ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА Российский патент 1998 года по МПК E21D9/08 

Изобретение относится к машинам, используемым в горной промышленности, в частности к проходческим комбайнам.

Известны проходческие комбайны с исполнительными органами бурового действия, привод которых осуществляется от двух электродвигателей, причем приводные валы редуктора кинематически связаны объединяющим валом (Базер Я.И. и др. Проходческие комбайны.- М.: Недра, 1974, с. 124 - 127).

Такой вариант конструкции исполнительного органа не предусматривает изменение скорости вращения в зависимости от прочности разрушаемых пород.

Известны проходческие комбайны, исполнительные органы которых включают раму, резцовую коронку, редуктор, электродвигатель. В известных комбайнах привод исполнительного органа осуществляется от электродвигателя через редуктор, причем изменение скорости вращения резцовой коронки достигается переключением муфты редуктора или за счет сменных пар шестерен (Германов В.Е. и др. Стреловые проходческие комбайны.- М.: Недра, 1978, с. 11 - 12, 20 - 21, 27).

Такое исполнение конструкции редуктора приводит к тому, что при уменьшении скорости вращения резцовой коронки, за счет переключения муфты, или использования сменной пары шестерен возрастает момент на выходном валу исполнительного органа и, следовательно, увеличивается нагрузка на редуктор.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является проходческий комбайн 4ПП-2 (Германов В.Е. и др. Стреловые проходческие комбайны. М.: Недра, 1978, с. 3 - 12, 27 - 30).

Комбайн 4ПП-2 имеет исполнительный орган, который включает раму с установленными на ней редуктором, электродвигателем и резцовой коронкой. Редуктор выполнен со сменной парой шестерен для изменения скорости вращения резцовой коронки при работе ее по породам с различной крепостью.

Недостатки такой конструкции заключаются в следующем:
1. При разрушении комбайном пород различной крепости определяющим фактором его эффективного применения является окружная скорость резцов, а следовательно, скорость вращения резцовой коронки. Снижение скорости вращения резцовой коронки, при работе по крепким породам, приводит к пропорциональному увеличению момента на выходном валу исполнительного органа и, следовательно, увеличению нагрузки на редуктор.

2. Нерациональное нагружение редуктора, рост его габаритов и металлоемкости.

В основу изобретения поставлена задача создания исполнительного органа, в котором обеспечивается практически постоянный момент на его выходном валу при изменении скорости вращения резцовых коронок путем изменения передаточного отношения редуктора и числа одновременно работающих двигателей и за счет этого получение оптимальных режимов резания, рационального нагружения привода, обеспечение компактности редуктора, снижение его металлоемкости, повышение общей надежности комбайна.

Поставленная задача решается тем, что в исполнительном органе проходческого комбайна, содержащем раму, резцовые коронки, редуктор, последний согласно изобретению имеет два приводных вала, каждый из которых соединен со своим электродвигателем, и объединяющий вал, на котором установлен на шлицах подвижный в осевом направлении блок из двух колес, при этом колесо меньшего диаметра может обеспечивать взаимодействие двух приводных валов с объединяющим валом, а колесо большего диаметра - только одного приводного вала с объединяющим.

Передаточное отношение редуктора при взаимодействии колеса меньшего диаметра объединяющего вала с двумя приводными валами может быть в два раза меньше, чем при взаимодействии колеса большего диаметра объединяющего вала только с одним приводным валом.

Такое решение позволяет обеспечить работу исполнительного органа по мягким породам при большей скорости вращения резцовой коронки и двух электродвигателях, а по крепким породам при меньшей скорости вращения резцовой коронки и одном электродвигателе. При этом остается практически постоянным момент на выходном валу исполнительного органа, обеспечивается рациональное нагружение привода, его компактность, снижается металлоемкость.

Заложенный в конструкцию исполнительного органа принцип резервирования позволяет, в случае выходе из строя одного из электродвигателей, обеспечить работоспособность комбайна на одном электродвигателе и пониженной скорости вращения. Все это в целом повышает общую надежность комбайна.

На чертеже изображен вид сверху на исполнительный орган (продольный разрез).

Исполнительный орган состоит из рамы 1, резцовых коронок 2, 3, редуктора 4, последний имеет два приводных вала 5, 6, каждый из которых соединен со своим электродвигателем 7, 8. Редуктор также содержит блок из двух колес 9 и 10, установленных на объединяющем валу 11 с возможностью осевого перемещения на шлицах, при этом колесо 9 меньшего диаметра обеспечивает кинематическую связь приводных валов 5, 6 через шестерни 12, 13 с объединяющим валом 11, а колесо 10 большего диаметра через шестерню 14 обеспечивает кинематическую связь приводного вала 5 с объединяющим валом 11.

Колеса 9, 10 и шестерни 12, 13, 14 выбираются с таким количеством зубьев, что при взаимодействии колеса 9 меньшего диаметра с шестернями 12 и 13 передаточное отношение редуктора в два раза (возможно и в 1,7 - 2,2 раза) меньше, чем при взаимодействии колеса 10 большего диаметра с шестерней 14. При работе комбайна по мягким породам привод редуктора осуществляется от двух электродвигателей 7, 8, при этом в зацеплении находятся колесо 9 и шестерни 12, 13, при работе по крепким породам привод редуктора осуществляется одним электродвигателем 7, при этом в зацеплении находятся колесо 10 и шестерня 14 (на чертеже показано пунктиром), а двигатель 8 при этом отключается. По мягким породам скорость вращения исполнительного органа в два раза больше, чем при работе исполнительного органа по крепким породам, а крутящий момент, при этом, не изменяется, т.к. при работе по крепким породам задействован только один электродвигатель, а именно электродвигатель 7. В результате редуктор испытывает одинаковые нагрузки как при работе исполнительного органа по крепким породам, так и при работе органа по мягким породам, что позволяет обеспечить оптимальные режимы резания, рациональное нагружение привода.

Исполнительный орган относится к машинам, используемым в горной промышленности, в частности к проходческим комбайнам. Исполнительный орган содержит раму, резцовые коронки, привод. Редуктор привода имеет два приводных вала, каждый из которых соединен со своим электродвигателем, и объединяющий вал, на котором установлен на шлицах подвижный в осевом направлении блок из двух колес. Колесо меньшего диаметра установлено с возможностью взаимодействия с двумя приводными валами, а колесо большего диаметра установлено с возможностью взаимодействия только с одним приводным валом. Такое выполнение исполнительного органа позволяет получить практически постоянный момент на валу исполнительного органа при изменении скорости вращения резцовых коронок. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Исполнительный орган проходческого комбайна, включающий раму, резцовую коронку, редуктор, электродвигатель, отличающийся тем, что редуктор имеет два приводных вала, каждый из которых соединен со своим электродвигателем, и объединяющий вал, на котором установлен на шлицах подвижный в осевом направлении блок из двух колес, при этом колесо меньшего диаметра установлено с возможностью взаимодействия с двумя приводными валами, а колесо большего диаметра - только с одним приводным валом. 2. Орган по п.1, отличающийся тем, что передаточное отношение редуктора при взаимодействии колеса меньшего диаметра объединяющего вала с двумя приводными валами в два раза меньше, чем при взаимодействии колеса большего диаметра объединяющего вала только с одним приводным валом.