Узел держателя для режущего инструмента с гидравлическим поршнем и способ извлечения втулки с режущим инструментом

УЗЕЛ ДЕРЖАТЕЛЯ ДЛЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПОРШНЕМ И СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВТУЛКИ С РЕЖУЩИМ ИНСТРУМЕНТОМ В узле держателя для режущего инструмента барабанного типа имеется держатель, втулка и поршень, находящийся в канале, образованном в держателе. Втулка включает в себя хвостовик и расширенный фланец на конце хвостовика. Хвостовик втулки вставлен в отверстие держателя,хвостовик и стенка отверстия образуют несколько аксиально разнесенных мест тугой посадки. Источник текучей среды под давлением, соединенный с держателем, прижимает поршень к втулке, извлекая втулку из держателя. Уплотнительная конструкция между поршнем и держателем предотвращает вытекание гидравлической жидкости после расцепления втулки. Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к режущим инструментам, используемым в режущих машинах барабанного типа и аналогичных устройствах, и, в частности, к режущему инструменту с резцом, разъемно закрепленным во втулке, разъемно удерживаемой в держателе. Уровень техники, предшествующий изобретению В патенте США 5738415 раскрывается режущий инструмент с узлом держателя, который включает в себя держатель и втулку, разъемно установленную в держателе для удержания резца. У втулки имеется хвостовик, который вставлен в отверстие держателя, проходящее вдоль оси. Тугая посадка между внешней поверхностью хвостовика и стенкой отверстия держателя препятствует вращению втулки во время ее нахождения в держателе. У каждого из следующих элементов: внешней поверхности хвостовика и стенки держателя имеется часть с увеличенным диаметром и часть с уменьшенным диаметром, которые проходят вдоль оси и разделены переходной областью. Переходная область в целом имеет форму конусной пирамиды (т.е. усеченного конуса). Гидравлическая магистраль заходит в держатель и открывается в переходную область. Для извлечения втулки из держателя гидравлическая магистраль соединена с источником гидравлической жидкости под давлением. Жидкость прикладывает осевое давление к втулке, которое аксиально перемещает втулку относительно держателя. Гидравлическая система, раскрываемая в '415 патенте, позволяет оперативно и быстро извлекать втулку из держателя, однако у нее есть свои недостатки. Для извлечения втулки из держателя ее необходимо аксиально переместить на все расстояние участка с увеличенным диаметром. При извлечении втулки из держателя происходит вытекание гидравлической жидкости. Для обработки вытекшей жидкости может потребоваться чистка или изолирование. Таким образом, существует потребность в усовершенствованном узле держателя, позволяющем извлекать втулку из держателя при относительно коротком осевом перемещении втулки относительно держателя и без вытекания гидравлической жидкости. Краткое изложение сущности изобретения Изобретение направлено на усовершенствованный узел держателя, позволяющий извлекать втулку из держателя при относительно коротком осевом перемещении втулки относительно держателя и без вытекания гидравлической жидкости. Узел держателя по настоящему изобретению включает в себя держатель, втулку и поршень. В держателе имеется первое отверстие, проходящее вдоль оси, стенка, окружающая первое отверстие, канал и гидравлическая линия, сообщающаяся с каналом. Первое отверстие выполнено с возможностью помещения в него втулки. Втулка включает в себя хвостовик, который вставлен в первое отверстие, второе отверстие предназначено для помещения в него резца. Втулка и держатель, каждый, включают в себя окружную поверхность, обращенную в сторону поверхности другого элемента, втулки или держателя, после того как втулка помещена в держатель. В канале на окружной поверхности держателя имеется отверстие, канал проходит аксиально внутрь держателя до конца канала. Поршень находится в канале и может аксиально перемещаться в канале. Гидравлическая линия держателя сообщается с концом канала, в котором, после того как источник гидравлической жидкости под давлением соединен с концом канала, давление жидкости перемещает поршень в сторону от конца канала для зацепления с втулкой и выталкивает втулку из держателя. По предпочтительным вариантам осуществления изобретения у каждого из следующих элементов: хвостовика втулки и стенки держателя имеется несколько аксиально смежных участков поверхности,каждый из которых имеет осевую длину