ОЧИСТНОЙ КОМБАЙН С ШНЕКОВЫМ ИЛИ БАРАБАННЫМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ОРГАНОМ Российский патент 2013 года по МПК E21C35/12 

Описание

Настоящее изобретение относится к очистному комбайну с шнековым или барабанным исполнительным органом.

Очистные комбайны с шнековым или барабанным исполнительным органом являются в горной промышленности наиболее часто используемыми добычными машинами. Конструкция этих машин и продуктов оптимизировалась на протяжении многих лет. Однако оказалось, что принятая на сегодняшний день конструкция для мощностей менее 1,4 м может использоваться лишь с ограничениями. Тот факт, что мощность электродвигателя с увеличением объема возрастает, или с уменьшением объема падает, резко ограничивает имеющиеся в распоряжении мощности двигателей при одинаковой конструкции очистных комбайнов с шнековым или барабанным исполнительным органом при малых высотах этажа. Наряду с имеющейся в распоряжении мощностью важным критерием конструкции мощной машины прежде всего являются загрузочные характеристики.

Общая мощность машины ограничивается геометрией. Особенным препятствием здесь для уже имеющихся в распоряжении машин являются следующие обстоятельства: малая мощность электродвигателей привода шарошки проходческого комбайна, малая мощность лебедок с самостоятельным приводом, малая устойчивость машины (набегание или скачки), плохие загрузочные характеристики (малое поперечное сечение каналов транспортировки для угля в валке, блокировка потока угля рычагом, маленький туннель под машиной, поскольку машины стоят над транспортером в виде моста, низкая скорость, с которой щиты могут следовать за валком и низкая скорость, которой достигает машинист комбайна при управлении машиной.

Комбайн для выемки полезного ископаемого описан, в частности, в SU 1209846 А. Этот комбайн снабжен шнековым исполнительным органом для выемки подземным способом, корпусом машины, перемещаемым вдоль транспортера, и по меньшей мере двумя режущими валками, установленными на соответствующих кронштейнах, при этом корпус машины установлен на два приводных элемента с возможностью перемещения по зубчатой рейке, обеспечивающих осуществление процесса.

Изобретение предлагает усовершенствованную конструкцию очистного комбайна с шнековым или барабанным исполнительным органом, в котором туннель для транспортировки угля и погрузочные характеристики заметно улучшены.

В одном из вариантов выполнения очистного комбайна с шнековым или барабанным исполнительным органом согласно изобретению две из четырех ножек движутся на транспортере. Корпус машины двумя другими ножками с лыжами опирается на лежачий бок. Кроме того, очистной комбайн может обладать одним или несколькими из следующих свойств:

- Корпус машины имеет отверстия для технического обслуживания в направлении транспортера. Привод для подачи находится со стороны угольного забоя.

- В угольном забое очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом удерживается в желательном положении на двух направляющих ножках скольжения. Эти направляющие ножки активно регулируются по высоте. Благодаря этому регулированию горизонтальное управление на лежачем боку выполняется с незначительной перестановкой.

- Кабелепровод должен прокладываться как можно выше, чтобы кабели могли образовывать друг над другом петли.

- Валок в качестве органов управления имеет только одно устройство управления, закрепленное на кабельном мосту. Этот кабельный мост с помощью направляющей скольжения опирается на раму кабельного канала. На раме машины этот кабельный мост закреплен посредством шарнира.

На фиг.1 схематично изображен вид сбоку очистного забоя с секцией 10 крепи, с которой известным образом шарнирно соединен транспортер 12. Позицией 14 обозначен корпус машины очистного комбайна с шнековым или барабанным исполнительным органом, схематично показанного на фигуре одним блоком. Очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом двумя ножками въезжает на транспортер 12. В угольном забое очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом направляется двумя полозьями 16, регулируемыми по высоте и удерживаемыми в своем вертикальном положении посредством управляющего устройства. Позицией 18 обозначены резцы валка.

Подача электроэнергии в корпус 14 машины осуществляется по кабельному мосту 20, закрепленному на раме машины очистного комбайна с шнековым или барабанным исполнительным органом посредством шарнира 22. Со стороны очистного забоя транспортера 12 кабельный мост 20 опирается на раму кабельного туннеля 24 посредством направляющей скольжения. С кабельным мостом 20 соединено устройство 26 управления, с помощью которого управляется очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом.

