RU2168017C1

RU2168017C1 - Device for fastening of mining machine cutters

Info

Publication number: RU2168017C1
Application number: RU2000100298A
Authority: RU
Inventors: В.А. Романов; Д.В. Кретов; М.М. Калинин; В.П. Полежаев; И.Г. Шмакин; В.А. Кутлунин
Original assignee: Тульский государственный университет (ТулГУ)
Priority date: 2000-01-06
Filing date: 2000-01-06
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: mining industry, particularly, devices for fastening of cutters of mining machine actuating members. SUBSTANCE: device includes a cam with hole to receive cutter body, transverse recess and stop for shank of cutter with circular groove and chamfer, and stop member. The device is additionally provided with a pusher made in the form of spring-loaded rod engageable with cutter shank and located in stop part of the cam at an angle of 10-40 deg to cutter longitudinal axis. EFFECT: higher stability of mining machine cutters due to their increased turning ability. 4 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для крепления резцов исполнительных органов горных машин. The invention relates to the mining industry, and in particular to devices for fastening the cutters of the executive bodies of mining machines.

Известны устройства для крепления резцов горных машин, включающие кулак с поперечным пазом, разделяющим кулак на опору под державку резца и упор для хвостовика резца, имеющий выступ, взаимодействующий с хвостовиком резца, и фиксатор (а. с. N 1046500 МПК⁵ E 21 C 25/45).Known devices for mounting cutters of mining machines, including a fist with a transverse groove dividing the fist on a support for the tool holder and an emphasis for the tool shank, having a protrusion that interacts with the tool shank, and a latch (A. p. N 1046500 IPC ⁵ E 21 C 25 / 45).

Недостаток данного устройства заключается в том, что в процессе резания продольная ось резца описывает коническую поверхность, а это означает постоянное изменение кинематического угла резания и заднего угла, следовательно, всегда есть отклонения этих углов от оптимальных их значений, что сказывается на увеличении энергоемкости процесса разрушения. The disadvantage of this device is that in the process of cutting the longitudinal axis of the cutter describes a conical surface, which means a constant change in the kinematic angle of cutting and the rear angle, therefore, there are always deviations of these angles from their optimal values, which affects the increase in the energy intensity of the fracture process.

Кроме этого, из-за большой разницы в диаметрах резца и отверстия под него в кулаке неизбежны большие ударные нагрузки на резец и кулак. In addition, due to the large difference in the diameters of the cutter and the hole under it in the fist, large impact loads on the cutter and fist are inevitable.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для крепления резцов горных машин, включающее кулак с отверстием под корпус резца, поперечным пазом и упором под хвостовик резца с кольцевой проточкой и упругий стопорный элемент в виде пластинчатой пружины с выступом, имеющей П-образную форму в плоскости продольного сечения корпуса резца (а. с. N 876992 МПК⁵ E 21 C 25/46).Closest to the proposed is a device for mounting cutters of mining machines, including a fist with a hole for the cutter body, a transverse groove and an emphasis on the shank of the cutter with an annular groove and an elastic locking element in the form of a leaf spring with a protrusion having a U-shape in the plane of the longitudinal section tool body (a.p. N 876992 IPC ⁵ E 21 C 25/46).

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно только создает условия для поворота резца, а не способствует его повороту. Кроме того, пластинчатые пружины не обладают достаточной прочностью и быстро выходят из строя в результате поломок. The disadvantage of this device is that it only creates conditions for the rotation of the cutter, and does not contribute to its rotation. In addition, leaf springs do not have sufficient strength and quickly fail as a result of breakdowns.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает более интенсивное вращение ненагруженных силами резания и подачи резцов, что повышает их износостойкость, а более эффективное самозатачивание способствует снижению энергоемкости процесса разрушения и повышению производительности горных машин. Thus, the proposed device provides a more intensive rotation of unloaded cutting and feeding forces of the cutters, which increases their wear resistance, and more effective self-sharpening helps to reduce the energy intensity of the destruction process and increase the productivity of mining machines.

