Зубок врубовой машины (его варианты)

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ИЗОБРЕТЕН ОПИСАНК ПАТЕНТУ 57) Сущность изобретения: зубокны содержит рабочую головку с выстреднем конце, наконечнщ из спечеездом дпя размещения выктупаМежду передним концом рабочейеавввм расположен припой длянева наконечника с рабочей головкои( йв З 7-38иффлер(ОЗ); Вейн Х Бич(ОВ)ВОЙ МАШИНЫ (ЕГО ВАРИврубовой машиупом на ее пенного карбида си державку, головки и накопаяного соеди- Толщина(19) ИС (11) (51) 5 Е 21 С 25 38 Е 21 С 35 18Е 02 Г 9 28 припоя, которыи расположен между передним концом рабочей головки и поверхностью дна гнезда наконечника меньше толщины слоя припоя, который размещен между передним концом рабочей головки и кольцевой поверхностью основания наконечника и между передним концом рабочей головки и поверхностью стенок гнезда наконечника В одном из вариантов выполнения зубка расстояние между дополнительной опорной рабочей головки и основной опорной поверхностью рабочей головки на продольной оси зубка превышает расстояние между опорной поверхностью основания наконечника и поверхностью дна гнезда наконечника по той же оси. 2 си 19 зпф-ли 10 ип.2001263 4 ъг / оставитель А,Толстоехред М.Моргентал едактор В.Трубчен орректор С,Патрушев 3120 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента3035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 жгород, ул. Гагарина, 1 роизводственно-издательский комбинат "ПатентИзобретение относится к горной промышленности, в частности к конструкциям зубков для горных машин, и может быть использовано для разрушения породы при открытой разработке месторождений,Цель изобретения - повышение долговечности работы зубка врубовой машины,На фиг.1 показан зубок врубовой машины с частичным разрезом; на фиг.2 - соединение наконечника с рабочей головкой; на фиг.3 - вид на наконечник со стороны его основания; на фиг.4 - вертикальная проекция наконечника с частичным разрезом; на фиг,5 - вертикальная проекция наконечника согласно фиг.4; на фиг.6 - вариант соединения наконечника с рабочей головкой; на фиг.7 - вид на наконечник со стороны его основания согласно фиг.б; на фиг,8 - вертикальная проекция наконечника согласно фиг,6 с частичным разрезом; на фиг,9 вертикальная проекция одного иэ вариантов наконечника; на фиг.10 - один из вариантов выполнения рабочей головки,На фиг.1 показан один из вариантов выполнения зубка 1 врубовой машины, имеющего наконечник 3 иэ спеченного карбида вольфрама, присоединенный к металлической рабочей головке 5, содержащей двухвалентное железо, в данном случае стали, посредством паяного соединения 7. Рабочая головка 5 расположена симметрично относительно продольной оси Х-Х зубка 1, который содержит передний конец 9 и державку 11, Державка 11 рабочей головки 5 может быть снабжена свободно удерживаемым на нем упругим стопорным элементом 13 для разьемного удержания зубка 1 врубовой машины в крепежном устройстве рабочего органа обычной строительной машины или машины для открытой разработки месторождений (не показаны),Передний конец 9 рабочей головки 5 имеет кольцевую основную опорную поверхность 15, которая, предпочтительно, лежит в плоскости, перпендикулярной продольной оси. Радиально внутри от основной опорной поверхности 15 находится выступ 17, простирающийся вперед от нее, На переднем конце выступа 17 находится дополнительная опорная поверхность 19. которая, предпочтительно, лежиг в плоскости, перпендикулярной продольной оси. Основная и дополнительная опорные поверхности 15 и 19 соединяются обращенной наружу поверхностью 21, которая скошена внутрь в переднем направлении или имеет, предпочтительно, форму усеченного конуса и является вращательно симметричной относительно продольной оси Х-Х, Предпочтительно все острые внутренние и 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 внешние углы сглажены путем снятия фасок.