ПРОХОДЧЕСКИЙ КОМБАЙН Российский патент 1999 года по МПК E21C27/22 E21D9/10 E21C35/06 

Изобретение относится к горному делу. Разработано для проведения горных выработок комбайновым способом с избирательным разрушением горных пород.

Проходческие комбайны с избирательными (стреловидными) исполнительными органами получили широкое применение при проведении горных выработок как в отечественной, так и в зарубежной горной промышленности. Это обстоятельство объясняется тем, что проходческие комбайны этого типа обладают высокой маневренностью, приспособлены для проведения выработок различных форм и сечений и имеют значительно меньше массу по сравнению с комбайнами бурового типа.

Вместе с тем эти комбайны обладают и существенными недостатками, заключающимися в том, что управление перемещением стреловидного исполнительного органа при разрушении забоя, а также конструкции опорно-поворотных устройство последних весьма громоздки, сложны и трудно управляемы при работе.

На основании вышеизложенного следует, что имеется необходимость в разработке опорно-поворотного устройства для стреловидного исполнительного органа менее сложной и тяжелой конструкции с простым и надежным управлением.

Для проведения горных выработок по смешанному углепородному забою в отечественной промышленности используются проходческие комбайны ПК-3Р, 4ПУ, ГПКС, 4ПП-2, ГПК-2 и др., известные по работам "Машины и оборудование для проведения горизонтальных и наклонных выработок" /под ред. Б.Ф.Братченко, М. : Недра, 1975, с. 47-89; Грабчак Л.Г. и др. Горно- проходческие машины и комплексы. - М.: Недра, 1990, с. 167 - 175; Малевич Н.А. Горно-проходческие машины и комплексы. -М: Недра, 1980, с. 202-222; "Машины и оборудование для угольных шахт". Справочник /под ред. В.Н.Хорина. -М:. Недра, 1987, с. 209-217, 220-226, а также в зарубежной практике - комбайны фирмы "Андерсон-Стретклайд" (Великобритания); фирмы "Эйкгофф", "Паурат", "Вестфалия", "Демаг" - ФРГ и др., известные по работе Малевич Н.А. Горно-проходческие машины и комплексы. М:. Недра, с. 223-227.

Известен проходческий комбайн ПК-ЗР (ПК-ЗМ) (см. "Машины и оборудование для проведения горизонтальных и наклонных горных выработок" (под ред. Б.Ф. Братченко. -М: . Недра, 1975, с. 48 - 56), который предназначен доя проведения подготовительных выработок по углю и смешанному забою с присечкой пород крепостью до 4.

Комбайн ПК-3М (ПК-3Р) состоит из стреловидного исполнительного органа, рамы комбайна, гусеничного механизма передвижения, опорно-поворотного устройства, погрузочного механизма в виде кольцевого конвейерного грузчика, гидро- и электросистем и др.

Исполнительный орган, состоящий из элекродвигателя, редуктора, стрелы и резцовой коронки, шарнирно закреплен на опорно-поворотном устройстве своими цапфами. К этому же устройству присоединены два гидродомкрата, служащих для ограниченного перемещения исполнительного органа в вертикальной плоскости. Опорно-поворотное устройство состоит из неподвижного основания, которое жестко закреплено на раме комбайна, и поворотной стойки, снабженной подшипником качения. Поворот стойки в горизонтальной плоскости совместно с исполнительным органом осуществляется двумя гидродомкратами, прикрепленными к раме комбайна.

К основным недостаткам рассматриваемого комбайна следует отнести: довольно сложная конструкция опорно-поворотного устройства, которая требует наличия двух пар гидродомкратов для перемещения исполнительного органа в вертикальной и горизонтальной плоскостях; отсутствие телескопического выдвижения исполнительного органа относительно опорно-поворотного устройства.

Наиболее близкими по конструкции и компоновочной схеме проходческого комбайна и его стреловидного исполнительного органа являются проходческие комбайны 4ПУ и 4ПП-2М,(см. "Машины и оборудование для проведения горизонтальных и наклонных горных выработок" /под ред. Б.Ф.Братченко. -М:. Недра, 1975, с. 56-59, 70-79; "Машины и оборудование для угольных шахт". Справочник /под ред. В.Н.Хорина. М:. Недра, 1987. с. 211-214, 220-223).

