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

Изобретение относится к горнодобывающей технике, в частности, к механизации проходческих и очистных работ.

Известны исполнительные органы комбайнов типа "Караганда-7/15" и "Урал-20КСА" [1, стр. 58-68] содержащие вал главного вращения, водило переносного вращения (раздаточный редуктор), рукояти, режущие диски и забурники. Недостатком этих органов является невозможность обработки всей площади поперечного сечения выработки режущими дисками. Для этого на комбайне необходимо иметь не только забурник, но и верхнее отбойное устройство, и бермовые органы.

Известен исполнительный орган комбайна "Урал-10КСА" [[1, стр. 59-77, который по техническому решению близок к предложенному и принимается за прототип. Этот планетарно-дисковый орган включает раздаточный редуктор, являющийся водилом с закрепленными на нем по бокам двумя рукоятями, содержащими последовательно соединенные цилиндрические зубчатые колеса и режущие диски, установленные на выходных валах рукоятей в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости забоя, и совершающие планетарное движение относительно оси вращения раздаточного редуктора. Недостатком прототипа является невозможность обработки всей площади поперечного сечения выработки только режущими дисками.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей исполнительного органа.

Поставленная цель достигается тем, что в исполнительном органе проходческого комбайна, включающем раздаточный редуктор с корпусом и приводом и закрепленными на нем по бокам двумя рукоятями, расположенными симметрично относительно оси вращения раздаточного редуктора и содержащими последовательно соединенные цилиндрические зубчатые колеса и режущие диски, установленные на выходных валах рукоятей в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости забоя, каждая рукоять выполнена из двух шарнирно соединенных между собой подвижной и неподвижной частей, при этом неподвижные части закреплены на корпусе раздаточного редуктора, подвижные части соединены с корпусом раздаточного редуктора посредством шарнирно закрепленных гидродомкратов и расположены параллельно оси вращения раздаточного редуктора, а оси шарниров соединения частей рукояти расположены параллельно осям вращения валов режущих дисков.

Выполнение рукоятей составными, с возможностью поворота подвижных частей относительно неподвижных при помощи гидродомкратов, существенно отличает предлагаемую конструкцию исполнительного органа от известных, как обеспечивающую обработку всей площади поперечного сечения выработки без дополнительных отбойных устройств.

На фиг. 1 показано расположение исполнительного органа комбайна в поперечной плоскости выработки (вид со стороны комбайна на забой), на фиг. 2 - то же, в продольной плоскости выработки (вид на орган сбоку), на фиг. 3 - расположение сдвоенных исполнительных органов комбайна в проходимой выработке большего поперечного сечения (вид со стороны комбайна на забой) с указанием участков сечения выработки, обрабатываемых режущими дисками исполнительных органов. Исполнительный орган проходческого комбайна включает раздаточный редуктор 1 с корпусом и приводом. На корпусе раздаточного редуктора 1, который выполнен с возможностью вращения с переносной скоростью относительно оси 2, по бокам жестко закреплены симметрично расположенные относительно оси 2 неподвижные части 3 и 4 рукоятей, содержащие последовательно соединенные цилиндрические зубчатые колеса (на чертежах не показаны). С неподвижными частями 3 и 4 рукоятей соединены подвижные части 5 и 6 рукоятей, с возможностью поворота их относительно неподвижных частей 3 и 4 в шарнирах 7 и 8, оси которых расположены параллельно осям вращения валов режущих дисков. Подвижные части 5 и 6 рукоятей расположены параллельно оси 2 переносного вращения раздаточного редуктора 1 и тоже содержат последовательно соединенные цилиндрические зубчатые колеса, которые на чертежах не показаны. Подвижные части 5 и 6 рукоятей соединены с корпусом раздаточного редуктора 1 и, следовательно, с неподвижными частями 3 и 4 рукоятей посредством шарнирно закрепленных гидродомкратов 9 и 10. На выходных валах 11 и 12 подвижных частей 5 и 6 рукоятей установлены режущие диски 13 и 14, расположенные в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости забоя 15. Режущие диски 13 и 14 выполнены с возможностью их вращения с выходными валами 11 и 12 с относительной скоростью в противоположных направлениях (см. стрелки на чертежах). Режущие инструменты дисков 13 и 14 могут быть расположены как по их периферии (см. фиг. 1 и 2), так и с их торцовых поверхностей (на чертежах не показано). Круглое поперечное сечение выработки ограничивается линией 16. Площади (участки) поперечного сечения выработки, обрабатываемые исполнительным органом у почвы на чертежах обозначены позициями 17 и 18. Вертикальная и горизонтальная оси симметрии круглой выработки обозначены позициями 19 и 20. Позицией 21 обозначен породный керн, образуемый в центральной части выработки. Площади (участки) поперечного сечения выработки, обрабатываемые исполнительным органом у кровли обозначены позицией 22. Позицией 23 обозначено возможное наклонное положение линий обработки профиля выработки у ее кровли.