Высота Н дополнительной опорной поверхности 19 относительно основной опорной поверхности 15, предпочтительно, находится в пределах 0,178 - 0,188 дюйма. Особенно важно, что высота Н больше глубины О имеющего дополняющую форму гнезда 23 в наконечнике 3, так что, когда выступ 17 припаивают к гнезду 23, толщина получающегося паяного соединения должна быть меньше в области, прилегающей к дополнительной опорной поверхности 19, чем в области, прилегающей к основной опорной поверхности 15,Наконечник 3 из спеченного карбида (фиг.2) имеет кольцевую поверхность 25 его основания, обращенную к переднему концу 9 рабочей головки 5, в частности обращенную к основной опорной поверхности 15. Расположенная радиально внутри и впереди от кольцевой поверхности 25 находится поверхность 27 дна гнезда наконечника 3, Обе поверхности 25 и 27, предпочтительно, явля 1 отся плоскими и лежат в плоскости, перпендикулярной продольной оси Х-Х, Предпочтительно, расположенной между и, предпочтительно, соединяющей две обращенные назад поверхности 25 и 27 является внутрь обрагценная поверхность 29 стенок гнезда наконечника 3, простирающаяся вперед от кольцевой поверхности 25 основания наконечника 3, в то же время являясь скошенной внутрь или, предпочтительно, имея форму усеченного конуса. Глубина О гнезда 23, образованного поверхностями 27 и 29, предпочтительно, находится в пределах 0,170-0,176 дюйма, но, более важно, глубина О меньше высоты Н, Размеры гнезда 23 и выступа 17 выбираются такими, чтобы в отсутствие твердого припоя наконечник 3 мог быть установлен на поверхности 19 рабочей головки 5 без касания поверхности 15 рабочей головки 5.Это приводит к паяному соединению 7, которое имеет среднюю голщину Т 1 между кольцевой поверхностью 25 основания наконечника 3 и основной опорной поверхностью 15 рабочей головки 5, которая больше средней толщины Т 2 между поверхностью 27 дна наконечника 3 и дополнительной опорной поверхностью 19 рабочей головки 5. Толщина Т 1, предпочтительно, находится в пределах 0,008-0,024 дюйма и, более предпочтительно, в пределах 0,010-0,016 дюйма. Толщина Т 2, предпочтительно, находится в пределах 0,001-0,06 дюйма и, более предпочтительно, в пределах 0,002-0,004 дюйма, Предпочтительная средняя толщина паяного соединения Тэ между поверхностя 2001263ми 29 и 21, соответственно, в гнезде наконечника 3 и на выступе 17 рабочей головки5 также находится в пределах 0,008-0,024 дюйма и, более предпочтительно, в пределах 0,010-0,16 дюйма. Предпочтительно, каждая из толщин Т и Тз по крайней мере в два раза больше толщины Тг и, более предпочтительно, по крайней мере в три раза толщины Т 2,Для того, чтобы поддерживать практически однородную толщину паяного соединения Тз по периферии поверхности выступа 17, предпочтительно, чтобы между наконечником 3 и передним концом стержня 9 располагалось приспособление для фиксации расстояния между наконечником 3 и рабочей головкой 5 в виде группы выступов 31, предпочтительно выступы 31 расположить на заднем конце наконечника 3 и выполнить их выступающими с внутрь скошенной поверхности 29 стенок гнезда для вхождения в зацепление со скошенной поверхностью 21 выступа 17 рабочей головки 5, Таким образом, выступы 31 обеспечивают размещение наконечника 3 на некотором расстоянии и центровку относительно выступа 17 рабочей головки 5 для. облегчения формирования между ними паяного соединения 7, имеющего вышеописанный профиль поперечного сечения толщины, Таким образом. выступы 31, предпочтительно, являются частью наконечника 3, простираются радиально внутрь поверхности 29 гнезда наконечника 3 и распределены по окружности на этой поверхности, Предпочтительно, три выступа 31 располагаются, образуя между собой углы в 120(фиг.3),Желательно иметь в приспособлении (фиг.6-8) для фиксации расстояния между наконечником 3 и рабочей головкой 5 группу дополнительных выступов 32. Основные выступы 31 будут устанавливать определенный зазор между наконечником 3 и рабочей головкой 5, который обеспечивает желаемый профиль толщины вдоль паяного соединения 7. Однако основные выступы 31 подвергаются перекосу и несоосному расположению вследствие неточного размещения наконечника 3 на переднем конце 9 рабочей головки 5 или вследствие существования неточностей изготовления за пределами допусков) частей любой иэ противолежащих