PL209806B1

PL209806B1 - Rotating knife casing for organ of mining machine, especially mining harvester

Info

Publication number: PL209806B1
Application number: PL380592A
Authority: PL
Inventors: Piotr Gospodarczyk; Antoni Kalukiewicz; Krzysztof Kotwica
Original assignee: Akad Gorniczo Hutnicza
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2011-10-31
Also published as: PL380592A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest oprawa noża obrotowego do organu maszyny urabiającej zwięzłe grunty i minerały, stosowanej w górnictwie węgla, rudy, soli, wapnia a także przy drążeniu tuneli i w budownictwie drogowym.The subject of the invention is the mounting of a rotary knife for the head of a machine mining cohesive soils and minerals, used in coal, ore, salt and calcium mining, as well as in tunneling and in road construction.

Noże obrotowe do prac górniczych i ziemnych mają postać trzpienia ze stożkową końcówką skrawającą. Mocowane są wymiennie w oprawach, które powierzchnią przylgową korpusu trwale zamocowane są do bębna organu wrębowego. Cylindryczny trzonek noża po wsunięciu w przelotowy otwór korpusu oprawy, lub w osadzoną w nim tuleję pełną albo rozprężną, ma możliwość swobodnego obrotu przy poosiowym ustaleniu na kołnierzu oporowym wykonanym po stronie ostrza oraz przez element ustalający osadzony w rowku wpustowym na końcu trzonka. Rozwiązanie takie znane jest między innymi z opisów wynalazków P-376265, DE 3635706, PL 187208.The rotary knives for mining and earthworks are designed as a shank with a conical cutting tip. They are mounted interchangeably in fittings, which are permanently attached to the rebate drum with the rebate surface of the body. The cylindrical knife handle, after being inserted into the through hole of the housing body, or into a full or expansion sleeve embedded in it, is able to rotate freely when positioned axially on a retaining flange made on the side of the blade and by a retainer embedded in a keyway at the end of the handle. Such a solution is known, inter alia, from the inventions P-376265, DE 3635706, PL 187208.

Istotnym dla prawidłowej pracy i równomiernego zużycia noża jest swoboda jego ruchu obrotowego, który wywołany jest działaniem składowej siły skrawania. Podczas pracy organu drobne cząsteczki urabianego materiału gromadzą się na nożu i wnikają w szczeliny między powierzchniami współpracującymi w ruchu obrotowym. W wyniku następuje przyspieszone zużycie zarówno elementów łożyskowania, jak i ostrza noża. Zwiększony luz w uchwycie noża i nieodpowiednia pozycja względem urabianej calizny prowadzić może w krańcowych przypadkach do złamania noża, trzonek zatarty w uchwycie utrudnia jego wymianę. W dotychczasowych rozwiązaniach jako zasadę przyjmuje się ślizgową współpracę trzonka z tuleją, bez doprowadzania środka smarnego. Znane z polskiego opisu patentowego PL 167571 rozwiązanie oprawy ma w otworze przelotowym korpusu, na jego górnym i dolnym końcu a korzystnie na całej długości, co najmniej trzy, wystające w przestrzeń otworu trzpienie prowadzące trzonek noża. Między trzpieniami prowadzącymi znajdują się otwarte do dołu strefy wzdłużne - służące do odprowadzania na zewnątrz cząstek urabianego materiału. Podobne zadanie spełniają wzdłużne szczeliny cienkościennych tulejek rozprężnych, utwardzonych do około 50 HRC, a przykładowo zastosowanych w rozwiązaniu oprawy według opisu zgłoszenia wynalazku US 20060033379.Important for proper operation and even wear of the knife is the freedom of its rotation, which is caused by the cutting force component. During the work of the drum, small particles of the processed material accumulate on the knife and penetrate the gaps between the mating surfaces in a rotational motion. As a result, there is an accelerated wear of both the bearing elements and the knife blade. Increased play in the knife holder and inadequate position in relation to the processed body may lead to knife breakage in extreme cases, and the handle seized in the handle makes its replacement difficult. In the previous solutions, the principle is the sliding cooperation of the shaft with the sleeve, without the supply of lubricant. The housing design known from the Polish patent specification PL 167571 has in the body through-hole, at its upper and lower end and preferably along its entire length, at least three knife-shaft guiding pins protruding into the opening space. Between the guide pins, there are downwardly open longitudinal zones - used to discharge the processed material particles outside. A similar task is performed by the longitudinal slots of thin-walled expansion sleeves, hardened to about 50 HRC, for example used in the housing solution according to the description of the invention application US 20060033379.

