СТРУГОВАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1994 года по МПК E21C27/46 E21C27/32 

Изобретение относится к машинам для добычи угля и других полезных ископаемых и может быть использовано в динамических стругах для разрушения забоя крупным сколом и погрузки разрушенной горной массы.

Целью изобретения является повышение эффективности работы струговой установки при одновременном увеличении выхода угля крупносредних классов.

На фиг.1 изображена струговая установка, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вид в плане; на фиг.3 - гидравлическая схема предлагаемой струговой установки.

Струговая установка состоит из корпуса 1, напорной 2 и сливной 3 гидромагистралей, напорного 4 и сливного 5 гидроаккумуляторов, трехпозиционного гидрораспре- делителя с золотником и ручным управлением 6, двухпозиционного гидрораспределителя с золотником 7, двух резцовых головок 8,9 для работы вверх и вниз по лаве, каждая из которых состоит из двух вертикальных колонн 10, 11, соединенных верхней 12 и нижней 13 несущими плоскостями, и направляющей трубы 14, ориентированной относительно корпуса при помощи шпонки 15. Вертикальные колонны и несущие плоскости каждой резцовой головки оснащены системой вертикальных 16, горизонтальных 17 рядов резцов и кутковых резцов (не показаны).

При работе одна из резцовых головок 8, 9 является рабочим (режущим) органом, а другая - холостым (колебательным) органом. Для определенности резцовую головку 8 будем считать рабочим режущим органом, а резцовую головку 9 - колебательным органом. Резцовая головка 8 снабжена поршнем 18 со штоком 19, образующим с корпусом 1 поршневую 20 и штоковую 21 камеры и управляющую 22 и сливную 23 полости, а резцовая головка 9 снабжена поршнем 24 со штоком 25, образующим с корпусом 1 поршневую 26 и штоковую 27 камеры и управляющую 28 и сливную 29 полости. Торцовые камеры двухпозиционного распределителя 7 соединены между собой через осевое отверстие в золотнике и образуют управляющую камеру 30, которая имеет возможность соединяться с управляющими полостями 22, 28 через каналы 31, 32, 33. В корпусе имеется рабочий канал 34, соединенный с поршневыми камерами 20, 26 и периодически сообщающийся с межпоясковыми камерами 35, 36 двухпозиционного гидрораспределителя 7, соединенными соответственно с напорной 2 и сливной 3 гидромагистралями, а штоковые камеры 21, 27 соединены с напорной 2 и сливной 3 гидромагистралями через трехпозиционный гидрораспределитель 6 и каналы 37, 38. На штоках поршней 18, 24 выполнены пазы 39, 40 для периодического сообщения управляющей камеры 30 двухпозиционного гидрораспределителя 7 с напорной полостью 23 или 29 через управляющую полость 22 или 28, канал 33 или 32, трехпозиционный гидрораспределитель 6 и канал 31.

Работу предлагаемой струговой установки можно проследить по гидравлической схеме, изображенной на фиг.3.

При правом положении трехпозиционного гидрораспределителя 6 рабочим (режущим) органом является резцовая головка 8, а резцовая головка 9 является колебательным органом и служит для преобразования (растягивания во времени) импульсов силы, действующих на корпус комбайна. Система подачи в этом случае должна непрерывно перемещать корпус 1 струговой установки влево с определенной скоростью подачи V_n и определенным усилием подачи F_n, в результате чего корпус 1 упирается в резцовую головку 8 и стремится прижать ее к забою. При подаче жидкости под давлением в напорную гидромагистраль 2 двухпозиционный гидрораспределитель 7 занимает правое положение под действием давления жидкости в межпоясковой камере 35 и соединяет рабочий канал 34 и поршневые камеры 20, 26 со сливной гидромагистралью 3 через межпоясковую камеру 36. Так как трехпоясковый гидрораспределитель 6 находится в правом положении, то штоковая камера 21 резцовой головки 8 постоянно соединена со сливной гидромагистралью 3 через канал 37, а штоковая камера 27 резцовой головки 9 - с напорной гидромагистралью через канал 38. В итоге корпус 1 под действием усилия подачи F_n, превышающего силу давления жидкости на корпус со стороны штоковой камеры 27, прижимается к резцовой головке 8 и через нее передает усилие прижатия на забой, а резцовая головка 9 под действием силы давления жидкости на поршень 24 со стороны штоковой камеры 27 перемещается влево, вытесняя жидкость из поршневой камеры 26 через рабочий канал 34 и межпоясковую камеру 36 в сливную гидромагистраль 3.

