Рабочий орган машины для разрушения грунтов и покрытий

(51) 21 27/24 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ срока службы резцов и демпфирующего элемента. В рабочем органе машины для разрушения грунтов и покрытий, включающем приводной вал и соосно ему расположенную отбойную головку, состоящую из равнотолщинных дисков с резцами,установленных на втулке, закрепленной на валу и выполненной из обойм с наружными и внутренними выступами и впадинами, каждый диск выполнен с отверстием с выступами и впадинами, при этом орган снабжен демпфирующим элементом с наружными и внутренними выступами и впадинами,расположенным между диском и обоймой, причем втулка связана с приводным валом при помощи шлицевого соединения, а резцы равномерно распределены на отбойной головке по винтовой линии,между демпфирующим элементом,выполненным из упругого материала, и обоймой в их впадинах расположены тела качения из твердого износостойкого материала. При этом впадины в обойме могут быть выполнены с плавным выходом в сторону,противоположную направлению вращения обоймы, а максимальная глубина впадин не превышает 1/2 от диаметра тел качения.(72) Гурьянов Георгий Александрович Краснобаев Роман Викторович Сергеев Александр Сергеевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) РАБОЧИЙ ОРГАН МАШИНЫ ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГРУНТОВ И ПОКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к области разрушения грунтов и твердых покрытий, а именно к рабочим органам машин для разрушения грунтов и покрытий, может быть использовано в горнорудной и строительно-дорожной отраслях. Задача изобретения - повышение надежности конструкции и эффективности работы рабочего органа при разработке уплотненных грунтов и покрытий с высокопрочными включениями. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении эффективности предохранения резцов от поломок, и увеличении 19935 Изобретение относится к области разрушения грунтов и твердых покрытий, а именно к рабочим органам машин для разрушения грунтов и покрытий, может быть использовано в горнорудной и строительно-дорожной отраслях. Известна фреза для разрушения дорожных покрытий(Шестопалов К.К. Подъемнотранспортные, строительные и дорожные машины и оборудование Учеб. пособие. - М. Мастерство,2002. - 320 с. с. 309 -310). Недостатком данной фрезы является отсутствие предохранительного устройства, вследствие чего при попадании резца фрезы на высокопрочное включение возможна поломка резца. Известен режущий диск исполнительного органа, включающий ступицу с выемкой,выполненной на наружной поверхности, обод и установленный между ними упругий элемент,расположенный в выемке ступицы, при этом обод выполнен с приливом, расположенным на его внутренней поверхности по всей длине окружности,симметрично относительно боковых поверхностей,а упругий элемент выполнен в виде двух колец из резинового шнура тороидального сечения, при этом прилив обода расположен между кольцами резинового шнура (а.с.1525271 Е 21 С 27/24,1989). Недостатком данного режущего диска является то, что крутящий момент от ступицы к ободу передается только за счет сил трения между ступицей и упругими элементами и упругими элементами и ободом, что может привести к проворачиванию обода относительно ступицы уже при значениях нагрузок, далеких от критических, и режущий диск не сможет полностью реализовать окружное усилие резания на ободе, а также при проворачивании обода относительно ступицы возможен повышенный износ упругого элемента,что уменьшает его долговечность. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является исполнительный орган горного комбайна,включающий приводной вал и соосно ему расположенную отбойную головку, состоящую из равнотолщинных дисков с резцами, установленных на втулке, закрепленной на валу и выполненной из обойм с наружными и внутренними выступами и впадинами, а каждый диск выполнен с отверстием с выступами и впадинами, при этом орган снабжен демпфирующим элементом с наружными и внутренними выступами и впадинами,расположенным между диском и обоймой, причем втулка связана с приводным валом при помощи шлицевого соединения, а каждый из дисков путем поворота смещен относительно другого с сохранением общего диаметра отбойной головки,при этом резцы равномерно распределены на отбойной головке по винтовой линии (а.с.1234618 Е 21 С 27/24, 1986). Недостатком данного исполнительного органа является недостаточная эффективность работы предохранительного устройства, вследствие чего при попадании резца на высокопрочное включение возможна поломка резца. 2 Задача изобретения - повышение надежности конструкции и эффективности работы рабочего органа при разработке уплотненных грунтов и покрытий с высокопрочными включениями. Технический результат от использования изобретения заключается в повышении эффективности предохранения резцов от поломок, и увеличении срока службы резцов и демпфирующего элемента. Сущность изобретения заключается в том, что в рабочем органе машины для разрушения грунтов и покрытий, включающем приводной вал и соосно ему расположенную отбойную головку, состоящую из равнотолщинных дисков с резцами,установленных на втулке, закрепленной на валу и выполненной из обойм с наружными и внутренними выступами и впадинами, каждый диск выполнен с отверстием с выступами и впадинами, при этом орган снабжен демпфирующим элементом с наружными и внутренними выступами и впадинами,расположенным между диском и обоймой, причем втулка связана с приводным валом при помощи шлицевого соединения, а резцы равномерно