МАШИНА ДЛЯ ПОДДИРКИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК Российский патент 2001 года по МПК E21D13/04 E21D9/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам механизации для подрывки и погрузки породы при ремонте и проходке горных выработок шахт.

Известно захватное устройство подземного манипулятора, включающее стыковочные элементы, один из которых выполнен в виде оси, а другой - в виде защелки, имеющей втулку, торцевый фиксатор, подпружиненные запорные элементы, выполненные в виде ведущего и ведомого поворотных сегментов, смонтированных на конце втулки, при этом ведомый сегмент выполнен с фигурным вырезом на торце, а ведущий сегмент - в виде двуплечего рычага, взаимодействующего с вырезом ведомого сегмента, причем ось стыковочного элемента выполнена с кольцевой проточкой и заходным конусом на конце (а.с. СССР N 1052666, кл. E 21 D 13/04, 1981).

Известное решение может быть использовано для механизации вспомогательных работ при ремонте горных выработок, но оно не предназначено для подрывки и погрузки породы.

Известна горная машина, включающая раму, ходовую часть на гусеничных тележках, привод, рабочий орган и смонтированное на нем навесное устройство для подъема элементов крепи, в котором рабочий орган снабжен съемным защитным козырьком со стойкой, а навесное устройство выполнено в виде Г-образной стойки и U-образной траверсы, при этом последняя снабжена в середине домкратом с опорой, а на концах дополнительными опорами и соединена с Г-образной стойкой посредством шарнира, который размещен выше центра тяжести траверсы (а.с. СССР N 1150373, кл. E 21 D 13/04, 1981).

Известное решение также может быть использовано для механизации вспомогательных работ при ремонте и креплении горных выработок, но машина не оборудована средствами для подрывки выработок и погрузки породы.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является машина для поддирки горных выработок, включающая раму с гусеничными тележками и приводом хода, поворотное устройство с вертикальным шарниром, установленное на раме, стрелу с гидродомкратом подъема, шарнирно связанную с поворотной колонной, проставку, шарнирно установленную между стрелой и ковшом, гидроцилиндр поворота проставки с ковшом в вертикальной плоскости и механизм поворота ковша в горизонтальной плоскости, шарнирно установленный между ковшом и проставкой (а.с. СССР N 1204739, кл. E 21 D 23/00, 13/04, опубл. 15.01.1986).

К недостаткам известного решения относится отсутствие телескопической стрелы, что не позволяет вести поддирку без использования гусеничного хода, а при низкой несущей способности почвы выработки возможно пробуксовывание гусениц на слабой почве. Кроме того, без телескопической стрелы снижается угол поворота и раскачивания ковша в вертикальной плоскости, что затрудняет разгрузку ковша от налипшей породы при ее высокой адгезии. Кроме того, телескопическая стрела создает большее усилие подачи ковша на породный забой, чем гусеничный ход, особенно при возможности распора машины от возможного смещения. Перечисленные недостатки сужают область применения, снижают производительность, маневренность и разгрузочную способность ковша машины.

Задачей изобретения является расширение области применения, повышение производительности маневренности и разгрузочной способности ковша машины.

Технический результат заявляемого решения заключается в повышении усилия подачи ковша машины на забой и угла поворота ковша в вертикальной плоскости, скорости поворота ковша за счет возможности одновременной работы гидроцилиндра выдвижки на сокращение и гидроцилиндра поворота фигурной проставки на раздвижку, улучшающие разгрузку ковша, области применения, производительности, маневренности и разгрузочной способности ковша.

Сущность изобретения заключается в том, что в машине для поддирки горных выработок, включающей раму с гусеничными тележками и приводом хода, поворотное устройство с вертикальным шарниром, установленное на раме, стрелу с гидродомкратом подъема, шарнирно связанную с поворотным устройством, проставку, шарнирно установленную между стрелой и ковшом, гидроцилиндр поворота проставки с ковшом в вертикальной плоскости и механизм поворота ковша в горизонтальной плоскости, шарнирно установленный между ковшом и проставкой, стрела выполнена телескопической со связанными гидроцилиндром выдвижки базовой секцией коробчатой в сечении формы, имеющей опору и проушину, и расположенной внутри нее подвижной секцией подобной же формы, наружная поверхность корпуса гидроцилиндра выдвижки выполнена в виде направляющей для перемещения подвижной секции, хвостовая часть корпуса гидроцилиндра выдвижки шарнирно связана с проушиной базовой секции, головная часть корпуса гидроцилиндра выдвижки размещена внутри опоры, жестко связанной с базовой секцией, подвижная секция снабжена буксой с чистильщиками, которая облегает наружную поверхность корпуса гидроцилиндра выдвижки с возможностью продольного перемещения по корпусу гидроцилиндра, головная часть подвижной секции имеет проушину с овальным отверстием, через которое подвижная секция шарнирно связана со штоком гидроцилиндра выдвижки, поворотное устройство выполнено в виде поворотной колонны, ковш - с гидроударниками, механизм поворота ковша в горизонтальной плоскости - в виде цилиндров, а гидроцилиндр поворота проставки с ковшом шарнирно связан со стрелой.

