РЕЖУЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ОПОРА ДЛЯ НЕГО Российский патент 2021 года по МПК E21C25/16 E21C27/12 E21C27/22 

ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет находящихся на одновременном рассмотрении поданных ранее предварительных патентных заявок США 62/377,150, поданной 19 августа 2016 г., 62/398,834, поданной 23 сентября 2016 г., и 62/398,717, поданной 23 сентября 2016 г. Полное содержание указанных документов включено в данный документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к машинам для проходки или выемки горной породы и, в частности, к режущему устройству машины для проходки или выемки горной породы.

[0003] Проходка или выемка твердой горной породы обычно требует передачи большой энергии на участок плоскости забоя для раскалывания горной породы. Одна обычная методика содержит применение режущей головки, имеющей многочисленные разрушающие породу зубки. Вследствие твердости горной породы зубки требуют частой замены, что приводит к продолжительным простоям машины и перерывам в горных работах. Другая методика содержит бурение многочисленных шпуров в плоскость забоя, закладку взрывных устройств в шпуры, и подрыв устройств. Силы взрыва раскалывают горную породу, обломки горной породы затем удаляют и плоскость забоя готовят для новой операции бурения. Данная методика является затратной по времени и подвергает операторов значительному риску травм вследствие применения взрывчатых веществ (ВВ) и ослабления структуры окружающей породы. В другой методике применяют шарошку (шарошки), которая перекатывается или вращается вокруг оси параллельной плоскости забоя, передавая большие силы на горную породу для обеспечения раскалывания.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В одном аспекте предложен режущий узел машины для выемки горной породы, содержащей раму, причем узел содержит: стрелу, содержащую первую часть и вторую часть, причем первая часть выполнена с возможностью несения рамой, вторая часть соединена с возможностью поворота c первой частью универсальным шарниром, при этом первая часть содержит базу и подвижную конструкцию, причем база проходит вдоль продольной базовой оси, подвижная конструкция соединена c второй частью универсальным шарниром, подвижная конструкция закреплена для перемещения относительно базы в направлении, параллельном продольной базовой оси; и режущее устройство, которое удерживается второй частью стрелы.

[0005] В другом аспекте предложен режущий узел машины для выемки горной породы, содержащей раму, причем узел содержит: стрелу, содержащую первую часть и вторую часть, причем первая часть установлена с возможностью поворота относительно рамы, первая часть проходит вдоль продольной базовой оси, вторая часть соединена c первой частью и является перемещаемой относительно первой части в направлении, параллельном продольной базовой оси; по меньшей мере один подшипник, несущий вторую часть для перемещения относительно первой части, причем по меньшей мере один подшипник содержит главную опору и подушку, главная опора прикреплена к первой части, подушка упирается в поверхность второй части; и режущее устройство, которое удерживается второй частью стрелы.

[0006] В другом аспекте предложен режущий узел машины для выемки горной породы, причем машина для выемки горной породы содержит раму, и режущий узел содержит: стрелу, содержащую первую часть и вторую часть, причем первая часть установлена с возможностью поворота относительно рамы, первая часть содержит первую конструкцию, проходящую вдоль продольный базовой оси, и вторую конструкцию, которая является перемещаемой относительно первой конструкции в направлении, параллельном продольной базовой оси, причем вторая часть соединена с возможностью поворота c первой частью универсальным шарниром; систему подвески, содержащую множество смещающих элементов, соединенных между первой частью и второй частью; по меньшей мере один подшипник, несущий вторую конструкцию для перемещения относительно первой конструкции, причем по меньшей мере один подшипник содержит главную опору и подушку, главная опора прикреплена к первой конструкции, подушка упирается в поверхность второй конструкции; и режущее устройство, которое удерживается второй частью стрелы.

[0007] В дополнительных вариантах осуществления предложен режущий узел, в котором универсальный шарнир содержит первый вал, соединенный c первой частью и проходящий вдоль первой оси, причем универсальный шарнир дополнительно содержит второй вал, соединенный со второй частью и проходящий вдоль второй оси, причем второй вал соединен с возможностью поворота c первым валом для обеспечения поворота второй части относительно первой части вокруг первой оси и вокруг второй оси. Также предложен режущий узел, дополнительно содержащий по меньшей мере один смещающий элемент, соединенный между первой частью и второй частью, причем по меньшей мере один смещающий элемент смещает вторую часть к заданной ориентации относительно первой части. Кроме того, предложен режущий узел, в котором по меньшей мере один смещающий элемент содержит множество смещающих элементов, дистанцированных друг от друга вокруг базовой оси.

