САМОХОДНАЯ МАШИНА ДЛЯ РАБОТ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ Российский патент 2007 года по МПК E21F13/00 E21F17/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для механизации работ в подземных горных выработках рудников, в частности для выравнивания подземных трасс и поддира спекшейся горной массы.

Известен бульдозер со сменными рабочими органами, предназначенный для земляных работ (см. патент Германии №2833658, кл. Е 02 F 3/96, 1978 г.). В этом бульдозере предусмотрена установка перед бульдозером зубчатого барабана для разрыхления земли. Такая конструкция не может использоваться в горных выработках со своей спецификой условий работы из-за громоздкости, низкой маневренности, малой мощности обработки грунта и конструктивных особенностей рабочих органов.

Известен скрепер для дорожных работ с фрезерным барабаном, установленным перед скрепером (см. патент Германии №4012280, кл. Е 01 Н 5/04, 1989 г.). Этот скрепер оснащен механизмами подъема и опускания и поворота в горизонтальной плоскости рабочих органов. Конструкция фрезерного барабана предусматривает использование дисковых фрез, расположенных на поверхности барабана со смещением. Этот скрепер обладает более высокой мощностью обработки грунта и более высокой маневренностью, чем предыдущая машина, но также не годится для работы в горных выработках: ему не развернуться в горных выработках и не добраться до труднодоступных мест, фрезерный барабан не сможет эффективно осуществлять поддир спекшейся горной массы, нарушения технологического процесса обработки трасс в горных выработках приведут к невозможности его использования.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является самоходная машина для работ в горных выработках, содержащая несущую раму с передними и задними движителями, закрепленные на раме поворотную стрелу с рабочим органом барабанного типа и рабочий орган отвального типа с механизмами регулирования его положения по высоте и поворота в горизонтальной плоскости (см. А.С. SU №250847, Е 21 F 17/00, 1964 г.). Эта машина более приспособлена к условиям рудников, но, как и предыдущие, слишком громоздка и маломаневренная, ее рабочие органы не справляются с поддиром спекшейся горной массы и в результате: или трассы остаются плохо очищенными, или машина ломается от перегрузки.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи повышения универсальности машины и надежности протекания технологического процесса, улучшения качества обработки дорог в рудниках и уборки спекшейся горной массы, повышения маневренности машины и ее рабочих органов в ограниченных условиях горной выработки, усиления прочностных характеристик конструкции машины.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в самоходной машине для работ в горных выработках, содержащей несущую раму с передними и задними движителями, закрепленные на раме поворотную стрелу с рабочим органом барабанного типа и рабочий орган отвального типа с механизмами регулирования его положения по высоте и поворота в горизонтальной плоскости, несущая рама выполнена в виде двух частей, связанных между собой вертикальным шарниром, расположенным между передними и задними движителями, поворотная стрела установлена на передней части несущей рамы в зоне передних движителей и дополнительно снабжена механизмом ее поворота в горизонтальной плоскости и рукоятью, закрепленной на конце стрелы, при этом рабочий орган отвального типа установлен на раме фронтально перед передними движителями и снабжен механизмом возвратно-поступательного перемещения в поперечной плоскости, а рабочий орган барабанного типа установлен перед рабочим органом отвального типа, выполнен в виде зубчатой фрезы, состоящей из неподвижной центральной опоры и примыкающих к ней, установленных на валу с возможностью вращения двух боковых барабанов, каждый из которых оснащен в центральной зоне спиральной навивкой и опорами для зубьев, расположенными на поверхности боковых барабанов по двухзаходной спирали с переменным шагом, причем как спиральная навивка, так и двухзаходные спирали опор выполнены на каждом боковом барабане противоположно направленными, при этом на каждой опоре закреплен стакан для установки зуба, а каждый зуб фрезы выполнен коническим, развернут вперед по направлению вращения боковых барабанов фрезы и установлен в стакане с возможностью вращения вокруг своей оси, причем оси стаканов развернуты веерообразно по отношению к спиральной навивке таким образом, что оси стаканов внутренней зоны боковых барабанов направлены к центральной опоре фрезы, а оси стаканов периферийной зоны направлены в противоположную сторону от центральной опоры фрезы, при этом часть опор зубьев периферийной зоны боковых барабанов фрезы расположена на их торцевой поверхности, причем скорость вращения зубьев выбирается большей, чем скорость вращения боковых барабанов фрезы, а, кроме того, поворотная стрела может быть выполнена изогнутой книзу и снабжена механизмом изменения длины выноса фрезы, а рукоять поворотной стрелы может быть выполнена поворотной в вертикальной плоскости.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена самоходная машина для выравнивания дорог в рудниках, вид сбоку.