Фигурная проставка может иметь в плане стреловидную форму.

Чистильщик может быть снабжен масленкой с возможностью смазки поверхности направляющей корпуса гидроцилиндра выдвижки.

Внутренние поверхности боковин базовой секции и наружные поверхности боковин подвижной секции телескопической стрелы могут быть выполнены с гарантированным зазором, обеспечивающим беспрепятственное перемещение подвижной секции относительно базовой секции.

Внутренние поверхности боковин базовой секции и наружные поверхности боковин подвижной секции телескопической стрелы могут быть выполнены в виде параллельных продольных направляющих со впадинами с одной стороны боковины, с возможностью взаимодействия с соответствующей формы выпуклостями с другой стороны боковины, обеспечивающим беспрепятственное перемещение подвижной секции относительно базовой секции.

На фиг. 1 показан общий вид машины для поддирки горных выработок, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, вид в плане; на фиг. 3 - вид фигурной проставки в аксонометрии; на фиг. 4 - вид по А-А на фиг. 2 телескопической стелы; на фиг. 5 - вид по Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - то же, что на фиг. 5, но с направляющими, выполненными на боковинах.

Машина для поддирки горных выработок включает раму 1 с гусеничными тележками 2 и приводом хода 3. Кроме того, на раме 1 установлен пульт управления 4, маслобак 5 и маслостанция 6. К раме 1 жестко закреплена поворотная колонна 7 с вертикальным шарниром 8. С поворотной колонной 7 шарнирно связаны телескопическая стрела 9, состоящая из базовой секции 10 и подвижной секции 11. Базовая секция 10 телескопической стрелы 9 шарнирно гидродомкратом подъема 12 связана с поворотной колонной 7. Управление поворотом телескопической стрелы 9 в горизонтальной плоскости относительно вертикального шарнира 8 осуществляется гидроприводами поворота 13, шарнирно установленными между поворотной колонной 7 и рамой 1 машины. С передней стороны подвижной секции 11 телескопической стрелы 9 шарнирно с помощью оси 14, расположенной в отверстии 15, установлена фигурная проставка 16. Внутри фигурной проставки 16 жестко закреплены внутренние проушины 17, которыми фигурная проставка шарнирно связана с одной стороной гидроцилиндра 18 поворота фигурной проставки 16 в вертикальной плоскости относительно оси 14. Другая сторона гидроцилиндра 18 поворота фигурной проставки 16 шарнирно связана с проушиной 19, жестко установленной на подвижной секции 11 телескопической стрелы 9. В передней части фигурной проставки 16 выполнены наружные горизонтальные проушины 20, с которыми с помощью вертикальной оси 21 связаны соответствующие горизонтальные проушины 22, жестко установленные на ковше 23, оборудованном гидроударниками 24. С боковых сторон фигурной проставки 16 шарнирно установлены цилиндры 25 поворота ковша 23, в горизонтальной плоскости, шарнирно связанные с ним.

Две секции, базовая секция 10 и подвижная секция 11, телескопической стрелы 9 выполнены коробчатой в секции формы, причем внутренняя секция расположена в базовой, наружной секции. Базовая секция 10 связана с подвижной секцией 11 с помощью гидроцилиндра выдвижки 26, хвостовая часть которого шарнирно связана с проушиной 27, жестко установленной в базовой секции. Головная часть корпуса гидроцилиндра выдвижки 26 размещена внутри опоры 28, жестко связанной с базовой секцией 10. Наружная поверхность корпуса гидроцилиндра выдвижки 26 выполнена в виде направляющей для перемещения подвижной секции 11, для чего с подвижной секцией жестко связана букса 29 с чистильщиками 30 и масленкой 31, установленной внутри буксы, с возможностью смазки через нее наружной поверхности гидроцилиндра выдвижки. Букса 29 облегает наружную поверхность корпуса гидроцилиндра выдвижки 26 с возможностью продольного перемещения буксы совместно с подвижной секцией 11 телескопической стрелы 9. Головная часть подвижной секции имеет жесткую проушину 32, в которой выполнено овальное отверстие 33, через которое подвижная секция шарнирно связана со штоком 34 гидроцилиндра выдвижки 26. Внутренняя поверхность боковин 35 базовой секции 10 и наружная поверхность боковин 36 подвижной секции 11 телескопической стрелы 9 могут быть выполнены с гарантированным зазором (по опытным данным 2-5 мм), обеспечивающим беспрепятственное перемещение подвижной секции относительно базовой секции. Внутренняя поверхность боковин 35 базовой секции 10 и наружная поверхность боковин 36 подвижной секции могут быть выполнены в виде параллельных продольных направляющих со впадинами 37 с одной стороны боковины, например 35, с возможностью взаимодействия с соответствующей формы выпуклостями 38 с другой стороны боковины, например 36.