Задачей данного изобретения является увеличение стойкости резцов горных машин за счет повышения их поворотоспособности. The objective of the invention is to increase the durability of the cutters of mining machines by increasing their rotatability.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для крепления резцов горных машин, включающее кулак с отверстием под корпус резца, поперечным пазом и упором под хвостовик резца с кольцевой проточкой и фаской и стопорный элемент, дополнительно снабжено толкателем, выполненным в виде подпружиненного стержня, взаимодействующего с хвостовиком резца, и расположенным в упорной части кулака под углом, равным 10-40^o к продольной оси резца.The solution to this problem is achieved by the fact that the device for mounting the cutters of mining machines, including a fist with a hole for the cutter body, a transverse groove and a stop for the cutter shank with an annular groove and a chamfer and a locking element, is additionally equipped with a pusher made in the form of a spring-loaded rod interacting with the shank of the cutter, and located in the thrust part of the fist at an angle equal to 10-40 ^o to the longitudinal axis of the cutter.

На фиг. 1 изображено устройство для крепления резцов и показано взаимное положение толкателя и резца в начале поворота резца, на фиг. 2 - устройство для крепления резцов в конце поворота резца, на фиг. 3 - сечение по продольной оси толкателя, на фиг. 4 - поперечное сечение резца. In FIG. 1 shows a device for attaching cutters and shows the relative position of the pusher and the cutter at the beginning of the rotation of the cutter, FIG. 2 - a device for attaching cutters at the end of rotation of the cutter, in FIG. 3 is a section along the longitudinal axis of the pusher, in FIG. 4 - cross section of the cutter.

Устройство для крепления резцов горных машин содержит кулак 1 с отверстием 2, в котором расположен цилиндрический корпус резца 3, поперечным пазом 4 и упором 5 под хвостовик резца с кольцевой проточкой, толкатель 9, расположенный в упорной части кулака под углом, равным 10-40^o к продольной оси резца, с пружиной 10, удерживаемой пробкой 11 в отверстии 12.A device for mounting cutters of mining machines contains a fist 1 with a hole 2 in which the cylindrical body of the cutter 3 is located, with a transverse groove 4 and a stop 5 for the cutter shank with an annular groove, a pusher 9 located in the thrust part of the fist at an angle of 10-40 ^o to the longitudinal axis of the cutter, with a spring 10 held by a plug 11 in the hole 12.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Цилиндрический корпус резца 3 свободно вставляется в отверстие 2 кулака 1 и фиксируется стопорным кольцом 8 в кольцевой проточке 6, обеспечивающим резцу свободное перемещение в отверстии 2 вдоль продольной его оси в пределах зазора

между задним торцом резца и упором 5.The cylindrical body of the cutter 3 is freely inserted into the hole 2 of the fist 1 and fixed by the retaining ring 8 in the annular groove 6, providing the cutter free movement in the hole 2 along its longitudinal axis within the gap

between the rear end of the cutter and the stop 5.

Толкатель 9 вставляется в отверстие 12 и опирается на установленную в нем пружину 10, удерживаемую пробкой 11. Отверстие 12 выполнено под углом 10-40^o к продольной оси резца.The pusher 9 is inserted into the hole 12 and rests on the spring 10 installed in it, held by the plug 11. The hole 12 is made at an angle of 10-40 ^o to the longitudinal axis of the cutter.

В процессе работы исполнительного органа при входе в контакт с массивом резец 3 под действием сил реакции забоя отходит назад к упорной поверхности кулака на величину зазора

