ГОРНАЯ МАШИНА С МНОЖЕСТВОМ ВРУБОВЫХ ГОЛОВОК Российский патент 2021 года по МПК E21C27/24 E21C25/08 E21C27/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[1] Настоящая заявка испрашивает приоритет по ранее поданным, совместно рассматриваемым предварительным заявкам на патент США No. 62/287,682, подана 27 января 2016 г., No. 62,377,150, подана 19 августа 2016 г., No. 62/398,834, подана 23 сентября 2016 г., No. 62/398,744, подана 23 сентября 2016 г., и No. 62/398,717, подана 23 сентября 2016 г. Данные документы полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[2] Настоящее изобретение относится к подземным горным машинам и, в частности, к горной машине, содержащей множество врубовых головок.

[3] Выемка твердой горной породы обычно требует расходования большой энергии на участке плоскости забоя для разрушения горной породы. Одна обычная методика разработки твердой горной породы включает в себя эксплуатацию врубовой головки с многочисленными зубками для разработки горной породы. Вследствие твердости горной породы данный способ является часто непрактичным, поскольку зубки требуют частой замены, что дает к значительное время простоя машины. Другая методика включает в себя бурение многочисленных шпуров в плоскости забоя и вставление взрывных устройств в шпуры. Силы взрыва разрушают горную породу, и обломки горной породы затем удаляют и готовят плоскость забоя к следующей операции бурения. Данная методика является затратной по времени и подвергает операторов значительному риску травм вследствие применения взрывчатых веществ (ВВ) и ослабления окружающей структуры породы. В других методиках применяют шарошечный режущий элемент (элементы), который перекатывается или вращается вокруг оси, параллельной плоскости забоя, но данная методика требует передачи больших усилий на горную породу для обеспечения разрушения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[4] В одном аспекте, горная машина включает в себя раму, стрелу-манипулятор, закрепленную с возможностью поворота на раме, и врубовую головку, шарнирно соединенную c стрелой-манипулятором. Врубовая головка включает в себя кожух, вал врубовой головки, соединенный c кожухом, режущий диск, и механизм возбуждения. Вал врубовой головки включает в себя первый конец, второй конец, первый участок установленный смежно с первым концом, и второй участок, установленный смежно со вторым концом. Второй участок проходит параллельный оси врубовой головки. Режущий диск соединен c вторым участком вала врубовой головки и закреплен с возможностью свободного вращения относительно вала врубовой головки вокруг оси врубовой головки. Режущий диск включает в себя множество резцов, образующих режущую кромку. Механизм возбуждения включает в себя вал механизма возбуждения и массу, эксцентрично соединенную c валом врубовой головки. Вал механизма возбуждения приводится во вращение относительно вала врубовой головки вокруг оси механизма возбуждения. Механизм возбуждения соединен c первым участком вала врубовой головки. Вращение вала механизма возбуждения создает вибрацию второго участка вала врубовой головки и режущего диска.

[5] В другом аспекте горная машина включает в себя раму, первую стрелу-манипулятор, закрепленную с возможностью поворота на раме, вторую стрелу-манипулятор, закрепленную с возможностью поворота на раме, первую врубовую головку, шарнирно соединенную c первой стрелой-манипулятором, и вторую врубовую головку, шарнирно соединенную c второй стрелой-манипулятором. Вторая стрела-манипулятор перемещается независимо от первой стрелы-манипулятора. Первая врубовая головка перемещается в первом диапазоне перемещения и включает в себя первый вал врубовой головки, первый режущий диск, и первый механизм возбуждения. Первый режущий диск закреплен с возможностью свободного вращения относительно первого вала врубовой головки вокруг первой оси врубовой головки. Первый режущий диск включает в себя множество первых резцов, образующих первую режущую кромку. Первый механизм возбуждения включает в себя первый вал механизма возбуждения и первую массу, эксцентрично соединенную c первым валом врубовой головки. Вращение первого вала механизма возбуждения создает вибрацию первого вала врубовой головки и первого режущего диска. Вторая врубовая головка перемещается во втором диапазоне перемещения, пересекающем первый диапазон перемещения в области перекрывания. Вторая врубовая головка включает в себя второй вал врубовой головки, второй режущий диск, и второй механизм возбуждения. Второй режущий диск закреплен с возможностью свободного вращения относительно второго вала врубовой головки вокруг второй оси врубовой головки. Второй режущий диск включает в себя множество вторых резцов образующих второй режущую кромку. Второй механизм возбуждения включает в себя второй вал механизма возбуждения и вторую массу, эксцентрично соединенную c вторым валом врубовой головки. Вращении второго вала механизма возбуждения создает вибрацию второго вала врубовой головки и второго режущего диска.

