распределительное устройство для подачи оросительной жидкости к форсункам инструмента режущей коронки

Формула изобретения

1. Распределительное устройство для подачи оросительной жидкости к форсункам инструмента режущей коронки, содержащее вращающийся корпус, жестко соединенный с корпусом режущей коронки, крышку, жестко соединенную с корпусом коронки и корпусом распределительного устройства, вращающееся кольцо, контактирующее с крышкой по торцевой поверхности, жестко соединенное с ней, имеющее каналы и уплотнения, распределительное кольцо с секторной проточкой, неподвижный вал, размещенный в корпусе устройства, одним концом закрепленный в шлицевой втулке и имеющий центральный канал для подачи оросительной жидкости, соосный с осью вращения режущей коронки, выход которого через распределительное кольцо соединен каналами с форсунками ряда инструментов в диапазоне сектора коронки, взаимодействующих с разрушаемой поверхностью, отличающееся тем, что неподвижный вал вторым концом размещен во внутренней проточке, выполненной в крышке, в средней части установлен в подшипнике и имеет выход центрального канала под торцевую внутреннюю полость крышки, в которой выполнено не менее четырех сквозных каналов, параллельных центральному, расположенных по окружности и соединенных дополнительными каналами с радиально-лучевыми каналами и с форсунками каждого инструмента, при этом каналы в крышке соосно соединены со сквозными каналами во вращающемся кольце с возможностью их постепенного открытия при вращении режущей коронки за счет секторной проточки, имеющей замкнутую форму и выполненной на торцевой поверхности распределительного кольца с сохранением постоянного контакта с вращающимся кольцом по остальной торцевой замкнутой поверхности.

2. Распределительное устройство по п.1, отличающееся тем, что каналы в крышке, параллельные центральному, соединены по крайней мере двенадцатью радиально-лучевыми каналами с форсунками каждого инструмента, расположенного на корпусе коронки по четырем винтовым линиям, со смещением друг относительно друга.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к режущим коронкам горных машин, оснащенным инструментом с форсунками для подачи оросительной жидкости под давлением, а именно к секторному распределительному устройству поперечно-осевой режущей коронки проходческой горной машины избирательного действия, предназначенному для подавления пыли и охлаждения инструмента.

Известно распределительное устройство для подачи оросительной жидкости к форсункам инструмента режущей поперечно-осевой коронки проходческой горной машины избирательного действия из описания к заявке ФРГ №3436296 А1 "Секторное распределительное вращающееся соединение", МПК Е 21 С 35/22, выложенной 11.04.85 (прототип).

Распределительное устройство согласно описанию содержит вращающийся корпус, жестко соединенный с корпусом режущей коронки, крышку, жестко соединенную с корпусом коронки и корпусом распределительного устройства, вращающееся кольцо, контактирующее с крышкой по торцевой поверхности, жестко соединенное с ней, имеющее каналы и уплотнения, распределительное кольцо с секторной проточкой, неподвижный вал, размещенный в корпусе устройства, одним концом закрепленный в шлицевой втулке и имеющий центральный канал для подачи оросительной жидкости, соосный с осью вращения режущей коронки, выход которого через распределительное кольцо соединен каналами с форсунками ряда инструментов в диапазоне сектора коронки, взаимодействующих с разрушаемой поверхностью.

Инструмент расположен на поверхности корпуса коронки по спирали. Оросительная жидкость по центральному осевому каналу имеет выход из конца вала (в описании - головки) во внутреннее сверление, имеющееся в промежуточном и распределительном кольцах. В распределительном кольце выполнена шлицевая проточка в форме сектора (120°), из внутреннего сверления этого кольца оросительная жидкость поступает непосредственно в шлицевую проточку, из которой по трем сквозным каналам, постепенно открывающимся при работе коронки во вращающемся кольце, и каналам в крышке корпуса коронки, жидкость поступает к форсункам того режущего инструмента, который находится во взаимодействии с обрабатываемой поверхностью. Каналы в крышке параллельны центральному каналу неподвижного вала.