и утапливает толкатель 9 в отверстие 12 на величину S, сжимая пружину 10. При этом благодаря наличию угла α между осями резца и толкателя вершина последнего совершает относительное перемещение в поперечном направлении по поверхности фаски 7 на хвостовике резца, выполненной под углом β его оси, на величину S₁=S•Sin α. Поскольку в этот момент еще отсутствуют силы резания и подачи, расклинивающие резец 3 в отверстии 2 кулака 1, при соответствующей жесткости пружины 10 момент силы трения, создаваемой прижатием толкателя 9 к поверхности фаски 7 на хвостовике резца, оказывается больше момента сопротивления повороту резца 3 в отверстии 2, и резец еще до начала резания успевает повернуться на угол, соответствующий при отсутствии проскальзывания длине хорды S₁.In the process of the executive body, when it comes into contact with the array, the cutter 3 moves back to the thrust surface of the fist by the clearance value under the action of the reaction forces

and sinks the pusher 9 into the hole 12 by the amount S, compressing the spring 10. Moreover, due to the angle α between the axes of the cutter and the pusher, the top of the latter makes relative movement in the transverse direction along the surface of the chamfer 7 on the shank of the cutter, made at an angle β of its axis, on the value of S ₁ = S • Sin α. Since at this moment there are still no cutting and feed forces, wedging the cutter 3 in the hole 2 of the cam 1, with the corresponding spring stiffness 10, the moment of the friction force created by pressing the pusher 9 against the surface of the chamfer 7 on the cutter shank is greater than the moment of resistance to the rotation of the cutter 3 in the hole 2, and even before the start of cutting, the cutter manages to rotate by an angle corresponding, in the absence of slipping, to the length of the chord S ₁ .

Предлагаемое устройство работоспособно при 45^o > α > 0^o.The proposed device is operable at 45 ^o >α> 0 ^o .

Но при углах α , близких к 0^o, угол поворота резца γ слишком мал, а при углах α, близких к 45^o, увеличиваются силы трения движения толкателя 7 в отверстии 12 и возможно его расклинивание. Испытания модели показали, что наиболее эффективный поворот резца (4...6^o за один ход толкателя) имеет место при α = 35^o.But at angles α close to 0 ^o , the angle of rotation of the cutter γ is too small, and at angles α close to 45 ^o , the friction forces of the pusher 7 in the hole 12 increase and it is possible to wedge it. Tests of the model showed that the most effective rotation of the cutter (4 ... 6 ^o in one stroke of the pusher) takes place at α = 35 ^o .

Вследствие того что поворот резца происходит до начала процесса резания и плечо 1 приложения поворачивающей силы до плоскости среза кулака невелико, для выполнения поворота резца требуются усилия на 2-3 порядка ниже, чем во время резания, когда резец под действием сил резания и подачи, приложенных у его вершины на гораздо большем плече, равном вылету резца l_в, расклинивается и зажимается в кулаке.Due to the fact that the rotation of the cutter occurs prior to the start of the cutting process and the shoulder 1 of applying the turning force to the cutting plane of the fist is small, it takes 2-3 orders of magnitude lower force to perform the rotation of the cutter than during cutting when the cutter is subjected to the cutting and feed forces applied at its top, on a much larger shoulder, equal to the extension of the cutter l _in , it wedges and clamps in a fist.

При выходе резца из контакта с забоем под действием разжимающейся пружины 10 толкатель 7 перемещает резец вперед на величину

, скользя по фаске в обратном направлении на величину S₁. Обратного поворота резца не происходит, поскольку действие пружины на свободно перемещающийся резец не обеспечивает прижатия толкателя к резцу, достаточного для возникновения необходимости для поворота резца силы трения.When the cutter comes out of contact with the face due to the expanding spring 10, the pusher 7 moves the cutter forward by an amount

, sliding along the chamfer in the opposite direction by the value of S ₁ . The reverse rotation of the cutter does not occur, since the action of the spring on a freely moving cutter does not provide a push of the pusher against the cutter, sufficient to cause friction force to turn the cutter.

Далее при очередном входе резца в контакт с массивом процесс повторяется. Then, at the next entry of the cutter into contact with the array, the process is repeated.

Claims

A device for mounting cutters of mining machines, including a fist with a hole for the cutter body, a transverse groove and an emphasis on the shank of the cutter with an annular groove and a chamfer, and a locking element, characterized in that it is additionally equipped with a pusher made in the form of a spring-loaded rod interacting with the shank of the cutter , and located in the thrust part of the fist at an angle equal to 10 - 40 ^o to the longitudinal axis of the cutter.