и последовательно уменьшается в сечении. Участки поверхности стенки сопрягаются с участками поверхности хвостовика, создавая тугую посадку между ними, которая удерживает втулку в держателе. Осевая длина поршня больше осевой длины любых участков поверхности для того, чтобы поршень оставался в канале после того, как поршень выдвигает втулку на достаточное расстояние из держателя,сохраняя захват в канале после того, как втулка переместилась на достаточное расстояние для расцепления тугой посадки. Уплотнительная конструкция между поршнем и держателем образует, по существу, герметичное для текучей среды уплотнение, предотвращающее вытекание гидравлической жидкости при расцеплении втулки из держателя. Узел держателя по настоящему изобретению обладает рядом преимуществ. Его производство экономично, он позволяет оперативно и быстро извлекать втулку из держателя при весьма незначительном перемещении втулки и без вытекания гидравлической жидкости. Другие цели и признаки изобретения станут понятны из последующего описания, в особенности совместно с прилагаемым чертежом, на котором изображен один из предпочтительных вариантов осуществления. Краткое описание чертежей На фиг. 1 показан вид в сечении узла держателя, закрепленного на режущем барабане горнопроходческой машины. На фиг. 2 показан вид горнопроходческой машины, содержащей барабан с узлом держателя, закрепленный к ее раме. Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения На фиг. 1 и 2 изображен узел 10 держателя по настоящему изобретению, установленный на режущем барабане 12 режущей машины, например горнопроходческой машины 4, используемой для добычи угля. На режущем барабана 12 установлено несколько аналогичных узлов 10 держателей, предназначенных для разрушения рудного пласта или грунта 9 при вращении барабана 12. Узлы 10 держателей расположены на внешней окружности барабана, как это известно из уровня техники, однако для большей наглядности на фиг. 1 изображен лишь один узел 10. Узел 10 держателя включает в себя держатель 14 и втулку 16, которая вставлена в держатель 14. Во втулке находится обычный резец 18. Поршень 20 установлен в держателе 14. У держателя 14 имеется плоская внешняя окружная стенка или поверхность 22 и отверстие 24 со стенкой 26. Стенка 26 отверстия проходит в держателе 14 вдоль оси 28, перпендикулярно поверхности 22. Стенка 26 отверстия проходит от поверхности 22 и включает в себя несколько смежных в осевом направлении участков 32 поверхности, каждый из которых имеет определенную осевую длину и постепенно уменьшается в сечении в направлении от поверхности 22. Кольцевой канал 34 со стенкой 36 проходит, расположен, внутри держателя 14 от поверхности 22 до глухого или закрытого конца 38 канала. Канал 34 концентричен оси 28 и отверстию 24. На одной из сторон стенки 36 выполнена канавка 40, в которой установлено кольцевое уплотнение 42, обращенное в сторону канала 34. Гидравлическая линия 44 выполнена внутри держателя 14 и сообщена с каналом 34 у его закрытого конца 38. Гидравлическая линия 44 включает в себя впускную часть 46 с внутренней резьбой, соединяемую с источником (не показан) жидкости под давлением, и выпускную часть 48, которая сообщена с каналом 34 и проходит параллельно оси 28. У втулки 16 имеется расширенный фланец 50, хвостовик 52, направленный аксиально от фланца 50,и отверстие 54, проходящее через втулку 16, для установки резца 18. У фланца 50 имеется в целом плоский задний заплечик или поверхность 56, которая упирается встык в окружную стенку 22 держателя и выравнивает втулку 16 относительно держателя 14 во время сборки узла 10. Хвостовик 52 проходит от переднего торца 58, примыкающего к фланцу 50, и включает в себя несколько аксиально смежных участков 60 поверхности, каждый из которых имеет определенную осевую длину и постепенно уменьшается в сечении в направлении от торца 58 хвостовика. Поршень 20 имеет кольцевую форму и плотно вставляется без радиального люфта в канал 34. У поршня 20 имеются параллельные верхний и нижний концы 62, 64, в направлении аксиальной его длины. Длина поршня 20 меньше осевой глубины канала 34, верхний конец 62 расположен заподлицо с поверхностью 22 держателя и с зазором между нижним концом 64 и концом 38 канала. У поршня 20 имеется канавка 66 под кольцевое уплотнение рядом с нижним концом поршня 20. Канавка 66 под кольцевое уплотнение расположена так, что она обращена в направлении стороны стенки 36 канала, расположенной оппозитно кольцевому уплотнению 