Машина для поддирки горных выработок работает следующим образом.

После доставки машины на рабочее место, подключения к электросети, заправки рабочей жидкостью маслобака 5, опробуют работоспособность машины с пульта управления 4 и начинают работу. Вначале включают привод хода 3 гусеничных тележек 2 и подгонят машину к месту начала работ по поддирке почвы горной выработки. Гидродомкратом 12 подъема телескопической стрелы 9 опускают стрелу до тех пор, пока ковш 23 окажется на почве выработки, после чего гидродомкрат 12 запирают. Затем ориентируют зубья ковша 23 в положение начала поддирки, для чего задают ему соответствующий угол наклона фигурной проставки 16 в вертикальной плоскости с помощью гидроцилиндра 18, связанного с внутренними проушинами 17 проставки, и гидроцилиндра выдвижки 26, который через подвижную секцию 11 связан с проставкой горизонтальным шарниром, проходящим через отверстия 15 проставки, после чего гидроцилиндры запирают. Так как фигурная проставка 16 связана с ковшом 23 горизонтальными проушинами, соответственно 20 и 22, а вертикальной осью 21 - при повороте фигурной проставки 16 в вертикальной плоскости, на такой же угол поворачивается и ковш 23. При необходимости изменения направления ковша 23 относительно оси выработки используют цилиндры 25 поворота ковша относительно вертикальной оси 21 в горизонтальной плоскости, после чего цилиндры запирают. По завершению ориентации ковша 23 в направлении поддирки осуществляют подачу вперед всей машины с использованием гусеничного хода до тех пор, пока статического напорного усилия привода хода 4 будет достаточно для производства поддирки. При затруднении подачи машины вперед включают гидроударники 24. Подачу машины осуществляют до полного заполнения ковша 23, после чего поднимают ковш над транспортным средством и разгружают его. Для этого сокращают гидроцилиндр выдвижки 26 телескопической стрелы 9 до выхода ее из массива поддираемой почвы выработки. Затем, манипулируя гидродомкратом подъема стрелы 12 и гидроприводами ее поворота 13, ориентируют заполненный породой ковш 23 над транспортным средством. Разгрузку ковша 23 производят опрокидыванием ковша в вертикальной плоскости с помощью раздвижки гидроцилиндра 18 и, по мере необходимости, одновременном сокращении телескопической стрелы 9 гидроцилиндром выдвижки 26, что увеличивает скорость разворота ковша в вертикальной плоскости и тем самым инициирует его разгрузку. С помощью поочередного включения гидроцилиндров 18 и 26 на раздвижку и сокращение возможно качение ковша, что еще более повышает его разгрузочную способность. Если подача машины с помощью гусеничного хода затруднена, например при пробуксовки гусениц в слой почвы, напорное усилие на ковш 23 передают на счет раздвижки телескопической стрелы 9. При подаче давления жидкости в гидроцилиндр выдвижки 26 последний раздвигается и отталкивается от проушины 27, связанной с базовой секцией 10. Шток 34 гидроцилиндра выдвижки 26 взаимодействует через шарнир в овальном отверстии 33 с подвижной секцией 11 телескопической стрелы 9. Подвижная секция 11 подвигается вперед совместно со связанной с ней буксой 29, которая как по направляющей перемещается по внешней поверхности гидроцилиндра выдвижки 26, счищая с нее пыль или грязь чистильщиками 30 и смазывая поверхность через масленку 31. Параллельно с подвиганием подвижной секции 11 коробчатой формы относительно базовой секции 10 их боковины 36 и 35 соответственно перемещаются друг относительно друга и на них действуют изгибающие и крутящие моменты, которые гасятся за счет связей боковин жесткой конструкции между собой. Подвижная секция 11 телескопической стрелы 9 перемещает вперед связанную с ней фигурную проставку 16 и установленный между ними гидроцилиндр 18 поворота проставки в вертикальной плоскости, а также связанный с проставкой ковш 23 с зубьями гидроударника 24. Ковш 23 внедряется в массив поддираемой почвы и загружается, после чего его в вышеописанном порядке извлекают из массива, поднимают и разгружают в транспортное средство. Произведя поддирку почвы выработки в пределах раздвижности телескопической стрелы 9, машину подвигают вперед с помощью гусеничного хода на шаг поддирки. Далее цикл работ повторяется.

