РЫЧАЖНОЕ РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ СТВОЛОВОЙ ПОГРУЗОЧНОЙ МАШИНЫ С УПРАВЛЯЕМЫМ ГРЕЙФЕРОМ Российский патент 2009 года по МПК E02F3/38 E21D1/04 

Изобретение относится к горному делу, разработано для увеличения толщины слоя погрузки разрушенной горной массы с одной установки стволовой погрузочной машины при проходке вертикальных стволов буровзрывным способом, а также зачистки забоя в последней фазе погрузки.

Предлагаемое рычажное оборудование стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером позволяет осуществлять погрузку горной массы на значительной площади забоя ствола и с увеличенной глубиной заходки без перемещения погрузочной машины.

Известно рабочее оборудование буропогрузочной машины КС-4 по Н.А.Малевич. Машины и комплексы оборудования для проходки вертикальных стволов: М.: Недра, 1975, с.80-83. Буропогрузочная машина КС-4 предназначена для механизации процессов погрузки горной массы и бурения шпуров при проведении восстающих выработок прямоугольной формы сечением 5-9 м², проходимых сверху вниз по породам средней и ниже средней крепости с достаточно равномерным дроблением. Ее рычажное рабочее оборудование состоит из стрелы, шарнирно закрепленной на поворотной стойке, рукояти, на свободном конце которой шарнирно смонтирован двухчелюстной грейфер, гидродомкратов для поворота стрелы и рукояти, а также для открывания и закрывания двухчелюстного грейфера.

Рассматриваемое рабочее оборудование имеет ограниченную область применения, так как углы поворотов стрелы и рукояти и их продольные размеры незначительны. Такое рабочее оборудование не может быть использовано при проходке вертикальных стволов круглой формы и большого сечения, а также в породах среднекрепких и крепких при неравномерном дроблении.

Известно рычажное рабочее оборудование буропогрузочной машины КС-12 по Н.А.Малевич. Машины и комплексы оборудования для проходки вертикальных стволов: М.: Недра, 1975, с.75-79.

Механизм вождения (рабочее оборудование) состоит из стойки, стрелы, шарнирно закрепленной к стойке, поворотной рукояти, смонтированной на конце стрелы, гидродомкратов для поворота стрелы и рукояти в вертикальной плоскости, пневматической лебедки, смонтированной на верхнем конце рукояти и шестилопастного грейфера, подвешенного на канате к лебедке.

Отличительной особенностью механизма вождения буропогрузочной машины КС-12 является то, что гидродомкрат для поворота рукояти шарнирно связан с ней посредством двух рычагов. Такое соединение позволяет несколько (не намного) увеличить угол поворота рукояти относительно стрелы.

К недостаткам рассматриваемого рабочего оборудования относятся: отсутствие поворота оборудования в горизонтальной плоскости (для обслуживания забоя по окружности необходимо перемещение всей машины), малая длина рукояти и сравнительно малый угол поворота стрелы, что вызвало необходимость монтажа на конце рукояти пневматической лебедки для подвески на канате шестилопастного грейфера при неустойчивом его положении при зачерпывании.

Наиболее близким по конструктивному устройству является рабочее оборудование стволовой погрузочной машины «Погрузчик», известной по Н.А.Малевич. Машины и комплексы оборудования для проходки вертикальных стволов: М.: Недра, 1975, с.57-59. Рычажное рабочее оборудование машины «Погрузчик» состоит из поворотной мачты с реечным механизмом ее поворота с гидроприводом, шарнирно закрепленной на мачте стрелы, поворотной рукояти, пневматической лебедки, смонтированной на верхнем конце рукояти, шестилопастного грейфера, подвешенного на канате к пневматической лебедке, а также гидродомкратов для поворотов стрелы и рукояти в вертикальной плоскости.

Особенностью рассматриваемого рабочего оборудования является то, что гидродомкраты для поворотов стрелы и рукояти присоединены к ним посредством рычагов, что позволяет несколько увеличить углы их поворота по сравнению с шарнирным присоединением к жестко закрепленным кронштейнам.

К недостаткам рабочего оборудования стволовой погрузочной машины «Погрузчик» относится следующее: малые длины и сравнительно малые углы поворотов рукояти и стрелы, что не позволяет смонтировать грейфер непосредственно на нижнем конце рукояти. К недостаткам относится также подвеска грейфера на канате и его неустойчивость на забое при зачерпывании неоднородно дробленой горной массы.

На основании вышеизложенного имеется необходимость в разработке конструктивной схемы рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины, имеющего большую амплитуду перемещения верхнего конца стрелы и обеспечивающего захват и погрузку горной массы в транспортные средства грейфером, смонтированным непосредственно на нижнем конце удлиненной рукояти, а также осуществлять захват и зачистку горной массы у стенок ствола в последней фазе погрузки.