поверхностей наконечника 3 или рабочей головки 5. Эти дополнительные выступы 32 обеспечиваюткомпенсацию таких возможных непредвиденных обстоятельств. Дополнительные выступы 32 размещены на кольцевойповерхности 25 для размещения наконечника 3 на конце 9 рабочей головки 5 на опое 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тельными припоями являются Напру НИещр 548, Тгте 549, 080 и 655, Сплав Напру НИетр 548 состоит из 55 + 1,0 деленном расстоянии от него и соосно с ним, так что их соответствующие оси практически совпадают. Предпочтительно, используются четыре дополнительных выступы 32 (фиг.7), они расположены по окружности с углами между ними около 90.Размер основных и дополнительных выступов 31,32 должен выбираться таким, чтобы при одновременном обеспечении с их помощью практической однородности толщины паяного соединения Тз они не были слишком большими, чтобы отрицательно влиять на поддержание требуемых соотношений между толщинами паяного соединения Т,Т 2 и Тз. Предпочтительными являотся выступы сферической формы. Выступы 31 должны иметь высоту в пределах 0,005-0,008 дюйма относительно поверхности 29 для удовлетворения требования ТгТэ. Предполагая. что укаэанное соотношение между Т 2 и Тз выполняется, считается, что излом наконечника 3 в процессе использования должен быть минимальным при одновременном обеспечении прочного долговечного соединения между наконечником 3 и рабочей головкой 5, тем самым сводя к минимуму потери в наконечниках.В альтернативном положении (не показано) кольцевая поверхность 25 и основная опорная поверхность 15 соответственно наконечника 3 и рабочей головки 5 могут быть наклонены назад при удалении их в радиальном направлении от предельной оси Х- Х, образуя поверхности усеченного конуса В этом случае угол наклона этих поверхностей 25 и 15 меньше угла наклона поверхностей 21 и 29 и, предпочтительно, составляет не более 30 относительно плоскости. перпендикулярной продольной оси Х-Х. В этом воплощении глубина О может измеряться от плоскости, определенной самым задним краем поверхности 25. пересекающей цилиндрическую поверхность 65 см. фиг,4). Высота Н выступа рабочей головки 5 в этом случае должна была бы измеряться от плоскости, проходящей через линию пересечения поверхности 15 с цилиндрической поверхностью диаметра ОВ 3. внешнего диаметра поверхности наконечника 65 (см, фиг,4).Далее предпочтительно, чтобы использовался высокотемпературный твердый припой при присоединении наконечника 3 к рабочей головке 5 так, чтобы прочность паяного соединения поддерживалась в широком диапазоне температур. Предпочти 2001263мас. 6 Со, 6 + 0,5 мас. М 4 + 0,5 мас, Мп 0,15 + 0,05 мас. 6. Я остальное - 7 п и максимум 0,50 мас,7 ь примесей, Припой Напру -Иегпр-Тггпет 549 является комбинацией при соотношении 1:2:1 плакированной полоски припоя тггпет, на обеих сторонах которой находится припой Ндпгу НИегп р 548, Более подробную информацию по припоям Напру НИевр 548 и Тггпе 1 549 можно найти о информационном листке М Дфирмы Напсу Нагаап гп. Ндпгу НИегпр и Тгвет и являются зарегистрированными торговыми марками фирмы,Обнаружено, что хорошие паяные соединения получались путем использования дисков припоя Напсу НИегпр 519, которым придавали чашеобраэную форму, устанавливаемых между углублением наконечника 3 и выступом 17 рабочей головки 5. и затем использования обычной технологии индук- ионного спаивания, При этом дополнительно упрочняется сталь, которая может быть любой стандартной сталью, используемой для зубков врубооых машин. После выполнения операции припаиодния и упрочнения сталь подоергается отпуску до достижения твердости 40 - 45 единиц по Рокоеллу, Наконечник 3 из спеченного кэрбида может состоять из любых стандартных композиций, включая карбид вольфрама, обычно используемых в строительных работах и при открытой разработке месторождений, Хорошие результаты о работах по вторичному использованию асфальта были достигнуты с помощью наконечника 3 из карбида вольфрама, содержащего около 5,7 мас. , Со и иглеющего твердость по Роквеллу около 88,2 единиц,Наконечники 3 могут иметь любые