На фиг.2 схематично и в перспективе изображены виды корпуса 14 машины, снабженного с обоих торцов поворотными креплениями 30 для снабженного валком кронштейна. Как показано на фиг.2 справа, корпус 14 машины со стороны угольного забоя снабжен двумя полозьями 16, 16', вертикально переставляемыми посредством гидроцилиндров 17, 17', соответственно. Кроме того, корпус 14 машины, как показано, снабжен датчиками, определяющими его наклон, а также его движение по всем трем осям пространства.

Со стороны транспортера 12 корпус 14 машины снабжен двумя приводными шестернями 32 и 34, известным образом заходящими в зубчатую рейку 35. При этом ползун 36, предусмотренный на приводной шестерне 32, 34, может быть выполнен таким образом, чтобы он адаптировался к наклону транспортера 12.

Соответствующая ведущая шестерня 32, 34 для подачи может быть закреплена на выходном валу планетарной передачи. Соответствующая установка изображена на фиг.3, в которой показаны две планетарных передачи 40, 42, на выходных валах 44, 46 которых закреплены соответствующие приводные шестерни 32, 34. Обе коронных шестерни 48, 50 планетарных передач 40 и 42 с одной стороны закреплены шарнирно, а с другой - посредством исполнительных элементов, или гидроцилиндров 54-57 на корпусе 14 машины.

Как показано на фиг.3, планетарная передача 40, изображенная на фиг.3 слева, содержит на наружной окружности своей коронной шестерни 48 диаметрально противоположно установленные шарниры 52, 53, на которых установлены соответствующие гидроцилиндры 54, 55, перемещаемые по вертикали. Для планетарной передачи 42 произведена аналогичная установка, так что коронная шестерня 50 планетарной передачи 42 соединена с корпусом 14 машины (левым) гидроцилиндром 56 и правым гидроцилиндром 57.

Как показано на фиг.3, левый гидроцилиндр 54 планетарной передачи 40 линией 58 соединен с левым гидроцилиндром 56 планетарной передачи 42. Аналогичным образом правый гидроцилиндр 55 планетарной передачи 40 линией 59 соединен с правым гидроцилиндром 57 правой планетарной передачи 42. Во все гидроцилиндры встроен комбинированный датчик силы/пути, причем все датчики (показанными штрихами) линиями управления соединены с электронным устройством 60 управления. С помощью этого устройства 60 управления может управляться также управляющий распределитель 62, с помощью которого может производиться выравнивание между обеими линиями 58 и 59.

Вышеописанное устройство служит для компенсации погрешности шага зубчатой рейки 35. Отдельные приводные сегменты зубчатой рейки 35 смонтированы на желобе транспортера 12. Поскольку отдельные элементы желоба подвижны относительно друг друга, возникает погрешность шага, так как две дистанцированные ножки корпуса машины приводятся в действие одновременно с шестернями 32 и 34. При приведении во вращение шестерен 32 и 34 крутящий момент через соответствующую коронную шестерню воспринимается в обоих направлениях, а оттуда - через гидроцилиндры 54-77.

Поскольку оба цилиндра, воспринимающие крутящий момент, соответственно, в одном направлении, гидравлически соединены друг с другом, при различии крутящих моментов может происходить выравнивание. Поскольку привод в одном направлении всегда работает лишь ограниченное время, возможный дрейф может компенсироваться управляющим распределителем 62.

При конструировании машины кронштейн может быть прямым или изогнутым. Прямое исполнение позволяет выполнять правый и левый кронштейн идентичными. Асимметрия требуется только для подвески с опорой и упором для цилиндра с целью регулировки по высоте. Кронштейн изгибается для облегчения потока угля.

Если корпус валка режет в направлении вниз, а рычаг изогнут кверху, уголь подается на транспортер под кронштейном. Однако площадка, на которой здесь передается уголь, мала.

Многие низкие валки имеют направление резания первого валка снизу вверх. Благодаря этому эти валки имеют улучшенную устойчивость, да и их загрузочные характеристики также несколько лучше. В то же время изогнутый кронштейн здесь не является предпочтительным.