[0008] В дополнительных вариантах осуществления предложен режущий узел, в котором режущее устройство содержит режущий диск, имеющий режущую кромку, расположенную в плоскости резания, причем плоскость резания ориентирована в направлении, по существу, перпендикулярном продольной оси второй части стрелы. Также предложен режущий узел, в котором режущее устройство содержит режущий диск и средство создания вынужденных колебаний, причем средство создания вынужденных колебаний содержит эксцентричную массу, закрепленную для эксцентричного вращения и расположенную вблизи режущего диска, при этом вращение эксцентричной массы создает колебания режущего устройства.

[0009] В дополнительных вариантах осуществления предложен режущий узел, в котором по меньшей мере один подшипник содержит элемент, имеющий сферическую поверхность для обеспечения поворота подушки относительно главной опоры. Также предложен режущий узел, в котором подушка содержит карман, расположенный смежно с поверхностью второй части, причем карман принимает смазывающее средство для содействия перемещению второй части относительно подушки.

[0010] Кроме того, предложен режущий узел, в котором по меньшей мере один подшипник содержит проход в сообщении по текучей среде с карманом, причем проход сообщается по текучей среде с впускным окном, расположенным вблизи наружной поверхности первой части. В еще одном варианте предложен режущий узел, в котором по меньшей мере один подшипник дополнительно содержит смещающий элемент для смещения подушки в упор с поверхностью второй части.

[0011] В дополнительных вариантах осуществления предложен режущий узел, дополнительно содержащий гидравлический исполнительный механизм, проходящий по меньшей мере частично через внутреннюю камеру первой части и второй части, причем гидравлический исполнительный механизм содержит первый конец, соединенный c первой частью, и второй конец, соединенный со второй частью, гидравлический исполнительный механизм является приводимым в действие для перемещения второй части относительно первой части. Также предложен режущий узел, в котором по меньшей мере один подшипник содержит по меньшей мере один подшипник, несущий каждую боковую сторону второй части. Кроме того, предложен режущий узел, в котором стрела дополнительно содержит запястную часть, соединенную с возможностью поворота со второй частью, причем запястная часть содержит универсальный шарнир, несущий режущее устройство с возможностью поворота.

[0012] Другие аспекты должны стать понятны из подробного описания и прилагаемых чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0013] На фиг. 1 показана в изометрии выемочная машина.

[0014] На фиг. 2 показан вид сбоку выемочной машины фиг. 1.

[0015] На фиг. 3 показана в изометрии стрела и режущее устройство.

[0016] На фиг. 4 показан вид сверху стрелы и режущего устройства, взаимодействующего с плоскостью забоя.

[0017] На фиг. 5 показано разобранное режущее устройство.

[0018] На фиг. 6 показано сечение режущего устройства фиг. 5 по линии 6-6.

[0019] На фиг. 7 показана с увеличением в изометрии запястная часть стрелы фиг. 3.

[0020] На фиг. 7А показана в разборе запястная часть стрелы по фиг. 7.

[0021] На фиг. 8 показано сечение стрелы фиг. 3 по линии 8-8.

[0022] На фиг. 9 показано сечение стрелы фиг. 3 по линии 9-9.

[0023] На фиг. 10 показан с увеличением участок по линии 10-10 сечения фиг. 9.

[0024] На фиг. 11 показана в изометрии стрела и режущее устройство другого варианта осуществления.

[0025] На фиг. 12 показана в изометрии стрела и режущее устройство другого варианта осуществления.

[0026] На фиг. 13 показана в изометрии стрела и режущее устройство другого варианта осуществления.

[0027] На фиг. 14 показан вид сбоку стрелы и режущего устройства по фиг. 13.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0028] 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 прилагаемых 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 «смонтированный», «соединенный» и «сцепленный», а также их вариации применены в широком смысле и заключают в себе как варианты прямого, так и непрямого монтажа, соединения и сцепления. Кроме того, «соединенный», «сцепленный» не ограничены физическими или механическими соединениями или сцеплениями и могут содержать электрические или гидравлические соединения или сцепления. Электронные коммуникации и сообщения могут также быть выполнены с применением любых известных средств, в том числе прямых соединений, беспроводных соединений и т.д.