обычные размеры или формы, известные в данной области. Однако предпочтительная конструкция наконечника 3 показана нд фиг,1 - 5 (и также на фиг,б). В показанной конструкции передний конец поверхностей, оходящих во взаимодействие с породой, имеет сферическую головку .15, имеющую радиус Я, переходящую о поверхность усеченного конуса 50, расходящуюся от оси вращательной симметрии Х - Х, о ндпраолении назад под углол 90 - Ат для образования максимального диаметра Ог нд расстоянии2 от переднего конца головки 45. Поверхность усеченного конуса 50 переходит в колокообразную секцию 55, имеющую вогнутую поверхность 60, на заднем конце которой она переходит в защитную цилиндрическую поверхность 65, Вогнутая поверхность 60 образуется рядом вогнутых секций 60 А, 60 В и 60 С, каждая из которых 5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 имеет различный радиус кривизны, который уменьшается по мере продвижения назад одольдлины наконечникд(т,е. 60 А 60 В 60 С а отношении радиусов криоиэны). В то время, как может использоваться любое число радиусов Ри или дуг Ач, предпочтительно, чтобы использовалось по крайней мере три радиуса (или дуги) для образования плавной непрерывной поверхности 60, обозначенные соответственно Й 1, Я 2 и йз и А 1, Аг и Аз, Задний конец вогнутой поверхности 60 соединяется с цилиндрической поверхностью 65, которая, предпочтительно, имеет диаметр Ояз, который не только больше Ог, но является достаточными по величине, чтобы полностью или по крайней мере о значительной степени перекрывать всю переднюю поверхность рабочей головки 5, к которой припаивается наконечник 3 (т,е. более 98 диаметра передней поверхности). Тем самым обеспечивается глаксимальная защита переднего конца стального хвостооикд от износа путем применения наконечника из спеченного карбида,Использование кдк показано вогнутой поверхности 60 переменного радиуса дает возможность изготавливать наконечник, имеющий уоеличенную длину Ь, о то же самое время обеспечивая максимальную прочность и практически равномерное распределение напряжений в процессе использования, тем самым сводя к минимуму вероятность излома наконечника при использовании.Внутренние диаметры углубления Оя и Ог 2 и его форма могут выбираться для обеспечения стенки практически равномерной толщины особенно в зоне оогнутой поверхности 60, Плоская поверхность 27 дна гнезда обеспечивает большую площадь для припаивания к передней торцевой поверхности выступа 17 на рабочей головке 5. Эта конструкция о сочетании с малой толщиной паяного соединения в этом месте обеспечивает гарантию, что в процессе использования самые значительные нагрузки, а не рдстягиоающий характер, В таблице даны примеры рдэмероо, которые приводят к хорошил результатам, Эти размеры должны использоваться в сочетании с вышеуказанными размерами, относящимися к гнезду в наконечника 3, выступу 17 на рабочей головке 5 и толщине паяного соединения,В местах стыковки различных поверхностей наконечника, описанных выше, могут обеспечиваться желобки, ободки/или лыски для облегчения производства или/и сообщения конструкции дополнительной прочности.На фиг.9 и 10 показаны примеры конструктивного выполнения наконечника ЗА и рабочей головки 5 А зубка врубовой машины. Эти варианты выполнения 5 А и ЗА только незначительно отличаются от конструкции наконечника 3 и рабочей головки 5, представленных на фиг,2 и 6, поэтому ниже описаны только эти отличия. Соответствующая обращенная наружу поверхность 21 на выступе 17 рабочей головки 5 и обращенная внутрь поверхность 29 гнезда 23 наконечника 3 на фиг.2 и 6 имеют форму усеченного конуса. В противоположность этому соответствующие поверхности 21 А и 29 А на соответствующем выступе 17 А и углублении 23 А соответственно рабочей головки 5 А и наконечника ЗА являются соответственно вогнутой и выпуклой по форме. Выпуклая поверхность 29 А в углублении 23 А имеет радиус кривизны й 4, рэвный приблизительно 0,487 дюйма и является концентричной с радиусом кривизны Вз внешней поверхности 55 А наконечника ЗА. Радиус Вз такой же, как и прежде. Кроме того, радиус Рь в месте перехода 67 между выпуклой поверхностью 29 А и повер.