Основной недостаток описанного устройства заключается в том, что неподвижное распределительное кольцо имеет секторную фрезерную фигурную проточку с уступом и, как следствие, появление концентраторов напряжения. Подвод оросительной жидкости под большим давлением осуществляется изнутри, из центрального канала и имеет циклический характер нагрузки, что создает неравномерность сил давления на поверхность контакта. При этом сила давления жидкости стремится раскрыть поверхность контакта, вызывая силовую деформацию скручивания распределительного неподвижного кольца, что, в свою очередь, вызывает вибрацию и неравномерный износ пары трения, быстрое разрушение.

Противодействовать этому явлению возможно, изменив как конструкцию распределительного кольца, так и плоскость подвода оросительной жидкости, и уравновешивая нагрузку по плоскости трения уплотнительных колец.

Кроме этого в данной конструкции подача жидкости к форсункам инструмента осуществляется по каналам, соосным с центральным, через крышку коронки, что не позволяет разместить инструмент с форсунками по нескольким спиралям и не позволяет повысить эффективность разрушения горных порол за счет одновременного участия в работе инструмента на нескольких спиралях.

Задача изобретения - повышение безопасности режущей коронки при подаче оросительной жидкости под давлением к форсункам за счет создания плавности распределения давления по поверхности контакта вращающихся и неподвижных колец, а также повышение эффективности ее работы за счет рационального радиально-лучевого размещения каналов в крышке коронки для подачи оросительной жидкости, возможность применения четырехспиральной схемы размещения инструмента на поверхности коронки.

Поставленная задача решается за счет того, что в распределительном устройстве для подачи оросительной жидкости к форсункам, содержащем вращающийся корпус, жестко соединенный с корпусом режущей коронки, крышку, жестко соединенную с корпусом коронки и корпусом распределительного устройства, вращающееся кольцо, контактирующее с крышкой по торцевой поверхности, жестко соединенное с ней, имеющее каналы и уплотнения, распределительное кольцо с секторной проточкой, неподвижный вал, размещенный в корпусе устройства, одним концом закрепленный в шлицевой втулке и имеющий центральный канал для подачи оросительной жидкости, соосный с осью вращения режущей коронки, выход которого через распределительное кольцо соединен каналами с форсунками ряда инструментов в диапазоне сектора коронки, взаимодействующих с разрушаемой поверхностью, неподвижный вал вторым концом размещен во внутренней проточке, выполненной в крышке, в средней части установлен в подшипнике и имеет выход центрального канала под торцевую внутреннюю полость крышки, в которой выполнено не менее четырех сквозных каналов, параллельных центральному, расположенных по окружности и соединенных дополнительными каналами с радиально-лучевыми каналами и с форсунками каждого инструмента, при этом каналы в крышке соосно соединены со сквозными каналами во вращающемся кольце с возможностью их постепенного открытия при вращении режущей коронки за счет секторной проточки, имеющей замкнутую форму и выполненной на торцевой поверхности распределительного кольца с сохранением постоянного контакта с вращающимся кольцом по остальной торцевой замкнутой поверхности.

Кроме этого каналы в крышке, параллельные центральному, соединены по крайней мере двенадцатью радиально-лучевыми каналами с форсунками каждого инструмента, расположенного на корпусе коронки по четырем винтовым линиям со смещением друг относительно друга. Такое размещение инструмента позволит снизить динамику нагрузки на режущую коронку.

Предложение поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 изображен вид сверху на сдвоенную режущую коронку горной машины;

- на фиг.2 - продольный разрез по А-А на фиг.1;

- на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.2 (вид на торцевую поверхность распределительного кольца с секторной проточкой и на вращающееся кольцо);

- на фиг.4 - разрез по Г-Г на фиг.2 (вид на сквозные каналы со стороны торцевой внутренней поверхности крышки);

- на фиг.5 - разрез по В-В на фиг.2 (на радиально-лучевые каналы в крышке).

На поворотной рукояти 1 горной машины смонтирована поперечно-осевая сдвоенная режущая коронка 2 (далее - коронка) с инструментом 3, размещенным на поверхности корпуса 4 по спирали. Ось вращения коронки перпендикулярна (поперечна) оси рукояти 1.