[0029] В дополнение, следует понимать, что варианты осуществления изобретения могут содержать агрегатное обеспечение, программное обеспечение и электронные компоненты или модули, которые для рассмотрения можно показать и описать, как если большинство компонентов реализовано только в агрегатном обеспечении. Вместе с тем специалисту в данной области техники на основе прочтения данного подробного описания должно быть ясно, что по меньшей мере в одном варианте осуществления аспекты изобретения можно реализовать в программном обеспечении (например, сохраненными на не транзиторном машиночитаемом носителе), исполняемым одним или несколькими блоками обработки, такими как микропроцессор, специализированные интегральные микросхемы («ASIC») или другое электронное средство. При этом следует отметить, что множество средств, основанных на агрегатном обеспечении и программном обеспечении, а также множество отличающихся конструктивных компонентов можно использовать для реализации изобретения. Например, «контроллеры», описанные в заявке могут содержать один или несколько электронных процессоров или блоков обработки, один или несколько модулей машиночитаемых носителей, один или несколько интерфейсов ввода/вывода и различные соединения (например, системную шину), соединяющие компоненты.

[0030] На фиг. 1 и 2 показана выемочная машина или горная машина 10, содержащая шасси 14, стрелу 18, режущую головку или режущее устройство 22 для взаимодействия с плоскостью 30 забоя (фиг. 4) и загребающую материал головку или загребающее средство 34. В показанном варианте осуществления, шасси 14 установлено на гусеничном механизме 42 для перемещения относительно пола (не показано). Загребающее средство 34 содержит платформу 50 и вращающиеся рукояти 54. Когда машина 10 продвигается вперед, вырубленный материал надвигается на платформу 50, и вращающиеся рукояти 54 перемещают вырубленный материал на конвейер 56 (фиг. 1) для транспортировки материала к заднему концу машины 10. В других вариантах осуществления рукояти 54 могут скользить по части платформы 50 или обметать ее (без вращения) для направления вырубленного материала на конвейер 56. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления загребающее средство 34 может также содержать пару шарнирно-сочлененных рукоятей 58, каждая из которых несет ковш 62. Шарнирно-сочлененные рукояти 58 и ковши 62 могут удалять материал с некоторой площади впереди машины 10 и могут направлять материал на платформу 50.

[0031] Как показано на фиг. 3, стрела 18 несет режущее устройство 22. Стрела 18 содержит первую часть или базовую часть 70 и вторую часть или запястную часть 74, несущую режущее устройство 22. Базовая часть 70 содержит первый конец 82, соединенный c шасси 14 (фиг. 2) и второй конец 86, и базовая часть 70 образует базовую ось 90, проходящую между первым концом 82 и вторым концом 86. В одном варианте осуществления первый конец 82 может поворачиваться относительно шасси 14 вокруг поперечной оси 94 ориентированной перпендикулярно базовой оси 90. Поперечная ось 94 может быть смещена от базовой оси 90, так что поперечная ось 94 и базовая ось 90 не пересекаются. В показанном варианте осуществления, стрела 18 выполнена, как первая конструкция 98 вблизи первого конца 82 и вторая конструкция 100 вблизи второго конца 86. Первая конструкция 98 может поворачиваться и содержит отверстие 102, принимающее вторую конструкцию 100 в конфигурации с возможностью выдвижения или телескопического перемещения. Первая конструкция 98 может поворачиваться вокруг поперечной оси 94 и может также поворачиваться вбок вокруг вертикальной оси или оси 104 поворота (фиг. 1) (например, посредством вращения соединения с поворотной платформой).

[0032] Запястная часть 74 соединена c подвижной конструкцией 100 и закреплена относительно базовой части 70. Запястная часть 74 является перемещаемой или телескопически перемещаться с вторым концом 86 базовой части 70, при этом избирательно выдвигающим и убирающим запястную часть 74 в направлении, параллельном базовой оси 90. В показанном варианте осуществления, второй конец 86 выдвигается и убирается при работе одного или нескольких гидравлических исполнительных механизмов 164 (например, гидравлических цилиндров фиг. 8). Запястная часть 74 содержит первый конец 110 и второй конец 114 и образует запястную ось 76. В некоторых вариантах осуществления, когда запястная часть 74 занимает нерабочее положение, запястная ось 76 может быть ориентирована, по существу, параллельно базовой оси 90. Второй конец 86 базовой части 70 несет первый конец 110 запястной части 74. Режущее устройство 22 соединено c вторым концом 114 запястной части 74.

