ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ДРОБИЛЬНО-ФРЕЗЕРНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к оборудованию для рыхления насыпных материалов и может преимущественно использоваться в дробильно-фрезерных машинах, применяемых для дробления крупных кусков и смерзшегося разгружаемого материала на надбункерных решетках приемных бункеров стационарных роторных или боковых вагоноопрокидывателей, а также на разгрузочных эстакадах, оснащенных бункерами, при разгрузке полувагонов через нижние люки.
Основными требованиями к исполнительным органам дробильно-фрезерных машин являются увеличение срока службы исполнительного органа, повышение эффективности процесса разрушения дробимого материала, снижение энергоемкости разрушения смерзшегося материала и трудоемкости проведения ремонтно-восстановительных работ. Эти требования могут быть обеспечены схемой расположения резцов на барабане и совершенствованием конструкции инструментодержателя.
Применяемые схемы размещения резцов на барабане дробильно-фрезерной машины, при которых в линии резания установлен один резец, приводят к повышенному износу резцов, связанному с большой глубиной резания, и вызывают повышенную энергоемкость разрушения дробимого материала.
Известен исполнительный орган дробильно-фрезерной машины, включающий барабан в виде корпуса цилиндрической формы с закрепленными на наружной боковой поверхности барабана и установленными по винтовым линиям, инструментодержателями, в каждом из которых установлен резец, который при вращении барабана следует по одной заданной линии резания. Резцы на барабане установлены по винтовым линиям в противоположных направлениях от середины основного барабана с углом подъема винтовых линий, равным 70-80°, а резец, который расположен в начальной точке одной из винтовых траекторий на одной из половин барабана, смещен по периметру барабана относительно смежного резца, который расположен на другой половине барабана в начальной точке соответствующей винтовой траектории, на угол не менее 50 и не более 75°. (патент Российской Федерации на изобретение №2055184, МПК Е21С 25/10, 1996 г.).
Однако износ резцов такого исполнительного органа довольно велик, так как каждый резец работает по «ровной поверхности» и вырезает борозду на довольно большую глубину, что и приводит увеличению износа.
Известен исполнительный орган дробильно-фрезерной машины, включающий барабан в виде корпуса цилиндрической формы с закрепленными на наружной боковой поверхности барабана и установленными по винтовым линиям, инструментодержателями, в каждом из которых установлен резец, который при вращении барабана следует по одной заданной линии резания. Резцы на барабане установлены по винтовым линиям в противоположных направлениях от середины основного барабана с углом подъема винтовых линий, равным 5-30°, шагом установки резцов 100-300 мм и смещением резцов по длине барабана относительно резцов соседних винтовых линий на 25-80 мм (патент Российской Федерации на полезную модель №65905, МПК E02F 5/30, 2007 г., прототип).
Однако энергоемкость разрушения такого исполнительного органа довольно велика, так как каждый резец работает по «ровной поверхности» и вырезает борозду на довольно большую глубину, что приводит увеличению износа, возникновению больших пиковых нагрузок на резцы, отрицательно влияющих на работу привода исполнительного органа.
Задачей настоящей полезной модели является усовершенствование известного исполнительного органа дробильно-фрезерной машины путем изменения компоновки и схемы размещения резцов на барабане с целью снижения энергоемкости разрушения и износа резцов.
Другой задачей полезной модели является снижение динамической загруженности исполнительного органа за счет уменьшения коэффициента вариации усилий и крутящего момента.
Поставленная задача решается следующим образом.
Более подробно сущность полезной модели поясняется чертежом, на фиг.1 которого изображен общий вид барабана предложенного исполнительного органа, на фиг.2 - вид по А на фиг.1, на фиг.3 - вид по Б на фиг.2 с углом между плоскостями, в которых размещены резцы, равным 0°, на фиг.4 - вид по Б на фиг.2 с углом между плоскостями, в которых размещены резцы, большим 0°, на фиг.5 - вид по В на фиг.4 исполнительного органа с тангенциальными резцами, на фиг.6 - фрагмент схемы набора резцов на барабане, изображенном на фиг.1.
