, таких как продукты добычи, дегтебетон и компоненты бетона. Для фрезерования таких материалов обычно используются вращающиеся барабаны или диски, включая фрезеровочные инструменты, установленные по их окружности на равном удалении друг от друга. Например, в качестве фрезеровочных инструментов могут использоваться резцы с круглым валом. Во время фрезерования фрезеровочные инструменты постепенно изнашиваются и впоследствии требуют замены. Износ фрезеровочных инструментов усиливается при фрезеровании твердых материалов.

Из-за дорогостоящей замены изношенных фрезеровочных инструментов продление их срока службы все больше интересует производителей фрезеровочных систем.

Один из подходов к уменьшению скорости износа фрезеровочных систем нацелен на уменьшение времени резания каждого отдельного фрезеровочного инструмента. Например, при наличии множества отдельных фрезеровочных инструментов, каждый из которых выполняет фрезерование лишь короткое время, скорость износа каждого фрезеровочного инструмента можно уменьшить, поскольку при этом уменьшаются скачки температуры, которые значительно усиливают износ.

Например, в патенте WO 2006/079536 A1 описывается устройство для фрезерной обработки. Устройство включает в себя шпиндельный барабан, закрепленный с возможностью вращения на опоре барабана и вращающийся вокруг оси барабана. В шпиндельном барабане несколько инструментальных шпинделей смонтированы несимметрично относительно оси барабана, чтобы иметь возможность вращаться вокруг осей шпинделей. На конце каждого инструментального шпинделя закреплен обрабатывающий инструмент, выступающий из шпиндельного барабана.

В качестве дополнительного примера, в патенте DE 288 984 C описывается врубовая машина, включающая в себя два вращающихся диска. С обеих сторон каждого диска находится множество режущих цилиндров.

Настоящее изобретение относится, по меньшей мере, к улучшению или преодолению одной или нескольких особенностей предыдущих систем.

Изложение сущности изобретения

Согласно первой особенности настоящего изобретения, фрезеровочное устройство может включать в себя вал, имеющего ось вала, шпиндельный барабан, свободно вращающийся относительно оси вала и способный вращаться вокруг оси шпиндельного барабана, коаксиальной с осью вала, множество инструментальных шпинделей, свободно вращающихся вокруг шпиндельного барабана и способных вращаться вокруг осей инструментальный шпинделей, каждая ось инструментального шпинделя расположена параллельно и удалена от оси вала и находится на одинаковом расстоянии от оси вала, и множество обрабатывающих инструментов, закрепленных в инструментальных шпинделях, как минимум два из множества обрабатывающих инструментов расположены со смещением друг относительно друга в направлении оси вала.

Согласно второй особенности настоящего изобретения, фрезерный станок, может выполняться с возможностью использования в задачах фрезерования для фрезерования угля, бетона, дегтебетона и/или прочих продуктов или материалов добычи. Фрезерный станок может включать в себя фрезеровочное устройство, например, образец, описанный в настоящем патенте.

Другие признаки и особенности настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего описания и прилагаемых чертежей.

Краткое описание чертежей

На рис. 1 показан вид в разрезе первого варианта осуществления фрезеровочного устройства, согласно настоящему изобретению;

На рис. 2 показан вид сверху на шпиндельный барабан первого варианта осуществления фрезеровочного устройства, показанного на рис. 1;

На рис. 3 показан вид в разрезе второго варианта осуществления фрезеровочного устройства, согласно настоящему изобретению;

На рис. 4 показан вид сверху на шпиндельный барабан второго варианта осуществления фрезеровочного устройства, показанного на рис. 3;

На рис. 5 показан вид в разрезе третьего варианта осуществления фрезеровочного устройства, согласно настоящему изобретению;

На рис. 6 показан вид в разрезе четвертого варианта осуществления фрезеровочного устройства, согласно настоящему изобретению;

На рис. 7 показан вид в разрезе пятого варианта осуществления фрезеровочного устройства, согласно настоящему изобретению;

На рис. 8 показан вид в разрезе шестого варианта осуществления фрезеровочного устройства, согласно настоящему изобретению;

На рис. 9 показано известное фрезеровочное устройство на примере задачи фрезерования для сравнения с фрезеровочным устройством согласно настоящему изобретению; и

На рис. 10 показан пример фрезеровочного устройство согласно настоящему изобретению на примере задачи фрезерования для сравнения с известным фрезеровочным устройством, показанным на рис. 9.

Подробное описание изобретения

Ниже приводится подробное описание предлагаемого изобретения. Описанные и проиллюстрированные на чертежах примеры осуществления предназначены для изучения сущности предлагаемого изобретения и позволяют специалистам в данной области техники реализовывать и использовать предлагаемое изобретение для нескольких различных задач. Примеры осуществления не следует рассматривать в качестве ограничительного описания объема правовой охраны патента. Объем правовой охраны патента следует определять по прилагаемой формуле изобретения.