[6] Другие аспекты должны стать понятными при рассмотрении подробного описания и прилагаемых чертежей.

Краткое описание чертежей

[7] На фиг. 1 показана в изометрии горная машина с рамой для зарубания в убранном положении.

[8] На фиг. 1A показана в изометрии горная машина с рамой для зарубания в выдвинутом положении.

[9] На фиг. 1B показана в изометрии рама для зарубания.

[10] На фиг. 1C показан в изометрии задний конец шасси.

[11] На фиг. 2 показан вид сбоку горной машины фиг. 1.

[12] На фиг. 3 показан вид сбоку участка горной машины фиг. 1 с врубовой головкой в нижнем положении.

[13] На фиг. 4 показан вид сбоку участка горной машины фиг. 1 с врубовой головкой в верхнем положении.

[14] На фиг. 5 показана в изометрии врубовая головка.

[15] На фиг. 6 показан вид разобранной врубовой головки фиг. 5.

[16] На фиг. 7 показан вид с сечением врубовой головки фиг. 5 по линии 7--7.

[17] На фиг. 8 показана в изометрии горная машина фиг. 1 с врубовыми головками в первом положении.

[18] На фиг. 9 показана в изометрии горная машина фиг. 1 с врубовыми головками во втором положении.

[19] На фиг. 10 показан вид сверху горной машины фиг. 9 с врубовыми головками во втором положении.

[20] На фиг. 11 показана в изометрии горная машина фиг. 1 с врубовыми головками в третьем положении.

[21] На фиг. 12 показан вид сверху горной машины фиг. 1 с врубовыми головками в третьем положении.

[22] На фиг. 13 показана в изометрии горная машина согласно другому варианту осуществления.

[23] На фиг. 14 показана в изометрии горная машина согласно другому варианту осуществления с вилкой в нижнем положении.

[24] На фиг. 15 показана в изометрии горная машина фиг. 14 с вилкой в верхнем положении.

[25] Перед подробным описанием любых вариантов осуществления изобретения следует пояснить, что изобретение не ограничено в заявке деталями конструкции и устройством компонентов, изложенными в следующем описании или проиллюстрированными на следующих чертежах. Изобретение предполагает возможность других вариантов осуществления, а также реализацию на практике различными путями. Также следует понимать, что фразеология и терминология, применяемая в данном документе, служит для описания и не должна считаться ограничивающей. Применение терминов “включающий в себя”, ”содержащий” и ”имеющий”, а также их вариаций в данном документе охватывает позиции, перечисленные ниже в данном документе и их эквиваленты, а также дополнительные позиции. Термины ”установлен”, ”соединен”, и ”спарен” применяются в широком смысле и заключают в себе как варианты прямого, так и непрямого монтажа, соединения, и спаривания. Дополнительно, ”соединен” и ”спарен” не сужены до физических или механических соединений или спариваний, и могут включать в себя электрические или гидравлические соединения или спаривания, как прямые, так и непрямые. Также, можно выполнять электронные сообщения и уведомления с применением любых известных средств, в том числе, прямых соединений, беспроводных соединений и т.д.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[26] На фиг. 1-2 показана горная машина 10 (например, штрекопроходческая машина), содержащая шасси 14, стрелы-манипуляторы 18, и врубовые головки 22 для взаимодействия с плоскостью 30 забоя (фиг. 7). В показанном варианте осуществления, машина 10 дополнительно включает в себя систему 34 транспортировки материалов. Шасси 14 опирается на систему тяги (например, механизм 42 на гусеничном ходу) для перемещения относительно подошвы выработки (не показано). Шасси 14 включает в себя первый или передний конец и второй или задний конец, и продольная ось 50 шасси проходит между передним концом и задним концом. Стрелы- манипуляторы 18 несет на шасси 14 вилка 54.

[27] Как показано на фиг. 1A, в некоторых вариантах осуществления вилка 54 может перемещаться относительно шасси 14 в направлении параллельном оси 50 шасси (например, в направлении к плоскости или от плоскости 30 забоя - фиг. 7) для обеспечения зарубания врубовых головок 22. В показанном варианте осуществления, система 34 транспортировки материалов и вилка 54 могут перемещаться вместе в направлении параллельном оси 50 шасси, при этом обеспечивая врубовым головкам 22 продвижение (например, в направлении 56 вперед), не требующее переустановки шасси 14. В некоторых вариантах осуществления врубовые головки 22, система 34 транспортировки материалов и вилка 54 образуют раму для зарубания. Как показано на фиг. 1B, рама для зарубания включает в себя боковые пальцы 58 (фиг. 1B) выступающие наружу с каждой боковой стороны рамы для зарубания в направлении поперек оси 50 шасси. На фиг. 1C показан в изометрии задний конец шасси 14, и шасси 14 включает в себя пазы или направляющие 60, ориентированные параллельно оси 50 шасси, для приема пальцев 58. Исполнительный механизм (например, гидравлические цилиндры - не показано) перемещает раму для зарубания так, что пальцы 58 скользят в направляющих 60.

