ОЧИСТНОЙ КОМБАЙН ДЛЯ ТОНКИХ ПЛАСТОВ УГЛЯ Российский патент 1994 года по МПК E21C27/00 E21C27/02 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к очистным комбайнам для тонких пластов угля с размещением корпуса комбайна перед забойным конвейером (в уступе забоя).

Известен очистной комбайн "К 103" для выемки угля на тонких пластах угля, содержащий расположенные перед забойным конвейером корпус, приводные двигатели, редукторы режущей части, исполнительные органы, включающие режущие шнеки и поворотные редукторы-рукояти с управляемыми гидродомкратами, погрузочные щитки, портал над конвейером с опорами, из которых завальные выполнены с захватами, и вынесенный на штреки цепной механизм подачи с тяговыми звездами. При этом, поворотные редукторы-рукояти шнеков расположены со стороны конвейера параллельно его борту (забою), закреплены шарнирно на корпусе комбайна с осями, размещенными перпендикулярно борту конвейера (забою), и снабжены в полости рядом последовательно соединенных зубчатых колес, из которых выходное колесо непосредственно связано с валом шнека (см. Новое в технике добычи угля. - Угол, 1980, N 4, Недра, с. 49).

Недостатками данного очистного комбайна являются низкая погрузочная способность и невысокая сортность угля. В связи с последним недостатком шахты несут значительные убытки по сортности угля. Основной причиной этого служит расположение поворотного редуктора-рукояти шнека со стороны погрузочного борта конвейера, которое перекрывает окно выгрузки угля и ограничивает его размеры. В результате чего перед окном выгрузки угля из шнека создается значительный подпор и уголь вынужден многократно циркулироваться в полостях шнека и измельчаться.

Кроме того, размещение корпуса комбайна в уступе забоя при расположении поворотного редуктора-рукояти параллельно борту конвейера (корпусу комбайна) и выполнении оси шнека перпендикулярной поворотному редуктору, приводит к потере устойчивости комбайна в плоскости конвейера и перегрузке опор с захватами, что снижает надежность комбайна.

Известен очистной комбайн для тонких пластов угля (авт. св. N 1234615), включающий корпус, установленный перед забойным конвейером, двигатель, редукторы, исполнительный орган, включающий шнек, поворотную рукоять со встроенным передаточным механизмом, гидродомкрат регулирования рукояти, погрузочный механизм, зубчато-реечный механизм перемещения и в котором с целью повышения производительности и сортности угля поворотная рукоять со стороны конвейера выполнена в средней части со сквозным окном для прохода угля и размещенными в ее полости приводными звездочками, кинематически связанными многорядной роликовой цепью для привода шнека.

В данном устройстве поворотная рукоять расположена со стороны конвейера параллельно конвейеру (забою) и ее выходная приводная звездочка соосно связана с валом шнекового органа выемки.

К недостатку этого устройства относится ограниченность размеров площади окна погрузки угля, так как она определяется размерами (длиной и шириной) поворотной рукояти, расположенной со стороны конвейера. В результате чего уголь из такого окна погрузки вынужден выдавливаться на конвейер со значительным подпором, что приводит к снижению сортности угля и уменьшению погрузочной способности шнека. Кроме того, комбайн данной конструкции имеет невысокую надежность, что связано с потерей устойчивости комбайна в плане конвейера, недостаточной жесткостью поворотной рукояти, так как она ослаблена сквозным окном и размещением в полости рукояти многорядной роликовой цепи и механизма ее натяжения, надежность которой, как известно, считается ниже, чем зубчатой передачи.

Известен также исполнительный орган очистного комбайна для тонких пластов угля, содержащий основной редуктор, расположенный перед забойным конвейером, поворотный редуктор, на выходном валу которого установлен шнек, погрузочный щиток, гидродомкрат. В этом органе с целью улучшения сортности и погрузки отбиваемого угля на забойный конвейер, при повышенной мощности на валу шнека поворотный редуктор-рукоять расположен со стороны забоя и выполнен в виде двухцепного редуктора с приводными режущими цепями с постоянным расстоянием между осями звездочек, а его выходной вал снабжен режущим диском, размещенным с забойной стороны, корпус поворотного двухцепного редуктора снабжен также подвижными верхней и нижней направляющими с горизонтальными пазами для цепей и двумя двухэксцентриковыми механизмами натяжения цепей, расположенными по концам корпуса на его продольной оси (авт. св. N 1177474).