Рассматриваемые комбайны имеют аналогичную компоновочную схему основных узлов за исключением гусеничного механизма передвижения: комбайн 4ПУ имеет одноприводной, а 4ПП-2М - индивидуальный привод на каждую гусеничную тележку. Комбайны 4ПУ и 4ПП-2М различаются также по области применения.

Исполнительный орган проходческого комбайна 4ПУ состоит из электродвигателя, редуктора, стрелы с резцовой отбойной коронкой и рамы, вдоль которой электродвигатель, редуктор и стрела с коронкой могут телескопически выдвигаться посредством специальных гидродомкратов.

Опорно-поворотное устройство исполнительного органа смонтировано на корпусе комбайна и представляет собой поворотную турель, которая служит для шарнирного закрепления в ее цапфах исполнительного органа, два гидродомкрата подъема исполнительного органа и два гидродомкрата поворота турели вместе с исполнительным органом в горизонтальной плоскости.

Погрузочное устройство комбайна представляет собой наклонный стол с нагребающими лапами и центрально расположенным скребковым конвейером.

Основным недостатком проходческого комбайна 4ПУ является его опорно-поворотное устройство. Этот недостаток заключается в сложности и громоздкости конструкции, наличии четырех гидродомкратов для подъема и поворота исполнительного органа, а также сложности управления его перемещением.

На основании вышеизложенного имеется необходимость в разработке более простой и надежной конструкции опорно-поворотного механизма для исполнительного органа проходческого комбайна.

Целью настоящего изобретения является разработка компоновочной схемы проходческого комбайна, имеющего в своем составе опорно-поворотный механизм, исключающий наличие поворотного узла - турели и уменьшение количества гидродомкратов подъема и поворота исполнительного органа.

Согласно изобретению поставленная цель достигается тем, что проходческий комбайн для проведения горных выработок, включающий стреловидный исполнительный орган, погрузочное устройство в виде наклонного стола с нагребающими лапами и центрально расположенного скребкового конвейера, опорно-поворотное устройство, гусеничный механизм передвижения и электрогидравлическую систему управления, отличающийся тем, что опорно-поворотное устройство выполнено в виде вертикальной опорной стойки, неподвижно смонтированной на раме комбайна. К опорной стойке присоединен стреловидный исполнительный орган, состоящий из электродвигателя, редуктора, стрелы с отбойной коронкой и рамы. Исполнительный орган соединен со стойкой опорно-поворотного механизма при помощи кронштейна, жестко смонтированного на его раме, и двух гидродомкратов, снабженных карданновыми шарнирами, которые смонтированы на опорно-поворотном устройстве. Гидродомкраты другими своими концами шарнирно связаны с боковыми сторонами рамы исполнительного органа. Они обеспечивают угловые перемещения исполнительного органа: при синхронном движении в вертикальной плоскости, а при встречном - в горизонтальной.

Предлагаемая конструктивная схема опорно-поворотного устройства для стреловидного исполнительного органа проходческого комбайна приводит к значительному снижению металлоемкости, уменьшению числа гидродомкратов, предназначенных для перемещения исполнительного органа в пространстве в процессе обработки забоя, упрощает и улучшает гидравлическую систему управления, повышает надежность соединительных узлов между исполнительным органом и опорно-поворотным устройством и снижает стоимость проходческого комбайна.

Существенные отличия.

Проходческий комбайн для проведения горных выработок, включающий стреловидный исполнительный орган, погрузочный механизм в виде наклонного стола с нагребающим лапами и центрально расположенного скребкового конвейера, опорно-поворотное устройство, гусеничный механизм передвижения и электрогидравлическую систему управления, имеет опорное устройство, к которому шарнирно прикреплен стреловидный исполнительный орган. Опорное устройство выполнено в виде вертикальной стойки и неподвижно смонтировано на раме комбайна. К опорной стойке исполнительный орган присоединен своей рамой при помощи кронштейна и карданнового шарнира, а также двумя гидродомкратами. Гидродомкраты своими верхними концами шарнирно связаны с рамой исполнительного органа, а нижними - посредством кардановых шарниров с опорной стойкой. Опорно-поворотное устройство обеспечивает угловые перемещения исполнительного органа; в вертикальной плоскости при синхронном движении гидродомкратов, а в горизонтальной - при встречном движении.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 - общая конструктивная схема предлагаемого проходческого комбайна (вид сбоку);
на фиг. 1 - конструктивная схема проходческого комбайна в плане.