Предлагаемый планетарно-дисковый исполнительный орган проходческого комбайна работает следующим образом.

Режущие диски 13 и 14 с инструментами, выходя из исходного положения, совершают три вида движения: относительное вокруг осей своих валов 11 и 12, переносное вокруг оси 2 раздаточного редуктора 1 и подачу на забой 15 вдоль оси 2 (см. стрелки на фиг. 2). При таком движении инструментов режущих дисков 13 и 14 исполнительный орган производит скол породы с открытой поверхности забоя последовательными срезами, так и с образуемого уступа (в случае установки инструментов с торцов дисков). В результате, при исходном расположении подвижных частей 5 и 6 рукоятей параллельно оси 2 раздаточного редуктора 2 и не работающих гидродомкратах 9 и 10, образуется круглое сечение выработки, ограничиваемое линией 16 (фиг. 1). Если необходимо получить поперечное сечение в виде арочной формы, то исполнительный орган дополнительно обрабатывает площади (участки) 17 и 18 поперечного сечения, расположенные у почвы с каждой стороны от вертикальной оси 19 симметрии выработки. В этом случае режущий диск 14 с подвижной частью 6 рукояти и гидродомкратом 10 остается в исходном положении и обрабатывает сводчатую часть сечения выработки у ее кровли, а режущий диск 13 с подвижной частью 5 рукояти, при выдвигании штока гидродомкрата 9, за время поворота раздаточного редуктора 1 вокруг оси 2 на 45^o, обрабатывает правую горизонтальную прямолинейную часть 17 забоя у почвы выработки (см. пунктирное изображение исполнительного органа при его повороте на 45^o от вертикальной оси 19 выработки). При этом, в случае непрерывной подачи исполнительного органа на забой 15 в направлении оси 2, к трем выше отмеченным движениям режущего диска 13 добавляется еще одно поворотное его движение относительно шарнира 7, за счет поворота подвижной части 5 рукояти относительно неподвижной 3, а скорость выдвигания штока гидродомкрата 9 и, следовательно, поворота подвижной части 5 рукояти с режущим диском 13 согласована со скоростью переносного движения раздаточного редуктора 1. При дальнейшем повороте раздаточного редуктора 1 от 45^o до 90^o от оси 19, шток гидродомкрата 9 выдвигается в гидроцилиндр, а режущий диск 13 с подвижной частью 5 рукояти, возвращаясь в исходное положение, обрабатывает правую вертикальную прямолинейную часть забоя 17 у почвы выработки. После поворота исполнительного органа на 90^o режущий диск 13 займет исходное положение и в этом положении дальше обрабатывает сводчатую часть сечения выработки. Режущий диск 14 в это время, при повороте органа от горизонтальной оси 20 выработки на 90^o в направлении к почве, работает в режиме управления его гидродомкратом 10 и, следовательно, обработки левой части 18 забоя у почвы выработки, а затем по обработке круглой части ее сечения. При этом также, как и для режущего диска 13, за время поворота органа на 45^o шток гидродомкрата 10 выдвигается и диск 14 обрабатывает левую вертикальную прямолинейную часть забоя 18 у почвы выработки, а затем, за время дальнейшего поворота органа от 45^o до 90^o от оси 20, шток гидродомкрата вдвигается в гидроцилиндр и обрабатывается левая горизонтальная прямолинейная часть 18 забоя у почвы выработки.