Очистной комбайн с исполнительным органом данной конструкции имеет открытое окно для погрузки угля, так как оно не перекрывается поворотной рукоятью со стороны забойного конвейера, что способствует повышению погрузочной способности шнека и улучшению сортности угля.

Недостатками данного комбината являются невысокая надежность и сложность конструкции исполнительного органа, что связано с применением в качестве передаточного механизма открытой двухрядной режущей цепи, оконтуривающей поворотную рукоять, которая относится к слабому звену, устройства натяжения цепи и отрезного диска со стороны забоя, а также с потерей устойчивости комбайна в плоскости конвейера.

Целью изобретения является повышение надежности комбайна для тонких пластов угля при упрощении инструкции исполнительного органа с поворотной рукоятью, размещенной со стороны забоя.

Достигается это тем, что в очистном комбайне для тонких пластов угля, содержащем размещенные перед забойным конвейером корпус, приводные двигатели, редукторы, исполнительные органы, включающие шнек и установленный со стороны забоя поворотный редуктор-рукоять с передаточным механизмом в полости, портал над конвейером, опоры, захваты и механизм подачи, поворотный редуктор-рукоять выполнен наклонным в сторону забоя с размещенным в его полости на входе и выходе двух пар конических зацеплений, кинематически связанных промежуточным валом, из которых одна пара на входе выполнена косоугольной с общим углом 90- α, где α- угол наклона рукояти, а вторая пара на выходе - ортогональной (прямоугольной). Кроме того, поворотная рукоять наклонена на угол до 15...30^о.

Существенное отличие состоит в выполнении поворотного редуктора-рукояти наклонным в сторону забоя с размещением в его полости на входе и выходе двух пар конических зацеплений, кинематически связанных промежуточным валом, из которых одна пара на входе выполнена косоугольной с общим углом 90- α , где α- угол наклона рукояти, а вторая пара на выходе - ортогональной, а также в наклоне поворотной рукояти на угол до 15...30^о.

На чертеже дан вид очистного комбайна в плане конвейера.

Очистной комбайн включает расположенный перед забойным конвейером 15 корпус 1, в котором размещены приводные двигатели 2 и зубчатые редуктора 3, кинематически связанные с зубчатыми колесами 4 и 5, наклоненный в сторону забоя поворотный редуктор-рукоять 6 со шнеком 7, образующие исполнительный орган, при этом рукоять 6 опорной цапфой 8 закреплена шарнирно в опорном отверстии 9 корпуса 1 и содержит в полости входную пару 10 конических колес, образующих косоугольное зацепление с общим углом 90^о-α , где α - угол наклона поворотной рукояти, и выходную пару 11 конических колес ортогонального зацепления, которые между собой кинематическими связаны промежуточным валом 12, причем входная пара 10 конических колес кинематически связана с зубчатым колесом 5 с помощью промежуточного вала 13, смонтированного внутри опорной цапфы 8, а также погрузочный щиток 14, закрепленный на корпусе 1 перед шнеком 7, и не показанные на чертеже портал комбайна, расположенный над конвейером, опоры, захваты и механизм подачи с тяговыми звездами. Ведомое колесо конической пары колес 11 непосредственно связано с валом шнека 7, в результате чего шнек наклонен в сторону забоя на тот же угол α , что и поворотная рукоять 6. Для тонких пластов угля наклон шнека соответствует 15...30^о.

Работает очистной комбайн следующим образом. При включении приводных двигателей 2 зубчатые редуктора (основные) 3 сообщают вращение сопряженной паре зубчатых колес 4 и 5, из которых зубчатое колесо 5, жестко закрепленное на валу 13, передает вращение размещенным в полости наклонного поворотного редуктора 6 входной 10 и выходной 11 парам конических колес, кинематически связанных промежуточным валом 12. В результате этого ведомое коническое колесо выходной пары 11 колес, как непосредственно связанное с валом шнека 7, приводит его во вращение. Очистной комбайн перемещается по челноковой схеме в лоб уступа с помощью механизма подачи, в качестве которого может использоваться вынесенный цепной (ВСП, как в комбайне "К103") и бесцепной (например, зубчато-реечный, гидродомкратный шагающий и др.) механизмы подачи (на чертеже не показаны).

