Зуб экскаваторного ковша активного действия

САН БРЕТ НТУ О 3 7 опл г Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Институт горного дела СО АН СССР; Производственное объединение Уралмаш"(73) Институт горного дела СО РАН; Акционерноеобщество "Уральский завод тяжелого машиностроения"(54) ЗУБ ЭКСКАВАТОРНОГО КОВША АКТИВНОГО ДЕЙСТВИЯ(57) Использование: для экскавации и перемещения мерзлых грунтов и горных пород без предварительного рыхления. Сущность: зуб экскаваторногоковша активного действия имеет шпонки 17. Которые могут быть выполнены в виде двух жесткихэлементов 28 с размещенной между ними упругой(19) ИУ (1 ц 2002909 С 1 (ЯЦ вставкой 29. Кожух 1 имеет гнезда, в которых укреплены шпанки 17. В ударном инструменте 2 имеются пазы 18. В пазах 18 расположены шпонки 1 с возможностью ограниченных взаимных перемещений ударного инструмента 2 и пневмомолота 3 относительно друг друга и относительно кожуха 1. Кожух 1 имеет кольцевую расточку 19 в месте расположения пазов 18. Длина пазов 18 определяется из выражения Е = В - Х - С + 2 е + Ь, где- длина пазов; В - величина зазора между корпусом и поршнем механизма автоматического запуска при выключенном пневмомолоте; Х - величина минимально допустимого зазора между корпусом 1 поршнем механизма автоматического запуска; С - величина хода ударного инструмента назад; е - величина внедрения ударного инструмента за удар; Ь - ширина шпанки. 3 з.п. ф-лы, 2 ип.копания экскаватора воспринимаются корпусом через торец поршня. Таким образом, при встрече ковша с крепкими породами высокие нагрузки на поршень и корпус зна 5 чительно снижают надежность и долговечность механизма автоматического запуска, а следовательно, и ковша в целом. При образовании выколов перед инструментом возможен вылет зуба и втулки пневмомоло 10 та поскольку их взаимное перемещение относительно кожуха не ограничено.Кроме того, жесткие шпонки под действием ударных нагрузок ломаются, а в местах контакта шпонок с буксой возникает не- разъемное соединение из-за пластических деформаций металла.Целью изобретения является повышение надежности и долговечности зуба экскаваторного ковша активного действия.20 Это достигается тем, что зуб экскаваторного ковша активного действия, включающий трубчатый кожух, установленные в нем с возможностью осевого перемещения пневмомолот и ударный инструмент, планку25 с нажимными винтами и механизм автоматического запуска, состоящий из корпуса и поршня, снабжен шпонками, ограничивающими взаимное перемещение пневмомолота и инструмента относительно друг друга иЗ 0 кожуха и пропущенными через шпоночныйпаэ в инструменте, Такая конструкция позволяет исключить соударение торца поршня и корпуса механизма автоматического запуска при встрече зуба с крепкими пороЗ 5 дами и вылет ударного инструмента из втулки.пневмомолота под действием его ударов при образовании выколов перед зубом; При этом повышается надежность и долговечность зуба экскаваторного ковша активного 40 действия.Чтобы ограничить взаимное перемещение пневмомолота и ударного инструмента относительно друг друга и кожуха на величину, достаточную для включения механизИзобретение относится к устройствамдля экскавации и перемещения грунтовмерзлых и горных пород без предварительного рыхления,Известен ковш экскаватора, включающий переднюю и заднюю стенки, днище,трубчатые кожухи с отверстиями со стороныднища, закрытыми фиксирующими замками, в которых образованы воздухоподводящие каналы, пневмомолоты и ударныезубья, Передняя часть кожухов в известномустройстве выполнена в виде усеченного конуса с плавными переходами к зубьям. Впереднюю коническую часть трубчатого кожуха вставлен хвостовик ударного зуба,фиксируемый в заданном положении, например, шпанками.Такая конструкция ковша экскаваторапозволяет уменьшить сопротивление заполнению.Недостатками этого ковша экскаватораявляется недостаточная надежность и долговечность, обусловленные тем, что жесткиешпонки, с помощью которых фиксируетсяударный зуб, под действием ударных нагрузок ломаются. Кроме того, в местах контакташпонок с буксой в процессе работы образуются наплывы металла, в результате чеговозникает неразьемное соединение и становится невозможной смена втулок букс.