КОМБАЙН ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНОЙ Российский патент 2019 года по МПК E21C27/20 E21C31/00 E21C29/22 

Изобретение относится к горному машиностроению, в частности к оборудованию для подземной очистной выемки калийной руды и угля в камерах и проходки выработок овально-арочной формы.

Известен комбайн проходческо-очистной (прототип), содержащий рабочее оборудование, включающее исполнительный орган, отбойное устройство, бермовый орган, щитки; конвейер, лыжи, гусеничный ход и бурильную установку, выполненную с возможностью автоматического бурения; электросистему и гидросистему, содержащую три контура, при этом первый контур - контур привода гидромоторов гусеничного хода, включает первый и второй насосы, обратный клапан, регулятор расхода, гидроблок хода, содержащий два распределителя, предохранительный клапан и гидромоторы хода, гидрозамки, установленные в цепи управления производительностью первого и второго насосов; второй контур - контур силовых гидроцилиндров управления рабочим оборудованием, включает третий насос, последовательно соединенные первый и второй шестисекционные гидрораспределители с предохранительными клапанами, соединенные с гидроцилиндрами управления рабочим оборудованием, при этом в цепь управления поворотом конвейера включен гидрозамок; третий контур - контур управления движением комбайна и бурильной установкой, включает четвертый и пятый насосы, четырехсекционный гидрораспределитель хода с предохранительным клапаном, гидроцилиндры переключения скоростей, гидроцилиндры подачи кареток бурильной установки, гидроцилиндры распора буровой установки и гидромоторы вращения сверл, гидрозамки, установленные в цепи управления гидроцилиндрами переключения скоростей, при этом гидроблок хода включает реактивные клапаны; в цепи управления бермовым органом, устройством отбойным, исполнительным органом, щитками, лыжами, подъемом конвейера и подтяжкой цепи конвейера включены тормозные клапаны, закрепленные непосредственно на корпусах соответствующих гидроцилиндров при помощи гидравлических трубок; контур управления движением комбайна и бурильной установкой содержит первый гидроблок, включающий четыре взрывозащищенных электроуправляемых распределителя, два предохранительных клапана, дроссель и регулятор расхода, второй гидроблок, включающий первый и второй гидроуправляемые распределители с предохранительными клапанами; четыре логических клапана ИЛИ, при этом четвертый насос соединен последовательно через первый взрывозащищенный электроуправляемый распределитель и предохранительный клапан первого гидроблока, дроссель, второй гидроуправляемый распределитель и предохранительный клапан второго гидроблока с гидроцилиндрами распора кареток бурильной установки, пятый насос через второй и третий взрывозащищенные электроуправляемые распределители первого гидроблока, третий и четвертый логические клапаны ИЛИ, первый гидроуправляемый распределитель и предохранительный клапан второго гидроблока соединен с гидроцилиндрами подачи левой и правой кареток бурильной установки и с гидромоторами вращения сверл; четвертый взрывозащищенный электроуправляемый распределитель первого гидроблока через первый и второй логические клапаны ИЛИ и четырехсекционный гидрораспределитель хода соединен с гидроблоком хода, а гидроцилиндры переключения скоростей и гидроцилиндры подачи кареток бурильной установки снабженные концевыми выключателями [1]. Недостатками известного устройства являются невозможность поддержания постоянного натяжения цепи конвейера в автоматическом режиме, недостаточная маневренность комбайна, недостаточная надежность привода бурильной установки, недостаточная безопасность эксплуатации комбайна, высокая стоимость гидравлической системы.

Задачей изобретения является повышение маневренности комбайна проходческо-очистного, повышение безопасности его эксплуатации, повышение надежности привода бурильной установки, обеспечение постоянного натяжения цепи конвейера в автоматическом режиме, снижение стоимости гидравлической системы.