42. Кольцевое уплотнение 68 находится в канавке 66 и перемещается вместе с поршнем. Два кольцевых уплотнения 42, 68, находящиеся в канавках 40, 66, образуют, по существу, герметичное для текучей среды уплотнение между поршнем 20 и стенкой 36 канала. Узел 10 держателя собирается путем установки хвостовика 52 втулки в отверстие 22 держателя и перемещения втулки 16 относительно держателя 14 до тех пор, пока поверхность 56 фланца не упрется встык в поверхность 22 держателя. После того как втулка 16 полностью вставлена в держатель 10, поршень 20 располагается в канале 34 между фланцевой поверхностью 56 и закрытым концом 38 канала. Участки 32 поверхности стенки держателя и участки 60 поверхности хвостовика сопрягаются, образуя пары с тугой посадкой между соответствующими противолежащими парами участков 32, 60, что препятствует относительному перемещению держателя 14 и втулки 16. Когда возникает необходимость в замене втулки 16, источник гидравлической жидкости под давлением (например, масла, водомасляной эмульсии или иной жидкости, известной из уровня техники) соединяется с впускной частью 46 гидравлической линии 44. Это обеспечивает подачу гидравлического давления в канал 34 между поршнем 20 и закрытым концом 38 канала. Жидкость под давлением в канале 34 передает усилие к нижнему концу поршня 20, перемещая его аксиально в направлении открытого конца канала 34 и прижимая к поверхности 56 фланца втулки. Поршень 20 передает гидравлическое давление втулке 16 в направлении, параллельном оси 28, перемещая хвостовик 52 втулки из отверстия 22 держателя. Гидравлического давления достаточно для преодоления фрикционного сопротивления тугой посадки и извлечения втулки 16 из держателя 14. Для извлечения втулку 16 необходимо переместить аксиально лишь на такое расстояние, которого будет достаточно для того, чтобы пары участков 32, 60 поверхности переместились относительно друг друга, прекращая тугую посадку. Осевая длина поршня 20, по существу, больше осевой длины любого из участков 32, 60 поверхности. Поэтому поршень 20 выступает лишь частично из канала 34 после выпрессовки, а втулка 16 больше не удерживается держателем 14. Это положение узла 10 держателя показано на фиг. 1. Предпочтительно осевая длина поршня 20 по меньшей мере в два раза больше осевой длины любого из участков 32, 60 поверхности для того, чтобы поршень 20 удерживался в канале 34 после выпрессовки втулки 16 из держателя 14. Кольцевое уплотнение 68 также отстоит от верхней части поршня 20 на такое расстояние, которое,по существу, больше осевой длины любого из участков 32, 60 поверхности. Гидравлическое уплотнение между поршнем 20 и стенкой 36 канала поддерживается вплоть до того момента пока втулка 16 и держатель 14 не разъединяться. Гидравлическая жидкость не вытекает из канала 34. Перед приложением к нему гидравлического давления узел 10 держателя может быть закреплен с помощью инструмента или сборочного приспособления для ограничения максимального осевого смещения втулки 16 во время ее извлечения так, чтобы случайно не нарушить гидравлическое уплотнение между поршнем 20 и стенкой 36 канала. Изображенный узел 10 держателя является "сухим" узлом, т.е. узел 10 держателя не содержит элементов, обеспечивающих распыление воды на резец. Настоящее изобретение может быть легко приспособлено для узлов держателей, способных распылять воду на резец, известных из уровня техники. Изображенная конструкция для создания, по существу, герметичного уплотнения между поршнем 20 и каналом 36 может быть заменена аналогичными уплотнительными конструкциями, известными специалистам в данной области техники. Например, оба кольцевых уплотнения могут находиться на поршне 20, либо оба кольцевых уплотнения могут находиться в держателе 14. Хотя рассмотрен один из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, оно не ограничено изложенными выше конкретными деталями и возможны такие изменения и модификации, которые не выходят за рамки прилагаемой формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Узел держателя для режущего инструмента с гидравлическим поршнем, содержащий втулку (16),поршень (20) и держатель (14) с выполненным в нем первым отверстием (24), проходящим вдоль оси(28) держателя, каналом (34) поршня (20) и гидравлической линией (44), сообщающейся с каналом (34) поршня (20), при этом втулка (16) содержит хвостовик (52), расположенный в первом отверстии (24) держателя, причем во втулке (16) выполнено второе отверстие (54), в котором установлен резец (18), при этом втулка (16) и держатель (14) имеют окружную поверхность (22, 56), обращенную в сторону друг друга, на внешней окружной поверхности (22) держателя (14) выполнена выемка, проходящая аксиально внутрь, причем канал (34) выходит в указанную выемку, поршень (20) установлен в канале (34) с возможностью перемещения, а гидравлическая линия (44) сообщена с концом (38) канала (34) так, что при подключении источника гидравлической жидкости под давлением давление жидкости перемещает поршень (20) в сторону от конца (38) канала (34). 