Больший проем между угольным забоем и транспортером позади первого режущего валка появляется лишь в том случае, если рычаг валка сможет уложиться впереди транспортера.

На фиг.4 схематично изображен вид сбоку очистного комбайна с шнековым или барабанным исполнительным органом согласно изобретению, который на фиг.4 движется слева направо и врезается в уголь К. С обоих торцевых концов корпуса 14 машины шарнирно подсоединены левый кронштейн А и правый кронштейн В соответственно. Кроме того, на левом кронштейне А находится приводной двигатель M1, а на правом - приводной двигатель М2. Валок W1, установленный на левом кронштейне А, движется против часовой стрелки, так что он срезает висячий бок в направлении снизу вверх. Валок W2, установленный на правом кронштейне В, движется по часовой стрелке, так что он срезает лежачий бок в направлении сверху вниз. Как еще будет пояснено более подробно со ссылкой на фиг.5-8, оба кронштейна А и В снабжены погрузочными лопатами 70 и 72, соответственно, жестко и неподвижно смонтированными на кронштейнах и перемещаемыми по высоте с кронштейнами. Тем самым кронштейну придается дополнительная жесткость, а погрузочная лопата обеспечивает подачу потока вырубленного угля на транспортер.

Как показано на фиг.4, валок W1 врезается в висячий бок явно выше. Корпус валка W1, врезающийся в висячий бок, позволяет большей части вырубленного им угля падать прямо вниз. Однако уголь, падающий в погрузочную лопату 70, погрузочной лопатой вкупе со спиральным спуском исполнительного органа W1 горной машины может прижиматься к транспортеру. В результате пространство над транспортером по существу остается для транспортировки угля. Сверху это пространство ограничивается только небольшим мостиком, по которому над транспортером осуществляется энергоснабжение и орошение водой.

На фиг.5 изображен вид сверху правого кронштейна В на фиг.4 с приводным двигателем М2, закрепленным на кронштейне В, и ведущего валка W2, приводимого во вращение приводным двигателем М2. Как показано на фиг.5, в виде сверху между приводным двигателем М2 и валком W2 находится погрузочная лопата 72, задача которой состоит в передаче угля, вырубленного валком, в направлении, поперечном направлению движения валка, т.е. транспортера 12 - в направлении стрелки X. Погрузочная лопата 72 жестко и неподвижно смонтирована на кронштейне В и перемещается по высоте с кронштейном. В результате того, что погрузочная лопата соединена с кронштейном в один конструктивный элемент, кронштейну придается дополнительная жесткость. Погрузочная лопата 72 поворачивает поток транспортируемого материала, тангенциально поступающий с валка, на 90° в направлении транспортера 12 и при этом поднимает его над кронштейном В. Как показано на фиг.7 и 8, погрузочная лопата 72, если смотреть сверху, имеет внешнее ограничение в виде круга или эллипса, которое может быть образовано в виде почти вертикальной стенки 74. Днище 76 погрузочной лопаты 72 восходит кверху в виде рампы (ср. фиг.8), так что поток транспортируемого материала по дороге поднимается настолько, что он может поступать на транспортер над кронштейном В. Верхняя кромка погрузочной лопаты 72 ограничена таким образом, что тот же валок на обратном пути может также врезаться в висячий бок на явно большей высоте.

Кронштейн В изогнут книзу и таким образом имеет вверху максимально возможный проем для потока угля. Благодаря такой форме кронштейн использует высоту ограничения транспортера. В проекции на поток угля он практически убирается за транспортер, благодаря чему проем для потока угля остается максимально возможным.

Как, в частности, показано на фиг.6, на каждом валке W1 и W2 по спирали установлены несколько резцов a-d. Отдельные резцы в поперечном сечении выполнены примерно прямоугольными, а по окружности валка ориентированы по спирали 80 таким образом, что направление транспортировки угля в угольном забое организовано примерно по касательной, т.е. в направлении окружности валка, а вблизи транспортера 12 - приблизительно параллельно оси вращения валка. При этом касательная к спиральной линии на участке вблизи транспортера 12 образует с направлением движения острый угол, а на участке угольного забоя с тем же направлением движения - угол, примерно или точно равный 90°, причем, в частности, каждая спиральная линия 80 изменяет свой шаг. Таким образом, касательная к продольной стороне резцов у резцов а, расположенных на фиг.6 с самого края справа, проходит примерно параллельно оси вращения валка, а у резцов d, расположенных на фиг.6 с самого края слева, - примерно под углом 45° к оси вращения. Благодаря этому поток транспортируемого материала, находящегося на погрузочной лопате 72, в результате вращательного движения валка продвигается на транспортер 12.

