ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ГОРНОГО КОМБАЙНА

Полезная модель относится к горному делу, в частности к горношахтному оборудованию угольной и горнорудной промышленности, а именно к исполнительным органам (режущим шнекам и барабанам) очистных и проходческих комбайнов.
Известны исполнительные органы горных комбайнов, включающие корпус, на котором установлены резцовые блоки, содержащие резцедержатель со сквозным отверстием, в котором установлен хвостовик радиального резца (описания к патентам Украины на изобретения №76422, E21C 35/18, 2006 г., №66571 A, E21C 25/04, 2004 г.). Однако в сложных горно-геологических условиях, например, при изменении параметров разрушаемой горной массы, резком уменьшении мощности пласта и необходимости отбойки слоя породы высокой твердости в почве или кровле пласта происходит большой износ радиальных резцов. Использование исполнительных органов с радиальными резцами в таких условиях нецелесообразно. Поэтому часто исполнительный орган с радиальными резцами заменяют на некоторое время на исполнительный орган с тангенциальными резцами, что требует остановки на определенный период очистных работ, больших трудовых и материальных затрат. Иногда используют взаимозаменяемые резцовые блоки, что позволяет заменять резцовые блоки с радиальными резцами на резцовые блоки с тангенциальными резцами и наоборот (описание к патенту США №3697137, МПК E21C 25/12, 1972 г.). Однако это увеличивает металлоемкость и сложность исполнительного органа, а также трудоемкость обслуживания.
Известны исполнительные органы горных комбайнов, включающие корпус, на котором установлены резцовые блоки, содержащие резцедержатель со сквозным цилиндрическим отверстием, в котором установлена втулка из износостойкого материала с размещенным в ней хвостовиком тангенциального резца (описания к патентам Украины на полезные модели №№56953, 56954, E21C 25/06, 2003 г., описания к патентам Российской Федерации на изобретения №2149995, E21C 25/04, 2000 г., №2036304, E21C 35/18, 1995 г.). Исполнительные органы горных комбайнов, оснащенные тангенциальными резцами эффективно работают по крепким породам, однако их нецелесообразно использовать для отбойки угля, так как их применение приводит значительному измельчению полезного ископаемого, большому пылеобразованию и расходу воды, снижению сортности угля. Поэтому в благоприятных горно-геологических условиях исполнительный орган с тангенциальными резцами заменяют на исполнительный орган с радиальными резцами (описание к патенту Украины на изобретение №101064, B02C 18/06, 2011 г.), что требует изготовления нового исполнительного органа, остановки на определенное время очистных работ, больших трудовых и материальных затрат.
За прототип принят вышеописанный исполнительный орган по патенту Российской Федерации на изобретение №2149995.
Задачей настоящей полезной модели является усовершенствование известного исполнительного органа путем изменения его конструкции с целью повышения эффективности его работы в сложных горно-геологических условиях, например, при изменении параметров разрушаемой горной массы, резком уменьшении мощности пласта и необходимости отбойки слоя породы высокой твердости в почве или кровле. Другой задачей полезной модели является уменьшение измельчения полезного ископаемого, пылеобразования и расхода воды. Еще одной задачей полезной модели является повысить сортность отбитого угля. Еще одной задачей полезной модели является повышение технологических возможностей, удобств эксплуатации, снижение простоев горных комбайнов, расхода резцов, трудоемкости обслуживания, энергозатрат. Еще одной задачей полезной модели является обеспечение возможности установки на одном и том же исполнительном органе тангенциальных и/или радиальных резцов одновременно в зависимости от горно-геологических условий и параметров разрушаемой горной массы для повышения эффективности работы исполнительного органа и увеличения срока службы резцов.
Поставленная задача решается следующим образом. В известном исполнительном органе, включающем корпус, на котором установлены резцовые блоки, содержащие резцедержатель со сквозным цилиндрическим отверстием, в котором установлена втулка из износостойкого материала с размещенным в ней хвостовиком резца, согласно полезной модели, резцовые блоки выполнены с возможностью быстрой замены радиальных резцов на тангенциальные и наоборот - за счет выполнения хвостовиков тангенциальных и радиальных резцов цилиндрической формы и с одинаковыми диаметрами, при этом каждый резцовый блок снабжен средствами для предотвращения поворота радиальных резцов вокруг продольной оси, что обеспечивает установку в резцедержателях одного исполнительного органа взаимозаменяемых тангенциальных и/или радиальных резцов в зависимости от горно-геологических условий и параметров разрушаемой горной массы.
Кроме того, средства для предотвращения поворота радиальных резцов вокруг продольной оси включают в себя, выполненный у основания радиального резца Г-образный выступ, конец которого размещен в углублении возле цилиндрического отверстия или в проточке, расположенной по касательной к окружности этого отверстия.
В предпочтительном варианте выполнения полезной модели хвостовики радиальных и тангенциальных резцов выполнены с одинаковой формой и размерами.