Настоящее описание изобретения частично основано на том представлении, что область практического применения фрезеровочных устройств с вращающимися шпиндельными барабанами и множеством вращающихся обрабатывающих инструментов, свободно вращающихся вокруг шпиндельного барабана, можно расширить, например, на устройства фрезерования дорожного полотна, комбайны непрерывного действия и карьерные комбайны, если удастся значительно увеличить реальную глубину резания и ширину резания фрезеровочного устройства в методах резания конкретной области применения.

Соответственно, описывается фрезеровочное устройство, которое способствует сравнительно глубокой и широкой резке фрезеруемого материала, при этом не нарушая основополагающий принцип фрезеровочного устройства, включая множество обрабатывающих инструментов, чтобы сохранить неотъемлемые преимущества фрезеровочного устройства, которые, например, включают в себя сравнительно короткое время резания каждого отдельного инструмента, приводя к уменьшению температуры инструментов, что ведет к уменьшению износа инструментов.

На рисунках 1 и 2 под условным номером 10 приводится пример фрезеровочного устройства в полном объеме. Фрезеровочное устройство 10 состоит из шпиндельного барабана 12, вала 14, инструментальных шпинделей 16, 18 и обрабатывающих инструментов 20, 22.

Шпиндельный барабан 12 может вращаться вокруг оси В шпиндельного барабана. Для вращения шпиндельного барабана 12 и его фиксации первый конец 24 шпиндельного барабана 12 может соединяться с приводом вращения резцедержателя, например, рычагом машины для фрезерования дорожного полотна или комбайна непрерывного действия, не показанных подробно. Для крепления к раме машины могут использоваться дополнительные монтажные механизмы, не показанные подробно.

Центральный приемник вала 26 установлен на шпиндельном барабане 12, в котором размещается вал 14, который установлен в центральном приемнике вала 26 вдоль оси вала А с возможностью вращения с двумя цилиндрическими роликовыми подшипниками 28. Со второго конца 30 вал 14 также соединен с другим приводом вращения другого резцедержателя, например, рычагом машины для фрезерования дорожного полотна или комбайна непрерывного действия, снова не показанных подробно. Из-за соединения с приводом вращения вал 14 может вращаться вокруг оси вала А. В качестве альтернативы, вал 14 может не иметь возможности к вращению. В обоих случаях ось вала А и ось В шпиндельного барабана расположены коаксиально.

Вал 14 включает в себя первое зубчатое колесо вала 32 и второе зубчатое колесо вала 34, которые входят в зацепление с планетарными зубчатыми колесами 36 и 38, соответственно. Первое планетарное зубчатое колесо 36 и второе планетарное зубчатое колесо 38 установлены с возможностью вращения относительно шпиндельного барабана 12 и вала 14. В частности, шпиндельный барабан 12 включает в себя отверстия 40, 42 вала планетарной передачи для размещения болтов 44, 46 планетарной передачи, которые неподвижно закреплены в них. Поскольку первое планетарное зубчатое колесо 36 соединено с болтом 44 планетарной передачи внутри первого отверстия 40 вала планетарной передачи при помощи цилиндрического роликового подшипника 47, планетарное зубчатое колесо 36 может вращаться вокруг соответствующей оси С планетарного зубчатого колеса, которая находится параллельно и удалена от оси вала А, и оси В шпиндельного барабана. Так же, второе планетарное зубчатое колесо 36 может вращаться вокруг соответствующей оси С планетарного зубчатого колеса вследствие наличия еще одного цилиндрического роликового подшипника 47, который поддерживает второе планетарное зубчатое колесо 38 на болте 46 второго планетарного зубчатого колеса внутри второго отверстия 42 вала планетарной передачи шпиндельного барабана 12. Первое и второе планетарные зубчатые колеса 36 и 38 расположены со смещением друг относительно друга в направлении оси вала А. В качестве альтернативы, для планетарных зубчатых колес 36 и 38 могут прилагаться цепи или ремни.

В наружной области по окружности шпиндельный барабан 12 также включает в себя приемники 48 и 50 инструментальных шпинделей, оба расположены со смещением друг относительно друга в направлении оси вала А.

В первом приемнике 48 инструментального шпинделя установлен первый инструментальный шпиндель 16 с возможностью вращения с двумя коническими роликовыми подшипниками 52 вплотную друг к другу так, что первый инструментальный шпиндель 16 может вращаться вокруг соответствующей оси D инструментального шпинделя. Указанная ось D инструментального шпинделя находится параллельно и удалена от оси вала А, оси В шпиндельного барабана и осей С планетарных зубчатых колес. Подобным образом, второй инструментальный шпиндель 18 установлен с возможностью вращения во втором приемнике 50 инструментального шпинделя с двумя дополнительными коническими роликовыми подшипниками 54 вплотную друг к другу, которые упрощают вращение второго инструментального шпинделя 18 вокруг соответствующей оси D инструментального шпинделя. Каждая ось D инструментального шпинделя находится параллельно и удалена от оси вала А на одинаковое расстояние. Другими словами, оси D инструментального шпинделя находятся параллельно и удалены от оси вала А по кругу вокруг оси вала А. Инструментальные шпиндели 16 и 18 оснащены первым и вторым ведомыми зубчатыми колесами 56 и 58, которые входят в зацепление с планетарными зубчатыми колесами 36 и 38, соответственно.