Проходческий комбайн для проведения горных выработок состоит из стреловидного исполнительного органа 1, погрузочного механизма 2, опорно-поворотного устройства 3, гусеничного механизма передвижения 4, корпуса 5 и электрогидравлической системы управления 6. Исполнительный орган 1 состоит из электродвигателя 7, редуктора, стрелы с отбойной коронкой 8 и рамы 9. На раме 9 жестко смонтирован кронштейн 10, который при помощи карданового шарнира 11 соединен со стойкой опорно-поворотного устройства 3. Для углового перемещения исполнительного органа 1 служат два гидродомкрата 12, которые своими верхними частями соединены шарнирно с рамой 9 исполнительного устройства 3 при помощи кардановых шарниров 13. Опорно-поворотное устройство 3, выполненное в виде вертикальной опорной стойки, жестко смонтировано на раме 14 комбайна. Погрузочное устройство 2 состоит из наклонного стола с нагребающими лапами 15 и центрально расположенного скребкового конвейера 16. Гусеничный механизм перемещения 4 состоит из гусеничных тележек с приводом 17.

На фиг. 2 представлена конструктивная схема комбайна в плане. Опорно-поворотное устройство 3 состоит из вертикальной стойки, на которой жестко смонтирована опорная плита 18. На плите 18 закреплены кардановые шарниры 11 и 13 соответственно для кронштейна 10 рамы 9 исполнительного органа 1 и гидродомкратов 12, служащих для углового перемещения исполнительного органа 1.

Принцип работы предлагаемого комбайна следующий.

В зависимости от физико-механических свойств горных пород проходческого забоя выбирается наиболее рациональная схема его обработки. Проходческий комбайн гусеничным механизмом передвижения 4 при вращающейся отбойной коронке 8 подается на забой и осуществляет зарубку на определенную глубину после чего при помощи гидродомкратов 12 производится последовательная обработка (разрешение) всей площади забоя. При этом вертикальные перемещения исполнительного органа 1 производятся при синхронной работе двух гидродомкратов 12 (положения исполнительного органа I и III фиг. 1), а горизонтальные - при встречном движении поршней (цилиндров) гидродомкратов 12 (положения исполнительного органа I и II фиг. 2). Второй цикл по обработке забоя осуществляется без передвижения комбайна. В этом случае внедрение исполнительного органа 1 в проходческий забой происходит посредством телескопического выдвижения отбойной коронки 8 совместно со стрелой, редуктором и электродвигателем 7 относительно рамы 9 при помощи гидродомкратов раздвижки (на конструктивных схемах не показаны), которые закреплены на раме 9 (положения исполнительного органа I и II фиг. 1).

Дальнейшая работа комбайна состоит из повторяющихся первого и второго циклов. Одновременно с разрушением забоя исполнительным органом 1 осуществляется погрузка горной массы погрузочным механизмом 1.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для проведения горных выработок комбайновым способом с избирательным разрушением горных пород проходческого забоя. Изобретение позволяет снизить металлоемкость и сложность конструкции опорно-поворотного устройства для стреловидного исполнительного органа проходческого комбайна. Проходческий комбайн включает стреловидный исполнительный орган погрузочный механизм в виде наклонного стола с нагребающими лапами и центрально расположенный скребковый конвейер, опорно-поворотное устройство, гусеничный механизм передвижения и электрогидравлическую систему управления. Опорно-поворотное устройство выполнено в виде вертикальной опорной стойки, неподвижно смонтированной на раме комбайна. Стреловидный исполнительный орган комбайна крепится к ней при помощи кронштейна и двух гидродомкратов. Кронштейн и гидродомкраты соединены с опорной стойкой карданными шарнирами с возможностью ограниченного углового поворота исполнительного органа в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно при синхронизации и встречном движении гидродомкратов. 2 ил.

Проходческий комбайн для проведения горных выработок, включающий стреловидный исполнительный орган, погрузочный механизм в виде наклонного стола с нагребающими лапами и центрально расположенного скребкового конвейера, опорно-поворотное устройство, гусеничный механизм передвижения и электрогидравлическую систему управления, отличающийся тем, что опорно-поворотное устройство выполнено в виде вертикальной опорной стойки, неподвижно смонтированной на раме комбайна, а стреловидный исполнительный орган своей рамой присоединен к ней при помощи кронштейна и двух гидродомкратов, при этом кронштейн и гидродомкраты соединены с опорной стойкой кардановыми шарнирами с возможностью ограниченного углового поворота исполнительного органа в вертикальной и горизонтальной плоскостях соответственно при синхронном и встречном движении гидродомкратов.