Поставленная задача решается тем, что комбайн проходческо-очистной, содержит рабочее оборудование, включающее исполнительный орган, отбойное устройство, бермовый орган, щитки; скребковый конвейер, лыжи, гусеничный ход и бурильную установку, выполненную с возможностью автоматического бурения; электросистему и гидросистему, содержащую три контура, при этом первый контур - контур привода гидромоторов гусеничного хода - включает первый и второй насосы, гидромоторы хода, гидрозамок, установленный в цепи управления производительностью первого и второго насосов; второй контур - контур силовых гидроцилиндров управления рабочим оборудованием - включает третий насос, последовательно соединенные первый и второй шестисекционные гидрораспределители с предохранительными клапанами, соединенные с гидроцилиндрами управления рабочим оборудованием, при этом в цепи управления цилиндрами исполнительного органа включены тормозные клапана; третий контур - контур управления движением комбайна и бурильной установкой - включает четвертый и пятый насосы, четырехсекционный гидрораспределитель хода с предохранительным клапаном и двумя клапанами ИЛИ, первый гидроблок, включающий четыре взрывозащищенных электроуправляемых распределителя, второй гидроблок, включающий первый и второй гидроуправляемые распределители с предохранительными клапанами, соединенные последовательно через первый и второй шестисекционные гидрораспределители контура силовых гидроцилиндров, гидроцилиндры переключения скоростей, гидроцилиндр распора буровой установки и гидромотор вращения сверла, гидрозамки, установленные в цепи управления гидроцилиндрами переключения скоростей, при этом гидроблоки хода с реактивными и предохранительными клапанами разделены и на каждой питающей линии гидроблоков установлены регуляторы расхода; в цепи управления бермовым органом, устройством отбойным, щитками, лыжами, подъемом и поворота конвейера включены гидрозамки, закрепленные непосредственно на корпусах соответствующих гидроцилиндров при помощи гидравлических трубок, а в цепи управления цилиндрами натяжки цепи конвейера установлен блок подпитки, состоящий из обратного и предохранительного клапанов, а также пневмогидроаккумулятора, соединенных с четвертым насосом; контур управления движением комбайна и бурильной установкой содержит третий гидроблок, включающий гидроуправляемый распределитель с предохранительным клапаном; гидромотор подачи каретки бурильной установки и в цепи управления данного мотора встроены два дросселя; третий гидроблок подключен к пятому насосу, а четырехсекционный гидрораспределитель хода подключен к четвертому насосу; первый взрывозащищенный электроуправляемый распределитель соединен со вторым гидроуправляемым распределителем второго гидроблока, который соединен с гидроцилиндром распора бурильной установки, второй взрывозащищенный электроуправляемый распределитель соединен с первым гидроуправляемым распределителем второго гидроблока, который соединен с гидромотором подачи каретки бурильной установки, а третий взрывозащищенный электроуправляемый распределитель соединен с первым гидроуправляемым распределителем третьего гидроблока который соединен с гидромотором вращения сверл.

Изобретение поясняется фигурами, где на фиг. 1 представлен комбайн проходческо-очистной, общий вид, на фиг. 2 - принципиальная схема гидравлической системы комбайна, на фиг. 3 - фрагмент А на фиг. 2, на фиг. 4 - фрагмент Б на фиг. 2.