Чтобы сократить попадание грязи и частиц материала в приемники инструментальных шпинделей 48 и 50, возможна установка уплотнений вала 59, например, возле конических роликовых подшипников 52 в отверстиях приемников инструментальных шпинделей 48 и 50 в шпиндельном барабане 12. Подобным образом, возможна установка уплотнения вала 61 для защиты от попадания частиц через отверстие в центральном приемнике вала 26 в шпиндельном барабане 12.

В некоторых вариантах осуществления приемники инструментальных шпинделей могут оснащаться подшипниковыми втулками с установленным в них вращающимся инструментальным шпинделем. В особенности, подшипниковые втулки с инструментальными шпинделями, установленными в них как картриджи, вставляются в соответствующую барабанную камеру с возможностью замены и могут блокироваться, например, множеством винтов. Такое расположение может упростить замену изношенных или поврежденных инструментальных шпинделей и обрабатывающих инструментов.

В варианте осуществления, показанном на рис. 1 и 2, на наружном конце каждого инструментального шпинделя 16, 18 закреплен обрабатывающий инструмент 20, 22. Обрабатывающие инструменты 20, 22 выступают из шпиндельный барабана 12 в направлении осей D инструментальный шпинделей.

Первый и второй обрабатывающий инструмент 20, 22 воплощены в качестве примера как фрезы, включающие в себя опорный вал 60, который жестко соединен с соответствующим инструментальным шпинделем 16 и 18. В частности, опорный вал 60 первого обрабатывающего инструмента 20 жестко соединен с наружным концом первого инструментального шпинделя 16, тогда как опорный вал 60 второго обрабатывающего инструмента 22 жестко соединен с наружным концом второго инструментального шпинделя 18.

Множество отдельных инструментов 62 расположено на наружной окружности каждого обрабатывающего инструмента 20, 22. Например, отдельные инструменты 62 включают в себя прямые долото с цилиндрическим хвостовиком (буровые долото), расположенные по спирали по всей длине опорного вала 60. В целях ясности, только один из множества отдельных инструментов 62 показан подробно, для оставшихся на чертежах показаны только их концы.

В некоторых вариантах осуществления обрабатывающие инструменты 20, 22 могут иметь другое выполнение. Например, обрабатывающие инструменты могут быть выполнены как долото-кольца с ударными долото, долото-фрезы или режущие диски.

Ясно видно, что первый и второй обрабатывающие инструменты 20, 22 расположены со смещением друг относительно друга в направлении оси вала А. В частности, первый обрабатывающий инструмент 20 и второй обрабатывающий инструмент 22 расположены со смещением друг относительно друга примерно на длину оси каждого обрабатывающего инструмента 20, 22, который определяет ширину резания соответствующего обрабатывающего инструмента 20, 22. Кроме того, первый обрабатывающий инструмент 20 и второй приемник 50 инструментального шпинделя расположены, перекрывая друг друга в направлении оси вала А. Другими словами, первый обрабатывающий инструмент 20 и второй приемник 50 инструментального шпинделя, в основном, простираются в пределах одного продольного сечения фрезеровочного устройства 10 вдоль оси вала А. В результате, в показанном варианте осуществления, при вращении шпиндельного барабана 12 на 180° вокруг осей В шпинделей, первый обрабатывающий инструмент 20 займет предыдущее расположение второго приемника 50 инструментального шпинделя, и наоборот. Подобным образом, при вращении шпиндельного барабана 12 на 180° вокруг осей В шпинделей, второй обрабатывающий инструмент 22 займет предыдущее расположение первого приемника 48 инструментального шпинделя, и наоборот.

В некоторых вариантах осуществления, как минимум один первый обрабатывающий инструмент 20 и как минимум один второй обрабатывающий инструмент 22 могут располагаться с частичным перекрыванием друг друга в направлении оси вала А. К тому же, как минимум один первый приемник 48 инструментального шпинделя может располагаться со смещением относительно как минимум одного второго приемника 50 инструментального шпинделя в направлении оси вала А.

В некоторых вариантах осуществления, как минимум один первый обрабатывающий инструмент 20 и как минимум один второй обрабатывающий инструмент 22 могут располагаться со смещением друг относительно друга так, что практически не перекрывают друг друга в направлении оси вала А.