[0033] Как показано на фиг. 4, режущее устройство 22 содержит режущее долото или режущий диск 166, имеющий периферийную кромку 170, и множество режущих долот 156 (фиг. 6) расположены вдоль периферийной кромки 170. Периферийная кромка 170 образует плоскость 172 резания, и режущий диск 166 вращается вокруг оси 174 режущего элемента (фиг. 4).

[0034] В показанном на фиг. 5 и 6, варианте осуществления, режущее устройство 22 дополнительно содержит кожух 178, элемент 150 создания вынужденных колебаний и вал 152, съемно соединенный (например, крепежными элементами) с элементом 150 создания вынужденных колебаний. Режущий диск 166 соединен (например, посредством крепежных средств) c несущим элементом 154, который установлен на конце вала 152 для вращения (например, на подшипниках качения) вокруг оси 174 режущего элемента. В показанном варианте осуществления режущий диск 166 зацеплен с несущим элементом 154 вдоль наклонной поверхности 182, образующей острый угол относительно плоскости 172 резания. Говоря другими словами, режущий диск 166 расположен встык с поверхностью 182, сужающейся внутрь к оси 174 режущего элемента в направлении, ориентированном от кожуха 178. В некоторых вариантах осуществления режущий диск 166 поддерживается для свободного вращения относительно кожуха 178 (т.е. режущий диск 166 не имеет препятствий для вращения и не приводится во вращение принудительно ничем, кроме наведенных колебаний).

[0035] В показанном варианте осуществления, конец вала 152 выполнен, как короткий вал или заделанный одним концом вал, в общем проходящий параллельно оси 174 режущего элемента. Элемент 150 создания вынужденных колебаний может содержать вал 158 вибратора и эксцентричную массу 160, прикрепленную к валу 158 вибратора для вращении с валом 158 вибратора. Вал 158 вибратора приводится во вращение двигателем 162 и опирается для вращения (например, на подшипники качения). Вращение эксцентричной массы 160 создает колебания эксцентрика на валу 152, при этом создавая колебания режущего диска 166. В некоторых вариантах осуществления конструкция режущего устройства 22 и элемента 150 создания вынужденных колебаний может быть одинаковой с режущей головкой и элементом создания вынужденных колебаний описанной в патентной заявке США 15/418,490, поданной 27 января 2016 г., полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки. В других вариантах осуществления режущее устройство 22 и элемент 150 создания вынужденных колебаний могут быть одинаковыми с режущей головкой и элементом создания вынужденных колебаний описанными в публикации патентной заявки США 2014/0077578, опубликованной 20 марта 2014 г., полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.

[0036] Также в показанном на фиг. 4 варианте осуществления, ось 174 режущего элемента ориентирована под углом 186 относительно касательной к плоскости 30 забоя на контактной точке с режущим диском 166. В некоторых вариантах осуществления угол 186 имеет величину между приблизительно 0 градусов и приблизительно 25 градусов. В некоторых вариантах осуществления угол 186 имеет величину между приблизительно 1 градус и приблизительно 10 градусов. В некоторых вариантах осуществления угол 186 имеет величину между приблизительно 3 градусов и приблизительно 7 градусов. В некоторых вариантах осуществления угол 186 имеет величину приблизительно 5 градусов.

[0037] Режущее устройство 22 взаимодействует с плоскостью 30 забоя, подрубая плоскость 30 забоя. То есть передняя кромка режущего диска 166 взаимодействует с плоскостью 30 забоя так, что режущий диск 166 (например, плоскость 172 резания) образует малый или небольшой угол относительно плоскости 30 забоя и проходит поперек отрезка длины плоскости 30 забоя в направлении 190 резания. Ориентирование режущего диска 166 под некоторым углом обеспечивает просвет между плоскостью 30 забоя и задней кромкой режущего диска 166 (т.e. участком кромки, расположенным за передней кромкой относительно направления 190 резания).