Комбайн проходческо-очистной включает исполнительный орган 1, отбойное устройство 2, бермовый орган 3, щитки 4, скребковый конвейер 5, лыжи 6; гусеничный ход 7, бурильную установку 8, электросистему 9 и гидросистему 10, выполненную с возможностью автоматического бурения, которая содержит гидробак, насосы 11-16, гидромоторы 17-20, гидроцилиндры 21-38, соединительные трубопроводы и выполнена по трехконтурной схеме. Первый контур гидросистемы 10 - контур привода гидромоторов гусеничного хода 7 содержит первый 11 и второй 12 насосы, регуляторы расхода 39 и 40, гидроблоки хода 41 и 42, включающие два распределителя 43 и 44, предохранительные клапана 45-46 и реактивные клапаны 47-50, и гидромоторы хода 17, 18. Второй контур силовых гидроцилиндров управления рабочим оборудованием содержит третий насос 13, последовательно соединенные первый и второй шестисекционные гидрораспределители 51 и 52 с предохранительными клапанами, соединенные с гидроцилиндрами 21-35 управления рабочим оборудованием. Каждый из гидрораспределителей 51 и 52 состоит из шести секций 53-58 и 59-64 соответственно. В цепи управления бермовым органом 3, устройством отбойным 2, щитками 4, лыжами 6, подъемом и поворота конвейера 5 включены гидрозамки 65-75, а в цепь управления исполнительным органом 1 включены тормозные клапаны 76-77, закрепленные непосредственно на корпусах гидроцилиндров при помощи гидравлических трубок. Третий контур управления движением комбайна и бурильной установкой 8 содержит четвертый 14 и пятый 15 насосы, четырехсекционный гидрораспределитель хода 78, состоящий из секций 79-82 с предохранительным клапаном 83, первый гидроблок 84, включающий четыре взрывозащищенных электроуправляемых распределителя 85-88, предохранительный клапан 89, соединенный с тормозными гидроцилиндрами 90 и 91, а также соединенный с блоком подпитки 92, включающий в себя обратный клапан 93, предохранительный клапан 94 и пневмогидроаккумулятор 95; второй гидроблок 96, включающий первый 97 и второй 98 гидроуправляемые распределители и предохранительные клапана 99 и 100; третий гидроблок 101, включающий гидроуправляемый распределители 102 и предохранительный клапан 103; два логических клапана ИЛИ 104-105, гидроцилиндры переключения скоростей 36 и 37, гидромотор подачи каретки бурильной установки 19, снабженная концевыми выключателями, гидроцилиндр распора буровой установки 38 и гидромотор 20 вращения сверла. В цепи управления гидроцилиндром распора 38 каретки бурильной установки 8 установлен гидрозамок 108, а в цепи управления гидромотором 19 подачи каретки бурильной установки 8 установлены дросселя 106-107 и гидрозамок 109; При этом от насоса 14 запитан первый гидроблок 84, второй гидроблок 96 последовательно соединен с первым и втором шестисекционными гидрораспределителями 51 и 52, а третий гидроблок 101 питается от насоса 15; третий 81 и четвертый 82 распределитель гидрораспределителя хода 78 через первый и второй логические клапаны 104, 105 соединены с гидроблоками хода 41 и 42; в цепи управления гидроцилиндрами 36, 37 переключения скоростей и производительностью первого 11 и второго 12 насосов включены гидрозамки 75, 110.

Комбайн проходческо-очистной работает следующим образом.

Гусеничный ход 7 обеспечивает перемещение комбайна во время холостого хода, маневрирование в выработке и подачу на забой, разрушаемый посредством исполнительного органа 1, отбойного устройства 2 и бермового органа 3, которым осуществляется разрушение массива в нижних углах выработки, а также подача отбитой горной массы в приемную часть конвейера 5, транспортирующего ее далее в бункер-перегружатель или самоходный вагон. Бурение шпуров под анкерное крепление выработок осуществляется бурильной установкой 8 комбайна. Управление комбайном осуществляется посредством электросистемы 9 и гидросистемы 10, обеспечивающей управление ходом комбайна в ручном и автоматическом режиме, передвижение комбайна с рабочей и маневровой скоростями, а также перемещение его рабочего оборудования. Заправку гидросистемы 10 осуществляют с помощью насоса 16 через масляный фильтр, расположенный на гидробаке.

Распределитель 85, находясь в нейтральном положении, не дает возможность осуществлять движение комбайну, рабочий ход которого включается только при переключении рукоятки станции компактной электрооборудования 9 в положение "ручной" или "авт.", что обеспечивает повышение безопасности эксплуатации комбайна.

При включении режима "авт." рабочая жидкость от насоса 14 направляется распределителем 85 гидроблока 84 в канал управления и через логические клапаны 104 и 105 попадает в управляющие каналы гидроблоков хода 41 и 42, переключив распределители 43 и 44, которые направляют поток от насосов 11 и 12 к гидромоторам 17 и 18.