Следовательно, каждый режущий диск со своим гидродомкратом на угле поворота органа в 90^o обрабатывает свой бермовый участок выработки у почвы, а на остальном угле поворота органа в 270^o обрабатывает круглую (цилиндрическую) часть забоя. В принципе возможны и другие циклограммы работы режущих дисков 13 и 14 с гидродомкратами 9 и 10 по обработке забоя выработки. Исходное расположение подвижных частей 5 и 6 рукоятей параллельно оси 2 вращения раздаточного редуктора 1 является наиболее рациональным, так как обеспечивает не только полную обработку бермовых участков сечения выработки, но и разрушение образуемого в центральной части выработки породного керна 21.

В случае образования керна 21 его разрушение производится путем периодического вдвигания штоков гидродомкратов 9 и 10 на полную величину их хода так, что подвижные части 5 и 6 рукоятей отклоняются от исходного положения, параллельно оси 2, в направлении к центру выработки только на вполне определенный угол, а затем снова возвращаются в исходное положение. При этом инструменты режущих дисков 13 и 14 не пересекаются друг с другом. При сдвоенных исполнительных органах на комбайне возможно получение выработок большого поперечного сечения (см. фиг. 3). Но при этом необходимо обрабатывать не только бермовые участки 17 и 18 сечения выработки у ее почвы, а также участки 22 у кровли. Обработка участков 22 сечения выработки у ее кровли (см. также и пунктирное изображение линий 23 на фиг. 3) осуществляется режущими дисками исполнительных органов по описанному выше принципу и конкретным циклограммам работы каждого диска со своим гидродомкратом. Например, в частности, один из дисков каждого органа может работать в нерегулируемом режиме закрытого гидродомкрата и обрабатывать только круглый (центральный) профиль сечения выработки, а другой диск в режиме управляемого гидродомкрата и обработки бермовых участков выработки у ее почвы и кровли.

Таким образом, предложенная конструкция расширяет эксплуатационные возможности исполнительного органа проходческого комбайна, не требуя для обработки забоя наличия дополнительных специальных режущих устройств в виде бермовых фрез, верхних отбойных барабанов, забурников. Предлагаемое решение обеспечивает также унификацию исполнительных органов комбайнов с рукоятями, проставками и стреловидного типа.

Использование: горное машиностроение. Сущность изобретения: каждая рукоять выполнена из двух шарнирно соединенных между собой подвижной и неподвижной частей. Неподвижные части закреплены на корпусе раздаточного редуктора. Подвижные части соединены с корпусом раздаточного редуктора посредством шарнирно закрепленных гидродомкратов и расположены параллельно оси вращения раздаточного редуктора. Оси шарниров соединения частей рукояти расположены параллельно осям вращения валов режущих дисков. 3 ил.

Исполнительный орган проходческого комбайна, включающий раздаточный редуктор с корпусом и приводом и закрепленными на нем по бокам двумя рукоятями, расположенными симметрично относительно оси вращения раздаточного редуктора и содержащими последовательно соединенные цилиндрические зубчатые колеса и режущие диски, установленные на выходных валах рукоятей в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости забоя, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, каждая рукоять выполнена из двух шарнирно соединенных между собой подвижной и неподвижной частей, при этом неподвижные части закреплены на корпусе раздаточного редуктора, подвижные части соединены с корпусом раздаточного редуктора посредством шарнирно закрепленных гидродомкратов и расположены параллельно оси вращения раздаточного редуктора, а оси шарниров соединения частей рукояти расположены параллельно осям вращения валов режущих дисков.