[28] Как показано на фиг. 1, каждая стрела-манипулятор 18 включает в себя первый или базовый участок 70 и второй или запястный участок 74, несущий соответствующую врубовую головку 22. Базовый участок 70 включает в себя первый конец 86, скрепленный с вилкой 54, и второй конец 90, несущий запястный участок 74. В показанном варианте осуществления, первый конец 86 скреплен с вилкой 54 первым шарнирным соединением, ориентированным в первом направлении (например, вертикальном) и запястный участок 74 шарнирно соединен c базовым участком 70 вторым шарнирным соединением, ориентированным во втором направлении (например, поперек оси 50 шасси). Первые исполнительные механизмы 102 (например, пневматические или гидравлические цилиндры) могут быть присоединены между базовым участком 70 и вилкой 54 для поворота базового участка 70 в первом шарнирном соединении, вокруг базовой оси 98. В показанном варианте осуществления, каждая стрела-манипулятор 18 включает в себя два первых исполнительных механизма 102; в других вариантах осуществления каждая стрела-манипулятор 18 может иметь больше или меньше исполнительных механизмов 102.

[29] Каждый запястный участок 74 является поворачиваемым относительно базового участка 70 во втором шарнирном соединении при работе вторых пневматических или гидравлических исполнительных механизмов (например, гидравлических цилиндров) или позиционирующих исполнительных механизмов 162. В показанном варианте осуществления, выдвижение и втягивание позиционирующих исполнительных механизмов 162 обеспечивает поворот запястного участка 74 вокруг поперечной оси 166, которая перпендикулярна базовой оси 98. Запястный участок 74 является поворачиваемым между первым или нижним положением (фиг. 3) и вторым или верхним положением (фиг. 4) или занимать промежуточное положение между нижним положением и верхним положением. Иначе говоря, позиционирующие исполнительные механизмы 162 приводят в движение запястный участок 74 для поворота в плоскости параллельной базовой оси 98, и плоскость в общем проходит между верхним концом машины 10 и нижним концом машины 10. В показанном варианте осуществления, машина 10 включает в себя два позиционирующих цилиндра 162; в других вариантах осуществления машина 10 может включать в себя меньше или больше исполнительных механизмов 162. Также, в показанном варианте осуществления, нижняя кромка врубовой головки 22 установлена непосредственно впереди системы транспортировки материалов, когда врубовая головка 22 занимает нижнее положение (фиг. 3). В других вариантах осуществления конфигурация и ориентация осей перемещения может быть модифицирована для соответствия частным требованиям. Например, в некоторых вариантах осуществления, ось, вокруг которой поворачивается запястный участок 74, может быть образована пальцем, имеющим, по существу, вертикальную ориентацию, и ось, вокруг которой поворачивается врубовая головка 22, может быть образована пальцем, имеющим, по существу, горизонтальную ориентацию. В некоторых вариантах осуществления данные оси могут пересекаться. В некоторых вариантах осуществления, данные оси могут совпадать.

[30] Как показано на фиг. 3 и 4, каждая врубовая головка 22 соединена c дальним концом соответствующей стрелы-манипулятора 18 на конце запястного участка 74, который является противоположным базовому участку 70, и каждая врубовая головка 22 закреплена в шарнирном соединении. В показанном варианте осуществления шарнирное соединение образует поворотную ось или ось 170 поворота, вокруг которой врубовая головка 22 поворачивается. Третий исполнительный механизм или поворотный цилиндр 172 (фиг. 4) соединен в точке между врубовой головкой 22 и запястным участком 74 для поворота врубовой головки 22 вокруг оси 170 поворота. Ось 170 поворота в общем ориентирована перпендикулярно оси позиционирования или поперечной оси 166.

