Способ зарубки горной породы зарубной головкой и устройство для его осуществления

Изобретение относится к горной промьшленности, а именно к способам отбойки горных пород и устройствам для их осуществления.Целью изобретения является повышение производительности зарубки горнойпороды.На фиг. 1 представлена зарубная головка,общий видв сеченииша фиг. 2 держатель резца с выполненным в виде клапана агрегатом цилиндр-поршень, сечение на фиг. 3- сечение АА нафиг. 1 на фиг. 4 - вариант выполнения устройства, работающего со сжатым воздухом.2 Устройство для зарубки горной породы содержит зарубную головку 1,которая состоит из сваренных между собой пластин 2 и расположена с возможностью вращения на баре (не показан). Последняя ступень редуктора 3 показана пунктирным линиями. Зарубная головка 1 установлена на соединенной с баром опоре 4 с помощью подшипников 5 качения.В опоре 4 выполнены каналы 6, а в зарубной головке распределительная камера 7, центральное осевое отверстие 8, которое соответственно герметизировано, и радиальные каналы, сопряженные с коллекторными полыми пространствами 10, проходящими по оси зарубной головки. Торцовая пластина 11 зарубной головки 1 соеди иена винтами с основным корпусом зарубной головки. С коллекторными полыми пространствами 1 О сопряжены практически радиальные каналы 12.На торцевом конце центрального осевого отверстия 8 имеются несколько радиальных сквозных отверсти 13,которые при вращении зарубной голов ки 1 перекрываются радиальными кана лами 9. Эта ситуация показана в увеличенном виде на фиг. 3.В основании держателя 14 резца выполнено отверстие 12 для подачи воды под давлением в зарубную головку. В случае поломки держателя 14 резца это отверстие можно закрыть пробкой 15 во избежание излишнего расхода воды. В основании держателя 14 резца расположен канал 16, сопряженый с рабочей камерой 17 гидравлического агрегата цилпндр-поршенъ, выполненного в виде клапана 18. Клапан 18 имеет выполненный ввиде поршня толкателъ 19, герметичноустановленный в корпусе 20. Корпус 20 клапана имеет седло 21 клапана,к которому в изображенном на фиг. 2 закрытом положении прилегает тело клапана.В направлениизакрытия клапана действует пружина 22. Толкатель 19 клапана взаимодействует со стержнем 23 резца 24. Резец 24 перемещается во втулке 25 по оси в направлении,показанном двойной стрелкой 26, причем движене перемещения ограничено шириной а осевого паза 27 в стержне резца. Для ограничения хода резца 24 в направлении двойной стрелки 26 во втулке расположено пружинное кольцо 28, которое одновременно препятству ет выпаданию резца 24. Втулка 25 зафиксирована в держателе 14 резца пру жинящм штифтом 29. Осевая составляю-1щая силы резаня показан стрелкой 30.Камера 17 через дроссельную секцию 31 связана с соплом 32 посредством канала 33.Способ зарубки горной породы зарубной головкой осуществляется следующим образом. 4Вода подается по каналам 6, выполненным в опоре 4, в распределительную камеру 7, через которую она по центральному осевому отверстию 8 и радиальным каналам 9 попадает в коллекторные полые пространства 10.Рабочую жидкость подают под давлением выше 200 бар, в частности 300-750 бар.Из коллекторных полых пространств 10 вода через каналы 12 попадает по расположенному в основании/держателя 14 резца каналу 16 в рабочую камеру 17 и толкает как тело клапана,так и толкатель 19 клапана в положение закрытия, причем пружина 22 действует в том же направлении.В положени закрытия клапана 18 резец 24 находится в выдвинутом наружу положении. Пока в рабочей камере 17, т.е. в пространстве перед седлом клапана, находится рабочая среда,клапан не может открыться под действием силы резания даже при внедрении резца 24 в породу. Как только давление в камере 17 падает, т.