хностью 27 равен 0,12 дюйма, Вогнутая поверхность 21 А на выступе 17 А и переход 69 5 между вогнутой поверхностью 21 А и поверхностью 19 являются дополняющими к соответствующим поверхностям углубления 23 А. Изменение конфигурации углубления 23 наконечника 3 (фиг,2 и 6), имеющего по верхность усеченного конуса 29, на конфигурацию углубления 23 А наконечника ЗА (фиг.9), имеющего выпуклую поверхность 29 А, обеспечивает более однородную толщину в кольцевой секции наконечника, окру жающей углубление, тем самым сообщаябольшую прочность материалу наконечника в этой секции. На обращенной внутрь выпуклой поверхности 29 А углубления 23 А образованы выступы 31, служащие для взаимодействия с 20 обращенной наружу вогнутой поверхностью21 А выступа стержня 17 А.(56) Авторское свидетельство СССР М 402655, кл. Е 21 С 27/44, 1971.25Формула изобретения зл ок иву оиой члшшп (кго илгидп ы 1 1, Зубок врубовой машины для разрушения породы при открытой разработке месторождения, включающий расположенную симметрично продольной оси зубка рабочую головку из содержащего двухвалентное железо металла с расположенным на ее переднем конце выступом, наконечник из спеченного карбида для взаимодействия с породой, расположенное со стороны основания наконечника симметрично продольной оси зубка гнездо для размещения выступа на переднем конце рабочей головки, внутренний диаметр которого последовательно уменьшается от основания наконечника к поверхности дна гнезда. расположенную нэ основании наконечника и сопряженную соответственно с поверхностью стенок гнезда и с наружной поверхностью наконечника кольцевую поверхность, размещенный между передним концом рабочей головки и кольцевой поверхностью основания наконечника, поверхностью стенок гнезда и поверхностью днэ гнезда припой для паяного соединения наконечника с рабочей головкой и державку для закрепления зубка в реэцедержатепе. отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности его в работе, толщина слоя припоя, который расположен между передним концом рабочей головки и поверхностью дна гнезда наконечника, меньше толщины слоя припоя, который размещен между передним концом рабочей головки и кольцевой поверхностью основания наконечника и между передним концом рабочей головки и поверхностью стенок гнезда наконечника.2. Зубок по п,1, отличающийся тем, что наружная поверхность наконечника выполнена в виде сопряженных между собой закругленной передней наружной поверхности для взаимодействия с породой и боковой наружной поверхности для взаимодействия с породой, диаметр которой последовательно увеличивается от передней наружной поверхности к основанию наконечника, при этом кольцевая поверхность основания наконечника расположена в плоскости, перпендикулярной продольной оси зубка.3, Зубок по пп.1 или 2, отличающийся тем, что поверхность днэ гнезда наконечника имеет плоскую форму и расположена в плоскости, перпендикулярной продольной оси зубка.4. Зубок по пп. 1 ипи 2, отличающийся тем, что поверхность стенок гнезда наконечника имеет форму усеченного конуса.5, Зубок по пп. 1 и 2, отличающийсятем, что поверхность стенок гнезда нако 5 нечникэ имеет выпуклую форму,б, Зубок по п,1, отличающийся тем,что он имеет приспособление для фиксации расстояния между наконечником и ра 10бочей головкой при формировании паяногосоединения с заданной толщиной слояприпоя, которое расположено между наконечником и рабочей головкой, жестко соединено с наконечником ипи с рабочейголовкой и установлено с возможностьювзаимодействия соответственно с рабочейголовкой или с наконечником,7, Зубок по п,б, отличающийся тем,что приспособление для фиксации рэсстоя 20 ния между наконечником и рабочей головкой выполнено в виде группы выступов нанаконечнике, которые расположены нэ поверхности стенок его гнезда и нэ расстоянии друг от друга,25 8, Зубок по п,1, отличающийся тем,что группа выступов содержит три выступа, которые равномерно расположены поокружности. центр которой лежит на продольной оси зубка,309, Зубок по п.7, отличающийся тем,что приспособление для фиксации