[31] Как дополнительно рассмотрено подробно ниже, каждая врубовая головка 22 поворачивается, меняя направление вокруг поперечной оси 166 и оси 170 поворота. В показанном варианте осуществления, каждый позиционирующий цилиндр 162 может функционально позиционировать врубовую головку 22, поворачивая вокруг поперечной оси 166, а также действует, как пружина или смещающий элемент для обеспечения поворотов с изменением направления врубовой головки 22 при частоте возбуждения, обусловленной работой элемента 262 возбуждения (описано более подробно ниже). В аналогичной конфигурации каждый поворотный цилиндр 172 (фиг. 4) может функционировать для позиционирования соответствующей врубовой головки 22 поворотом вокруг оси 170 и может также действовать, как пружина или смещающий элемент для обеспечения поворота врубовой головки 22 с изменением направления при частоте возбуждения. В показанном варианте осуществления, цилиндры 162, 172 поддерживают совмещение осей 166, 170 врубовой головки 22 относительно запястного участка 74; в других вариантах осуществления можно управлять другими вариантами ориентации врубовой головки 22.

[32] Как показано на фиг. 5-7, врубовая головка 22 включает в себя режущий элемент или резец или режущий диск 202, имеющий периферийную кромку 206, и множество резцов 210 (фиг. 6) установлены вдоль периферийной кромки 206. Периферийная кромка 206 может иметь круглый (например, кольцевой) профиль, и резцы 210 могут быть установлены в общей плоскости, образующей плоскость 214 резания (фиг. 7). Режущий диск 202 может быть вращающимся вокруг оси 218 врубовой головки, которая в общем перпендикулярна плоскости 214 резания.

[34] Как показано на фиг. 5, врубовая головка 22 включает в себя кожух 226, в общем, проходящий вдоль оси 230 кожуха. Наружная поверхность кожуха 226 включает в себя проушины 234, которые соединяются c поворотными цилиндрами 172 (фиг. 4). Кожух 226 также включает в себя выступы 238, проходящие радиально наружу от оси 230 кожуха. Выступы 238 принимаются в гнезда (не показано) на запястном участке 74 и, в общем, образуют ось 170 поворота, вокруг которой врубовая головка поворачивается относительно запястного участка 74.

[34] Как показано на фиг. 6 и 7, врубовая головка 22 дополнительно включает в себя вал 242, съемно соединенный (например, крепежными устройствами) с концом кожуха 226, противоположным выступам 238 (фиг. 7). Вал 242 включает в себя первый участок 246, установленный смежно с кожухом 226, и второй участок 250, проходящий от кожуха 226. Режущий диск 202 жестко соединен c носителем 254, который закреплен на втором участке 250, с возможностью вращения (например, на подшипниках 258 с коническими роликами) вокруг оси 218 врубовой головки. В показанном варианте осуществления, второй участок 250 выполнен, как короткий вал или заделанный одним концом вал в общем проходящий в направлении параллельно оси 218 врубовой головки. Также, в показанном варианте осуществления, первый участок 246 и второй участок 250 являются раздельными компонентами; в других вариантах осуществления первый участок и второй участок могут быть выполнены, как одно целое. В других вариантах осуществления вал может быть выполнен с числом больше двух раздельных компонентов.

[35] Как показано на фиг. 7, врубовая головка 22 также включает в себя элемент 262 возбуждения. В показанном варианте осуществления, элемент 262 возбуждения установлен в первом участке 246 вала 242. Элемент 262 возбуждения включает в себя вал 266 механизма возбуждения и дебаланс 270, скрепленный с валом 266 механизма возбуждения для вращения с валом 266 механизма возбуждения. Вал 266 механизма возбуждения приводится во вращение двигателем 274 и опирается для вращения (например, на подшипники 278 с бочкообразными роликами) относительно первого участка 246 вала 242 около ось 282 механизма возбуждения. В показанном варианте осуществления, ось 282 механизма возбуждения соосна с осью 218 врубовой головки; в других вариантах осуществления ось 218 врубовой головки может быть смещена или ориентирована под не равным нулю углом относительно оси 282 механизма возбуждения. В показанном варианте осуществления, двигатель 274 установлен смежно с задним концом врубовой головки 22, противоположно выступам 238, и соединен c валом 242 через выходной вал 284. Двигатель 274 может включать в себя реактивную штангу для противодействия повороту двигателя 274.

[36] Вращение дебаланса 270 создает колебания эксцентрика на валу 242, при этом создаются колебания режущего диска 202. В показанном варианте осуществления, элемент 262 возбуждения смещен от второго участка 250 (т.е., участка, несущего режущий диск 202) в направлении параллельно оси 218 врубовой головки. В других вариантах осуществления элемент 262 возбуждения и врубовая головка 22 могут быть одинаковыми с элементом механизма возбуждения и резцом, описанным в публикации U.S. Publication No. 2014/0077578, от 20 марта 2014 г., полностью включенной здесь в виде ссылки.