В некоторых вариантах осуществления, как минимум один первый обрабатывающий инструмент 20 и как минимум один второй приемник 50 инструментального шпинделя могут располагаться с перекрыванием друг друга в направлении оси вала А. К тому же, или в качестве альтернативы, как минимум один второй обрабатывающий инструмент 22 и как минимум один первый приемник 48 инструментального шпинделя могут располагаться с перекрыванием друг друга в направлении оси вала А.

В некоторых вариантах осуществления, шпиндельный барабан 12 может простираться вдоль оси А шпиндельного барабана на расстояние до 5 м, например, 2 м, 3 м или 4 м. Диаметр шпиндельного барабана 12 может составлять от 500 мм до 1500 мм.

Передаточное число между инструментальными шпинделями 16, 18 и шпиндельным барабаном 12 может составлять от 5 до 20. Например, передаточное число 5 можно выбрать в задачах, в которых диаметр шпиндельного барабана 12 составляет около 500 мм, а передаточное число 20 можно выбрать в задачах, в которых диаметр шпиндельного барабана 12 составляет около 1500 мм. В качестве примера, шпиндельный барабан 12 может вращаться со скоростью 50 оборотов в минуту. Предположим, что передаточное число между инструментальными шпинделями 16, 18 и шпиндельным барабаном 12 составляет 10, тогда инструментальные шпиндели 16 и 18 будут вращаться со скоростью 500 оборотов в минуту.

Далее описываются дополнительные варианты осуществления фрезеровочного устройства с акцентом на различия по сравнению с первым вариантом осуществления, описанным выше. Для удобства сравнения похожие компоненты имеют те же условные номера в соответствующей серии "Х00", "Х" означает конкретный вариант осуществления.

Теперь, смотря на рис. 3 и 4, второй вариант осуществления фрезеровочного устройства показан под условным номером 210. Второй вариант осуществления, в частности, состоит из двух дополнительных обрабатывающих инструментов, по сравнению с первым вариантом осуществления, показанным на рис. 1 и 2.

Показанный вариант осуществления фрезеровочного устройства 210 состоит из двух первых обрабатывающих инструментов 220 и двух вторых обрабатывающих инструментов 222. Два первых обрабатывающих инструмента 220 закреплены в двух первых инструментальных шпинделях 216, закрепленных с возможностью вращения в двух первых приемниках инструментальных шпинделей 248, тогда как два вторых обрабатывающих инструмента 222 закреплены в двух вторых инструментальных шпинделях 218 (см. рис. 4), закрепленных с возможностью вращения в двух вторых приемниках инструментальных шпинделей 250 (не показаны на рис. 3 и 4).

Оба первых обрабатывающих инструмента 220 расположены, перекрывая друг друга и второй приемник инструментального шпинделя 250 в направлении оси вала А. К тому же, оба первых обрабатывающих инструмента 220 расположены равноудаленно друг от друга по окружности вокруг оси вала А. В показанном варианте осуществления первые обрабатывающие инструменты 220 смещены друг относительно друга вокруг оси вала А на 180° в направлении по окружности. В других вариантах осуществления с дополнительными первыми обрабатывающими инструментами множество первых обрабатывающих инструментов может быть установлено так, что соседние первые обрабатывающие инструменты расположены равноудаленно друг от друга по окружности вокруг оси вала А. В качестве альтернативы, соседние первые обрабатывающие инструменты могут не быть расположены равноудаленно друг от друга по окружности вокруг оси вала А.

Кроме того, оба вторых обрабатывающих инструмента 222 расположены, перекрывая друг друга и первый приемник инструментального шпинделя 248 в направлении оси вала А. К тому же, оба вторых обрабатывающих инструмента 222 смещены друг относительно друга вокруг оси вала А на 180° в направлении по окружности. В других вариантах осуществления с дополнительными вторыми обрабатывающими инструментами множество вторых обрабатывающих инструментов может быть установлено так, что соседние вторые обрабатывающие инструменты расположены равноудаленно друг от друга по окружности вокруг оси вала А. В качестве альтернативы, соседние вторые обрабатывающие инструменты могут не быть расположены равноудаленно друг от друга по окружности вокруг оси вала А.

Обратите внимание, что первое зубчатое колесо вала 232 и второе зубчатое колесо вала 234 каждое входят в зацепление с двумя планетарными зубчатыми колесами. Например, первое зубчатое колесо вала 232 вала 214 входит в зацепление с двумя первыми планетарными зубчатыми колесами 236. В других вариантах осуществления, отдельное зубчатое колесо вала может даже входит в зацепление с тремя или более планетарными зубчатыми колесами, каждое планетарное зубчатое колесо, в свою очередь, входит в зацепление с соответствующим инструментальным шпинделем, в котором закреплен как минимум один обрабатывающий инструмент.