При включении режима "ручной" рабочая жидкость от насоса 14 направляется распределителем 85 гидроблока 84 в канал управления и через рукав высокого давления в напорный канал гидрораспределителя хода 78. Для включения рабочего хода машины переключают рукоятки гидрораспределителей 81 и 82 выбора направления движения комбайна в необходимое положение. От указанных гидрораспределителей рабочая жидкость поступает в полости управления гидрораспределителей 43 и 44 гидроблоков хода 41 и 42, последние, переключившись, направляют поток жидкости от насосов 11 и 12 в соответствующие полости гидромоторов 17 и 18.

С помощью гидрораспределителя 79 получают два варианта рабочей скорости комбайна и два варианта маневровой скорости комбайна. При нижнем положении рукоятки гидрораспределителя 79 производительность насосов рабочего хода 11 и 12 будет минимальной, а при верхнем положении - максимальной. Для дополнительного расширения диапазонов скоростей комбайна предусмотрена возможность переключения кинематической передачи от гидромоторов 17 и 18 на звезду посредством управляющих гидроцилиндров 36 и 37, управление которыми осуществляется от гидрораспределителя 80, т.е. при положении его рукояток "переключение скорости маневрирования" Дальнейшее уменьшение данных скоростей осуществляется регуляторами расхода 39 и 40, расположенными в кабине машиниста, при их открытии часть рабочей жидкости сбрасывается на слив, что уменьшает скорость вращения приводных 17 и 18 гидромоторов.

Управление гидроцилиндрами 21-35 осуществляется при помощи двух последовательно соединенных гидрораспределителей 51 и 52. При нейтральном положении золотников гидрораспределителей 51 и 52 рабочая жидкость сливается в бак через разгрузочную линию. Сливная и разгрузочная линия выполнены раздельно. Разгрузочная линия распределителя 52 соединена с напорным вводом гидрораспределителя 51. Основной рабочий предохранительный клапан распределителя 52 настроен на определенное давление срабатывания (например 16 МПа), а клапан распределителя 53 настроен на более высокое давление срабатывания (например 20 МПа). В режиме холостого хода, при работающем насосе 13, все золотники гидрораспределителей 51, 52 находятся в нейтральном положении, т.е. отсутствуют какие-либо исполнительные команды.

Гидрозамки 65-75 обеспечивает жесткую фиксацию гидроцилиндров 21-24, 27-30 и 33-37 в промежуточном положении, а тормозные клапаны 76-77 - равномерное движение гидроцилиндров 25-26, имеющих внешнюю инерционную нагрузку, а также предохраняют гидроцилиндры от воздействия внешних механических нагрузок. При этом гидрозамки 65-75 и тормозные клапана 76-77 закреплены непосредственно на корпусах соответствующих гидроцилиндров при помощи гидравлических трубок, что в случае обрыва трубопровода одного из гидроцилиндров управления позволяет предупредить падение давления в гидравлической системе, повышая тем самым безопасность эксплуатации комбайна.

Бурение шпуров с помощью бурильной установки 8 в автоматическом режиме осуществляют при остановленном комбайне.

Последовательное соединение нейтральной линии распределителя 51 и распределителей 97 и 98 гидроблока 96 обуславливает блокировку работы бурильной установки 8 при включении хотя бы одного золотника распределителей 51, 52. Происходит это потому, что золотники своими разгрузочными каналами соединены последовательно и образуют сквозной канал только тогда, когда все находятся в нейтральном положении. При включении хотя бы одного золотника распределителей 51 или 52, канал перекрывается и рабочая жидкость к распределителю 97 и 98 не поступает.Максимальное давление ограничивается предохранительным клапаном 100.

При подаче электрического сигнала на электроуправляемый распределитель 88 происходит перемещение золотника во второе рабочее положение, тем самым обеспечивая подачу гидравлического сигнала на распределитель 97. Гидроцилиндром 38 распора податчик бурильной установки 8 поднимаются до упора в кровлю, одновременно с началом движения рамы вверх, подается электрический сигнал на электроуправляемый распределитель 86, включающий через распределитель 102, вращатель буровой каретки. После распора бурильной установки 8 включается подача бурового инструмента с помощью гидромотора 19 подачи кареток. По окончании бурения сверла вся буровая установка 8 возвращается в исходное положение. Скорость выдвижения изменяется дросселями 106 и 107.