Комбайн, перемещаясь при вращении шнека 7 и наличий погрузочного щитка 14, производит одновременно отбойку и погрузку угля на конвейер 15. Выгрузка угля из шнека и его погрузка на конвейер происходят при открытой погрузочной зоне перед конвейером, т. е. без значительного его подпора, что обеспечивает повышение погрузочной способности шнека и, следовательно, производительности комбайна, а также улучшению сортности угля.

Такое выполнение очистного комбайна позволяет повысить его надежность при упрощении конструкции исполнительного органа с поворотной рукоятью, размещенной со стороны забоя.

Повышение надежности достигается тем, что в очистном комбайне поворотный редуктор-рукоять выполнен наклонным в сторону забоя с размещением в его полости на входе и выходе двух пар конических зубчатых зацеплений, кинематически связанных промежуточным валом, из которых одна пара на входе выполнена косоугольной с общим углом 90^о- α , где α - угол наклона рукояти, а вторая пара на выходе - ортогональной (прямоугольной). В результате этого шнек, закрепляемый перпендикулярно на поворотной рукояти, имеет такой же наклон, что и рукоять.

Размещение зубчатых трансмиссий в полости поворотной рукояти повышает жесткость и упрощает конструкцию поворотной рукояти, так как по всей ее длине исключается необходимость в сверлении поперечных сечений, снижающих изгибную и крутильную жесткость рукояти.

Выполнение рукояти и следовательно, шнека наклонными в сторону забоя на угол 15...30^о позволяет поворотный редуктор-рукоять перенести в сторону забоя (куток забоя) и тем самым упростить конструкцию очистного комбайна, в частности исполнительного органа, за счет устранения применения режущих цепей, приводных звездочек, отрезного диска. Это упрощение содействует повышению надежности работы исполнительного органа и, следовательно, очистного комбайна в целом.

Угол наклона рукояти в сторону забоя связан с вынимаемой минимальной мощностью угля, т. е. с диаметром шнека, что показано в таблице.

В результате наклона рукояти на забой при отбойке угля на шнеке возникает осевая сила, которая рассматривается как положительная, так как она прижимает комбайн к конвейеру и повышает его устойчивость в плане конвейера, что разгружает опоры с захватами и повышает надежность комбайна в целом. Наклонная поворотная рукоять шнека улучшает также условия зарубки комбайна при маневрировании.

Использование: изобретение относится к горной промышленности, в частности к очистным комбайнам для тонких пластов угля с размещением корпуса комбайна перед забойным конвейером /в уступе забоя/. Сущность: очистной комбайн включает расположенный перед конвейером 15 корпус 1, в котором размещены двигатели 2 и редукторы 3, свзанные с зубчатыми колесами 4 и 5, наклоненный в сторону забоя, редуктор 6 со шнеком 7, который шарнирно закреплен на корпусе 1 и в полости содержит входную 10 и выходную 11 пары конических колес, связанных между собой валом 12. На входе поворотного редуктора 6 зубчатая передача выполнена косоугольной с общим углом зацепления 90^°-α , а на выходе - конической - ортогональной. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. ОЧИСТНОЙ КОМБАЙН ДЛЯ ТОНКИХ ПЛАСТОВ УГЛЯ, включающий установленный со стороны забоя при помощи портала корпус, в котором расположен двигатель, связанный при помощи установленного со стороны забоя поворотного редуктора со шнековым рабочим органом, отличающийся тем, что, с целью повышения погрузочной способности при одновременном упрощении конструкции, поворотный редуктор-рукоять выполнен наклонным в сторону забоя под углом α с размещенными в его полости на входе зубчатой косоугольной передачи с общим углом зацепления 90<198>- α , а на выходе - конический ортогональной, причем зубчатые передачи на входе и выходе поворотного редуктора-рукояти соединены между собой посредством вала. 2. Комбайн по п.1, отличающийся тем, что угол α = 15-30^o .