ПЛАНЕТАРНЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА Российский патент 1997 года по МПК E21C27/24 

Изобретение относится к средствам механизации подготовительных и очистных работ в угольной промышленности и предназначено для использования в качестве исполнительного органа в проходческих и нарезных комбайнах, а также в сбоечно-бурильных машинах.

Известно устройство для бурения скважины, включающее корпус с приводом вращения, размещенный в корпусе с возможностью вращения вокруг продольной оси рабочий инструмент [1]
Недостаток данной конструкции состоит в том, что резцы, расположенные по разные стороны от центральной оси, в контакте с массивом движутся по разным траекториям, что не дает возможность оптимизировать процесс резания.

Наиболее близким техническим решением заявленному (прототип) является планетарный исполнительный орган проходческого комбайна, включающий редуктор переносного движения и редуктор относительного движения, снабженный дополнительной цилиндрической передачей, с осью вращения приводного вала, параллельной центральной оси исполнительного органа и смещенной относительно последней в направлении одного из барабанов [2]
Основной недостаток конструкции данного исполнительного органа состоит в трудности его балансировки, так как дифференциал не является осью симметрии. Второй недостаток состоит в том, что коническая пара установлена на выходе дифференциального редуктора и является силовой передачей. Третий недостаток заключается в малом количестве рабочего инструмента, разрушающего центральную часть массива, и неравномерность нагрузки на штангах. Цель изобретения состоит в повышении производительности за счет обеспечения рациональной траектории движения инструмента в контакте с массивом и расширения эксплуатационных возможностей за счет повышения надежности конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что у планетарного исполнительного органа проходческого комбайна, включающего редуктор переносного движения, выполненный в виде планетарного редуктора с солнечным колесом, сателлитами, зубчатым венцом, жестко закрепленным на корпусе исполнительного органа, и водилом, и редуктор относительного движения, выполненный в виде конической передачи с центральным коническим колесом, установленным на приводном валу, который связан с валом солнечного колеса, ось вращения которого соосна с осью вращения исполнительного органа, и боковых конических колес, валы которых, расположенные перпендикулярно оси вращения исполнительного органа, связаны с опорными элементами режущего инструмента, редуктор относительного движения снабжен дополнительными зубчатыми передачами с шестернями, установленными на валах боковых конических колес, и промежуточными колесами, установленными на опорных элементах, выполненных в виде штанг, с удлиненными внутренними концами, на которых установлены рабочие диски, резцы которых расположены от оси вращения исполнительного органа на расстоянии не менее ширины режущей кромки резца.

На фиг. 1 представлен планетарный исполнительный орган проходческого комбайна, продольное сечение, на фиг. 2 то же, вид со стороны забоя проходимой выработки (OO центральная ось исполнительного органа, являющегося осью вращения).

Планетарный исполнительный орган проходческого комбайна состоит из корпуса 1, который содержит редуктор 2 переносного движения, выполненный в виде планетарного редуктора с солнечным колесом 3, сателлитами 4, зубчатым венцом 5 и водилом 6, которое установлено в корпусе 1 на подшипниках 7 и жестко закреплено на корпусе 8 исполнительного органа.

Редуктор 9 относительного движения, установленный в корпусе 8 исполнительного органа и выполненный в виде конической передачи 10 с центральным колесом 11, установленным на приводном валу 12, который связан с входным валом 13 солнечного колеса 3, являясь центральной осью исполнительного органа, и боковых колес 14, на валах которых 15 установлены шестерни 16, входящие в зацепление с промежуточными зубчатыми колесами 17 и зубчатой шестерней 18 редуктора 19, жестко закрепленной на опорных элементах 20 рабочих диском 21. Опорные элементы 20 для рабочих дисков 21 имеют удлиненные внутренние концы с рабочими дисками 22 и представляют собой штанги.

Зубчатые колеса 16, 17, 18 образуют вспомогательный редуктор 19.

Планетарный исполнительный орган работает следующим образом.

От редуктора 2 переносного движения часть мощности передается на вращение водила 6 по часовой стрелке, которое принуждает корпус 8 исполнительного органа вращаться вокруг приводного вала 12. Вместе с корпусом 8 в этом движении участвуют опорные элементы для рабочих дисков 20 (в данном случае штанги), с рабочими дисками 21, 22, оснащенными режущим инструментом. Остальная часть мощности передается через приводной вал 12 солнечного колеса 3 на редуктор 9 относительного движения и далее на промежуточный редуктор 19, состоящий из зубчатых колес 16, 17, 18 и суммируется с мощностью переносного движения на опорных элементах рабочих дисков. Далее мощность перераспределяется между режущим инструментом, установленном на дисках. Центральная часть горного массива разрушается дисками 22.

