ПЛАНЕТАРНЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА Российский патент 1994 года по МПК E21C27/24 

Изобретение относится к средствам механизации подготовительных и очистных работ в угольной (а также в горно-рудной) промышленности и предназначено для использования в качестве исполнительного органа в проходческих и нарезных комбайнах.

Известен кольцевой планетарный исполнительный орган проходческого комбайна, содержащий рабочий лиски с режущим инструментом, установленные на осях сателлитов дифференциала замкнутой планетарной передачи. На центральном валу установлен забурник роторного типа [1] .

Основной недостаток этой конструкции исполнительного органа состоит в том, что она неприемлима для проведения подготовительных выработок диаметром больше 2 м, т. к. с увеличением диаметра исполнительного органа увеличиваются и диаметры дисков. Это приводит к росту гироскопических сил в подшипниках осей сателлитов дифференциальной передачи. С ростом момента инерции исполнительного органа происходит рост динамических нагрузок на привод, что приводит к его поломкам. Кроме того, разрушение забоя в центральной части забурником требует подвода к нему до 40% мощности двигателя исполнительного органа, а постоянный контакт инструмента с забоем исключает возможность увеличения скорости резания и приводит к значительному выходу из забоя труднообогатимых мелких классов.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому является планетарный исполнительный орган проходческого комбайна, в котором при обработке забоя есть положения режущих барабанов, когда резцы периферийной линии резания становятся поперек реза. В таких случаях резец не разрушает массив, а водило перемещает режущую головку на массив, в результате чего заклинивает исполнительный орган, что повлечет за собой его перегрузки и поломки [2] .

Целью изобретения является повышение производительности за счет исключения заклинивания исполнительного органа при проведении подготовительных выработок.

Достигается это тем, что в планетарном исполнительном органе режущие головки наклоняют в противоположные стороны от оси центрального вала. При этом режущие барабаны и диски оказываются наклоненными так, что резцы периферийных режущих дисков обрабатывают забой по рациональной траектории, в результате во время работы происходит ввинчивание исполнительного органа в разрушаемый массив. Такая конструкция исключает случаи заклинивания исполнительного органа. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый планетарный исполнительный орган проходческого комбайна соответствует критерию изобретения "новизна". В процессе патентного поиска выявленные отличительные признаки заявленного изобретения в известных технических решениях не обнаружены. Следовательно, предлагаемое техническое решение отвечает критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлен планетарный исполнительный орган проходческого комбайна, продольное сечение по оси водила-ротора; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, вид со стороны забоя проходимой выработки.

Планетарный исполнительный орган проходческого комбайна содержит центральный вал 1, дополнительную планетарную передачу с солнечным колесом 2, сателлитами 3, зубчатым венцом 4 и водилом 5, которое установлено в корпусе 6 на подшипниках 7,8 и жестко закреплено на корпусе К исполнительного органа. На центральном валу 1 закреплено солнечное колесо 2 и колесо 9 цилиндрической передачи, которое взаимодействует с колесом 10, установленным на основном валу 11, где жестко закреплено солнечное колесо 12 планетарной передачи режущей головки с сателлитами 13 и венцом 14, водилом 15, установленным в корпусе К и вращающимся на подшипниках 16 и 16 . Кроме того, на основном валу 11 закреплено центральное коническое колесо 17 дифференциальной передачи, конические колеса 18 и 18 , которые установлены на валах 19 и 19 с возможностью вращения в водиле 15 и на них жестко закреплены режущие барабаны 20 и 20 с режущими дисками 21 и 21 .

На фиг. 2 видно расположение режущих головок РГ1 и РГ2 и их осей относительно оси центрального вала 1. Режущие головки наклонены в противоположные стороны от оси центрального вала под углом α и жестко закреплены на корпусе К исполнительного органа с помощью скошенных проставок П1 и П2.