На рисунке 5 показан третий вариант осуществления фрезеровочного устройства под условным номером 310. Фрезеровочное устройство 310 включает в себя удлиненный участок шпиндельного барабана 364. Удлиненный участок шпиндельного барабана 364 шпиндельного барабана 312 может способствовать соединению с приводом вращения резцедержателя вместо соединения шпиндельного барабана 12 с приводом вращения посредством первого конца 24, как в первом варианте осуществления, показанном на рис. 1 и 2.

На рисунке 6 показан четвертый вариант осуществления фрезеровочного устройства под условным номером 410. Фрезеровочное устройство 410 включает в себя четыре обрабатывающих инструмента (обратите внимание, что видны только два обрабатывающих инструмента). Каждый обрабатывающий инструмент расположен со смещением относительно других в направлении оси вала А и в направлении по окружности вокруг оси вала А.

В дополнение к первому зубчатому колесу вала 432 и второму зубчатому колесу вала 434, представлены третье зубчатое колесо вала 466 и четвертое зубчатое колесо вала 468. Третье зубчатое колесо вала 466 и четвертое зубчатое колесо вала 468 входят в зацепление с соответствующими планетарными зубчатыми колесами, которые, в свою очередь, входят в зацепление с соответствующими инструментальными шпинделями, в которых закреплены третий обрабатывающий инструмент и четвертый обрабатывающий инструмент, соответственно (из-за выбранного видна не видны на рис. 5).

Каждый из четырех указанных обрабатывающих инструментов расположен со смещением на 90° относительно соседних обрабатывающих инструментов в направлении по окружности вокруг оси вала А. Таким образом достигается равноудаленное расположение четырех обрабатывающих инструментов в направлении по окружности вокруг оси вала А. Кроме того, соседние обрабатывающие инструменты в направлении вдоль оси вала А также расположены равноудаленно в показанном варианте осуществления. В других вариантах осуществления соседние обрабатывающие инструменты могут не быть расположены равноудаленно в направлении по окружности вокруг оси вала А и/или вдоль оси вала А.

В некоторых вариантах осуществления фрезеровочное устройство может включать в себя множества как минимум одних n-х обрабатывающих инструментов. Каждый как минимум один n-й обрабатывающий инструмент смещен относительно другого в направлении оси вала А. Например, фрезеровочное устройство может включать в себя девять обрабатывающих инструментов. Каждые три обрабатывающих инструмента могут располагаться с перекрыванием друг друга в направлении оси вала, и могут располагаться со смещением относительно оставшихся обрабатывающих инструментов в направлении оси вала А. Каждый из каждых трех обрабатывающих инструментов может также быть смещен относительно других в направлении вокруг оси вала А на 120°.

В качестве дополнительного примера, пятый вариант осуществления фрезеровочного устройства показан на рис. 7 с условным номером 510. Здесь фрезеровочное устройство 510 состоит из инструментальных шпинделей, в которых могут закрепляться два обрабатывающих инструмента. Например, в первом инструментальном шпинделе 516 закреплены первый обрабатывающий инструмент 520 и третий обрабатывающий инструмент 521 на противоположных концах вала, которые выдаются из отверстий первого приемника инструментального шпинделя 548 в шпиндельном барабане 512.

Как и в четвертом варианте осуществления, показанном на рисунке 6, во фрезеровочном устройстве 510 имеются дополнительные скрытые обрабатывающие инструменты, об их наличии свидетельствуют третье и четвертое зубчатые колеса вала 566 и 568.

На рисунке 8 показан вариант осуществления фрезеровочного устройства, которое включает в себя сравнительно длинные обрабатывающие инструменты и инструментальные шпиндели для упрощения работы при сравнительно большой ширине резания.

Как первый обрабатывающий инструмент 620, так и второй обрабатывающий инструмент 622 включают в себя два отдельных участка, каждый участок оснащен множеством отдельных режущих инструментов 662. Инструментальные шпиндели 616 и 618 не только установлены с возможностью вращения в приемниках инструментальных шпинделей 648 и 650, но также в выступающих деталях 670 и 672 шпиндельного барабана 612 вследствие большой осевой длины инструментальных шпинделей 616, 618. Внутри каждой выступающей детали 670 и 672 располагается плавающий подшипник (не показан). Указанные плавающие подшипники могут быть, например, цилиндрическими роликовыми подшипниками, которые, в частности, выдерживают большие радиальные усилия, которые могут возникать из-за увеличенной осевой длины инструментальных шпинделей 616, 618.

Промышленная применимость

Далее описывается работа описанных примеров фрезеровочного устройства 10. Затем фрезеровочное устройство 10 сравнивается с известным фрезеровочным устройством.

Применительно ко всем вариантам осуществления описывается работа первого варианта осуществления фрезеровочного устройства (см. рис. 1 и 2), согласно настоящему изобретению.