[37] В показанном варианте осуществления, режущий диск 202 закреплен с возможностью свободного вращения относительно вала 242; то есть, вращение режущего диска 202 не предотвращается, и не производится принудительно, кроме того, которое вызвано наведенными колебаниями, обеспечиваемыми элементом 262 возбуждения и/или реактивными силами, действующими на режущий диск 202 от плоскости 30 забоя.

[38] Хотя только одна из стрел-манипуляторов 18 и одна из врубовых головок 22 описана подробно выше, понятно, что другая стрела-манипулятор 18 и врубовая головка 22 включает в себя, по существу, одинаковые элементы. В показанном варианте осуществления, машина 10 включает в себя пару стрел-манипуляторов 18 и врубовые головки 22, отнесенные в поперечном направлении друг от друга и установленные, по существу, на одной высоте. Каждая из стрел-манипуляторов 18 и врубовых головок 22 может перемещаться независимо от другой стрелы-манипулятора 18 и врубовой головки 22. В других вариантах осуществления машина 10 может включать в себя меньше или больше стрел-манипуляторов 18 и врубовых головок 22, и/или стрелы-манипуляторы 18 и врубовые головки могут быть установлены в отличающейся конфигурации.

[39] Как показано на фиг. 8-10, каждая врубовая головка 22 взаимодействует с плоскостью 30 забоя, подрубая плоскость 30 забоя. Режущий диск 202 перемещается в требуемом направлении резания по длине плоскости 30 забоя. Ведущий участок режущего диска 202 взаимодействует с плоскостью 30 забоя в контактной точке и ориентируется под острым углом относительно касательной к плоскости 30 забоя в контактной точке так, что задний участок режущего диска 202 (т.е., участок диска 202, установленный сзади ведущего участка относительно направления резания), отнесен от плоскости 30. Угол обеспечивает зазор между плоскостью 30 забоя и задним участком режущего диска 202. В некоторых вариантах осуществления угол имеет величину между приблизительно 0 градусов и приблизительно 25 градусов. В некоторых вариантах осуществления, угол имеет величину между приблизительно 1 гадусов и приблизительно 10 градусов. В некоторых вариантах осуществления, угол имеет величину между приблизительно 3 градусов и приблизительно 7 градусов. В некоторых вариантах осуществления, угол имеет величину приблизительно 5 градусов.

[40] Как показано на фиг. 9-12, каждая врубовая головка 22 может независимо перемещаться в диапазоне перемещения, который перекрывается с диапазоном перемещения другой врубовой головки 22. Вместе с тем, конфигурация стрел-манипуляторов 18 и врубовых головок 22 обеспечивает перекрывание, независимое перемещение каждой врубовой головки 22 без связывания перемещения или создания помех перемещению другой врубовой головки 22. Конфигурация с двумя врубовыми головками и компактные стрелы-манипуляторы 18 обеспечивают машине 10 взаимодействие с широкой секцией плоскости 30, не требуя большой рабочей высоты. В некоторых вариантах осуществления машина обладает функциональными возможностями взаимодействия с плоскостью 30 забоя шириной приблизительно 7 метров и высотой приблизительно 2,7 метра. В дополнение, в некоторых вариантах осуществления врубовые головки 22 могут взаимодействовать с плоскостью 30 забоя по требуемому профилю. Также, применение инерционно возбуждаемых врубовых головок 22 может улучшать производительность резания и увеличивать в целом производительность горной разработки в сравнении с обычными штрекопроходческими машинами. Машина 10 может также уменьшать или исключать потребность буровых и взрывных работ, может снижать опасность травм, и может уменьшать в целом эксплуатационные расходы в сравнении с обычными штрекопроходческими машинами.

[41] Как также показано на фиг. 1, система 34 транспортировки материалов включает в себя подборочную головную часть 306 и конвейер 310. Подборочная головная часть 306 включает в себя лоток или платформу 314 и вращающиеся нагребающие лапы 318. При продвижении рамы для зарубания вырубленный материал надвигается на платформу 314, и вращающиеся нагребающие лапы 318 перемещают вырубленный материал на конвейер 310 для транспортировки материала к заднему концу машины 10. Конвейер 310 может быть цепным конвейером и может быть соединен шарнирно с шасси. В других вариантах осуществления лапы могут скользить или обметать участок платформы 314 (не вращаясь) для направления вырубленного материала на конвейер 310. Кроме того, в других вариантах осуществления система 34 транспортировки материалов может включать в себя другой механизм для удаления материала с площади перед машиной 10 и направления материала на платформу 314.