е. как только источник рабочей среды отключается, жидкость из камеры 17 через дроссельную секцию 31 может проходить к соплу 32, и клапан может отходить от седла. Осевая составляющаясилы резания в состоянии перевести клапан в открытое положение, причем объем, вытесненный из камеры 7 пройдя через седло клапана, подается под давлением по каналу 33 к соплу 32. Клапан находится в открытом положении, а резец 24 - в сдвинутом положении до тех пор, пока отключен источник рабочей среды. Как только источник рабочей среды снова включается, клапан, несмотря на действующую на резец осевую составляющуюсилы резания, снова толкается в положение закрытия причем через седло клапана и по каналам 33 вода в течение короткого промежутка времени. еще может поступать к соплу 32. Как только клапан 18 снова закрывается,никакой заметный выход жидкости не происходит до тех пор, пока в камере 17 сохраняется давление. В этой фазе происходит лиь небольшая утечка жидкости через дроссельную секцию 31. Когда в камере 17 снова исчезает давление, жидкость из камеры 17 вновь поступает по каналам 33 к соплу, причем клапан снова занимает открытое положение. Путем периодического пов торения ЭТОГО ПРОЦЭССЗ обеспечивает ся ударное движение резца 24 против направления 30 действия осевой составляющей силы резания. Периодическое нагружение камеры17 рабочей средой показано в увеличенном виде на фиг. 3. При вращательном движени зарубной головки вокруг неподвижного центрального осевого отверстия 8 в зависимости от типа поворотного золотника попеременно посредством радиальных сквозных отверстий 13 открывается или перекрывается соединене источника рабочей среды с радиальными каналами 9 и тем самымВ варианте выполнения, изображенном на фиг. 3, показано, что радиальные отверстия 13 занимают пшь центральны угол, равный 120 оборота зарубной головки, и тем самым нагружение камеры 17 перед седлом клапана происходит лишь в диапазоне, н котором ударная зарубка происходит при внедрении резца 24 в породу.На фиг. 4 показан вариант выполнения устройства для осуществленя способа зарубки горной породой зарубкой головкой, работающего со сжатым воздухом. Резец 24 установлен с возмож 6ностью перемещения во втулке 25 по оси в направлении двойной стрелки 26. Движение перемещения ограничено шириной осевого паза 27 в стержне резца, причем во втулке для ограничения хода резца 24 расположено пружинное кольцо 28, которое одновременно препятствует выпаданию резца 24. Втулка 25 также зафиксирована в держателе14 резца пружинящим штифтом 29. По оси резца расположен поршень 34, который посредством пружины 35 приводится в соприкосновение со стержнем резца. Поршень 34 имеет суженное сечение 36, взаимодействующее с силовым замыканием с резцом 24, и в варианте, изображенном на фиг. 4,перекрывает отверстие 37 для подвода сжатого воздуха, которое сопряжено с кольцевым пространством 38. Поршень 34 имеет кольцевую поверхность 39, на которую сжатый воздух воздействует в направлении стрелки 40. Нижний край 41 поршня 34 может перекрывать разгрузочное отверстие 42. Рабочая камера поршня 34 обозначена символом 43. Перепускное отверстие44 для сжатого воздуха может перекрываться верхним краем 45 порш ня 34.Способ зарубки горной породы зарубной головкой с помощью устройства,работающего на сжатом воздухе, осуществляется следующим образом.В результате действия реактивной составляющей силы резания в направлении стрелки 30 после внедрения резца 24 в породу поршень 34 смещается настолько, что освобождается отверстие 37 для подвода сжатого воздуха. Теперь сжатый воздух через отверстие 37 поступает в кольцевое пространство 38 и воздействует на кольцевую поверхность 39 поршня 34 нв направлении стрелки 40. Нижний край 41 поршня 34 перекрывает затем разгрузочноеотверстие 42, вследствие чего в рабочей камере 43 поршня 34 может создаваться давление. После перекрытия перепускного отверстия 44 верхним краем 45 поршня 34 сжатый воздух из подводящего отвертсия 37 попадает в рабочую камеру 43. Вследствие того,что площадь поперечного сечения поршня 34, нагруженная в направлении закрытия, значительно больше по сравнению с кольцевой поверхностью 38,действующей в направлении открытия, породыпоршень 34 движется вперед и в конце этого движения создает толчок в отношении резца 24. Как только при этом нижний край 41 поршня 34 снова освобождает разгрузочное отверстие 42, давление снижается и сжатый воздух из отверстия 37 для подвода сжатого воздуха снова в состоянии сместить поршень 34 в направлении стрелки 40.