Распределительное устройство для подачи оросительной жидкости под высоким давлением (в пределах - 80...100 атм) к форсункам 5 каждого инструмента 3 содержит вращающийся корпус 6, жестко соединенный с корпусом 4 коронки 2, крышку 7, жестко соединенную с корпусом 4 коронки 2 и корпусом 6 распределительного устройства. В корпусе 6 размещен неподвижный вал 8, одним концом закрепленный в шлицевой втулке 9. Внутри неподвижного вала 8 выполнен центральный канал 10, соосный с осью вращения коронки 2. В крышке имеется внутренняя проточка Д, в которой с помощью уплотнения размещен второй конец неподвижного вала 8, а в средней части вал 8 установлен в подшипнике 11. Центральный канал 10 в передней части имеет выход во внутреннюю полость, под торцевую поверхность крышки 7. В крышке 7 выполнено 4 сквозных канала 12, выход каждого из которых снабжен уплотнительным кольцом. Из 4-х сквозных каналов в крышке 7 и с помощью дополнительных каналов 13, параллельных центральному каналу 10, выполнено по крайней мере 12 радиально-лучевых каналов 14, каждый из которых каналами в крышке 7 и корпусе 4 коронки 2 соединен с форсунками 5 каждого инструмента 3, который размещен на поверхности корпуса 4 коронки 2 по четырем винтовым линиям со смещением друг относительно друга. Именно за счет такого сверления каналов в крышке появилась конструктивная возможность размещения инструмента 3 по четырем винтовым линиям.

Каналы 12 и 13, выходящие из крышки 7, соосно соединены со сквозными каналами во вращающемся кольце 15, которое контактирует по торцевой поверхности с крышкой 7. Вращающееся кольцо 15 контактирует по торцевой поверхности с распределительным кольцом 16, на торцевой поверхности которого имеется секторная проточка 17 замкнутой формы, как вариант, в виде замкнутой петли. Причем по остальной замкнутой торцевой поверхности распределительного кольца 16 остается постоянный контакт с торцевой поверхностью вращающегося кольца 15.

Распределительное кольцо 16 жестко соединено с центрирующим стаканом 18. Вращающиеся и неподвижные части при работе коронки 2 распираются пружинами 19.

Подвижные и неподвижные части в конструкции режущей головки имеют уплотнения, в том числе торцевое уплотнение 20.

Работает устройство следующим образом.

При работе горной машины оросительная жидкость под высоким давлением поступает из центрального канала 10 во внутреннюю торцевую полость крышки 7, откуда по 4 сквозным каналам 12 и дополнительным каналам 13, расположенным по окружности, и по сквозным каналам во вращающемся кольце 15 попадает под торцевую поверхность распределительного кольца 16, которое при работе коронки 2 постоянно контактирует по торцевой замкнутой поверхности вращающегося кольца 15, так как секторная проточка 17 на торцевой поверхности распределительного кольца 16 имеет замкнутую форму, например, непрерывной петли. Следовательно, секторная проточка 17 при вращении коронки 2 постепенно открывает те отверстия, которые попадают в диапазон сектора, а именно открывает каналы, по которым жидкость попадает по радиально-лучевым каналам к тем инструментам 3, которые в данный момент находятся во взаимодействии с разрушаемой породой. При вращении коронки 2 в контакт с разрушаемой поверхностью постепенно вступают инструменты 3 следующего по ходу вращения коронки 2 сектора.

Конструктивные особенности распределительного устройства позволяют уравновесить осевое давление, действующее на вращающиеся и неподвижные части при работе коронки 2. Выход жидкости под высоким давлением из центрального канала 10 в торцевую полость в крышке 7, а затем из этой полости по четырем каналам 12, а также наличие замкнутого контакта вращающегося кольца и распределительного с замкнутой секторной проточкой внутри этой поверхности контакта обеспечивает плавность работы, сглаживание вибраций, уравновешивание действующих сил.

Следовательно, изобретение позволяет повысить надежность, долговечность, безопасность и эффективность работы коронки горной машины с новым распределительным устройством.