[0038] Как показано на фиг. 7, запястная часть 74 содержит универсальный шарнир или карданный шарнир 128, соединяющий первый элемент 122 и второй элемент 126. В частности, первый элемент 122 содержит пару параллельных первых проушин 132, и второй элемент 126 содержит пару параллельных вторых проушин 136. Первый вал 140 расположен между первыми проушинами 132, и второй вал 144 расположен между вторыми проушинами 136 и соединен c первым валом 140. В некоторых вариантах осуществления второй вал 144 жестко соединен c первым валом 140. В показанном варианте осуществления, первый вал 140 и второй вал 144 расположены в удерживающем элементе 142 и поддерживаются с возможностью вращения относительно проушин 132, 136 подшипниками 202, 204, соответственно. Первый вал 140 образует первую ось 196, по существу, перпендикулярную запястной оси 76, и второй вал 144 образует вторую ось 198. В показанном варианте осуществления, вторая ось 198 по существу перпендикулярна оси 174 режущего элемента. Первая ось 196 и вторая ось 198 ориентированы перпендикулярно друг другу. Универсальный шарнир 128 обеспечивает второму элементу 126 поворот относительно первого элемента 122 вокруг первой оси 196 и второй оси 198. Другие аспекты универсальных шарниров понятны специалисту в данной области техники и не рассмотрены подробно. Среди прочего, включение в состав универсального шарнира обеспечивает режущему устройству 22 прецессию вокруг осей универсального шарнира, и шарнир обладает функциональными возможностями передачи нагрузок резания и крутящего момента.

[0039] Запястная часть 74 дополнительно содержит систему подвески для управления перемещением второго элемента 126 относительно первого элемента 122. В показанном варианте осуществления, система подвески содержит многочисленные гидравлические цилиндры 148 (например, гидроцилиндры). Гидроцилиндры 148 поддерживают требуемый угол отклонения между первым элементом 122 и вторым элементом 126. Гидравлические цилиндры 148 действуют одинаково с пружинами и противодействуют реактивным силам, действующим на режущее устройство 22 от плоскости 30 забоя.

[0040] В показанном варианте осуществления, система подвески содержит четыре гидравлических цилиндра 148, дистанцированных друг от друга вокруг запястной оси 76 на угловой интервал приблизительно девяносто градусов. Цилиндры 148 проходят в направлении в общем параллельно запястной оси 76, но цилиндры 148 установлены вблизи конца каждого из первого вала 140 и второго вала 144. Каждый из гидравлических цилиндров 148 содержит первый конец, соединенный c первым элементом 122, и второй конец, соединенный c вторым элементом 126. Концы каждого цилиндра 148 могут быть соединены с первым элементом 122 и вторым элементом 126 сферическими соединительными муфтами для обеспечения поворота. Система подвески передает режущую силу, как момент по универсальному шарниру 128, и управляет жесткостью между запястной частью 74 и базовой частью 70.

[0041] В других вариантах осуществления система подвески может содержать меньше или больше гидравлических исполнительных механизмов 148. Гидравлические исполнительные механизмы 148 можно устанавливать в отличающейся конфигурации между первым элементом 122 и вторым элементом 126 (например, см. фиг. 11, где гидравлические цилиндры 148 смещены от осей валов 140, 144; иначе говоря, каждый цилиндр 148 может проходить между углом первого элемента 122 и соответствующим углом второго элемента 126). В других вариантах осуществления система подвески может включать в состав один или несколько механических пружинных элементов, как вместо гидравлических цилиндров 148, так и в дополнение к ним.

[0042] На фиг. 12 показан другой вариант осуществления стрелы 418, содержащей запястную часть 474. Для краткости, рассмотрены только отличия, и одинаковые элементы указаны одинаковыми ссылочными позициями, плюс 400. Запястная часть 474 может содержать первый элемент 522, который поворачивается вокруг первого шарнирного пальца 538 и второй элемент 526, который поворачивается вокруг второго шарнирного пальца 542, смещенного от первого шарнирного пальца 538. Первый элемент 522 и второй элемент 526 могут поворачиваться вокруг перпендикулярных, смещенных осей. Первый элемент 522 образует первый конец запястной части 474. Второй элемент 526 образует второй конец 514 запястной части 474 и несет режущее устройство 22.

[0043] Первый элемент 522 соединен c базовой частью 470 первым шарнирным пальцем 538, и второй элемент 526 соединен c первым элементом 522 вторым шарнирным пальцем 542. В показанном варианте осуществления, первый шарнирный палец 538 обеспечивает первую ось 550 поворота, ориентированную перпендикулярно базовой оси 490 и обеспечивает первому элементу 522 поворот относительно базовой части 470 в плоскости оси 490. Второй шарнирный палец 542 обеспечивает вторую ось 554 поворота, ориентированную поперек базовой оси 490 и перпендикулярную первой оси 550 поворота, обеспечивая второму элементу 526 поворот относительно первого элемента 522 в вертикальной плоскости. Первый элемент 522 поворачивается вокруг первой оси 550 поворота посредством приведения в действие первого исполнительного механизма 558, и второй элемент 526 поворачивается вокруг второй оси 554 посредством приведения в действие второго исполнительного механизма 562.