Когда резец выходит из зоны отбойки он удерживается усилием пружины 35 в переднем положении, в котором поршень 34 закрывает отверстие 37 для подвода сжатого воздуха, так что сжатый воздух не может проникнуть в кольцевое пространство 38.1. Способ зарубки горной пород зарубной головкой, резцы которой, пемещаясь в осевом направлении с ограниченной длиной хода, взаимодействуют с агрегатом цилиндр-поршень, в частности с клапаном, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительноси отбойки осевое перемещение резца под давлением в наружное положение осуществляют при помощи периодического нагружения агрегата цилиндр-поршень рабочей средой, а смещение резца в его исходное положение производят в фазах без нагружения агрегата цилиндрпоршень рабочей средой, при этом объем жидкости, вытесненный при ходе открытия клапана, выводят под давле нием, по меньшей мере,через одно сопло в направлении резца или груди забоя.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что агрегат цилиндрпоршень выполняют в виде клапана,нагружение которого рабочей жидкостью осуществляют в направлении закрытия,причем толкатель клапана подают в положение закрытия клапана навстречу осевой составляющей усилия резания.3. Способ по пп. 1-2, о л и ч а ющ и й с я тем, что рабочую жидкость подают под давлением выше 200 бар, в частности от 300 до 750 бар.4. Устройство для зарубки горной эарубной головкой,включающее бар врубовой машины частичного резания, иеющий по меньшей мере, одну Зарубную головку, оснащенную резца 2920ми, расположенными в держателях с возможностью перемещения в осевом направлении с ограниченной длиной хода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что стержни резцов для передачи усилия давления с силовым замыканием связаны с гидравлическим или пневматическим агрегатом цилиндр-поршень,рабочая камеракоторого соединена спереключаемым источником рабочей сре дЫ.5. Устройство по п. 4, о-т л ич а ю щ е е с я тем, что агрегат цилиндр-поршень выполнен в виде клапана, толкатель которого в направлении закрытия клапана связан с силовым замыканием со стержнем резца,а пространство перед седлом клапана соединено с переключаемым источником рабочей среды, при этом после седла клапана выолнен канал, соединяющий пространство перед седлом клапана при открытом клапане с выходным отверстием, в частности с распылительным соплом.6. Устройство по пп. 4-5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что толкатель клапана расположен с уплотнением в корпусе клапана, а его площадь сечения в свету такова, что усилие, равное произведеню этой площади на рабочее давление источника рабочей среды, вместе с усилием пружины, толкающей клапан в направлении закрытия,больше максимальной величины, действующей в направлении оси резца, составляющей усилия резания.7. Устройство по пп 4-6, о т л ич а ю щ е е с я тем, что пространство перед седлом клапана соединено дроссельной секцией с выходным отвер стием в частности с раслылительным соплом.8. Устройство пп. 4-7, от л и ч а ю щ е е с я тем, что источник рабочей среды связан через поворотный золотник с гидравлическим агрегатом цилиндр-поршень.9. Устройство по пл. 4-8, о т л ич а ю щ е е с я тем, что источник рабочей среды подсоединен к центральному осевому отверстю в неподвижной по отношению к бару части и посредством сквознх отверсти, расположенных в радиальном направлении, соединен с каналами во вращающейся части зарубной головки.О УСТРОЙСТВО по пп. 445, 0 Т личающееся тем, что пнев матический агрегат цилиндр-Поршень ЕеТ Расположенный В ЦИЛНдРе ПОР шень, диаметр которого увеличен ПО сравнению с частью, взаимодействующей С силовым замыканием с резцом, и боковая поверхность которого при его ходе перекрывает подающее отверстие для сжатого воздуха и подсоединенное к его рабочей камере разгрузочное отверстие, причем междУ Раб 0странством со стороны резца с воэмонд ностью открывания при перекрытии разгрузочного отверстия выполнен перепускной канал, соединенный с падаю щим отверстием для сжатого воздуха.11. Устройство по п. 10, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что поршень связан с удерживающей его в контакте Ь резцом пружиной, причем усилие сжатия пружины меньше осевой составляющей силы резания, но больше усилия,соответствующего весу резца и поршня.