Задачей настоящего изобретения является разработка более совершенной конструкции рычажного рабочего оборудования стволовых погрузочных машин с управляемым грейфером, смонтированным на нижнем конце удлиненной рукояти. При этом углы поворотов стрелы и рукояти должны быть увеличены по сравнению с углами существующего рычажного рабочего оборудования для увеличения глубины слоя погрузки горной массы и площади обслуживания забоя с одной установки стволовой погрузочной машины.

Согласно изобретению, поставленные задачи достигаются тем, что рычажное рабочее оборудование стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером, включающее монтажную плиту со смонтированными на ней поворотной мачтой, реечным гидродомкратным механизмом ее поворота, шарнирно смонтированную на поворотной мачте стрелу, связанную с ней шарнирно рукоять, смонтированный шарнирно на ее нижнем свободном конце шестилопастной грейфер, гидродомкрат управления положением стрелы в вертикальной плоскости, гидродомкрат поворота рукояти относительно стрелы, отличающееся тем, что оно снабжено двумя управляющими гидродомкратами для шестилопастного грейфера, присоединенными к рукояти при помощи жестко закрепленных стоек и шаровых шарниров. Гидродомкрат управления положением стрелы связан с монтажной плитой посредством шарового шарнира, установленного в соответствующем гнезде, смонтированном на монтажной плите. Для обеспечения увеличения углов поворота стрелы и рукояти, гидродомкраты управления положением стрелы и рукояти связаны со стрелой посредством шарнирных кронштейнов, смонтированных в пазах, выполненных на верхней стороне стрелы. Шарнирные кронштейны имеют возможность как одновременного, так и последовательного ограниченного продольного перемещения посредством отдельных гидродомкратов, установленных внутри стрелы.

Существенными отличиями являются:

1. Рычажное рабочее оборудование стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером, включающее монтажную плиту со смонтированными на ней поворотной мачтой, реечным гидродомкратным механизмом поворота мачты и гнездом под шаровой шарнир гидродомкрата подъема и опускания удлиненной стрелы, смонтированную шарнирно на поворотной мачте удлиненную стрелу, связанную с ней шарнирно удлиненную рукоять, смонтированный на свободном конце рукояти, управляемый шестилопастной грейфер, гидродомкраты для вертикального перемещения (поворота) стрелы и рукояти, два управляющих гидродомкрата грейфера и гидродомкраты шарнирных кронштейнов имеют подвижные кронштейны для шарнирного соединения гидродомкратов поворота удлиненных стрелы и рукояти. Шарнирные кронштейны имеют возможность ограниченного продольного перемещения в пазах верхней поверхности удлиненной стрелы посредством отдельных гидродомкратов, смонтированных внутри стрелы. При этом продольные перемещения шарнирных кронштейнов могут осуществляться как одновременно, так и последовательно.

2. Изменение положения шарнирных кронштейнов домкратов поворота позволяет регулировать в широких пределах амплитуду перемещения (углы поворота) соответственно удлиненных стрелы и рукояти. При большой амплитуде перемещения стрелы создается возможность выгрузки горной массы из забоя ствола на большую глубину (толщину слоя горной массы).

3. Управляемый грейфер присоединен посредством шарового или карданного шарнира к нижнему концу удлиненной рукояти с возможностью его ограниченного поворота в вертикальной и кругового поворота в горизонтальной плоскостях при помощи двух управляющих гидродомкратов.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг.1. Общая конструктивная схема рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером.

Фиг.2. Схема расположения подвижных шарнирных кронштейнов с гидродомкратами перемещения по длине стрелы.

Фиг.3. Поперечное сечение стрелы.

Фиг.4. Схема углов поворота стрелы при неподвижном и передвижном шарнирном кронштейне домкрата поворота.

На фиг.1 представлена общая конструктивная схема рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером. Оно состоит из монтажной плиты 1 со смонтированными на ней: поворотной мачтой 2, реечным гидродомкратным механизмом 3 поворота мачты 2 и гнездом 4 под шаровой шарнир. К поворотной мачте 2 шарнирно присоединена удлиненная стрела 5, на противоположном конце которой шарнирно закреплена удлиненная рукоять 6. К нижнему концу рукояти 6 посредством шарового шарнира 7 присоединен управляемый шестилопастной грейфер 8. Поворот удлиненной стрелы 5 осуществляется посредством гидродомкрата 9, который верхней частью присоединен шаровым шарниром 10 к гнезду 4 монтажной плиты 1, а нижним - к подвижному шарнирному кронштейну 11.

Поворот удлиненной рукояти 6 осуществляется при помощи гидродомкрата 12, присоединенного обычным шарниром к верхней части удлиненной рукояти, а нижним - к подвижному шарнирному кронштейну 13.