Wyjątek od zasady niesmarowanego łożyskowania noża stanowi rozwiązanie przedstawione w polskim opisie patentowym PL 178171, w którym trzonek noża łożyskowany jest tocznie w zamkniętym gnieździe korpusu oprawy: z tyłu podparty jest na stalowej kulce a pod głowicą skrawającą uszczelniony i ujęty w łożysku igłowym. Bardzo wysokie, o charakterze udarowym obciążenia stanowią warunki trudne dla łożyskowania tocznego oraz szybkie zużycie noży i konieczność ich częstej wymiany - co stanowi, że aspekt ekonomiczny jest wiodącym dla stosowanych rozwiązań.An exception to the principle of non-lubricated knife bearings is the solution presented in the Polish patent description PL 178171, in which the knife shaft is rolled in a closed seat of the housing: at the back it is supported on a steel ball and under the cutting head, sealed and enclosed in a needle bearing. Very high, shock loads are difficult conditions for the rolling bearing, fast wear of the knives and the necessity of their frequent replacement - which means that the economic aspect is the leading factor for the applied solutions.

Rozwiązanie według niniejszego wynalazku realizuje zadanie doprowadzenia na powierzchnie ślizgowej współpracy oprawy z nożem ciekłego medium smarująco-płuczącego. Oprawa ma korpus, na którego przylegającej do bębna wrębowego powierzchni wykonana jest wnęka zasilająca. Przestrzeń wnęki zasilającej połączona jest przez kanał dolotowy z powierzchnią przelotowego otworu w korpusie oraz dalej, przez rowek obwodowy i co najmniej jeden, przewiercony przez ś ciankę tulei otwór do przecinającego się z nim rowka rozprowadzającego, wykonanego wzdłuż osi na wewnętrznej powierzchni tulei. Rowek obwodowy może być oczywiście wykonany na zewnętrznej powierzchni tulei albo na powierzchni przelotowego otworu w korpusie.The solution according to the present invention accomplishes the task of bringing a liquid lubricating-flushing medium to the sliding surface of the holder and the knife. The fixture has a body, on the surface of which is made a supply cavity adjacent to the rebate drum. The space of the supply cavity is connected through the inlet channel with the surface of the through hole in the body and further, through the circumferential groove and at least one hole drilled through the wall of the sleeve to the intersecting with it distributing groove made along the axis on the inner surface of the sleeve. The circumferential groove can of course be provided on the outer surface of the sleeve or on the surface of the through-opening in the body.

Rozwiązanie takie w sposób istotny poprawia warunki ruchu na współpracujących ślizgowo powierzchniach noża obrotowego i oprawy. Ciekłe medium doprowadzone pod ciśnieniem przez instalację wewnętrzną bębna do oprawy, zwłaszcza emulsja olejowo-wodna, smaruje powierzchnię współpracy a jednocześnie przepłukuje, usuwając z nich przez szczeliny na zewnątrz - cząsteczki urabianego materiału. Przepłukiwanie szczeliny współpracy występuje w momentach zaniku siły osiowej, oderwania się noża od styku z calizną.Such a solution significantly improves the conditions of movement on the sliding surfaces of the rotary knife and the holder. The liquid medium brought under pressure through the internal installation of the drum to the housing, especially the oil-water emulsion, lubricates the contact surface and at the same time rinses, removing from them through the gaps to the outside - particles of the processed material. Flushing of the cooperation gap occurs at the moments when the axial force disappears, the knife breaks away from the contact with the body.

Korzystnym jest, gdy rowek rozprowadzający jest otwarty od strony kołnierza tulei a na drugim końcu zamknięty podtoczeniem tylnym. Rozwiązanie takie ukierunkowuje płukanie przez obwodową szczelinę między nożem i kołnierzem tulei, powierzchnie które przenoszą najwyższe obciążenia osiowe.It is advantageous if the distribution groove is open on the sleeve flange side and closed at the other end by a rear groove. This solution directs the rinsing through the circumferential gap between the knife and the sleeve flange, surfaces that transmit the highest axial loads.

Oś rowka rozprowadzającego może być linią prostą, równoległą do osi tulei względnie mieć kształt linii śrubowej.The axis of the distributing groove may be a straight line, parallel to the axis of the sleeve or may have the shape of a helix.

Oprawa według wynalazku jest technologicznie prosta, zwiększa żywotność noży obrotowych obniżając koszty pracy.The binding according to the invention is technologically simple, it increases the service life of rotary knives, reducing labor costs.

Wynalazek wyjaśniony jest opisem przykładowego wykonania oprawy pokazanej na rysunku, którego fig. 1 przedstawia oprawę w przekroju osiowym, z osadzonym w niej nożem obrotowym,The invention is explained by the description of an exemplary embodiment of the mount shown in the drawing, Fig. 1 of which shows the mount in an axial section with a rotary knife embedded therein,

PL 209 806 B1 fig. 2 przekrój osiowy przez korpus oprawy przed zamontowaniem tulei natomiast na fig. 3 i 4 pokazane są przekroje osiowe przez tuleje, w wykonaniu odpowiednio z prostym i śrubowym rowkiem rozprowadzającym.Fig. 2 shows an axial section through the housing before mounting the sleeve, while Figs. 3 and 4 show axial sections through the sleeves, with a straight and helical distribution groove, respectively.