На фиг.2 - то же, вид сверху.

На фиг.3 - то же, с передней частью несущей рамы, развернутой вокруг вертикального шарнира.

На фиг.4 - фреза, вид спереди.

На фиг.5 - зубья фрезы, вид сбоку.

Самоходная машина для работ в горных выработках включает несущую раму 1 и механизм ее перемещения, имеющий передние и задние движители 2 и 3. Несущая рама 1 выполнена в виде двух частей 4 и 5, связанных между собой вертикальным шарниром 6, расположенным между передними и задними движителями 2 и 3. На передней части 4 несущей рамы 1 в зоне передних движителей 2 установлена поворотная стрела 7 с рабочим органом барабанного типа, выполненным в виде зубчатой фрезы 8, а за ней фронтально по отношению к передней части 4 рамы 1 перед передними движителями 2 установлен рабочий орган отвального типа, выполненный в виде закругленного отвала 9. Поворотная стрела 7 оснащена механизмом ее поворота в вертикальной плоскости, выполненным в виде гидроцилиндра 10, и дополнительно снабжена механизмом 11 ее поворота в горизонтальной плоскости. Поворотная стрела также может быть оснащена механизмом 12 изменения длины выноса фрезы 8. На конце стрелы 7 установлена рукоять 13, которую можно закрепить жестко или также оснастить поворотным механизмом (на рисунке не показано). Поворотная стрела 7 может быть выполнена изогнутой книзу для обеспечения свободного пространства под нею для размещения фрезы 8.

Отвал 9 оснащен механизмом его поворота в вертикальной плоскости, выполненным в виде гидроцилиндра 14, механизмом 15 поворота в горизонтальной плоскости и реечным механизмом 16 возвратно-поступательного перемещения в поперечной плоскости относительно своего фронтального положения для частичного сдвигания отвала 9 вправо или влево относительно продольной оси Х-Х машины.

Фреза 8 в рабочем положении располагается перед отвалом 9. Она состоит из неподвижной центральной опоры 17 и примыкающих к ней, установленных на валу с возможностью вращения вокруг оси Y-Y двух боковых барабанов 18 и 19. Каждый из них оснащен в своей центральной зоне спиральной навивкой 20 и опорами 21 для зубьев 22, расположенными на поверхности боковых барабанов 18 и 19 по двузаходной спирали 23 и 24 с переменным шагом. Спиральная навивка 20 и двузаходные спирали 23 и 24 опор 21 выполнены на каждом боковом барабане 18 и 19 противоположно направленными. На каждой опоре 21 закреплен стакан 25 для установки зуба 22. Каждый зуб 22 фрезы 8 выполнен коническим, развернут вперед по направлению вращения боковых барабанов 18 и 19 фрезы 8 и установлен в стакане 25 с возможностью вращения вокруг оси Z-Z. Оси Z-Z стаканов 25 развернуты веерообразно по отношению к спиральной навивке 20 таким образом, что оси Z-Z стаканов 25 внутренней зоны боковых барабанов 18 и 19 направлены к центральной опоре 17 фрезы 8, а оси Z-Z стаканов 25 периферийной зоны барабанов 18 и 19 направлены в противоположную сторону от центральной опоры 17 фрезы 8. Часть опор 21 зубьев 22 периферийной зоны боковых барабанов 18 и 19 фрезы 8 расположена на ее торцевой поверхности 26. Фреза 8 имеет механизм (на рисунке не показан) регулировки скорости вращения зубьев 22 относительно скорости вращения ее боковых барабанов 18 и 19. Скорость вращения зубьев 22 выбирается большей, чем скорость вращения боковых барабанов 18 и 19 фрезы 8.