Изобретение относится к очистному комбайну с шнековым или барабанным исполнительным органом. Технический результат: улучшение конструкции очистного комбайна, а конкретно конструкции тоннеля для транспортировки угля, а также улучшение погрузочных характеристик комбайна. Очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом для выемки подземным способом с корпусом машины, перемещаемым вдоль транспортера, и по меньшей мере с двумя режущими валками (W1, W2), установленными на соответствующих кронштейнах (А, В), причем корпус машины установлен по меньшей мере на четырех элементах, обеспечивающих осуществление процесса, из которых два приводных элемента установлены с возможностью перемещения по зубчатой рейке. При этом два других элемента имеют полозья, опирающиеся на лежачий бок, а по меньшей мере на одном кронштейне (А, В) неподвижно закреплена погрузочная лопата, перемещаемая по высоте с кронштейном (А, В). 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом для выемки подземным способом с корпусом (14) машины, перемещаемым вдоль транспортера (12), и по меньшей мере с двумя режущими валками (W1, W2), установленными на соответствующих кронштейнах (А, В), причем корпус (14) машины установлен по меньшей мере на четырех элементах, обеспечивающих осуществление процесса, из которых два приводных элемента установлены с возможностью перемещения по зубчатой рейке (35), отличающийся тем, что два других элемента имеют полозья (16), опирающиеся на лежачий бок, причем по меньшей мере на одном кронштейне (А, В) неподвижно закреплена погрузочная лопата (72), перемещаемая по высоте с кронштейном (А, В).

2. Очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере один кронштейн (А, В) изогнут вниз и, в частности, имеет участок, по существу не выступающий за пределы расположенного рядом транспортера.

3. Очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом по п.1, отличающийся тем, что на валке (W1, W2) несколько резцов (a-d) установлены вдоль проходящих, в частности, параллельно друг другу спиральных линий (80), причем, в частности, касательная к спиральной линии на участке вблизи транспортера образует с направлением движения острый угол, а на участке угольного забоя с тем же направлением движения - угол, примерно или точно равный 90°, причем, в частности, каждая спиральная линия (80) изменяет свой шаг.

4. Очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом по п.1 или 2, отличающийся тем, что погрузочная лопата (72) выполнена с возможностью подъема потока нарубленного резцом угля над кронштейном и поворота его в направлении транспортера (12).

5. Очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом по п.1, отличающийся тем, что днище (76) погрузочной лопаты (72) восходит в виде рампы, и погрузочная лопата (72) имеет изогнутую направляющую стенку (74), проходящую по существу вертикально.

6. Очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом по п.1 или 3, отличающийся тем, что валок (W2), установленный по направлению движения спереди, имеет такое направление вращения, что уголь в лежачем боку вырубается в направлении сверху вниз, а валок (W1), установленный по направлению движения сзади, приводится во вращение таким образом, что уголь в висячем боку вырубается в направлении снизу вверх.

7. Очистной комбайн с шнековым или барабанным исполнительным органом по п.1, отличающийся тем, что между кабельным туннелем (24) транспортера (12) и корпусом (14) машины предусмотрен передвигаемый с ним кабельный мост (20).

8. Приводное устройство, в частности для очистного комбайна с шнековым или барабанным исполнительным органом по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что оно содержит два приводных вала (44, 46), соединенных с планетарной передачей (40, 42), соответствующие коронные шестерни которых (48, 50) шарнирно установлены на паре гидроцилиндров (54, 55; 56, 57).

9. Приводное устройство по п.8, отличающееся тем, что каждые два гидроцилиндра (54, 55; 56, 57) планетарной передачи гидравлически соединены друг с другом посредством выравнивающей линии (58, 59), причем, в частности, обе выравнивающие линии (58, 59) соединяются друг с другом через управляющий распределитель (62).

10. Приводное устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что каждый гидроцилиндр снабжен встроенным датчиком силы/пути.