Клапан давления 99 обеспечивает прекращение подачи каретки при заклинивании сверла бурильной установки 8. Клапан 99 установлен в линии насоса 14, а линия управления подведена к линии насоса 15. При заклинивании сверла, давление в линии насоса 15 возрастет до значения открытия клапана 99, который начнет сливать поток от насоса 14 в бак, что приводит к остановке подачи кареток.

В цепи управления цилиндрами натяжки цепи конвейера установлен блок подпитки 92, состоящий из обратного 93 и предохранительного 94 клапанов, а также пневмогидроаккумулятора 95 соединенных через первый гидроблок 84 с насосом 14. Рабочая жидкость от насоса 14 проходя заряжает пневмогидроаккумулятора 95 и происходит наполнение гидроцилитндров 31 и 32, тем самым обеспечивается натяжка цепи конвейера.

Предлагаемый комбайн проходческо-очистной по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

- повышена маневренность комбайна и надежность управления ходом за счет раздельной работы гидроблоков хода, каждый из которых соединен с отдельным гидронасосом.

- повышена надежность работы бурильной установки за счет осуществления привода подачи каретки от гидромотора;

- повышена надежность работы и безопасность обслуживания конвейера за счет обеспечения постоянного натяжения цепи скребкового конвейера в автоматическом режиме;

- снижение стоимости гидросистемы комбайна за счет уменьшения общего количества гидроцилиндров и использования гидрозамков вместо тормозных клапанов;

Предлагаемый комбайн проходческо-очистной серийно изготавливается в ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством».

Источники информации:

1. Комбайн проходческо-очистной: патент BY 20131 С1/ Прушак В.Я., Щерба В.Я., Клименко С.Ю., Гордиеня А.Н., Марушко О.В.; заявитель ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством»; опубл. 30.06.2016

Изобретение относится к проходческо-очистному комбайну. Техническим результатом является повышение маневренности. Комбайн проходческо-очистной содержит рабочее оборудование, включающее исполнительный орган, отбойное устройство, бермовый орган, щитки; скребковый конвейер, лыжи, гусеничный ход и бурильную установку, выполненную с возможностью автоматического бурения; электросистему и гидросистему, содержащую три контура. Первый контур - контур привода гидромоторов гусеничного хода - включает первый и второй насосы, гидромоторы хода, гидрозамок, установленный в цепи управления производительностью первого и второго насосов. Второй контур - контур силовых гидроцилиндров управления рабочим оборудованием - включает третий насос, последовательно соединенные первый и второй шестисекционные гидрораспределители с предохранительными клапанами, соединенные с гидроцилиндрами управления рабочим оборудованием. В цепи управления цилиндрами исполнительного органа включены тормозные клапаны. Третий контур - контур управления движением комбайна и бурильной установкой - включает четвертый и пятый насосы, четырехсекционный гидрораспределитель хода с предохранительным клапаном и двумя клапанами ИЛИ, первый гидроблок включает четыре взрывозащищенных электроуправляемых распределителя, второй гидроблок включает первый и второй гидроуправляемые распределители с предохранительными клапанами, соединенные последовательно через первый и второй шестисекционные гидрораспределители контура силовых гидроцилиндров, гидроцилиндры переключения скоростей, гидроцилиндр распора буровой установки и гидромотор вращения сверла, гидрозамки, установленные в цепи управления гидроцилиндрами переключения скоростей. Гидроблоки хода с реактивными и предохранительными клапанами разделены и на каждой питающей линии гидроблоков установлены регуляторы расхода. В цепи управления бермовым органом, устройством отбойным, щитками, лыжами, подъемом и поворотом конвейера включены гидрозамки, закрепленные непосредственно на корпусах соответствующих гидроцилиндров при помощи гидравлических трубок. В цепи управления цилиндрами натяжки цепи конвейера установлен блок подпитки, состоящий из обратного и предохранительного клапанов, а также пневмогидроаккумулятора, соединённых с четвертым насосом. Контур управления движением комбайна и бурильной установкой содержит третий гидроблок, включающий гидроуправляемый распределитель с предохранительным клапаном, гидромотор подачи каретки бурильной установки и в цепи управления данного мотора встроены два дросселя. Третий гидроблок подключен к пятому насосу. Четырехсекционный гидрораспределитель хода подключен к четвертому насосу. Первый взрывозащищенный электроуправляемый распределитель соединен со вторым гидроуправляемым распределителем второго гидроблока, который соединен с гидроцилиндром распора бурильной установки. Второй взрывозащищенный электроуправляемый распределитель соединен с первым гидроуправляемым распределителем второго гидроблока, который соединен с гидромотором подачи каретки бурильной установки. Третий взрывозащищенный электроуправляемый распределитель соединен с первым гидроуправляемым распределителем третьего гидроблока, который соединен с гидромотором вращения сверл. 4 ил.