Самоходная машина для работ в горных выработках работает следующим образом. В транспортном положении отвал 9 и стрела 7 с фрезой 8 подняты вверх. Перед началом работы посредством гидроцилиндра 14 отвал 9 опускается в рабочее положение, с помощью механизма 15 выставляется угол поворота отвала 9 к фронтальной плоскости машины, а с помощью механизма 16 отвал 9 сдвигается плоскопараллельным движением вправо или влево. Стрела 7 посредством гидроцилиндра 10 опускается вниз до соприкосновения фрезы 8 с грунтом. Фреза 8 выставляется вперед механизмом 12 на оптимальное расстояние до отвала 9. Во время работы фрезы 8 глубина обработки грунта регулируется гидроцилиндром 10.

При работе фрезы 8 скорость вращения ее барабанов 18 и 19 значительно меньше скорости вращения зубьев 22 вокруг оси Z-Z. Именно высокий крутящий момент зубьев 22, угол наклона которых направлен в разные стороны по отношению к поверхности барабанов 18 и 19 и соответственно и к поверхности грунта, обеспечивает эффективное разрушение спекшейся горной породы. Такая конструкция фрезы 8 и машины в целом обеспечивает разрушение пород, не уступающее по прочности бетонным плитам. При работе машины с помощью механизма 11 стрела 7 с фрезой 8 совершает колебательные движения в поперечной плоскости, захватывая большие площади обработки. Вращением передней части 4 машины вокруг вертикального шарнира 6 обеспечивается доступ не только в разветвляющиеся туннели рудников, но и в любые труднодоступные места, что значительно повышает маневренность машины, а в сочетании с конструктивными особенностями стрелы 7, фрезы 8 и отвала 9 обеспечивает надежное протекание технологического процесса в сложных условиях рудников.

После окончания работы машина переводится в транспортное состояние, посредством гидроцилиндра 10 стрела 7 с фрезой 8 поднимается вверх, а при необходимости фреза 8 может быть повернута вокруг рукояти 13 (на рисунке не показано), что значительно уменьшает продольные габариты машины для ее транспортировки. Отвал 9 поднимается с помощью гидроцилиндра 14 и выставляется под углом к оси Х-Х таким образом, чтобы его поперечные габариты не выступали за пределы поперечных габаритов машины.

Такая конструкция машины и ее рабочих органов дает возможность значительно уменьшить габариты по сравнению с известными машинами, не снижая при этом прочностных характеристик, надежности протекания технологического процесса, а увеличивая ее маневренность и повышая универсализацию.