Во время работы шпиндельный барабан 12 вращается вокруг оси шпинделя В, а обрабатывающие инструменты 20 и 22 вращаются вокруг осей D инструментальных шпинделей вследствие вращения инструментальных шпинделей 16 и 18. Вращение инструментальных шпинделей 16 и 18 может вызываться исключительно вращением шпиндельного барабана 12 в вариантах осуществления, в которых вал 14 не вращается.

В вариантах осуществления, в которых вал 14 вращается вокруг оси вала А, вал 14 может вращаться для вращения планетарных зубчатых колес 36 и 38, которые, в свою очередь, вращают инструментальные шпиндели 16 и 18. Вал 14 может вращаться либо в том же направлении по окружности, что и шпиндельный барабан 12, или в противоположном направлении. Например, если шпиндельный барабан 12 вращается по часовой стрелке вокруг оси В шпиндельного барабана, вал 14 может вращаться либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки вокруг оси вала А.

Далее, в качестве примера, фрезеровочное устройство 10, описанное подробно выше на рисунках 1 и 2, сравнивается с известным фрезеровочным устройством, показанным на рис. 9 и уже упомянутым в разделе "Предпосылки создания изобретения".

Это известное фрезеровочное устройство 80, показанное на рис. 9, включает в себя два обрабатывающих инструмента 82, 84, оснащенных множеством отдельных инструментов 86. Обратите внимание, что оба обрабатывающих инструмента 82, 84 расположены с перекрытием в направлении оси шпинделя Е. Инструментальные шпиндели 88 установлены с возможностью вращения в приемниках шпинделей 90 посредством двух конических роликов подшипников, расположенных вплотную.

В примере фрезеровочной задачи, показанной на рис. 9 и 10, фрезеровочное устройство погружается в материал в направлении стрелки W до достижения эффективной глубины резания d, и одновременно или после этого подается в направлении стрелки F для фрезерования материала 92 на ширину резания w.

Сначала рассмотрим эффективную ширину и глубину резания известного фрезеровочного устройства 80. Указанное фрезеровочное устройство 80 обеспечивает сравнительно малую глубину резания d1 из-за наличия приемников инструментального шпинделя 90. В особенности, геометрические размеры приемников инструментального шпинделя 90 строго ограничивают глубину погружения фрезеровочного устройства 80 в материал 92 для фрезерования.

Кроме того, ширина резания w1 известного фрезеровочного устройства 80 также сравнительно мала, поскольку оба обрабатывающих инструмента 82 и 84 выполняют резание вдоль одного участка. Другими словами, каждый обрабатывающий инструмент 82, 84 фрезеровочного устройства 80 расположено, перекрывая другой в направлении оси вала Е.

С другой стороны, пример фрезеровочного устройства 10, описываемый в данном патенте, обеспечивает сравнительно большую глубину резания d2, благодаря тому, что приемники инструментальных шпинделей 48, 50 и обрабатывающие инструменты 20, 22 расположены с перекрыванием. Например, первый обрабатывающий инструмент 20 расположен, перекрывая второй приемник 50 инструментального шпинделя в направлении оси вала А. Следовательно, при вращении шпиндельного барабана 12 на 180° вокруг осей В шпинделей, первый обрабатывающий инструмент 20 займет предыдущее расположение второго приемника 50 инструментального шпинделя, и наоборот. Таким образом, обрабатывающий инструмент 20 может уменьшить свободное пространство, необходимое для второго приемника 50 инструментального шпинделя так, что фрезеровочное устройство 10 сможет глубже погрузиться в материал 92 для фрезерования. Подобным образом, при вращении шпиндельного барабана 12 на 180° вокруг осей В шпинделей, второй обрабатывающий инструмент 22 займет предыдущее расположение первого приемника 48 инструментального шпинделя, что способствует уменьшению свободного пространства, необходимое для первого приемника 48 инструментального шпинделя для более глубокого погружения в материал 92 для фрезерования.

К тому же, фрезеровочное устройство 10 обеспечивает сравнительно большую ширину резания w2, которая является сочетанием значений w21 и w22. В частности, первый обрабатывающий инструмент 20 режет материал 92 вдоль ширины резания w22, а второй обрабатывающий инструмент 22 режет материал 92 вдоль ширины резания w22. Располагая первый обрабатывающий инструмент 20 и второй обрабатывающий инструмент 22 со смещением друг относительно друга в направлении оси вала А, каждый обрабатывающий инструмент 20, 22 выполняет резание при помощи собственных инструментов вдоль различных участков, расположенных на некотором расстоянии друг от друга в направлении оси вала А.