[0044] На фигурах 13 и 14 показан другой вариант осуществления стрелы 818, содержащей запястную часть 874, удерживаемую частями стрелы с множеством шарнирных сочленений. В частности, базовая часть 870 стрелы 818 содержит первый элемент или первую конструкцию 898 и второй элемент или вторую конструкцию 900, шарнирно соединенную с первой конструкцией 898. В показанном варианте осуществления, первая конструкция 898 поддерживается на поворотном соединении 906 для поворота стрелы 818 в боковой плоскости вокруг оси 904 поворота. Первая конструкция 898 выполнена поворачиваемой относительно поворотного соединения 906 вокруг первой оси 894, ориентированной поперечно оси 904 поворота, а вторая конструкция 900 выполнена поворачиваемой относительно первой конструкции 898 вокруг второй оси 896, ориентированной параллельно первой оси 894. Поворотное соединение 906 может приводиться в действие для поворота посредством исполнительных механизмов (например, гидравлических цилиндров – не показаны). Первая конструкция 898 приводится в действия для поворота вокруг первой оси 894 первыми исполнительными механизмами 908, а вторая конструкция 900 приводится в действие для поворота вокруг второй оси 896 вторыми исполнительными механизмами 912. Первая ось 894 и вторая ось 896 проходят в поперечной ориентации, обеспечивая две независимые шарнирные вылетные части для обеспечения существенной универсальности во вращении режущего устройства в вертикальной плоскости. В других вариантах осуществления, первая конструкция и вторая конструкция могут поворачиваться другим способом. Запястная часть 874 закреплена на конце второй конструкции 900, дальнем от первой конструкции 898, и режущее устройство 22 удерживается запястной частью 874.

[0045] Как показано на фиг. 8, первый элемент 122 запястной части 74 соединен c подвижной конструкцией 100 базовой части 70. В показанном варианте осуществления, манифольд 194 текучей среды (например, многослойный манифольд) установлен между подвижной конструкцией 100 и первым элементом 122, и линейный исполнительный механизм 164 (например, средство с гидравлическим поршнем и цилиндром) установлен в базовой части 70. Один конец (например, конец штока) линейного исполнительного механизма 164 может быть соединен с первой конструкцией 98, и другой конец (например, конец цилиндра) исполнительного механизма 164 может быть соединен с манифольдом 194. Линейный исполнительный механизм 164 может иметь камеры цилиндра сообщающиеся по текучей среде с манифольдом 194. Выдвижение линейного исполнительного механизма 164 обуславливает выдвижение подвижной конструкции 100 в направлении, параллельном оси 90 стрелы, и убирание линейного исполнительного механизма 164 обуславливает убирание подвижной конструкции 100 в направлении, параллельном оси 90 стрелы. В показанном варианте осуществления, датчик 168 соединен между наружной поверхностью первой конструкции 98 и манифольдом 194. Датчик 168 может содержать измерительный преобразователь для измерения хода или положения линейного исполнительного механизма 164 и подвижной конструкции 100.

[0046] Как лучше всего показано на фиг. 9, подвижная конструкция 100 закреплена относительно первой конструкции 98 подшипниковыми узлами 172. В показанном варианте осуществления, восемь подшипниковых узлов 172 установлены в общей плоскости нормальной к базовой оси 90, при этом два подшипниковых узла 172 упираются в каждую из четырех боковых сторон подвижной конструкции 100. Дополнительный комплект из восьми подшипниковых узлов может быть установлен в аналогичной конфигурации во второй плоскости нормальной к базовой оси 90 и смещенной от плоскости, показанной на фиг. 9. В других вариантах осуществления базовая часть 70 может содержать меньше или больше подшипниковых узлов 172, и подшипниковые узлы 172 могут быть установлены в многочисленных плоскостях по длине базовой оси 90. Подшипниковые узлы 172 могут быть установлены в отличающейся конфигурации.