Таким образом, заявленное изобретение решает техническую задачу повышения универсальности машины и надежности протекания технологического процесса, улучшения качества обработки дорог в рудниках и уборки спекшейся горной массы, повышения маневренности машины и ее рабочих органов в ограниченных условиях горной выработки, усиления прочностных характеристик конструкции машины.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для механизации работ в подземных горных выработках рудников, в частности для выравнивания подземных трасс и поддира спекшейся горной массы. Техническая задача - повышение универсальности машины и надежности протекания технологического процесса, улучшение качества обработки дорог в рудниках и уборки спекшейся горной массы, повышение маневренности машины и ее рабочих органов в ограниченных условиях горной выработки, усиление прочностных характеристик конструкции машины. Самоходная машина для работ в горных выработках содержит несущую раму с передними и задними движителями, закрепленные на раме поворотную стрелу с рабочим органом барабанного типа и рабочий орган отвального типа с механизмами регулирования его положения по высоте и поворота в горизонтальной плоскости. Несущая рама выполнена в виде двух частей, связанных между собой вертикальным шарниром, расположенным между передними и задними движителями. Поворотная стрела установлена на передней части несущей рамы в зоне передних движителей и дополнительно снабжена механизмом ее поворота в горизонтальной плоскости и рукоятью, закрепленной на конце стрелы. При этом рабочий орган отвального типа установлен на раме фронтально перед передними движителями и снабжен механизмом возвратно-поступательного перемещения в поперечной плоскости. Рабочий орган барабанного типа установлен перед рабочим органом отвального типа, выполнен в виде зубчатой фрезы, состоящей из неподвижной центральной опоры и примыкающих к ней, установленных на валу с возможностью вращения двух боковых барабанов, каждый из которых оснащен в центральной зоне спиральной навивкой и опорами для зубьев, расположенными на поверхности боковых барабанов по двухзаходной спирали с переменным шагом, причем как спиральная навивка, так и двузаходные спирали опор выполнены на каждом боковом барабане противоположно направленными, при этом на каждой опоре закреплен стакан для установки зуба, а каждый зуб фрезы выполнен коническим, развернут вперед по направлению вращения боковых барабанов фрезы и установлен в стакане с возможностью вращения вокруг своей оси, причем оси стаканов развернуты веерообразно по отношению к спиральной навивке таким образом, что оси стаканов внутренней зоны боковых барабанов направлены к центральной опоре фрезы, а оси стаканов периферийной зоны направлены в противоположную сторону от центральной опоры фрезы, при этом часть опор зубьев периферийной зоны боковых барабанов фрезы расположена на их торцевой поверхности, причем скорость вращения зубьев выбирается большей, чем скорость вращения боковых барабанов фрезы. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Самоходная машина для работ в горных выработках, содержащая несущую раму с передними и задними движителями, закрепленные на раме поворотную стрелу с рабочим органом барабанного типа и рабочий орган отвального типа с механизмами регулирования его положения по высоте и поворота в горизонтальной плоскости, отличающаяся тем, что несущая рама выполнена в виде двух частей, связанных между собой вертикальным шарниром, расположенным между передними и задними движителями, поворотная стрела установлена на передней части несущей рамы в зоне передних движителей и дополнительно снабжена механизмом ее поворота в горизонтальной плоскости и рукоятью, закрепленной на конце стрелы, при этом рабочий орган отвального типа установлен на раме фронтально перед передними движителями и снабжен механизмом возвратно-поступательного перемещения в поперечной плоскости, а рабочий орган барабанного типа установлен перед рабочим органом отвального типа, выполнен в виде зубчатой фрезы, состоящей из неподвижной центральной опоры и примыкающих к ней, установленных на валу с возможностью вращения двух боковых барабанов, каждый из которых оснащен в центральной зоне спиральной навивкой и опорами для зубьев, расположенными на поверхности боковых барабанов по двухзаходной спирали с переменным шагом, причем как спиральная навивка, так и двухзаходные спирали опор выполнены на каждом боковом барабане противоположно направленными, при этом на каждой опоре закреплен стакан для установки зуба, а каждый зуб фрезы выполнен коническим, развернут вперед по направлению вращения боковых барабанов фрезы и установлен в стакане с возможностью вращения вокруг своей оси, причем оси стаканов развернуты веерообразно по отношению к спиральной навивке таким образом, что оси стаканов внутренней зоны боковых барабанов направлены к центральной опоре фрезы, а оси стаканов периферийной зоны направлены в противоположную сторону от центральной опоры фрезы, при этом часть опор зубьев периферийной зоны боковых барабанов фрезы расположена на их торцевой поверхности, причем скорость вращения зубьев выбирается большей, чем скорость вращения боковых барабанов фрезы.2. Самоходная машина для работ в горных выработках по п.1, отличающаяся тем, что поворотная стрела выполнена изогнутой книзу.3. Самоходная машина для работ в горных выработках по п.1, отличающаяся тем, что рукоять поворотной стрелы выполнена поворотной в вертикальной плоскости.4. Самоходная машина для работ в горных выработках по п.1, отличающаяся тем, что поворотная стрела снабжена механизмом изменения длины выноса фрезы.