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является зуб экскаваторного ковша активного действия, включающий трубчатый кожух, установленный внем с возможностью осевого перемещенияпневмомолот, планку с нажимными винтами, механизм автоматического запуска, состоящий из корпуса, выполненного в видекрышки и запорного кольца, и поршня,Между корпусом и поршнем механизма автоматического запуска установлена пружина,Такая конструкция зуба экскаваторного ковша активного действия обеспечиваетгарантированное выключение пневмомолота независимо от величины сетевого давления сжатого воздуха и исключаетвозможность его работы вхолостую при отсутствии сопротивления копанию на зубе,Однако известный ковш имеет недостаточную надежность и долговечность, обусловленнь 1 е тем, что взаимное перемещениепневмомолота и зуба относительно другдруга и кожуха не ограничень 1, При этом поддействием давления на зуб пневмомолот 5движется назад и давит на поршень механизма автоматического запуска, При этомдавление на поршень не ограничивается иможе превысить заданное усилие включения автомата пуска. В этом случае усилия ма автоматического пуска и исключения воэможности соударения торца поршня и корпуса механизма автоматического запуска и вылета ударного инструмента из втулки пневмомолота, целесообразно длину шпоночного паза выполнить согласно выражению= В - Х - С+2+ Ь.где В - величина зазора между корпусом и поршнем механизма автоматического запуска при выключенном пневмомалоте;- величина внедрения ударного инструмента за удар;Ь - ширина шпонки;С - величина хода ударного инструмента назад;Х - величина минимально допустимогозазора между корпусом и поршнем механизма автоматического запуска.. Чтобы увеличить срок службы шпонок,целесообразно выполнить их в виде жестких элементов с размещенной между нимиупруой вставкой,Для исключения возможности возникновения пластических деформаций металлаи образования неразьемного соединенияцелесообразно в корпусе в месте расположения шпоночных пазов выполнить расточку.Известно использование шпонок дляфиксации хвостовика ударного инструмента, Однако в этом случае шпонки фиксируютхвостовик в заданном положении. не влияяна взаимное перемещение зуба и пневмомолота. В предлагаемом зубе экскаваторного ковша активного действия шпанкииспользуются не для фиксации ударного зуба, а для ограничения перемещений и неодного только зуба, а взаимных перемещений ударного инструмента и пневмомолотаотносительно друг друга и кожуха,Выполнение шпоночного паза в зубесогласно формуле1 =В - Х - С+21+Ь,где В - величина зазора между корпусом ипоршнем механизма автоматического залуска при выключенном пневмомолоте;- величина внедрения ударного инструмента за удар:Ь - ширина шпонки;С - величина хода ударного инструмента назад;Х - величина минимально допустимогозазора между корпусом и поршнем механизма автоматического запуска,позволяет при помощи шпонки ограничивать взаимные перемещения ударного инструмента и пневмомолота на величину, нетолько необходимую для исключения возможности соударения торца поршняи корпуса механизма автоматического запуска ивылета хвостовика ударного инструмента извтулки, но и достаточную для включенияпневмомолота и внедрения ударного инструмента в породу,Использование шпонок в виде двух жестких элементов с размещенной между ними упругой вставкой неизвестно.Выполнение кольцевой проточки в кожухе в месте расположения шпоночных пазов для исключения возможностивозникновения неразьемного соединениятакже не известно,На фиг.1 показан общий вид зуба экскаваторного ковша активного действия, разрез; на фиг.2 - сечение А- А нз,па.1 Предлагаемый зуб экскаваторного ковша активного действия включает трубчатый кожух 1, смонтированные в кожухе с возможностью осевого перемещения ударный 5 инструмент 2 и пневмомолот 3, к которомуприкреплен механизм автоматического запуска 4, зафиксированный в трубчатом кожухе планкой 5 с нажимными винтами б, Подвод сжатого воздуха к пневмомолоту 10 осуществляется через канал 7 в трубчатомкожухе, кольцевую проточку 8, радиальные каналы 9 и центральный канал 10. Для вылета отработанного воздуха на боковой поверхности трубчатого кожуха имеется окно 11, 15 Полость 12 пневмодомкрата, образованнэязапорным кольцом 13, крышкой 14, поршнем 15 соединена с каналом 10 радиальными отверстиями 16, Взаимное перемещение пневмомолота и ударного инструмента от носительно друг друга и кожуха ограничивается шпонками 17, пропущенными через шпоночный паз 18 в инструменте 2, Б кожухе 1 выполнена кольцевая расточка 19.