[42] Раму для зарубания и связанные компоненты (т.e., стрелы-манипуляторы 18, врубовые головки 22, систему 34 транспортировки материалов и вилку 54) можно продвигать или заводить к плоскости 30 забоя, обеспечивая значительное продвижение операции резания, не требующее частой перестановки и перенастройки машины 10. При этом уменьшается время, которое обычно затрачивается каждый раз, когда машину переустанавливают для выдерживания поверхности вруба, параллельно предыдущему врубу. В дополнение, функция заведения обеспечивает поддержание взаимосвязи врубовых головок 22 и системы 34 транспортировки материалов при продвижении поверхности. В дополнение, как показано на фиг. 3, нижние кромки врубовых головок 22 могут быть установлены вблизи фронтальной части платформы 314 на уровне подошвы, что облегчает погрузку вырубленного материала на платформу 314.

[43] Хотя врубовая головка 22 описана выше для горной машины (например, штрекопроходческой машины), понятно, что один или несколько независимых аспектов стрелы-манипулятора 18, врубовой головки 22, системы 34 транспортировки материалов и/или других компонентов можно применить в машинах другого типа и/или можно установить на стреле-манипуляторе машин других типов. Примеры машин других типов могут включать в себя (без ограничения этим) бурильные установки, горнопроходческие комбайны, туннелепроходческие или буровые машины, машины непрерывной выемки, машины для разработки длинными забоями и экскаваторы.

[44] Также, как показано на фиг. 13, в некоторых вариантах осуществления, машина 10 включает в себя систему стабилизации, содержащую множество стабилизирующих устройств или домкратов. В показанном варианте осуществления, четыре опирающихся на грунт домкрата 64 соединены c шасси 14, при этом пара опирающихся на грунт домкратов 64 установлена вблизи заднего конца механизма 42 на гусеничном ходу и пара опирающихся на грунт домкратов 64 установлена вблизи переднего конца механизма 42 на гусеничном ходу. В дополнение, пара упирающихся в кровлю домкратов 66 установлена вблизи заднего конца шасси 14. Опирающиеся на грунт домкраты 64 выдвигают для взаимодействия с поверхностью пола и поддержания машины 10 над грунтом во время врубки, а упирающиеся в кровлю домкраты 66 можно выдвигать для взаимодействия с поверхностью кровли и при этом увеличения нагрузки, производимой на опирающиеся на грунт домкраты 64. В некоторых вариантах осуществления система стабилизации одинакова с системой стабилизации, описанной в публикации U.S. Publication No. 2013/0033085, от 7 февраля 2013 г., полностью включенной здесь в виде ссылки. В других вариантах осуществления система стабилизации может включать в себя меньше или больше опирающихся на грунт домкратов и или упирающихся в кровлю домкратов и/или домкраты могут быть установлен в отличающейся от машины 10 конфигурации.

[45] На фиг. 14 и 15 показан другой вариант осуществления горной машины 410. Горная машина 410 аналогична горной машине 10, описанной выше, и для краткости описаны только отличия. Одинаковые элементы указаны одинаковыми ссылочными позициями, плюс 400.

[46] Горная машина 410 включает в себя вилку 454, содержащую первый участок 448 и второй участок 452. Первый участок 448 проходит между стрелами-манипуляторами 418, и каждая стрела-манипулятор 418 шарнирно соединена c первым участком 448. Второй участок 452 является удлиненным элементом, содержащим один конец, скрепленный с первым участком 448, и другой конец, шарнирно соединенный c рамой для зарубания. Второй участок 452 является поворачиваемым относительно рамы для зарубания исполнительным механизм (например, пневматическим или гидравлическим цилиндром - не показано). В результате, вилка 454 является поворачиваемым вертикально (например, вокруг поперечной оси 456) между нижним положением (фиг. 14) и нижним положением (фиг. 15). В некоторых вариантах осуществления, вилка 454 является поворачиваемым так, что врубовые головки 22 могут осуществлять вруб на высоте приблизительно 3,5 метра.

[47] Хотя некоторые аспекты описаны подробно со ссылками на предпочтительные варианты осуществления, вариации и модификации существуют в объеме и сущности одного или нескольких описанных независимых аспектов.

