ГОРНЫЙ КОМБАЙН Российский патент 1995 года по МПК E21C27/24 

Изобретение относится к оборудованию для горнорудной промышленности, в частности к проходческо-очистным горным комбайнам.

Известен горный комбайн, содержащий водило с породоразрушающим инструментом, установленное на корпусе комбайна с возможностью качания под действием гидроцилиндров [1] Недостатком известной конструкции является то, что реакции от сил резания, направленные в сторону, противоположную движению водила, снижают устойчивость комбайна в процессе работы, сбивают его с заданного направления движения. Частые корректировки курса комбайна приводят к непроизводительным затратам времени, и, следовательно, снижают эффективность его работы.

Известен также горный комбайн, выбранный в качестве прототипа, в котором для уравновешивания реакций от сил резания используются два исполнительных органа верхний и нижний, в которых водила с резцами расположены в противофазе, т.е. совершают рабочие движения навстречу друг другу [2] При этом проекции на фронтальную плоскость суммарных реакций от сил резания верхнего и нижнего исполнительных органов равны по величине и разнонаправлены, что приводит к повышению устойчивости комбайна. Однако проекции тех же реакций на горизонтальную плоскость направлены в одну сторону, что приводит к неуравновешенности комбайна в продольном направлении. Например, при движении водил навстречу друг другу от периферии к центру забоя, в первой половине движения комбайна отжимается от забоя (реакции направлены навстречу движению), а во второй половине движения комбайн притягивается к забою (направления реакций и движения совпадают). В результате на комбайн в продольном направлении действует значительная по величине знакопеременная нагрузка, для преодоления которой необходимы в определенные моменты большие напорные усилия продольной подачи комбайна. Следствием этого является повышение энергозатрат на разрушение горной породы, т.е. снижение эффективности работы комбайна.

Целью изобретения является повышение эффективности работы комбайна за счет снижения напорных усилий на забой.

Указанная цель достигается тем, что в известной конструкции водило каждого исполнительного органа выполнено из двух или более частей, оснащенных рычажно-приводными устройствами, при этом части водила установлены относительно друг друга со смещением по фазе, позволяющим уравновесить продольные реакции Р_r от сил резания P_z. Например, левые части исполнительных органов двигаются с опережением по фазе на 90^о относительно правых (см. фиг. 1). Нетрудно убедиться, что проекции реакций от сил резания P_z в этом случае взаимно уравновешены как в продольном ( Pri 0), так и в поперечном ( Pbi 0) направлениях. В этом случае напорные усилия, возникающие при подаче комбайна на забой, будут минимальными, эффективность работы комбайна максимальной.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных технических решений в горнорудной промышленности выявил отсутствие в них признаков, сходных с отличительными признаками в заявляемом горном комбайне, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан горный комбайн, вид сбоку; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 возможные схемы перемещений частей исполнительных органов.

Горный комбайн содержит устройство для продольной подачи комбайна, например гусеничный ход 1, погрузочный орган 2, корпус комбайна 3 с размещенными на нем исполнительными органами: верхним 4 и нижним 5. Верхний исполнительный орган 4 включает в себя по крайней мере две части водила 6 и 7, а нижний 5 две части водила 8 и 9, выполненные с возможностью возвратно-качательного движения под действием гидроцилиндров 10 и рычажной системы 11. На каждой части водила шарнирно закреплена рама 12 с породоразрушающим инструментом 13, имеющая возможность фиксироваться с помощью упоров 14 в одном из двух возможных положений любым известным способом. Водила 7 и 9 установлены относительно водил 6 и 8 со смещением по фазе на 90^о.

Горный комбайн работает следующим образом. Комбайн гусеничным ходом 1 непрерывно подается на забой. Водила 6 и 8 двигаются под действием гидроцилиндров 10 и рычажной системы 11 навстречу друг другу, снимая инструментом 13 с поверхности забоя слой горной породы. Водила 7 и 9, запаздывая по фазе относительно водил 6 и 8 на 90^о, повторяют действия последних. Достигнув конечных положений в центре забоя, водила останавливаются, рамы 12 с инструментом 13 перекидываются в противоположное положение (под действием гидроцилиндров или любым другим известным способом), и водила приводятся в движение в обратном направлении. При этом постоянное запаздывание водил 7 и 9 относительно водил 6 и 8 на 90^о по фазе приводит к уравновешиванию реакций от сил резания, а, следовательно, к снижению напорных усилий. Для достижения полного уравновешивания суммарное число одновременно работающих резцов или шарошек на "опережающих" водилах должно быть равно суммарному числу одновременно работающих резцов на "запаздывающих" водилах, а сумма всех резцов верхнего исполнительного органа должна быть равна сумме резцов нижнего. Если обозначить число резцов на правой (левой) части водила через n₁ (см. фиг. 3 и фиг. 4) на второй части через n₂ и т.д. то для схемы на фиг. 3 (стрелками показаны возможные направления движения водил) полное уравновешивание опорных реакций будет достигнуто при следующих условиях:
n_i n₂; n₃ n₄; n_i + n₂ n₃ + n₄, а для схемы на фиг. 4 (для случая, когда каждый исполнительный орган состоит из трех частей):
n₁ + n₃ n₂; n₄ + n₆ n₅
n_i + n₂ + n₃ n₄ + n₅ + n₆
Снижение напорных усилий позволит снизить энергозатраты на отбойку горной массы, т.е. повысить эффективность работы комбайна.

Использование: проходческо-очистные горные комбайны. Сущность изобретения: на корпусе комбайна, установленном на гусеничной ходовой части, закреплены два исполнительных органа с водилами, имеющими породоразрушающие инструменты. Между водилами и гидроцилиндрами их поворота расположена кинематическая связь, выполненная в виде шарнирно соединенных рычагов. Каждое из водил выполнено по меньшей мере из двух частей, установленных со смещением друг относительно друга. Один конец каждой из частей водила шарнирно закреплен на корпусе, а другой имеет породоразрушающие инструменты. Данное выполнение повышает эффективность работы комбайна за счет снижения упорных усилий на забой. 4 ил.

ГОРНЫЙ КОМБАЙН, включающий установленный на гусеничной ходовой части корпус с двумя исполнительными органами, имеющими водила, на которых расположены породоразрушающие инструменты, и гидродомкраты поворота водил, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы комбайна за счет снижения напорных усилий на забой, он снабжен кинематическими связями, каждая из которых установлена между водилом и гидроцилиндром его поворота и выполнена в виде шарнирно соединенных рычагов, при этом каждое водило выполнено в виде по меньшей мере двух частей, установленных со смещением одна относительно другой, один конец каждой из которых шарнирно закреплен на корпусе, а на другом расположены породоразрушающие инструменты.