распределены на отбойной головке по винтовой линии,между демпфирующим элементом,выполненным из упругого материала, и обоймой в их впадинах расположены тела качения из твердого износостойкого материала. При этом впадины в обойме могут быть выполнены с плавным выходом в сторону,противоположную направлению вращения обоймы, а максимальная глубина впадин не превышает 1/2 от диаметра тел качения. На фиг. 1 изображен рабочий орган(фронтальный вид) на фиг. 2 -разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 с обоймой,имеющей плавный выход впадин на фиг. 4 выносной элемент Б на фиг. 3. Рабочий орган состоит из вала 1 с зубцами 2,втулку, выполненную из обойм 3 с внутренними зубцами 4 и наружными впадинами 5, которые могут иметь плавный выход в сторону,противоположную направлению вращения обоймы 3, диска 6 с отверстием с внутренними зубцами 7,составляющих отбойную головку 8. Предохранительное устройство состоит из демпфирующего элемента 9, выполненного из упругого материала, и, тел качения 10 из тврдого износостойкого материала, которые расположены во впадинах 5 между демпфирующим элементом 9 и обоймой 3. Предохранительное устройство размещено между обоймой 3 и диском 6 и взаимодействует с ними через впадины 5 и зубцы 7. На дисках 6 по окружности отбойной головки 8 равномерно распределены резцы 11. Втулка связана с приводным валом при помощи шлицевого соединения. Рабочий орган работает следующим образом. При вращении вала 1 крутящий момент посредством зубцов 2, обоймы 3 с зубцами 4 и впадинами 5, тел качения 10, демпфирующего элемента 9 передается на диск 6 с резцами 11. Резцы 11, равномерно расположенные по окружности отбойной головки 8,снимают стружку с грунта или покрытия на участке 19935 выработки. При попадании резца 11 на высокопрочное включение срабатывает предохранительное устройство, демпфирующий элемент 9 деформируется, и соответствующий диск поворачивается на соответствующей обойме на некоторый угол,разрешимый конструкцией демпфирующего элемента 9, т.е. замедляет движение относительно остальных дисков отбойной головки. При этом происходит эффект подрезания опорной поверхности включения с боковых сторон и накопление энергии деформации в демпфирующем элементе. Кроме того, непрерывное вращение диска 6 и обоймы 3 с учетом сжатия демпфирующих элементов 9, в зависимости от поперечных размеров включения и толщины снимаемой резцом 11 стружки, приводит к принудительному отводу резца 11 от массива к оси 1 вала, уходу резца 11 от повышенной нагрузки,временному изменению угла установки резца,уменьшению угла резания. Если эффекта подрезания, изменения угла резания, энергии привода и накопленной энергии деформации недостаточно для разрушения высокопрочного включения или отрыва его обнаженных боковых сторон от массива, то при дальнейшем вращении вала 1 и поступательном движении рабочего органа происходит дальнейшая деформация демпфирующего элемента 9. Если тела качения 10 утоплены в обойму 3 на глубину более 1/2 их диаметра, а обойма 3 не имеет плавных выходов из впадин 5, то происходит выход тел качения 10 из впадин демпфирующего элемента 9 и проворачивание диска 6 вместе с демпфирующим элементом 9 относительно обоймы 3. Если обойма 3 имеет плавные выходы из впадин 5, а тела качения 10 утоплены в обойму 3 на глубину не более 1/2 их диаметра, то происходит выход тел качения 10 из впадин 5 обоймы 3 и также проворачивание диска 6 вместе с демпфирующим элементом 9 относительно обоймы 3. В это время крутящий момент от обоймы 3 к диску 6 не передается. В процессе проворачивания диска 6 относительно обоймы 3,диск 6 с резцами 11 перекатывается через высокопрочное включение,без разрушения последнего, что предотвращает поломку резца 11. Проворачивание происходит до тех пор, пока тела качения 10 не попадут в следующие по ходу впадины демпфирующего элемента 9 или обоймы 3,что приводит к возобновлению передачи крутящего момента от обоймы 3 к диску 6 с резцами 11 и продолжению процесса снятия стружки. Предлагаемый рабочий орган за счет применения устройства, предохраняющего резцы от поломок,имеет высокую надежность конструкции и позволяет повысить эффективность работы при разработке уплотненных грунтов и покрытий с высокопрочными включениями путем сокращения времени на простои в ремонте и затрат на замену сломанных резцов, а выполнение впадин в обойме с плавным выходом позволяет снизить износ и увеличить долговечность демпфирующего элемента. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Рабочий орган машины для разрушения грунтов и покрытий, включающий приводной вал и соосно ему расположенную отбойную головку,состоящую из равнотолшинных дисков с резцами,установленных на втулке, закрепленной на валу и выполненной из обойм с наружными и внутренними выступами и впадинами, а каждый диск выполнен с отверстием, с выступами и впадинами, при этом рабочий орган снабжен демпфирующим элементом с наружными и внутренними выступами и впадинами, расположенным между диском и обоймой, причем втулка связана с приводным валом при помощи шлицевого соединения, а резцы равномерно распределены на отбойной головке по винтовой линии, отличающийся тем, что между демпфирующим элементом, выполненным из упругого материала, и обоймой в их впадинах расположены тела качения из твердого износостойкого материала. 2. Рабочий орган машины для разрушения грунтов и покрытий по п. 1, отличающийся тем,что впадины в обойме выполнены с плавным выходом в сторону, противоположную направлению вращения обоймы, а максимальная глубина впадин не превышает 1/2 диаметра тел качения.