В конце движения влево поршня 24 и всей резцовой головки 9 управляющий паз 40 попадает в штоковую камеру 27 и соединяет ее с управляющей камерой 30 двухпозиционного гидрораспределителя 7 через управляющую полость 28, канал 32, трехпозиционный гидрораспределитель 6 и канал 31, после чего гидрораспределитель 7 занимает левое положение, соединяя рабочий канал 34 и поршневые камеры 20, 26 с напором 2 и под действием давления жидкости в поршневых камерах 20, 26 резцовая головка 8 получает импульс силы для разрушения забоя, а резцовая головка 9 сначала затормаживается при своем движении влево, а затем ускоренно движется вправо до тех пор, пока паз 40 не соединит управляющую полость 28 со сливной полостью 29, соединяя тем самым управляющую камеру 30 гидрораспределителя 7 со сливной гидромагистралью 3 через каналы 31, 32, гидрорас- пределитель 6 и полости 28, 29. В результате гидрораспределитель 7 занимает правое положение и соединяет поршневые камеры 20, 26 со сливной гидромагистралью через рабочий канал 34 и межпоясковую камеру 36, резцовая головка 9 при своем движении вправо силой давления жидкости на поршень 24 в штоковой камере 27 сначала затормаживается, а затем ускоренно движется влево до соединения управляющей полости 28 со штоковой камерой 27 и переключения гидрораспределителя 7 в левое положение, после чего цикл повторяется.

При среднем (нерабочем) положении трехпозиционного распределителя 6 поршневые 20,26 и штоковые 21, 27 камеры соединены со сливной гидромагистралью, поэтому резцовые головки 8, 9 остаются неподвижными.

При переводе трехпозиционного гидрораспределителя в левое положение рабочим режущим органом будет резцовая головка 9, а колебательным органом - резцовая головка 8, поэтому и направление подачи должно быть изменено на противоположное. В этом случае при подаче жидкости под давлением в напорную гидромагистраль 2 двухпозиционный гидрораспределитель 7 занимает правое положение под действием давления жидкости в межпоясковой камере 35 и соединяет рабочий канал 34 и поршневые камеры 20, 26 со сливной гидромагистралью 3 через межпоясковую камеру 36. Так как трехпозиционный гидрораспределитель 6 находится в левом положении, то штоковая камера 27 режущего рабочего органа 9 постоянно соединена со сливной гидромагистралью 3 через канал 38, а штоковая камера 21 резцовой головки 8 соединена с напорной гидромагистралью 2 через канал 37. В итоге корпус под действием усилия подачи превышающего силу давления жидкости на корпус со стороны штоковой камеры 21, прижимается к резцовой головке 9 и через нее передает усилие прижатия на забой, а резцовая головка 8 под действием силы давления жидкости на поршень 18 со стороны штоковой камеры 21 перемещается вправо, вытесняя жидкость из поршневой камеры 20 через рабочий канал 34 и межпоясковую камеру 36 в сливную гидромагистраль 3. В конце движения вправо поршня 18 и всей резцовой головки 8 управляющий паз 39 попадает в соединенную с напорной гидромагистралью 2 штоковую камеру 21 и соединяет ее с управляющей камерой 30 двухпозиционного гидрораспределителя 7 через управляющую полость 22, канал 33, гидрораспределитель 6 и канал 31, после чего гидрораспределитель 7 занимает левое положение, соединяя рабочий канал 34 и поршневые камеры 20, 26 с напорной гидромагистралью под действием давления жидкости в поршневых камерах 20, 26, резцовая головка 9 получает импульс силы для разрушения забоя, а резцовая головка 8 сначала затормаживается при своем движении вправо, а затем ускоренно движется влево до тех пор, пока управляющий паз 39 не соединит управляющую полость 22 со сливной полостью 23, соединяя тем самым управляющую камеру 30 гидрораспределителя 7 со сливной гидромагистралью 3 через каналы 31, 33, гидрораспределитель 6 и полости 22, 23.

