РЕЗЕЦ ДЛЯ ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНЫХ И ВЫЕМОЧНЫХ КОМБАЙНОВ (ВАРИАНТЫ)
CUTTER FOR DRIVING AND CLEANING AND CUTTING MACHINES (VERSIONS)

Группа изобретений относятся к горной промышленности, а именно к резцовому породоразрушающему инструменту, используемому для оснащения исполнительных органов проходческо-очистных и выемочных комбайнов.
Известен резец для горных машин PC-14 (Д6.22), содержащий державку, головку, на торцевой поверхности которой установлена твердосплавная вставка (http://www.kopemash.ru/products/12/108.html).
К недостаткам этого резца следует отнести малый срок службы резца и большой выход мелких фракций руды при отработке полезного ископаемого, так как он имеет нерациональные формы передней, задней грани и режущей кромки армирующей твердосплавной вставки.
Наиболее близким к предложенному является резец для горных машин РС-35, содержащий державку с армирующей твердосплавной вставкой линзообразной формы (Исследование работоспособности режущего инструмента калийных комбайнов / Д.В. Брусиловский, В.В. Мезенцев, А.С. Афанасьев и др. // Повышение эффективности технологических процессов горных работ на калийных рудниках. - Сб. научн. трудов. - ВНИИГ. - Л., 1980. - С.89-93).
К недостаткам данного резца следует отнести увеличение энергозатрат на разрушение массива горной породы из-за интенсивного роста площадки затупления на задней грани армирующей твердосплавной вставки резца в процессе отработки.
Техническим результатом изобретений является увеличение срока службы резца и уменьшение энергозатрат при разрушении массива горной породы исполнительным органом комбайна путем уменьшения износа армирующей твердосплавной вставки резца.
Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что у резца для проходческо-очистных и выемочных комбайнов, содержащего державку с хвостовиком, армирующую твердосплавную вставку, имеющую переднюю и заднюю грани заточки, режущую кромку, передняя грань заточки армирующей твердосплавной вставки выполнена полукруглой выпуклой формы, а задняя грань - плосковогнутой формы, при этом режущая кромка имеет полукруглую выпуклую форму.
Указанный технический результат по второму варианту достигается тем, что у резца для проходческо-очистных и выемочных комбайнов, содержащего державку с хвостовиком, армирующую твердосплавную вставку, имеющую переднюю и заднюю грани заточки, режущую кромку, передняя и задняя грани заточки армирующей твердосплавной вставки выполнены полукруглой двояковыпуклой формы, при этом режущая кромка имеет полукруглую выпуклую форму.
Передний угол заточки армирующей твердосплавной вставки резца составляет 15-25°, задний угол - 10-12°, угол заострения - 45-60°, а ширина режущей кромки - 12-15 мм. Величина угла резания армирующей твердосплавной вставки прямо пропорциональна величине заднего угла заточки и угла заострения.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен резец по первому варианту, установленный в резцедержателе исполнительного органа комбайна; на фиг.2 изображен резец по второму варианту, установленный в резцедержателе исполнительного органа комбайна; на фиг.3 - общий вид резца по первому варианту; на фиг.4 - разрез по А-А; на фиг.5 - схема углов заточки армирующей твердосплавной вставки резца по первому варианту (в декартовой системе координат); на фиг.6 - общий вид резца по второму варианту; на фиг.7 - разрез по В-В; на фиг.8 - схема углов заточки армирующей твердосплавной вставки резца по второму варианту (в декартовой системе координат); на фиг.9 - износ армирующей твердосплавной вставки резца по первому варианту; на фиг.10 - износ армирующей твердосплавной вставки резца по второму варианту.
На чертежах обозначены: 1 - армирующая твердосплавная вставка; 2 - державка; 3 - массив горной породы; 4 - хвостовик державки; 5 - резцедержатель; 6 - исполнительный орган комбайна; 7 - уплотненное ядро из мелко разрушенной породы массива; 8 - параллельная плоскость хвостовика; 9 - цилиндрическое отверстие державки; 10 - передняя грань армирующей твердосплавной вставки резца; 11 - задняя грань армирующей твердосплавной вставки резца; 12 - режущая кромка армирующей твердосплавной вставки резца; 13 - площадка затупления; 14 - износ армирующей твердосплавной вставки резца.