На фиг.1 показан барабан 1 исполнительного органа дробильно-фрезерной машины в виде корпуса цилиндрической формы. Барабан 1 установлен с возможностью вращения вокруг своей продольной оси 2 симметрии на опорах 3. На наружной боковой поверхности барабана 1 закреплены блоки 4, резцов 5, армированных твердосплавной вставкой 6, установленных в инструментодержателях (фиг.2 и 3) с возможностью замены. От выпадения резец удерживается штифтом 7, который устанавливается в цилиндрическое отверстие инструментодержателя и фиксируется в нем. Штифт 7 проходит через выемку на державке резца 5 и препятствует его выпадению. Для замены резца 5 достаточно выбить штифт 7 из отверстия головки, извлечь изношенный резец, на его место установить новый резец 5 и закрепить его в отверстии инструментодержателя штифтом 7. На исполнительном органе могут быть использованы радиальные (фиг.2) или тангенциальные (фиг.5) резцы 5. В каждом блоке 4 размещено несколько резцов 5, преимущественно два или три. На чертеже изображены блоки с двумя резцами 5. Резцы 5 в блоке 4 установлены со смещением друг от друга по периметру цилиндра, при котором угол α между проекциями радиусов R, на которых размещены резцы на плоскость, перпендикулярную продольной оси 2 барабана 1 находится в пределах от 9 до 18 градусов. Резцы 5 в блоке 4 установлены с различными радиусами резания R1 и R2 так, что каждый, следующий за первым, резец в блоке, выступает на 15-40 мм дальше в радиальном направлении относительно предыдущего, т.е. R2 больше R1 на 15-40 мм. Блоки 4 резцов 5 установлены на винтовых линиях 8 относительно друг друга так, что при вращении барабана смежные резцы 5 соседних блоков 4 следуют по линиям резания 9, расположенным друг от друга на расстоянии S, находящемся в интервале от 60 до 110 мм по длине барабана 1. Резцы 5 в каждом блоке 4 размещены в плоскостях 10, расположенных под углом β друг к другу, находящемся в интервале от 0 до 20°. Поэтому смежные резцы 5 в каждом блоке 4 следуют по линиям резания 9, расположенным в одной плоскости (фиг.3) или на расстоянии S1, находящемся в интервале от 0 до 40 мм по длине барабана 1 (фиг.3). Поэтому резцы 5, которые следуют за первым в блоке, работают в ослабленном массиве, по существу расширяют борозду резания и меньше изнашиваются. Таким образом при заданном расстоянии между блоками уменьшается ширина перемычек между бороздами за счет увеличения ширины борозды резания, что делает процесс дробления материала более эффективным.
Исполнительный орган работает следующим образом. На надбункерную решетку выгружается материал из вагонов посредством вагоноопрокидывателя (на чертеже не показано). Оставшийся на решетке смерзшийся материал или большие глыбы разрушают посредством дробильно-фрезерной машины с предложенным исполнительным органом. Включают электродвигатели привода исполнительного органа, которые через муфты и редуктор передают вращение оси 2 и тем самым барабану 1. Включают электродвигатели перемещения машины. Машина движется по рельсам на, насыпанный на надбункерную решетку, материал, например глыбы угля, которые разрушаются резцами 5 барабана 1. В результате измельченный материал проваливается через надбункерную решетку в приемный бункер. Перемещение дробильно-фрезерной машины с предложенным исполнительным органом в направлении к разрушаемому материалу осуществляют с такой скоростью, при которой глубина заглубления первых резцов 5 в блоке в разрушаемый материал (толщина стружки), примерно составляет 15-40 мм, т.е. на глубину не превышающую радиальную длину твердосплавной вставки 6. В результате в разрушаемом материале образуется борозда, имеющая в поперечном сечении форму, близкую трапеции (фиг.4). Резец 5, следующий за первым в блоке врезается в массив в той же плоскости, что и первый или в месте расположения одной из боковых сторон борозды, образованной первым резцом 5, т.е. на одной из сторон трапеции. Это зависит от угла β между плоскостями 10, в которых расположены резцы 5 в блоках 4. В результате в разрушаемом материале образуется борозда, имеющая форму трапеции с глубиной на 15-35 мм большей глубины и шире борозды, образованной первым резцом 5, т.к. следующий за первым, резец 5 в блоке 4, выступает на 15-40 мм дальше в радиальном направлении относительно первого. Далее первый резец 5 следующего блока 4 резцов врезается в массив на стороне борозды, оставленной вторым резцом 5 первого блока и т.д. Образовавшиеся перемычки между бороздами, высота которых зависит от вязкости разрушаемого материала, разрушаются следующим оборотом исполнительного органа и при соответствующем перемещении машины. Резцы образуют новую борозду резания, с глубиной, большей на толщину стружки.
При такой схеме расстановки резцов снижается нагрузка на всех резцах, контакт резцов с массивом происходит в основном по твердосплавным вставкам, уменьшаются пиковые нагрузки, в результате чего снижается энергоемкость разрушения, износ резцов, повышается ресурс привода резания. Предложенная конструкция исполнительного органа позволяет увеличить глубину резания материала. Увеличение глубины резания позволяет увеличить подачу машины, и, следовательно, увеличить ее производительность. Кроме того, увеличение глубины резания позволяет уменьшить частоту вращения исполнительного органа, т.е. перейти от скоростного резания к более оптимальному для смерзшихся материалов силовому резанию. Снижение скорости резания приводит к снижению износа элементов исполнительного органа и резцов, в частности.
В соответствии с полезной моделью фирмой "ООО Спецмонтажмодуль" г.Марганец изготовлены дробильно-фрезерные машины с предложенным исполнительным органом, энергоемкость и расход резцов которых по сравнению с машинами, изготовленными согласно прототипу, уменьшена примерно в 1,5-2 раза. Устойчивость машины, производительность и надежность повысились.