2. Узел по п.1, отличающийся тем, что поршень (20) выполнен в виде кольцевого поршня, а канал(34) - кольцевого канала. 3. Узел по п.1, отличающийся тем, что канал (34) расположен вокруг первого отверстия (24). 4. Узел по п.1, отличающийся тем, что поршень (20) имеет осевую длину, а у хвостовика (52) втулки (16) и стенки (26) держателя имеются передний торец и множество аксиально смежных участков (32,60) поверхности, каждый из которых имеет осевую длину и последовательно уменьшается в поперечном сечении в направлении от переднего торца, а осевая длина поршня (20) больше осевой длины любого из участков (32, 60) поверхности. 5. Узел по п.4, отличающийся тем, что осевая длина поршня (20) более чем в два раза превышает осевую длину любого из участков (32, 60) поверхности. 6. Узел по п.4, отличающийся тем, что у поршня (20) имеется верхний торец (62), примыкающий к выходу канала (34), держатель (14) содержит вторую стенку (36), формирующую канал (34), на поршне(20) закреплено кольцевое уплотнение (68), обеспечивающее, по существу, непроницаемое для текучей среды уплотнение между поршнем (20) и второй стенкой (36), при этом кольцевое уплотнение (68) аксиально отстоит от верхнего торца (62) поршня (20) на расстояние, которое больше осевой длины любого из участков (32, 60) поверхности. 7. Узел по п.1, отличающийся тем, что вторая стенка (36) держателя (14) проходит вокруг канала(34) и содержит средства, обеспечивающие, по существу, непроницаемое для текучей среды уплотнение между поршнем (20) и второй стенкой (36). 8. Узел по п.7, отличающийся тем, что средства уплотнения содержат кольцевое уплотнение (68),закрепленное на поршне (20) для совместного перемещения вместе с поршнем. 9. Узел по п.7, отличающийся тем, что средства уплотнения содержат кольцевое уплотнение (42),закрепленное на держателе (14). 10. Узел по п.1, отличающийся тем, что втулка (16) содержит расширенный фланец (50) на конце хвостовика (52), причем внешняя поверхность втулки примыкает к фланцу (50). 11. Узел по п.10, отличающийся тем, что поршень (20) является кольцевым и обращен в сторону фланца (50). 12. Узел по п.11, отличающийся тем, что кольцевой поршень (20) имеет радиальную толщину и осевую длину, при этом длина больше толщины. 13. Узел по п.1, отличающийся тем, что гидравлическая линия (44) имеет часть, проходящую от канала (34) в держатель (14), которая проходит параллельно оси (28) держателя (14). 14. Узел по п.1, отличающийся тем, что включает в себя только один поршень (20). 15. Режущий барабан (12) для режущей горнопроходческой машины, содержащий несколько узлов по пп.1-14, установленных на внешней окружной поверхности барабана (12). 16. Горнопроходческая машина, содержащая режущий барабан по п.15. 17. Способ извлечения втулки (16), расположенной в отверстии держателя (14) узла по пп.1-14 и выполненной с возможностью удержания резца (18), включающий в себя этапы, на которых:(a) устанавливают поршень (20) в держатель (14) с возможностью перемещения в первом направлении с выходом, по меньшей мере, частично из держателя (14), за счет чего поршень (20) контактирует с втулкой (14), удерживаемой в держателе;(b) прилагают гидравлическое усилие к поршню в первом направлении и передают втулке усилие в первом направлении, достаточное для ее выдвижения из держателя (14);(с) перемещают поршень (20) относительно втулки (16) на расстояние, достаточное для выпрессовки втулки (16) из держателя (14). 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что для выпрессовки втулки (16) из держателя (14) ее перемещают в сторону от держателя (14) на расстояние, которое меньше длины поршня (20). 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что втулку (16) удерживают в держателе (14) за счет тугой посадки, при этом на этапе (b) передают достаточное гидравлическое усилие от поршня (20) к втулке (16) для преодоления фрикционного сопротивления тугой посадки.