Обратите внимание, что фрезеровочное устройство 10 и известное фрезеровочное устройство 80 оснащены лишь двумя обрабатывающими инструментами и двумя инструментальными шпинделями. Однако из-за смещенного расположения приемников инструментальных шпинделей в направлении оси вала А и смещенного расположения обрабатывающих инструментов в направлении оси вала А, согласно данному патенту, фрезеровочное устройство 10 может выполнять резание на большую глубину и ширину по сравнению с фрезеровочным устройством 80 в показанном примере фрезеровочной задачи. Кроме того, фрезеровочное устройство 10, благодаря его особой конструкции, имеет возможность выполнять свободную резку.

Например, пример фрезеровочного устройства, описанный в данном патенте, может применяться при фрезеровании дорожного полотна и в горном деле. Фрезерный станок, который может выполняться в виде, например, устройство фрезерования дорожного полотна, комбайн непрерывного действия, карьерный комбайн или выемочный комбайн, может включать в себя фрезеровочное устройство 10 для фрезерования угля, бетона, дегтебетона и/или прочих продуктов или материалов добычи.

Предпочтительные варианты осуществления предлагаемого изобретения описаны здесь, но существенное изменение известного объекта и модификация могут быть включены в пределах сущности и объема изобретения.

1. Фрезеровочное устройство (10), включающее в себя:

вал (14) с осью вала (А);

шпиндельный барабан (12), свободно вращающийся относительно оси вала (А) и способный вращаться вокруг оси шпиндельного барабана (В), коаксиальной с осью вала (А);

множество инструментальных шпинделей (16, 18), свободно вращающихся вокруг шпиндельного барабана (12) и способных вращаться вокруг оси инструментального шпинделя (D), причем каждая ось инструментального шпинделя (D) расположена параллельно, удалена от оси вала (А) и находится на одинаковом расстоянии от оси вала (А);

множество обрабатывающих инструментов (20, 22), закрепленных в инструментальных шпинделях (16, 18), причем как минимум два из множества обрабатывающих инструментов (20, 22) расположены со смещением относительно друг друга в направлении оси вала (А), и

множество приемников инструментальных шпинделей (48, 50), в которых находятся инструментальные шпиндели (16, 18), множество приемников инструментальных шпинделей (48, 50), включая как минимум один приемник шпинделя первого инструмента (48) и как минимум один приемник шпинделя второго инструмента (50), причем как минимум один приемник шпинделя первого инструмента (48) расположен со смещением относительно как минимум одного приемника шпинделя второго инструмента (50) в направлении оси вала (А).

2. Фрезеровочное устройство (10) по п. 1, в котором множество обрабатывающих инструментов (20, 22) включает в себя как минимум один первый обрабатывающий инструмент (20) и как минимум один второй обрабатывающий инструмент (22), причем как минимум один первый обрабатывающий инструмент (20) расположен со смещением относительно как минимум одного второго обрабатывающего инструмента (22) в направлении оси вала (А).

3. Фрезеровочное устройство (10) по п. 1, в котором

как минимум один первый обрабатывающий инструмент (20) и как минимум один приемник шпинделя второго инструмента (50) расположены, перекрывая друг друга в направлении оси вала (А); и/или

как минимум один второй обрабатывающий инструмент (22) и как минимум один приемник шпинделя первого инструмента (48) расположены, перекрывая друг друга в направлении оси вала (А).

4. Фрезеровочное устройство (10) по п. 2, в котором как минимум один первый обрабатывающий инструмент (20) и как минимум один второй обрабатывающий инструмент (22) расположены, перекрывая друг друга в направлении оси вала (А).

5. Фрезеровочное устройство (10) по п. 2, в котором соседние первые обрабатывающие инструменты (20) по окружности вокруг оси вала (А) расположены равноудаленно друг от друга и/или соседние вторые обрабатывающие инструменты (22) по окружности вокруг оси вала (А) расположены равноудаленно друг от друга.

6. Фрезеровочное устройство (10) по п. 2, в котором в как минимум одном из множества инструментальных шпинделей (16, 18) находится два из множества обрабатывающих инструментов (20, 22), по одному обрабатывающему инструменту (20, 22) с каждого конца соответствующего инструментального шпинделя (16, 18).

7. Фрезеровочное устройство по п. 1, также включающее в себя множество планетарных зубчатых колес (36, 38), свободно вращающихся относительно шпиндельного барабана (12) и способных вращаться вокруг осей планетарных колес (С), расположенных параллельно и удаленных от оси вала (А), причем планетарные зубчатые колеса (36, 38) выполнены с возможностью приведения в движение инструментальных шпинделей (16, 18) путем вращения.

8. Фрезеровочное устройство (10) по п. 1, в котором шпиндельный барабан (12) также включает в себя центральный приемник вала (26), в котором находится вал (14).

9. Фрезеровочное устройство (10) по п. 1, в котором вал (14) может вращаться вокруг оси вала (А).

10. Фрезеровочное устройство (10) по п. 1, в котором каждый обрабатывающий инструмент (20, 22) состоит из множества отдельных инструментов (62).