[0047] Как показано на фиг. 10, каждый подшипниковый узел 172 содержит главную опору 176, прикрепленную к базовой части 70, и подушку 180 упирающуюся в поверхность подвижной конструкции 100. В дополнение, сферический подшипниковый элемент 184 соединен c главной опорой 176 для обеспечения поворота подушки 180 относительно главной опоры 176. Подушка 180 содержит один или несколько карманов или камер или продольных каналов 206, выполненных в поверхности подушки 180 смежно с подвижной конструкцией 100. Главная опора 176 содержит окно 210 и проход 214, обеспечивающий сообщение между окном 210 и продольными каналами 206. Окно 210 может принимать смазочный материал (например, консистентную смазку) через систему с ручной или автоматической подачей смазки, и смазочный материал может быть подан в продольные каналы 206 для смазки стыка между подушкой 180 и подвижной конструкцией 100. В дополнение, в показанном варианте осуществления, твердая, с низким трением рабочая поверхность подшипника 218 прикреплена к наружной поверхности подвижной конструкции 100. Рабочая поверхность подшипника 218 может быть съемно прикреплена к подвижной конструкции 100 (например, крепежными элементами) или прикреплена наплавлением (например, сваркой). Подшипниковые узлы 172 обеспечивают стык с низким трением и обладают функциональными возможностями передачи больших усилий, обусловленных операцией резания.

[0048] В дополнение, набор подкладок 222 может быть установлен между главной опорой 176 и первой конструкцией 98 для регулирования положения главной опоры 176. Набор пружин 226 может быть установлен между главной опорой 176 и сферическим подшипниковым элементом 184 для обеспечения начальной нагрузки или предварительной нагрузки для обеспечения плотного контакта подушки 180 с подвижной конструкцией 100, поддерживаемого во время работы. В других вариантах осуществления можно применять подшипниковые узлы других типов.

[0049] Хотя различные аспекты описаны подробно со ссылками на некоторые варианты осуществления, существуют вариации и модификации в объеме и сущности одного или нескольких описанных независимых аспектов. Различные признаки и преимущества изложены ниже в формуле изобретения.

Группа изобретений относится к машинам для проходки или выемки горной породы, в частности к режущему устройству машины. Технический результат – бесперебойная работа машины для выемки горной породы. Машина для выемки горной породы содержит раму, и режущий узел. Режущий узел содержит: стрелу, систему подвески, по меньшей мере, один подшипник и режущее устройство. Стрела содержит первую часть и вторую часть, причем первая часть установлена с возможностью поворота относительно рамы и содержит первую конструкцию, проходящую вдоль продольный базовой оси, и вторую конструкцию, которая является перемещаемой относительно первой конструкции в направлении, параллельном продольной базовой оси, причем вторая часть соединена с возможностью поворота c первой частью универсальным шарниром. Система подвески содержит множество смещающих элементов, соединенных между первой частью и второй частью. По меньшей мере один подшипник, несущий вторую конструкцию для перемещения относительно первой конструкции, который содержит главную опору и подушку, главная опора прикреплена к первой конструкции, подушка упирается в поверхность второй конструкции. Режущее устройство удерживается второй частью стрелы. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Режущий узел машины для выемки горной породы, содержащей раму, причем узел содержит:

стрелу, содержащую первую часть и вторую часть, причем первая часть выполнена с возможностью несения рамой, вторая часть соединена с возможностью поворота c первой частью универсальным шарниром, при этом первая часть содержит базу и подвижную конструкцию, причем база проходит вдоль продольной базовой оси, подвижная конструкция соединена cо второй частью универсальным шарниром, подвижная конструкция закреплена для перемещения относительно базы в направлении, параллельном продольной базовой оси; и

режущее устройство, которое удерживается второй частью стрелы.

2. Режущий узел по п. 1, в котором универсальный шарнир содержит первый вал, соединенный c первой частью и проходящий вдоль первой оси, причем универсальный шарнир дополнительно содержит второй вал, соединенный со второй частью и проходящий вдоль второй оси, причем второй вал соединен с возможностью поворота c первым валом для обеспечения поворота второй части относительно первой части вокруг первой оси и вокруг второй оси.

3. Режущий узел по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере один смещающий элемент, соединенный между первой частью и второй частью, причем по меньшей мере один смещающий элемент смещает вторую часть к заданной ориентации относительно первой части.

4. Режущий узел по п. 3, в котором по меньшей мере один смещающий элемент содержит множество смещающих элементов, дистанцированных друг от друга вокруг базовой оси.

5. Режущий узел по п. 1, в котором режущее устройство содержит режущий диск, имеющий режущую кромку, расположенную в плоскости резания, причем плоскость резания ориентирована в направлении, по существу, перпендикулярном продольной оси второй части стрелы, при этом базовая поверхность режущего диска расположена встык с поверхностью несущего элемента вдоль поверхности, образующей острый угол относительно плоскости резания.