Изобретение относится к средствам механизации для подрывки и погрузки породы при ремонте и проходке горных выработок шахт. Задачей изобретения является расширение области применения, повышение производительности, маневренности и разгрузочной способности ковша. Машина для поддирки горных выработок включает раму с гусеничными тележками и приводом хода, поворотную колонну с вертикальным шарниром, установленную на раме, стрелу с гидродомкратом подъема, шарнирно связанные с поворотной колонной, проставку, шарнирно установленную между стрелой и ковшом, оборудованным гидроударниками, гидроцилиндр поворота проставки с ковшом в вертикальной плоскости, шарнирно связанный со стрелой, цилиндры поворота ковша в горизонтальной плоскости, шарнирно установленные между ковшом и проставкой, и шток гидроцилиндра. Телескопическая стрела имеет базовую секцию коробчатой формы и расположенную внутри подвижную секцию подобной же формы. Наружная поверхность корпуса гидроцилиндра выдвижки выполнена в виде направляющей для перемещения подвижной секции. Хвостовая часть корпуса гидроцилиндра выдвижки шарнирно связана с проушиной базовой секции. Головная часть корпуса гидроцилиндра выдвижки размещена внутри опоры, жестко связанной с базовой секцией. Подвижная секция снабжена буксой с чистильщиками, которая облегает наружную поверхность корпуса гидроцилиндра выдвижки с возможностью продольного перемещения по корпусу гидроцилиндра. Головная часть подвижной секции имеет проушину с овальным отверстием, через которое подвижная секция шарнирно связана со штоком гидроцилиндра выдвижки. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Машина для поддирки горных выработок, включающая раму с гусеничными тележками и приводом хода, поворотное устройство с вертикальным шарниром, установленное на раме, стрелу с гидродомкратом подъема, шарнирно связанную с поворотным устройством, проставку, шарнирно установленную между стрелой и ковшом, гидроцилиндр поворота проставки с ковшом в вертикальной плоскости и механизм поворота ковша в горизонтальной плоскости, шарнирно установленный между ковшом и проставкой, отличающаяся тем, что стрела выполнена телескопической со связанными гидроцилиндром выдвижки базовой секцией коробчатой в сечении формы, имеющей опору и проушину, и расположенной внутри нее подвижной секцией подобной же формы, наружная поверхность корпуса гидроцилиндра выдвижки выполнена в виде направляющей для перемещения подвижной секции, хвостовая часть корпуса гидроцилиндра выдвижки шарнирно связана с проушиной базовой секции, головная часть корпуса гидроцилиндра выдвижки размещена внутри опоры, жестко связанной с базовой секцией, подвижная секция снабжена буксой с чистильщиками, которая облегает наружную поверхность корпуса гидроцилиндра выдвижки с возможностью продольного перемещения по корпусу гидроцилиндра, головная часть подвижной секции имеет проушину с овальным отверстием, через которое подвижная секция шарнирно связана со штоком гидроцилиндра выдвижки, поворотное устройство выполнено в виде поворотной колонны, ковш - с гидроударниками, механизм поворота ковша в горизонтальной плоскости - в виде цилиндров, а гидроцилиндр поворота проставки с ковшом шарнирно связан со стрелой. 2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что фигурная проставка в плане имеет стреловидную форму. 3. Машина по п.1 или 2, отличающаяся тем, что чистильщик снабжен масленкой с возможностью смазки поверхности направляющей корпуса гидроцилиндра выдвижки. 4. Машина по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что внутренние поверхности боковин базовой секции и наружные поверхности боковин подвижной секции телескопической стрелы выполнены с гарантированным зазором. 5. Машина по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающаяся тем, что внутренние поверхности боковин базовой секции и наружные поверхности боковин подвижной секции телескопической стрелы выполнены в виде параллельных продольных направляющих с впадинами с одной стороны боковины с возможностью взаимодействия с соответствующей формы выпуклостями с другой стороны боковины, обеспечивающими беспрепятственное перемещение подвижной секции относительно базовой секции.