Комбайн проходческо-очистной, содержащий рабочее оборудование, включающее исполнительный орган, отбойное устройство, бермовый орган, щитки; скребковый конвейер, лыжи, гусеничный ход и бурильную установку, выполненную с возможностью автоматического бурения; электросистему и гидросистему, содержащую три контура, при этом первый контур - контур привода гидромоторов гусеничного хода - включает первый и второй насосы, гидромоторы хода, гидрозамок, установленный в цепи управления производительностью первого и второго насосов; второй контур - контур силовых гидроцилиндров управления рабочим оборудованием - включает третий насос, последовательно соединенные первый и второй шестисекционные гидрораспределители с предохранительными клапанами, соединенные с гидроцилиндрами управления рабочим оборудованием, при этом в цепи управления цилиндрами исполнительного органа включены тормозные клапаны; третий контур - контур управления движением комбайна и бурильной установкой - включает четвертый и пятый насосы, четырехсекционный гидрораспределитель хода с предохранительным клапаном и двумя клапанами ИЛИ, первый гидроблок, включающий четыре взрывозащищенных электроуправляемых распределителя, второй гидроблок, включающий первый и второй гидроуправляемые распределители с предохранительными клапанами, соединенные последовательно через первый и второй шестисекционные гидрораспределители контура силовых гидроцилиндров, гидроцилиндры переключения скоростей, гидроцилиндр распора буровой установки и гидромотор вращения сверла, гидрозамки, установленные в цепи управления гидроцилиндрами переключения скоростей, отличающийся тем, что гидроблоки хода с реактивными и предохранительными клапанами разделены и на каждой питающей линии гидроблоков установлены регуляторы расхода; в цепи управления бермовым органом, устройством отбойным, щитками, лыжами, подъемом и поворотом конвейера включены гидрозамки, закрепленные непосредственно на корпусах соответствующих гидроцилиндров при помощи гидравлических трубок, а в цепи управления цилиндрами натяжки цепи конвейера установлен блок подпитки, состоящий из обратного и предохранительного клапанов, а также пневмогидроаккумулятора, соединённых с четвертым насосом; контур управления движением комбайна и бурильной установкой содержит третий гидроблок, включающий гидроуправляемый распределитель с предохранительным клапаном; гидромотор подачи каретки бурильной установки и в цепи управления данного мотора встроены два дросселя; третий гидроблок подключен к пятому насосу, а четырехсекционный гидрораспределитель хода подключен к четвертому насосу; первый взрывозащищенный электроуправляемый распределитель соединен со вторым гидроуправляемым распределителем второго гидроблока, который соединен с гидроцилиндром распора бурильной установки, второй взрывозащищенный электроуправляемый распределитель соединен с первым гидроуправляемым распределителем второго гидроблока, который соединен с гидромотором подачи каретки бурильной установки, а третий взрывозащищенный электроуправляемый распределитель соединен с первым гидроуправляемым распределителем третьего гидроблока, который соединен с гидромотором вращения сверл.