6. Режущий узел по п. 1, в котором режущее устройство содержит режущий диск и средство создания вынужденных колебаний, причем средство создания вынужденных колебаний содержит эксцентричную массу, закрепленную для эксцентричного вращения и расположенную вблизи режущего диска, при этом вращение эксцентричной массы создает колебания режущего устройства.

7. Режущий узел машины для выемки горной породы, содержащей раму, причем узел содержит:

стрелу, содержащую первую часть и вторую часть, причем первая часть установлена с возможностью поворота относительно рамы, первая часть проходит вдоль продольной базовой оси, вторая часть соединена c первой частью и является перемещаемой относительно первой части в направлении, параллельном продольной базовой оси;

по меньшей мере один подшипник, несущий вторую часть для перемещения относительно первой части, причем по меньшей мере один подшипник содержит главную опору и подушку, главная опора прикреплена к первой части, подушка упирается в поверхность второй части; и

режущее устройство, которое удерживается второй частью стрелы.

8. Режущий узел по п. 7, в котором по меньшей мере один подшипник содержит элемент, имеющий сферическую поверхность для обеспечения поворота подушки относительно главной опоры.

9. Режущий узел по п. 7, в котором подушка содержит карман, расположенный смежно с поверхностью второй части, причем карман принимает смазывающее средство для содействия перемещению второй части относительно подушки.

10. Режущий узел по п. 9, в котором по меньшей мере один подшипник содержит проход в сообщении по текучей среде с карманом, причем проход сообщается по текучей среде с впускным окном, расположенным вблизи наружной поверхности первой части.

11. Режущий узел по п. 7, в котором по меньшей мере один подшипник дополнительно содержит смещающий элемент для смещения подушки в упор с поверхностью второй части.

12. Режущий узел по п. 7, дополнительно содержащий гидравлический исполнительный механизм, проходящий по меньшей мере частично через внутреннюю камеру первой части и второй части, причем гидравлический исполнительный механизм содержит первый конец, соединенный c первой частью, и второй конец, соединенный со второй частью, гидравлический исполнительный механизм является приводимым в действие для перемещения второй части относительно первой части.

13. Режущий узел по п. 7, в котором по меньшей мере один подшипник содержит по меньшей мере один подшипник, несущий каждую боковую сторону второй части.

14. Режущий узел по п. 7, в котором стрела дополнительно содержит запястную часть, соединенную с возможностью поворота со второй частью, причем запястная часть содержит универсальный шарнир, несущий режущее устройство с возможностью поворота.

15. Режущий узел машины для выемки горной породы, причем машина для выемки горной породы содержит раму, и режущий узел содержит:

стрелу, содержащую первую часть и вторую часть, причем первая часть установлена с возможностью поворота относительно рамы, первая часть содержит первую конструкцию, проходящую вдоль продольный базовой оси, и вторую конструкцию, которая является перемещаемой относительно первой конструкции в направлении, параллельном продольной базовой оси, причем вторая часть соединена с возможностью поворота c первой частью универсальным шарниром;

систему подвески, содержащую множество смещающих элементов, соединенных между первой частью и второй частью;

по меньшей мере один подшипник, несущий вторую конструкцию для перемещения относительно первой конструкции, причем по меньшей мере один подшипник содержит главную опору и подушку, главная опора прикреплена к первой конструкции, подушка упирается в поверхность второй конструкции; и

режущее устройство, которое удерживается второй частью стрелы.

16. Режущий узел по п. 15, в котором универсальный шарнир содержит первый вал, соединенный c первой частью и проходящий вдоль первой оси, причем универсальный шарнир дополнительно содержит второй вал, соединенный со второй частью и проходящий вдоль второй оси, второй вал соединен с возможностью поворота c первым валом для обеспечения поворота второй части относительно первой части вокруг первой оси и вокруг второй оси.

17. Режущий узел по п. 15, в котором режущее устройство содержит режущий диск, имеющий режущую кромку, расположенную в плоскости резания, плоскость резания ориентирована в направлении, по существу, перпендикулярном продольной оси второй части стрелы.

18. Режущий узел по п. 15, в котором режущее устройство содержит режущий диск и средство создания вынужденных колебаний, причем средство создания вынужденных колебаний содержит эксцентричную массу, закрепленную для эксцентричного вращения и расположенную вблизи режущего диска, при этом вращение эксцентричной массы создает колебания режущего устройства.

19. Режущий узел по п. 15, в котором по меньшей мере один подшипник содержит элемент, имеющий сферическую поверхность для обеспечения поворота подушки относительно главной опоры.