Зуб экскаваторного ковша активного 25 действия работает следующим образом.Полость 12 пневмодомкрата постояннонаходится под давлением сжатого воздуха (сетевым). поэтому при малом сопротивлении копанию пневмомолот 3 и ударный ин струмент 2 под действием усилийпневмодомкрата и пружины 20 выдвинут вперед, Пневмомолот выключен, так как клапан 21 прижат сжатым воздухом к седлу 22 и ударный инструмент 2 работает как 35 статический. Встретив повышенное сопротивление копанию, ударный инструмент 2 и ствол пневмомолота вместе с клапаном 21 смещаются назад на величину Д (дальнейшее их смещение ограничено шпонками), в 40 то время как стакан 23, а следовательно, иседло клапана 21 остаются на месте. При этом пружина 20 сжимается, сжатый воздух из полости 12 пневмодомкрата вытесняется, между клапаном и седлом 22 образуется 45 кольцевая щель, сжатый воздух из магистрали через кольцевую проточку 8, канал 9 и центральный канал 10 поступает в золотниковый распределитель 24 и через него поочередно в камеры прямого 25 и обратного 50 хода пневмомолота 26, заставляя боек 27совершать возвратно-поступательное движение, нанося удары по хвостовику ударного инструмента 2 и перемещая последний вперед. Происходит ударное разрушение 55 породы, Отработанный воздух выходит через выхлопные окна 11 в атмосферу, При падении сопротивления копанию на ударном инструменте 2 ниже усилий пружины и пневмодомкрата пневмомолот 3 и ударный инструмент 2 возвращаются в исходное по2002909 ложение, клапан закрывается и пневмомолот выключается, В начальный момент снижения сопротивления копанию на ударный инструмент 2 действуют динамические нагрузки от бойка 19 пневмомолота 5, который еще не успел остановиться, Шпонки ограничивают осевое перемещение ударного инструмента 2 вперед на величину С, чтобы исключить возможность его вылета в этот момент,Шпонки целесообразно выполнить в виде двух жестких элементов 28 с размещенной между ними упругой вставкой 29, которая гасит часть энергии удара эа счет упругой деформации, предохраняя от поломки жесткие элементы шпонок,Эта же упругая вставка снижает нагрузки в месте контакта шпонок с кожухом,Формула изобретения 1, ЗУБ ЭКСКАВАТОРНОГО КОВША АКТИВНОГО ДЕЙСТВИЙ, содержащий трубчатый кожух, установленные в кожухе с возможностью осевого перемещения ударный инструмент и пневмомолот, закрепленный к пневмомолоту механизм автоматического запуска в виде корпуса и поршня и размещенную за механизмом автоматического запуска планку с нажимными винтами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности зуба за счет ограничения нагрузок на детали пневмомолота и автомата запуска, он снабжен шпанками, кожух выполнен с гнездами, а ударный инструмент выполнен с пазами, причем шпонки закреплены в гнездах и пропущены через пазы с возможностью ограниченных возможных перемещений ударного инструмента и пневмомолота относительно друг друга и относительно кожуха. уменьшая вероятность пластической деформации материала кожуха в случае резкого снижения сопротивления породы разрушению. Кроме того, для предотвращения обра эования наплывов металла в местерасположения шпоночных пазов в буксе выполнена расточка 19,Изобретение направлено на повыше ние надежности и долговечности ковша экскаватора за счет уменьшения нагрузок на внутренние детали пневмомолота.Использование изобретения позволяетповысить долговечность пневмомолота в 15 среднем на 15%.(56) Авторское свидетельство СССРМ 883285, кл, Е 02 Г 9/28, 1981. 20 2. Зуб по п,1, отличающийся тем, чтодлина Е пазов ударного инструмента определяется из следующего выражения:1 =В-Х-С+21+Ь,где В - величина зазора между корпусом ипоршнем механизма автоматического запуска при выключенном пневмомолоте;- величина внедрения ударного инструмента за удар;С - величина хода ударного инструментаназад;Х - величина минимально допустимогозазора между корпусом и поршнем механизма автоматического запуска;З 5 Ь - ширина шпонки.3. Зуб по п.1, отличающийся тем, чтошпонки выполнены в виде двух жесткихэлементов с размещенной между ними упругой вставкой,40 4. Зуб по п,1, отличающийся тем, чтокожух выполнен с кольцевой расточкой,расположенной в месте расположенияшпоночных пазов,2002909 гю гг едактор Н.Федорова Заказ 3222 Тираж НПО "Поиск" Роспатента 13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/