Данные резцы предназначены для проходческо-очистных комбайнов, работающих по пластам пород мягкой и средней крепости.
Резцы состоят из державки 2 и армирующей твердосплавной вставки 1 из износостойкого материала (Фиг.1-10).
Хвостовик державки 4 имеет плоскоконическую форму, конусность которого составляет 1:10, что позволяет надежно закреплять его без дополнительных элементов крепления в резцедержателе 5, который установлен на исполнительном органе комбайна 6 (Фиг.1-4, 6).
Параллельная плоскость хвостовика 8 предназначена для исключения разворота резца в резцедержателе 5 (Фиг.1, 2, 4, 6, 7).
Армирующая твердосплавная вставка 1 надежно закрепляется в цилиндрическом отверстии державки 9 с помощью, например, паяного соединения (Фиг.4, 7).
Армирующая твердосплавная вставка резцов по первому и второму вариантам имеет следующие величины углов заточки: передний угол α - 15°-25°, задний угол β - 10°-12°, угол заострения γ - 45°-60°. Ширина режущей части резца армирующей твердосплавной вставки резца f составляет 12-15 мм (Фиг.3, 5, 6, 8).
По первому варианту форма передней грани армирующей твердосплавной вставки резца 10 выполнена полукруглой выпуклой, форма задней грани 11 - плосковогнутой, форма режущей кромки армирующей твердосплавной вставки 12 имеет полукруглую выпуклую форму (Фиг.3, 4, 5).
По второму варианту форма передней грани армирующей твердосплавной вставки резца 10 выполнена полукруглой двояковыпуклой, форма задней грани 11 - полукруглой двояковыпуклой, а форма режущей кромки 12 имеет полукруглую выпуклую форму (Фиг.6, 7, 8).
Величины углов заточки армирующей твердосплавной вставки резца и ее формы, указанные выше, получены экспериментальным путем. При данных углах (пределах) заточки и соответствующих формах армирующей твердосплавной вставки резца уменьшаются износ резцов и энергозатраты на разрушение массива горной породы.
Принцип работы резцов заключается в следующем.
z
у,
В процессе разрушения массива горной породы 3 армирующей твердосплавной вставкой резца 1 под действием усилий резания P и подачи Р прикладываемых к резцу исполнительным органом комбайна 6, перед передней гранью армирующей твердосплавной вставки резца формируется уплотненное ядро из мелко разрушенной породы массива 7. В результате давления на массив горной породы 3, передаваемого поверхностью ядра 7 и армирующей твердосплавной вставкой 1, обращенного в сторону обнажения разрушаемого массива, происходит отделение элементов породы от массива (Фиг.1, 2).
За счет абразивности горной породы со временем происходит износ армирующей твердосплавной вставки резца 14, а именно износ режущей кромки армирующей твердосплавной вставки, ее задней грани и образование на задней грани площадки затупления 13 (Фиг.9, 10).
z
у
Рациональная геометрическая форма армирующей твердосплавной вставки предлагаемых резцов способствует уменьшению угла резания δ до δ′ и δ′′ в первом и втором вариантах соответственно, обеспечивая тем самым естественную заточку армирующей твердосплавной вставки (самозаточка резца) и уменьшение усилий резания P и подачи Р, прикладываемых к резцу для разрушения массива горной породы 3 исполнительным органом комбайна 6. Величина угла резания δ армирующей твердосплавной вставки резца прямо пропорциональна величине заднего угла заточки и угла заострения (Фиг.1, 2, 9, 10).
z
у
Снижение прикладываемых усилий резания P и подачи Р на резец со стороны исполнительного органа комбайна, а также форма задней грани резцов, форма режущей кромки твердосплавной вставки резцов обеспечивают снижение интенсивности образования площадки затупления 13, следовательно, увеличение срока службы резца и уменьшение энергозатрат при разрушении массива горной породы (Фиг 1, 2, 5, 8-10).
Применение предложенных резцов позволяет уменьшить стоимость проводимых горнопроходческих и выемочных работ благодаря повышению производительности работы рабочих органов проходческо-очистных и выемочных комбайнов.