В результате гидрораспределитель 7 занимает правое положение и соединяет поршневые камеры 20, 26 со сливом через рабочий канал 34 и межпоясковую камеру 36, и резцовая головка 8 при своем движении влево силой давления жидкости на поршень 18 в штоковой камере 21 сначала затормаживается, а затем ускоренно движется вправо до соединения управляющей полости 22 со штоковой камерой 21 и переключения гидрораспределителя 7 в левое положение, после чего рабочий цикл начнет повторяться. Отбитый режущим рабочим органом уголь большей частью непосредственно попадает на призабойный конвейер (на чертежах не показан), а оставшаяся часть отбитого угля попадает на отвальные плоскости (на чертежах не показаны), соединенные с резцовыми головками, и с их помощью грузится на призабойный конвейер.

Таким образом, предлагаемая струговая установка обеспечивает постоянную силу отдачи на корпус, равную силе давления жидкости в штоковой камере 21 или 27, и разрушающее рабочее импульсное усилие воздействия рабочего органа на забой, равное силе давления жидкости в поршневой камере 20 или 26, т.е. импульсное рабочее усилие во столько раз больше усилия отдачи, во сколько раз сечение поршневой камеры больше сечения штоковой камеры резцовой головки, что и позволяет добиться снижения энергоемкости и повышения эффективности разрушения забоя при достаточно большой производительности, повышенном выходе средних и крупно-средних классов угля и пониженном выходе мелких классов угля и пыли за счет большей и постоянной величины снимаемой с забоя стружки.

Сущность изобретения: струговая установка содержит корпус с резцовыми головками, гидроцилиндры, механизм для перемещения корпуса с тяговой цепью, конвейер, источник для подачи рабочей жидкости и гидрораспределители. Резцовые головки установлены с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно корпуса. Гидроцилиндры размещены в корпусе. Шток каждого гидроцилиндра соединен с соответствующей резцовой головкой. Поршневые полости гидроцилиндров гидравлически соединены между собой и через двухпозиционный гидрораспределитель с напорной или со сливной гидромагистралью. Штоковая полость каждого гидроцилиндра через трехпозиционный гидрораспределитель гидравлически соединена с напорной магистралью или со сливной гидромагистралью, или со штоковой полостью второго гидроцилиндра и со сливной магистралью. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. СТРУГОВАЯ УСТАНОВКА, включающая корпус с симметрично расположенными на его концах резцовыми головками, каждая из которых установлена с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно корпуса, размещенные в корпусе два гидроцилиндра, шток каждого из которых соединен с соответствующей резцовой головкой, механизм для перемещения корпуса с тяговой цепью, состоящий из отдельных соединенных между собой секций конвейер, и источник для подачи рабочей жидкости с напорной и сливной гидромагистралями, отличающаяся тем, что она снабжена трехпозиционным гидрораспределителем с ручным управлением и двухпозиционным гидрораспределителем с полостями управления для перемещения его золотника, одна из которых гидравлически соединена с напорной гидромагистралью и сообщена с второй полостью управления посредством выполненного в золотнике двухпозиционного гидрораспределителя осевого канала, а корпус каждого гидроцилиндра выполнен с двумя кольцевыми расточками, каждая из которых образует со штоком гидроцилиндра соответственно сливную полость, которая гидравлически соединена со сливной гидромагистралью, и управляющую полость, при этом шток каждого гидроцилиндра выполнен с расположенным на его боковой поверхности пазом для последовательного сообщения управляющей полости соответствующего гидроцилиндра с его штоковой полостью и с его сливной полостью при перемещении штока, а поршневые полости гидроцилиндров гидравлически соединены между собой и через двухпозиционный гидрораспределитель гидравлически соединены с напорной или со сливной гидромагистралью, причем штоковая полость каждого гидроцилиндра через трехпозиционный гидрораспределитель гидравлически соединена с напорной гидромагистралью, или со сливной гидромагистралью, или со штоковой полостью второго гидроцилиндра и со сливной гидромагистралью, а вторая полость управления двухпозиционного гидрораспределителя через трехпозиционный гидрораспределитель гидравлически соединена с управляющей полостью каждого гидроцилиндра поочередно или с управляющими полостями обоих гидроцилиндров. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что корпус выполнен с опорами для взаимодействия с почвой выработки. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что каждая резцовая головка выполнена с отвальными плоскостями для погрузки полезного ископаемого на конвейер, а резцы на каждой резцовой головке установлены несколькими вертикально расположенными рядами.