На фиг. 3 показано направление вращения барабанов 20 и 20' с режущими дисками 21' относительно валов 19 и 19' со скоростью ω_1отн. ; переносное движение режущих дисков 21 и 21' относительно основного вала 11 со скоростью ω_2пер.; второе переносное движение режущих дисков 21 и 21' относительно центрального вала 1 со скоростью ω_3пер.

Планетарный исполнительный орган работает следующим образом.

Поток мощности от двигателя D через центральный вал 1 разветвляется на солнечном колесе 2 на два потока А и Б. Поток П через сателлит 3 и венец 4 идет на вращение водила 5 относительно центрального вала 1 и планетарной передачи 12,13,14, а также их барабанов 20 и 20' со скоростью ω_3пер.

Второй поток мощности Б передается на колеса 9,10 и основной вал 11, где он разветвляется на два потока Б1 и Б2. Поток Б1, проходя через основной вал 11, сателлит 17, конические шестерни 18 и 18 дифференциальной передачи, валы 19 и 19' идет на вращение режущих дисков 21 и 21' со скоростью ω_1отн. Поток мощности Б2, проходя через планетарную передачу 12,13,14 идет на вращение водила 15 относительно основного вала 11, принуждая режущие диски 21 и 21' вращаться с переносной угловой скоростью ω_2пер. относительно основного вала 11. Кроме того, на водиле 15 к потоку мощности Б2 прибавляется поток мощности А.

В конечном итоге на режущем инструменте суммируются три движения:
вращение инструмента вокруг валов 19 и 19' с относительной угловой скоростью ω_1отн;
вращение инструмента вокруг основного вала 11 с переносной скоростью ω_2пер;
вращение инструмента вокруг центрального вала вместе со всем режущим механизмом с переносной угловой скоростью 3пер.

Таким образом, инструмент режущих дисков 21 и 21', совершая относительное и два переносных движения, разрушает всю поверхность забоя скалыванием, а наклон режущих головок РГ1 и РГ2 в противоположные стороны от оси центрального вала 1 на угол α исключает случаи заклинивания исполнительного органа, что в конечном счете обеспечивает повышение производительности проходческого комбайна и повышает его ресурс при проведении подготовительных выработок большого сечения.

Предлагаемый исполнительный орган при необходимости может иметь до четырех основных валов 11, что позволяет увеличить сечение проводимой подготовительной выработки.

Такой исполнительный орган позволяет значительно (в 3-5 раз) повысить темпы проходки подготовительных выработок по углю и породам с коэффициентом крепости по шкале проф. М. М. Протодьякова f ≅ 6.

Использование: в проходческих и нарезных комбайнах. Сущность изобретения: режущие барабаны установлены на корпусе водила на валах с возможностью вращения вокруг собственных осей и соединены с водилом дополнительной планетарной передачи посредством проставок с наклонными поверхностями. Оси валов режущих барабанов наклонены в противоположные стороны от оси центрального вала под углом. Инструмент режущих дисков, совершая относительное и два переносных движения, разрушает всю поверхность забоя скалыванием, а наклон режущих головок в противоположные стороны от оси центрального вала исключает случаи заклинивания, в результате чего повышается производительность. 3 ил.

ПЛАНЕТАРНЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА, включающий режущие барабана, установленные на корпусе водила на валах с возможностью вращения вокруг собственных осей, дифференциальную передачу, размещенную в корпусе водила, конические колеса которой установлены на валах режущих барабанов, а сателлит жестко закреплен на основном валу, на котором установлено солнечное колесо планетарной передачи, выполненной с сателлитами, установленными на водиле, и венцом, центральный вал и цилиндрическую передачу от центрального вала на основной, дополнительную планетарную передачу с солнечным колесом на центральном валу, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности исполнительного органа за счет исключения его заклинивания, оси основных валов режущих головок и барабанов наклонены в противоположные стороны от оси центрального вала под углом α , при этом режущие головки соединены с водилом дополнительной планетарной передачи посредством проставок с наклонными поверхностями.