11. Фрезеровочное устройство (10) по п. 2, в котором множество обрабатывающих инструментов (20, 22) состоит из множества как минимум одних n-х обрабатывающих инструментов (20, 22), причем каждый из как минимум одних n-х обрабатывающих инструментов (20, 22) расположен со смещением относительно друг друга в направлении оси вала (А).

12. Фрезеровочное устройство (10) по п. 1, которое выполнено с возможностью использования в устройстве фрезерования дорожного полотна, комбайне непрерывного действия, карьерном комбайне и/или выемочном комбайне.

13. Фрезерный станок, выполненный с возможностью использования для задач фрезерования для фрезерования продуктов или материалов добычи, где фрезерный станок состоит из фрезеровочного устройства (10) по любому из пп. 1-12.

14. Фрезерный станок по п. 13, который выполнен как устройство фрезерования дорожного полотна, комбайн непрерывного действия, карьерный комбайн или выемочный комбайн.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области горного дела, в частности к сменной инструментальной оправке для модульных режущих головок. Технический результат – уменьшение времени простоя режущего станка.

Изобретение относится к горным комбайнам. Техническим результатом является обеспечение более равномерного удаления слоев породы.

Группа изобретений относится к области горных работ в условиях твердых пород, в частности к модульной режущей головке. Технический результат - повышение эффективности режущей головки за счет простоты замены оправки.

Изобретение относится к ударно-скалывающему исполнительному органу проходческого комбайна. Техническим результатом является расширение применения механического способа разрушения крепких горных пород, возможность изменения направления проведения горных выработок, увеличение скорости и безопасности эксплуатационных работ, снижение энергометаллоемкости, габаритных размеров комбайна.

Группа изобретений относится к области горного дела. Технический результат - непрерывная проходка туннелей, галерей или шахт даже в твердых скальных породах с высокой производительностью и при небольшом износе инструментов.

Группа изобретений относится к горнопроходческим машинам с загребающей головкой. Технический результат - устранение потребности в дополнительных загребающих лапах, облегчение перемещения извлекаемого материала.

Группа изобретений относится к горным машинам, а именно к системе воздушного потока для врубовой машины. Технический результат заключается в улучшении системы воздушного потока.

Группа изобретений относится к горнопроходческим машинам для добычи минералов и других ценных материалов на поверхности земли и под ней. Технический результат – надежность, обеспечение перемещения бурильной головки между множеством положений.

Изобретение относится к горным комбайнам. Техническим результатом является упрощение конструкции.

Способ относится к горной промышленности и может быть использован для открытой разработки месторождений полезных ископаемых с неравномерным распределением и сложной конфигурацией рудных тел.

Группа изобретений относится к подземным горным комбайнам, а именно к дробилке обломков породы для выемочного комбайна. Технический результат – разработки длинными забоями компактным образом, т.е.

Изобретение относится к режущему модулю. Техническим результатом является повышение производительности работы.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для охлаждения коробки передач в поворотном редукторе врубовой машины сплошной выемки. Поворотный редуктор содержит набор отдельных передаточных механизмов и систему охлаждения.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в горнодобывающих отраслях промышленности. .

Изобретение относится к области горного машиностроения и может быть использовано в горнодобывающих отраслях промышленности. .

Изобретение относится к горному машиностроению, в частности к горному комбайну. .

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а именно к очистным комбайнам для селективной выемки мощных, преимущественно калийных пластов с породным прослоем.

Изобретение относится к средствам механизации для подземной селективной выемки тонких, преимущественно калийных пластов очистными комбайнами. .

Настоящее изобретение относится к подземной или открытой разработке фрезерным устройством. Технический результат – обеспечение глубокого и широкого резания фрезеруемого материала. Фрезеровочное устройство включает в себя вал с осью вала, шпиндельный барабан, свободно вращающийся относительно оси вала и способный вращаться вокруг оси шпиндельного барабана, коаксиальной с осью вала, множество инструментальных шпинделей, свободно вращающихся вокруг шпиндельного барабана и способных вращаться вокруг оси инструментального шпинделя, множество обрабатывающих инструментов и множество приемников инструментальных шпинделей. При этом каждая ось инструментального шпинделя расположена параллельно, удалена от оси вала и находится на одинаковом расстоянии от оси вала. Множество обрабатывающих инструментов закреплены в инструментальных шпинделях, при этом как минимум два из множества обрабатывающих инструментов расположены со смещением относительно друг друга в направлении оси вала. При этом множество приемников инструментальных шпинделей содержат инструментальные шпиндели, включая как минимум один приемник шпинделя первого инструмента и как минимум один приемник шпинделя второго инструмента, причем как минимум один приемник шпинделя первого инструмента расположен со смещением относительно как минимум одного приемника шпинделя второго инструмента в направлении оси вала. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

Наверх