РЕЗЕЦ ДЛЯ БУРЕНИЯ УГЛЕЙ И МЯГКИХ ГОРНЫХ ПОРОД

Полезная модель относится к горному делу, а конкретнее, к резцам, используемым для бурения шпуров по углю и мягким горным породам.
Известны резцы для сверления шпуров по углю и мягким породам [1, стр.39, рис.20]. Наиболее эффективным из них является резец, показанный на рисунке 20, в. Для него характерен отрицательный передний угол σ = -6 градусов (пояснение к углам резания указаны в [1] на страницах 10, 11 и 12).
Недостатком этого резца является заостренная книзу в осевой плоскости рассечка между перьями, которая не способствует осевому перемещению резца при бурении.
Наиболее близким к предлагаемому резцу является съемный резец, описанный в [2, стр.16, рис.1.3, в] и принятый за прототип. В отличии от аналога [1] в резце [2, стр.16] выполняется между перьями широкая рассечка с закругленным дном. Однако и резцу, принятому за прототип, присущи недостатки, которые не позволили ему найти широкого применения. Главным из недостатков является то обстоятельство, что в осевой плоскости резца от его вершин до дна рассечки площадь, занимаемая перьями, значительно больше площади рассечки, что затрудняет проникание резца в забой.
Задачей настоящей полезной модели является создание резца для бурения углей и мягких горных пород, способного с наименьшими усилиями и затратами мощности проникать вглубь забоя и разрушать среду с наименьшей энергоемкостью.
Реализуемая в предлагаемой конструкции резца идея заключается в том, что в осевой плоскости площадь сечения тел перьев резца не превосходит площадь рассечки, что способствует лучшему прониканию резца в забой.
Решение поставленной задачи достигается тем, что резец для бурения углей и мягких горных пород, выполненный с двумя симметричными относительно продольной оси резца и снабженными обратной конусностью; перьями оснащенными твердосплавными пластинками с передними отрицательными углами резания и кусочно-линейными внешними и внутренними участками лезвий, с рассечкой между перьями, имеющей дно, выполненное по дуге окружности, в осевой плоскости имеет площадь рассечки между перьями более площади сечения тел перьев, для чего внутренние участки лезвий резца развернуты так, что линии, продолжающие эти внутренние участки лезвий пересекаются между собой в геометрическом центре дна рассечки.
Предложенная конструкция резца для бурения углей и мягких горных пород приведена на фиг.1, фиг.2 и фиг.3.
На фиг.1 показан вид резца в осевой плоскости, совпадающей с плоскостями перьев резца.
На фиг.2 показан вид резца в осевой плоскости, перпендикулярной плоскости перьев резца.
На фиг.3 показаны полу площади рассечки и тела одного из перьев резца.
На фигурах обозначены левое 1 и правое 2 перья резца, которые снабжены обратной конусностью γ, а также оснащены твердосплавными пластинками 3, 4 с передними отрицательными углами резания 7 и кусочно-линейными внешними 5, 6, 7, 8 и внутренними 9, 10 участками лезвий с рассечкой 11 между перьями, имеющей дно, выполненное по дуге окружности радиуса R, и с коническим хвостовиком 12.
Площади сечения пера 13 и рассечки 14 заштрихованы в разные стороны.
Работает резец следующим образом. С помощью хвостовика, 12 резец соединяется с буровой штангой. Буровой штанге задается вращение и осуществляется ее подача на забой. Резец, вращаясь и поступательно двигаясь вдоль собственной геометрической оси 00, совпадающей с осью буровой штанги, перьями с твердосплавными вставками входит в контакт с горной породой, разрушает ее. При этом образуется шпур. Разрушенная порода из забоя удаляется продувкой, промывкой или шнеком буровой штанги. Вдоль внутренних участков лезвий 9 и 10 возникают существенные силы трения, F1 и F2, которые могут создавать изламывающие моменты, способные разрушать резец, отломив перья. Возникающие моменты полностью компенсируются лишь в случае, когда внутренние участки лезвий будут пересекаться в геометрическом центре рассечки в точке, начинающей наибольшее сечение на разрыв A0.
Источники информации.
1. Михайлов В.Г., Крапивин М.Г. Горные инструменты. Изд. "Недра", М. 1970-216 с.
2. Кантович Л.И., Гетопанов В.Н. Горные машины. Изд. "Недра", М. 1989 304 с.