Более подробно сущность полезной модели поясняется чертежом, на фиг. 1 которого изображен общий вид предложенного исполнительного органа, на фиг. 2 - вид по А на фиг. 1, на фиг. 3 - резцовый блок с тангенциальным резцом, в продольном разрезе на фиг. 4 - резцовый блок с радиальным резцом в продольном разрезе, на фото 1 - резцовый блок с радиальным резцом, на фото 2 - резцовый блок с тангенциальным резцом.
Пример выполнения исполнительного органа горного комбайна (см. фиг. 1 и 2) включает корпус 1 со спиралевидными лопастями 2 и отрезным диском 3. На каждой лопасти установлены резцовые блоки, содержащие резцедержатель 4 со сквозным цилиндрическим отверстием 5, в котором установлена втулка из износостойкого материала, например из высоколегированной стали 34MnCuD5+Ti прочностью 58-60HRC. В каждом отверстии 5 может быть установлен тангенциальный 7 или радиальный 8 резцы. Тангенциальный резец 7 (см. фиг. 3 и фото 2) установлен с возможностью вращения вокруг своей продольной оси 9 симметрии и содержит рабочую головку 10 и хвостовик 11. Хвостовик 11 резца 7 имеет цилиндрическую форму с диаметром D и выполнен с, по меньшей мере, одной кольцевой проточкой 12 для размещения в ней чеки 13 из упругого материала, например пружинной стали для предотвращения выпадения резца 7 из резцедержателя 4. На торце рабочей головки 10 резца 7 с помощью разъемного или неразъемного соединения закреплена вставка 14 из твердосплавного материала B20G, в состав которого входят карбид вольфрама i кобальта WC91,5,Co-8,5, которая расположена соосно с рабочей головкой 10, то есть продольная ось симметрии вставки 14 расположена на продольной оси 9 симметрии резца 7. Преимущественно для соединения вставки 14 с рабочей головкой 10 резца 7 используется паянное соединение. Радиальный резец 8 (см. фиг. 4 и фото 1) содержит рабочую головку 15 и хвостовик 16. Хвостовик 16 резца 8 имеет цилиндрическую форму с таким же, как и у тангенциального резца, диаметром D и может быть выполнен с, по меньшей мере, одной кольцевой проточкой, как и в тангенциальном резце для размещения в ней чеки из упругого материала (на чертеже не показано). Хвостовик 16 резца 8 может быть также выполнен с, по меньшей мере, одной кольцевой проточкой 17 для размещения в ней стопорного элемента 18 из упругого материала, который может представлять из себя, например, разрезную втулку. В качестве материала для изготовления стопорного элемента 18 может быть использована, например, пружинная сталь. Из этого следует, что хвостовики 11 и 16 тангенциальных и радиальных резцов выполнены цилиндрической формы и с одинаковыми диаметрами D, при этом они могут иметь одинаковую форму или немного отличаться друг от друга в зависимости от применения того или иного стопорного элемента, например чеки и/или разрезной втулки. Рабочая головка 15 радиального резца 8 армирована вставкой 19 из твердосплавного материала B20G, в состав которого входят карбид вольфрама i кобальта WC91,5,Co-8,5. Каждый резцовый блок снабжен средствами для предотвращения поворота радиальных резцов 8 вокруг продольной оси. Средства для предотвращения поворота радиальных резцов 8 вокруг продольной оси включают в себя, выполненный у основания радиального резца 8 Г-образный выступ 20, конец 21 которого размещен в проточке 22, расположенной по касательной к окружности отверстия 5. Конец 21 может быть также размещен и в углублении другой формы возле каждого цилиндрического отверстия 5 (на чертеже не показано).
Работа исполнительного органа происходит следующим образом. В благоприятных горно-геологических условиях на исполнительном органе устанавливают радиальные резцы 8. При вращении исполнительного органа резцы 8 разрушают массив угля, обеспечивая необходимую сортность и производительность без большого пылеобразования и измельчения горной массы. В сложных горно-геологических условиях, например, при изменении параметров разрушаемой горной массы, наличии в массиве угля твердых включений, резком уменьшении мощности пласта и необходимости отбойки слоя породы высокой твердости в почве, кровле или пласте происходит большой износ радиальных резцов. Использование исполнительных органов с радиальными резцами в таких условиях нецелесообразно. Поэтому радиальные резцы на исполнительном органе быстро заменяют на тангенциальные. После прохода зоны со сложными горно-геологическими условиями тангенциальные резцы на исполнительном органе быстро заменяют на радиальные. Это не требует остановки на продолжительный период очистных работ, больших трудовых и материальных затрат, связанных с изготовлением еще одного исполнительного органа, доставки его в очистной забой, демонтажа установленного и монтажа нового. Кроме того, на исполнительном органе могут быть установлены как радиальные, так и тангенциальные резцы одновременно в зависимости от решаемых задач и условий работы, что обеспечивает повышение технологических возможностей, удобств эксплуатации, эффективности исполнительного органа в целом.