Группа изобретений относится к подземным горным машинам, в частности к горной машине, содержащей множество врубовых головок. Технический результат – увеличение производительности горной выработки, уменьшение буровых и взрывных работ. Горная машина содержит раму, стрелу-манипулятор, удерживаемую с возможностью поворота на раме, врубовую головку, шарнирно соединенную со стрелой-манипулятором. Врубовая головка содержит: кожух, шарнирно соединенный со стрелой-манипулятором, вал врубовой головки, соединенный c кожухом и зафиксированный против вращения относительно кожуха, режущий диск и механизм возбуждения. Вал врубовой головки содержит первый конец, второй конец, первый участок, расположенный смежно с первым концом, и второй участок, расположенный смежно со вторым концом, причем второй участок проходит параллельно оси врубовой головки. Режущий диск соединен со вторым участком вала врубовой головки и закреплен с возможностью свободного вращения относительно вала врубовой головки вокруг оси врубовой головки, причем режущий диск содержит множество резцов, образующих режущую кромку. Механизм возбуждения содержит вал механизма возбуждения и эксцентриковую массу, удерживаемую на валу механизма возбуждения для вращения вокруг оси механизма возбуждения. Причем вал механизма возбуждения приводится во вращение относительно вала врубовой головки вокруг оси механизма возбуждения, причем вращение вала механизма возбуждения создает вибрацию второго участка вала врубовой головки и режущего диска. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 18 ил.

1.Горная машина, содержащая:

раму;

стрелу-манипулятор, удерживаемую с возможностью поворота на раме;

врубовую головку, шарнирно соединенную со стрелой-манипулятором, причем врубовая головка содержит:

кожух, шарнирно соединенный со стрелой-манипулятором,

вал врубовой головки, соединенный c кожухом и зафиксированный против вращения относительно кожуха, причем вал врубовой головки содержит первый конец, второй конец, первый участок, расположенный смежно с первым концом, и второй участок, расположенный смежно со вторым концом, причем второй участок проходит параллельно оси врубовой головки,

режущий диск, соединенный со вторым участком вала врубовой головки и закрепленный с возможностью свободного вращения относительно вала врубовой головки вокруг оси врубовой головки, причем режущий диск содержит множество резцов, образующих режущую кромку, и

механизм возбуждения, содержащий вал механизма возбуждения и эксцентриковую массу, удерживаемую на валу механизма возбуждения для вращения вокруг оси механизма возбуждения, причем вал механизма возбуждения приводится во вращение относительно вала врубовой головки вокруг оси механизма возбуждения, причем вращение вала механизма возбуждения создает вибрацию второго участка вала врубовой головки и режущего диска.

2. Горная машина по п. 1, в которой механизм возбуждения дополнительно содержит двигатель для приведения во вращение вала механизма возбуждения относительно вала врубовой головки.

3. Горная машина по п. 1, дополнительно содержащая вилку, удерживаемую с возможностью перемещения относительно рамы, причем стрела-манипулятор шарнирно соединена c вилкой, при этом перемещение вилки продвигает врубовую головку к плоскости забоя.

4. Горная машина по п. 3, в которой вилка закреплена с возможностью поступательного перемещения относительно рамы в направлении, параллельном продольной оси рамы, и вилка также закреплена с возможностью поворота относительно рамы вокруг оси, пересекающей продольную ось рамы.

5. Горная машина по п. 1, в которой ось механизма возбуждения выполнена соосной оси врубовой головки.

6. Горная машина по п. 1, в которой рама содержит шасси и раму для зарубания, которая может перемещаться относительно шасси, при этом стрела-манипулятор и врубовая головка закреплены на раме для зарубания.

7. Горная машина по п. 1, дополнительно содержащая подборочную головную часть, соединенную c базой рамы и содержащую платформу с передней кромкой, при этом, когда врубовая головка находится в самом нижнем положении, режущая кромка расположена смежно с передней кромкой платформы.

8. Горная машина по п. 1, в которой стрела-манипулятор является первой стрелой-манипулятором и врубовая головка является первой врубовой головкой, причем горная машина дополнительно содержит:

вторую стрелу-манипулятор, удерживаемую с возможностью поворота на раме, причем вторая стрела-манипулятор перемещается независимо от первой стрелы-манипулятора; и

вторую врубовую головку, шарнирно соединенную со второй стрелой-манипулятором, причем вторая врубовая головка перемещается в диапазоне перемещения, который перекрывается с диапазоном перемещения первой врубовой головки.

9. Горная машина по п. 1, в которой стрела-манипулятор содержит первый участок и второй участок, шарнирно соединенный c первым участком, врубовая головка соединена со вторым участком стрелы-манипулятора, при этом первый участок является поворачиваемым вокруг первой оси, и второй участок является поворачиваемым вокруг второй оси которая, по существу, перпендикулярна первой оси.