Управление шестилопастным грейфером 8 производится посредством двух управляющих гидродомкратов 14, присоединенных к удлиненной рукояти 6 при помощи жестко закрепленных стоек 15 и шаровых шарниров 16. Нижними концами управляющие домкраты 14 одинарными шарнирами присоединены к траверсе 17 грейфера 8.

На фиг.2 представлена схема внутренней части стрелы 5 с размещенными внутри нее гидродомкратом 18 для перемещения шарнирного кронштейна 11 гидродомкрата 9 подъема и опускания стрелы и гидродомкрата 19, перемещающего шарнирный кронштейн 13 гидродомкрата 12 поворота рукояти 6.

На фиг.3 представлено поперечное сечение А-А стрелы 5 (фиг.1). Шарнирные кронштейны 11 и 13 перемещаются в продольных направляющих пазах 20, выполненных разрезами 20 в верхней части рукояти 5 и направляющими брусьями 21.

На фиг.4 представлена схема углов поворота удлиненной стрелы 5 при жестко закрепленном и подвижном шарнирном кронштейне 11. I - горизонтальное положение стрелы 5 и вертикальное рукояти 6. Гидродомкраты поворотов 9 и 12 соответственно стрелы и рукояти в нейтральном (среднем) положении. При жестко закрепленном шарнирном кронштейне 11 (т.А) угол амплитуды колебания между верхним и нижним предельными положениями II и III составляет α'. При подвижном шарнирном кронштейне 11 предельные положения стрелы: верхнее IV, нижнее V, а угол амплитуды колебания α''.

Соответственно будут изменяться углы поворота рукояти 6.

Принцип работы рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером.

В начальной фазе погрузки рабочее оборудование размещается так, чтобы удлиненная стрела 5, занимая предельно верхнее положение, обеспечивала опускание удлиненной рукояти 6 совместно с грейфером и с захватом им горной массы с последующим подъемом на высоту, несколько превышающую высоту транспортного средства (обычно проходческой бадьи).

При небольшой и средней глубине заходки амплитуда колебания удлиненной стрелы 5 обеспечивает выгрузку (погрузку) на всю толщину слоя разрушенной горной массы.

При проходке стволов с большей величиной заходки за один цикл стволовая погрузочная машина с предлагаемым рычажным рабочим оборудованием с управляемым грейфером должна перемещаться и устанавливаться в новое положение.

Изобретение относится к горному делу, в частности к рычажному рабочему оборудованию стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером. Технический результат - совершенствование конструкции рычажного механизма стволовых погрузочных машин. Рычажное рабочее оборудование стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером включает монтажную плиту 1 со смонтированными на ней поворотной мачтой 2, реечным гидродомкратным механизмом 3 ее поворота, смонтированную шарнирно на поворотной мачте 2 стрелу 5, связанную с ней шарнирно рукоять 6, смонтированный на свободном конце рукояти 6 управляемый шестилопастной грейфер 8, гидродомкрат управления положением стрелы 9, гидродомкрат управления 12 рукоятью. Рычажное рабочее оборудование снабжено двумя управляющими гидродомкратами 14 для шестилопастного грейфера, присоединенными к рукояти 6 при помощи жестко закрепленных стоек 15 и шаровых шарниров 16. Гидродомкрат управления положением стрелы 9 связан с монтажной плитой 1 посредством шарового шарнира 10, установленного в соответствующем гнезде 4, выполненном на монтажной плите 1. При этом для обеспечения увеличения угла поворота стрелы и рукояти, гидродомкраты управления положением стрелы 9 и рукояти 12 связаны со стрелой 5 посредством шарнирных кронштейнов 11, 13, смонтированных в пазах, выполненных на верхней стороне стрелы 5, с возможностью как одновременного, так и последовательного ограниченного продольного перемещения посредством отдельных гидродомкратов, установленных внутри стрелы. 4 ил.

Рычажное рабочее оборудование стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером, включающее монтажную плиту со смонтированными на ней поворотной мачтой, реечным гидродомкратным механизмом ее поворота, смонтированную шарнирно на поворотной мачте стрелу, связанную с ней шарнирно рукоять, смонтированный на свободном конце рукояти управляемый шестилопастной грейфер, гидродомкрат управления положением стрелы, гидродомкрат управления рукоятью, отличающееся тем, что оно снабжено двумя управляющими гидродомкратами для шестилопастного грейфера, присоединенными к рукояти при помощи жестко закрепленных стоек и шаровых шарниров, гидродомкрат управления положением стрелы связан с монтажной плитой посредством шарового шарнира, установленного в соответствующем гнезде, выполненном на монтажной плите, при этом для обеспечения увеличения угла поворота стрелы и рукояти, гидродомкраты управления положением стрелы и рукояти связаны со стрелой посредством шарнирных кронштейнов, смонтированных в пазах, выполненных на верхней стороне стрелы, с возможностью как одновременного, так и последовательного ограниченного продольного перемещения посредством отдельных гидродомкратов, установленных внутри стрелы.