Oprawa posiada korpus 1, stanowiący bryłę o kształcie zbliżonym do prostopadłościanu, przyspawaną wzdłuż obwodu powierzchni przylgowej 11 do głowicy organu wrębowego 12. W korpusie 1 wykonany jest przelotowy otwór 10, w który wciśnięta jest kołnierzowa tuleja 4, łożyskująca walcowy trzonek noża obrotowego 8. Nóż obrotowy 8 z przodu ma stożkową końcówkę zakończoną nakładką skrawającą, z tyłu zabezpieczony jest przed wysuwaniem przez sprężysty element ustalający, osadzony w wykonanym na końcu trzonka rowku wpustowym. Na powierzchni przylgowej 11 korpusu 1 do głowicy organu wrębowego 12 wykonana jest wnęka zasilająca 2, do której przez instalację zabudowaną wewnątrz głowicy organu wrębowego 12 doprowadzana jest pod ciśnieniem emulsja wodnoolejowa. Przestrzeń wnęki zasilającej 2 połączona jest przez kanał dolotowy 3 z powierzchnią przelotowego otworu 10, gdzie trafia w rowek obwodowy 5 wykonany na zewnętrznej powierzchni tulei 4. Ścianka tulei 4 z dna rowka obwodowego 5 przewiercona jest czterema otworami 6, które na wewnętrznej, roboczej powierzchni tulei 4 przecinają się z rowkami rozprowadzającymi 7, wykonanymi wzdłuż osi na wewnętrznej powierzchni roboczej tulei 4. Rowki rozprowadzające 7 są otwarte od strony kołnierza tulei 4 a na drugim końcu zamknięte są podtoczeniem tylnym 9. Rowki rozprowadzające 7 mogą być wykonane - według rozwiązania z fig. 3 - jako prostoliniowe, o osiach równoległych do osi tulei 4, względnie jako śrubowe - co pokazuje wykonanie z fig. 4.The holder has a body 1, which is a block of a shape similar to a cuboid, welded along the circumference of the face 11 to the head of the gullet 12. The body 1 has a through hole 10 into which is pressed a collar bush 4 bearing the cylindrical shaft of the rotary knife 8. Knife the rotary 8 has a conical tip at the front ending with a cutting insert, and at the rear it is secured against sliding out by an elastic retainer, embedded in a keyway at the end of the shaft. On the face 11 of the body 1, a supply cavity 2 is formed into the head of the cutting organ 12, to which a water-oil emulsion is supplied under pressure through an installation built inside the head of the cutting organ 12. The space of the supply cavity 2 is connected through the inlet channel 3 with the surface of the through hole 10, where it meets the circumferential groove 5 made on the outer surface of the sleeve 4. The wall of the sleeve 4 from the bottom of the circumferential groove 5 is drilled with four holes 6, which on the inner working surface of the sleeve 4 intersect with the distributing grooves 7 made along the axis on the inner working surface of the sleeve 4. The distributing grooves 7 are open on the side of the sleeve 4 flange and are closed at the other end with a back groove 9. The distributing grooves 7 can be made - according to the solution from Fig. 3 - as rectilinear, with axes parallel to the axis of the sleeve 4, or as helical - as shown in the embodiment in FIG. 4.

Claims

1. Mounting of the rotary knife to the head of the mining machine, especially of the mining shearer, having a body permanently attached to the head of the cutting head with the contact surface, and in the through hole of which a flange bearing bushing bearing the cylindrical shaft of the rotary knife is pressed, secured against slipping by the retaining element , embedded in a keyway at the end of the shaft, characterized in that its body (1) has a supply cavity (2) on the rebate surface (11), the space of which is connected through the inlet channel (3) with the surface of the through hole (10) and further through the circumferential groove (5) and at least one hole (6) drilled through the wall of the sleeve (4) into a distributing groove (7) intersecting it, made along an axis on the inner working surface of the sleeve (4).

2. The fixture according to claim The method of claim 1, characterized in that the distributing groove (7) is open on the side of the sleeve flange (4) and closed at the other end by a rear groove (9).

3. The fixture according to claim The distributor according to claim 1, characterized in that the axis of the distributing groove (7) is straight, parallel to the axis of the sleeve (4).

4. The fixture according to claim The distributor according to claim 1, characterized in that the axis of the distributing groove (7) is a helix.