расстояния между наконечником и рабочей головкой имеет группу дополнительныхвыступов на наконечнике, которые расположены на кольцевой поверхности его основания и на расстоянии друг от друга,10, Зубок по п.9, отличающийся тем,что группа дополнительных выступов со 40 держит четыре выступа, которые равномерно расположены по окружности, центркоторой лежит нэ продольной оси зубка,11, Зубок по п,б, отличающийся тем,что приспособление для фиксации рэсстоя 454 ния между наконечником и рабочей головкой выполнено в виде группы выступов нанаконечнике, которые расположены накольцевой поверхности его основания и на50расстоянии друг от друга.12, Зубок по п.11, отличающийся тем,что группа выступов содержит четыре выступа, которые равномерно расположеныпо окружности, центр которой лежит напродольной оси зубка.13, Зубок врубовой машины, включающий расположенную симметрично продольной оси зубка рабочую головку изматериала, содержащего двухвалентноежелезо, Размещенный нэ основной опор 13200120314ной поверхости переднего конца рабочей головки выступ, длкер которого послсдовэтельно уменьшается к расположенной на вершине выступа дпцолнительной опорной поверхности рабочей головки. наконечник из спеченного карбида с расположенным на его основании симметрично продольной оси гнездом для размещения выступа нэ переднем конце рабочей головки, внутрений диаметр которого последовательно уменьиается от основания наконечника к поверхности дна гнезда, расположенную на основании наконечника плоскую огорную поверхность, раэмеценньй между осовцой опорной поверхностью переднего коца рабочей головки и опорной поверхностью основания наконечника и между дополнительной опорной поверхностью рабочей головки и поверхностью дна гнезда наконечника припой для палного соединения наконечника с рабочей головкой и державку для закрепления зубка в резцедер;кателе, отличаощийся тем, что, с целью повышения долговечности в работе, расстояние ме;кду дополнительной опорной поверхностью рабочей головки и основной опорной поверхностью рабочей головки по продольной оси зубка превышает расстояние между опорной поверхностью основания наконечника и поверхностью дна гнезда наконечника по той же оси,14. Зубок по п,13, отличающийся тем, что поверхность дна гнезда наконечника выполнена плоской,15. Зубок по п.13, отличающиися тем, что он имеет приспособление для фиксации расстояния между наконечником и рабочей головкой при формировании паяного соединения с заданной толщиной слоя припоя, которое расположено между наконечником и рабочей головкой, жестко соединео с наконечником или с рабочей головкой и установлено с возможностьювэа,;лоде стеня соответственно с рабочейголовкои или с наконечником 16. Зубок по п,15, отличающийся тем,что приспособление для фиксации расстоя ня между наконечником и рабочей головкой выполнено в сиде группы выступов нэ наконечнике. которые расположены на гтенках гнезда на расстоянии друг от друГа.10 17;45 27,01.89 по пп, 5, 6, 9 - 12, 15, 18 - 21,17. Зубок по п,16, отличающиися тем,чо группа выступов содержит три выступа, которые равномерно расположены поокружности, центр которой лежит на продольной оси зубка.1518. Зубок по п.16, отличающийся тем,что приспособление для фиксации расстояия между наконечником и рабочей голоокои имеет группу дополнительных20 выступов на наконечнике, которые расположены нэ опорной поверхности основани:аконечника и на расстоянии друг отдруа,19, Зубок по п,18, отли ающийся тем,25 что руппа дополнительных выступов содержит четыре выступа, которые равномерно расположены по окружности, центркоторой лежит на продольной оси зубка,30,20 Зубок по ц.15, отличэощийся тем,что приспособление для фиксации расстояния кежду наконечником и рабочей голоекои выполнено в виде группы выступов нанаконечнике, которые расположены наопорной поверхности основания наконечника и на расстоянии друг от друга.21, Зубок по п,20, отличающийся тем,что группа выступов содержит четыре выступа, которые равномерно расположены40 цо окружности, центр которой лежит напродольной оси зубка,Приоритет пи укач20.07.88 по пг,1 - 4, 7, 8, 13, 14, 16 и