Большинство исполнительных органов проходческих комбайнов имеют забурники, обрабатывающие центральную часть массива. Если забурник разрушает центральную часть массива проходимой выработки менее эффективным способом, чем основной исполнительный орган, то он будет сдерживать скорость проведения горных выработок, а, следовательно, снижать производительность комбайна. В данном случае разрушать центральную часть массива предлагается за счет вынесения опорных элементов 20 (штанг) рабочих дисков 21 вперед с помощью дополнительного редуктора 19 на расстояние, обеспечивающее удлинение внутренних концов штанг 20 так, чтобы на них можно было установить рабочие диски 22 с режущим инструментом на расстоянии не менее ширины режущей кромки резца от центральной оси OO. Тогда весь массив, включая и его центральную часть, будет разрушаться одним способом скалыванием и иметь в два раза больше резцов для разрушения центральной части по сравнению с прототипом.

Диски 22 на удлиненных концах штанг должны быть расположены на некотором расстоянии от центральной оси вращения исполнительного органа. В противном случае диски будут мешать друг другу, излишне перемалывая породу, а в случае перехода резцов за центральную ось участок траектории резца в контакте с массивом меняет форму, то есть процесс разрушения массива становится неустойчивым.

В связи с этим резцы дисков 22 расположены от центральной оси OO на расстоянии, равном не менее ширины режущей кромки резца.

Уравновешивание нагрузки на опорные элементы дисков благодаря симметричному расположению штанг относительно конического редуктора 9, и расположению дисков, а также исключение балансировки исполнительного органа позволит повысить надежность конструкции предлагаемого изобретения.

Новый исполнительный орган, в частности, при бурении скважины позволит увеличить производительность труда в 5 6 раз по сравнению с буросбоечной машиной БГА-4.

Экономический эффект достигается за счет:
увеличения скорости проходки по углю;
расширения технических возможностей комбайнов;
проходки резцовым инструментом по породе с коэффициентом крепости f≅8;
увеличения скорости проходки восстающих выработок (скатов, печей, гезенков и др.) по углю и породе, когда имеется опережающая скважина, пробуренная проходчиком с планетарным исполнительным органом.

Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР N 1756476, кл. E 02 F 5/18, 1992,
2. Авторское свидетельство СССР N 1573292, кл. E 21 C 27/22, 1990.

Использование: изобретение относится к средствам механизации подготовительных и очистных работ и может быть использовано в качестве исполнительного органа в проходческих и очистных комбайнах, а также в сбоечно-бурильных машинах. Сущность изобретения: планетарный исполнительный орган проходческого комбайна включает редуктор переносного движения, выполненный в виде планетарного редуктора с солнечным колесом, сателлитами, зубчатым венцом, жестко закрепленным на корпусе исполнительного органа, и водилом, и редуктор относительного движения, выполненный в виде конической передачи с центральным коническим колесом, установленным на приводном валу, который связан с валом солнечного колеса, ось вращения которого соосна с осью вращения исполнительного органа, и боковых конических колес, валы которых, расположенные перпендикулярно оси вращения исполнительного органа, связаны с опорными элементами режущего инструмента. Редуктор относительного движения снабжен дополнительными зубчатыми передачами с шестернями, установленными на валах боковых конических колес, и промежуточными колесами, установленными на опорных элементах, выполненных в виде штанг с удлиненными внутренними концами, на которых установлены рабочие диски, резцы которых расположены от оси вращения исполнительного органа на расстоянии не менее ширины режущей кромки резца. 2 ил.

Планетарный исполнительный орган проходческого комбайна, включающий редуктор переносного движения, выполненный в виде планетарного редуктора с солнечным колесом, сателлитами, зубчатым венцом, жестко закрепленным на корпусе исполнительного органа, и водилом, и редуктор относительного движения, выполненный в виде конической передачи с центральным коническим колесом, установленном на приводном валу, который связан с валом солнечного колеса, ось вращения которого соосна с осью вращения исполнительного органа, и боковых конических колес, валы которых, расположенные перпендикулярно оси вращения исполнительного органа, связаны с опорными элементами режущего инструмента, отличающийся тем, что редуктор относительно движения снабжен дополнительными зубчатыми передачами с шестернями, установленными на валах боковых конических колес, и промежуточными колесами, установленными на опорных элементах, выполненных в виде штанг с удлиненными внутренними концами, на которых установлены рабочие диски, резцы которых находятся от оси вращения исполнительного органа на расстоянии не менее ширины режущей кромки резца.