10. Горная машина по п. 1, дополнительно содержащая по меньшей мере один гидравлический исполнительный механизм для расположения врубовой головки в требуемой ориентации относительно стрелы-манипулятора и приводимая в действие для оказания пружинящего или смещающего усилия на врубовую головку для действия в ответ на режущие усилия, оказываемые на режущий диск.

11. Горная машина, содержащая:

раму;

первую стрелу-манипулятор, удерживаемую с возможностью поворота на раме;

вторую стрелу-манипулятор, удерживаемую с возможностью поворота на раме, причем вторая стрела-манипулятор перемещается независимо от первой стрелы-манипулятора;

первую врубовую головку, шарнирно соединенную c первой стрелой-манипулятором, причем первая врубовая головка перемещается в первом диапазоне перемещения и содержит первый вал врубовой головки, первый режущий диск и первый механизм возбуждения, причем первый режущий диск закреплен с возможностью свободного вращения относительно первого вала врубовой головки вокруг первой оси врубовой головки, первый режущий диск содержит множество первых резцов, образующих первую режущую кромку, первый механизм возбуждения содержит первый вал механизма возбуждения и первую массу, эксцентрично соединенную c первым валом врубовой головки, причем вращение первого вала механизма возбуждения создает вибрацию первого вала врубовой головки и первого режущего диска; и

вторую врубовую головку, шарнирно соединенную со второй стрелой-манипулятором, причем вторая врубовая головка расположена сбоку на расстоянии от первой врубовой головки и выполнена перемещаемой во втором диапазоне перемещения, пересекающем первый диапазон перемещения в области перекрывания, причем вторая врубовая головка выполнена перемещаемой в положение, перекрывающее положение первой врубовой головки, при этом вторая врубовая головка содержит второй вал врубовой головки, второй режущий диск и второй механизм возбуждения, причем второй режущий диск закреплен с возможностью свободного вращения относительно второго вала врубовой головки вокруг второй оси врубовой головки, второй режущий диск содержит множество вторых резцов, образующих вторую режущую кромку, второй механизм возбуждения содержит второй вал механизма возбуждения и вторую массу, эксцентрично соединенную со вторым валом врубовой головки, причем вращение второго вала механизма возбуждения создает вибрацию второго вала врубовой головки и второго режущего диска.

12. Горная машина по п. 11, дополнительно содержащая вилку, удерживаемую с возможностью перемещения относительно рамы, причем каждая первая стрела-манипулятор и вторая стрела-манипулятор шарнирно соединена c вилкой, при этом перемещение вилки продвигает первую врубовую головку и вторую врубовую головку в направлении зарубания.

13. Горная машина по п. 12, в которой вилка закреплена с возможностью поступательного перемещения относительно рамы в направлении, параллельном продольной оси рамы, и вилка также закреплена с возможностью поворота относительно рамы вокруг оси, пересекающей продольную ось рамы.

14. Горная машина по п. 11, дополнительно содержащая подборочную головную часть, соединенную c базой рамы и содержащую платформу с передней кромкой, при этом, когда каждая врубовая головка находится в самом нижнем положении, соответствующая режущая кромка расположена смежно с передней кромкой платформы.

15. Горная машина по п. 11, в которой каждый вал врубовой головки содержит первый участок и второй участок, каждый режущий диск закреплен с возможностью вращения на втором участке соответствующего вала врубовой головки, каждый механизм возбуждения расположен смежно с первым участком соответствующего вала врубовой головки.

16. Горная машина по п. 11, в которой каждая врубовая головка содержит двигатель для приведения во вращение соответствующего вала механизма возбуждения вокруг оси механизма возбуждения.

17. Горная машина по п. 16, в которой ось механизма возбуждения выполнена соосной оси врубовой головки.

18. Горная машина по п. 11, в которой рама содержит шасси и раму для зарубания, которая перемещается относительно шасси, при этом первая стрела-манипулятор и вторая стрела-манипулятор соединены c вилкой, расположенной на раме для зарубания так, что первая стрела-манипулятор, вторая стрела-манипулятор, первая врубовая головка и вторая врубовая головка могут перемещаться относительно шасси.

19. Горная машина по п. 11, в которой стрела-манипулятор содержит первый участок и второй участок, шарнирно соединенный c первым участком, врубовая головка соединена со вторым участком стрелы-манипулятора, при этом первый участок является поворачиваемым вокруг первой оси и второй участок является поворачиваемым вокруг второй оси которая, по существу, перпендикулярна первой оси.