Исполнительный орган проходческо-очистного комбайна Российский патент 2024 года по МПК E21C27/24 E21C31/10 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в конструкциях проходческо-очистных комбайнов, предназначенных для разрушения горных массивов механизированным способом.

Известен сдвоенный пространственный планетарно-дисковый исполнительный орган проходческо-очистного комбайна, содержащий резцовые диски и комбинированные забурники. Резцовые диски установлены на поворотных редукторах-рукоятях. Оси вращения резцовых дисков располагаются в плоскости, параллельной забою. Вращающий момент на резцовые диски передается от раздаточных редукторов через поворотные редукторы-рукояти. Разрушение горного массива осуществляется резцами, установленными на боковых цилиндрических поверхностях резцовых дисков. Траектории движения резцов резцовых дисков имеют радиальное направление от центра к периферии забоя. Центральная часть забоя разрушается резцами комбинированных роторно-планетарных забурников, в состав которых входят резцовые диски малого диаметра и роторы (патент RU 2319835, Е21С 27/00, 20.03.2008).

Известен сдвоенный плоский планетарно-дисковый исполнительный орган проходческо-очистного комбайна, содержащий резцовые диски, установленные на редукторах-рукоятях. Оси вращения резцовых дисков располагаются перпендикулярно плоскости забоя. Вращающий момент на резцовые диски передается от раздаточных редукторов через редукторы-рукояти. Породоразрушающие инструменты (резцы) установлены на плоских торцовых и боковых цилиндрических поверхностях резцовых дисков (патент RU 2651667, Е21С 27/24, 23.04.2018, фиг. 3 и 4).

К недостаткам известных устройств относят то, что при отгонке комбайна по выработке задним ходом от забоя возможен контакт резцовых дисков со стенками, почвой или кровлей проведенной выработки. Указанное с высокой вероятностью приводит к аварийному отказу, например, отделению кулака-резцедержателя от резцового диска.

Для предотвращения контакта резцовых дисков известных исполнительных органов со стенками, кровлей и почвой выработки при отгоне комбайна от забоя машинист ограничивает скорость движения комбайна задним ходом, что увеличивает время выполнения вспомогательных операций и уменьшает время производительной работы комбайна при использовании на руднике.

Наиболее близким к заявляемому устройству является сдвоенный планетарно-дисковый исполнительный орган, состоящий из двух исполнительных органов, каждый из которых содержит раздаточный редуктор с центральным забурником и парой редукторов-рукоятей с резцовыми дисками, расположенных симметрично относительно оси вращения раздаточного редуктора. Исполнительные органы кинематически связаны между собой общим приводом, обеспечивающим относительное (вокруг своей оси) и переносное (вокруг оси раздаточного редуктора) вращение резцовых дисков. В конструкции общего привода переносного вращения предусмотрены зубчатые муфты с подвижными венцами для синхронизации переносного вращения обеих пар редукторов-рукоятей с резцовыми дисками (Горные машины и оборудование. Проходческо-очистной комбайн «Урал-10А». Часть I. Устройство и принцип действия: Методические указания/ Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). Сост.: В.В. Габов, Ю.В. Лыков, Е.С. Кузнецов, Н.В. Чекмасов, А.Я. Бурак, Д.И. Шишлянников. СПб, 2010. 26 с. - прототип).

Недостатком устройства, принятого за прототип, является трудоемкость приведения комбайна в транспортное положение для его безаварийного отгона от забоя задним ходом, при котором необходимо развернуть исполнительные органы комбайна в положение, исключающее контакт режущего инструмента со стенками выработки. В описанной конструкции сдвоенного планетарно-дискового исполнительного органа для отгона комбайна требуется выполнить рассинхронизацию переносных вращений исполнительных органов посредством рассоединения зубчатых муфт и подвижных венцов, установку раздаточных редукторов в транспортное положение, соединение зубчатых муфт с подвижными венцами, фиксацию раздаточных редукторов в транспортном положении. После отгона комбайна задним ходом от забоя для приведения его в рабочее положение осуществляют обратную процедуру.

Таким образом, значительные временные затраты и высокая трудоемкость выполнения вспомогательных операций обусловливают снижение эксплуатационной производительности комбайна.

Техническим результатом изобретения является снижение временных затрат и упрощение реализации процесса приведения планетарно-дисковых исполнительных органов в транспортное и рабочее положение, повышение эксплуатационной производительности проходческо-очистного комбайна.

Технический результат обеспечивается за счет того, что в сдвоенном планетарно-дисковом исполнительном органе проходческо-очистного комбайна, включающем редуктор исполнительного органа с осью вращения, направленной вдоль движения комбайна на забой и передающий синхронное вращение на два раздаточных редуктора, на каждом из которых закреплен центральный забурник и редукторы-рукояти с выходными валами, передающими вращение на резцовые диски, симметрично расположенные относительно оси раздаточного редуктора, в соответствии с изобретением каждый из выходных валов редукторов-рукоятей состоит из внешнего полого вала и соосно установленного внутри него с фиксацией от проворачивания внутреннего вала, на одном конце которого расположен фиксатор осевого перемещения, а на другом конце жестко закреплен резцовый диск, и содержащего, по крайней мере, две части, соединенные шаровым шарниром, причем часть внутреннего вала с резцовым диском выполнена с возможностью ограниченного выдвижения из внешнего полого вала при снятом фиксаторе осевого перемещения и последующего углового поворота относительно оси выходного вала за счет шарового шарнира.

Выдвижение внутреннего вала ограничивается посредством стопора, который закреплен в радиальном сквозном отверстии, выполненном во внешнем полом валу, и установлен в ограничительном продольном пазу, расположенном на поверхности внутреннего вала между фиксатором осевого перемещения и шаровым шарниром.

Поперечное сечение внутренней полости внешнего вала и сопрягаемых поверхностей внутреннего составного вала имеет форму многоугольника, например, квадрата.

Выполнение выходных валов редукторов-рукоятей телескопическими с возможностью выдвижения из внешнего полого вала внутреннего вала, состоящего минимум из двух частей, соединенных между собой шаровым шарниром, обеспечивает возможность углового поворота выдвинутой части внутреннего вала с резцовым диском за счет шарового шарнира и, следовательно, изменения положения резцовых дисков относительно редукторов-рукоятей для перевода исполнительного органа в транспортное положение без необходимости рассинхронизации переносных вращений исполнительных органов.

Изготовление на поверхности внутреннего составного вала между фиксатором осевого перемещения и шаровым шарниром ограничительного паза, по которому перемещается стопор, установленный в сквозном радиальном отверстии, выполненном во внешнем полом валу, обеспечивает ограничение величины перемещения части внутреннего составного вала с резцовым диском, необходимом для углового поворота выдвинутой части и, следовательно, изменения положения резцовых дисков относительно редукторов-рукоятей для перевода исполнительного органа в транспортное положение.

Фиксатор осевого перемещения, выполненный на конце внутреннего составного вала, обеспечивает жесткую фиксацию вала, соединенного с резцовым диском, внутри внешнего полого вала при нахождении исполнительного органа в рабочем положении, а при его снятии позволяет выдвижению части внутреннего вала для изменения положения резцовых дисков при переводе исполнительного органа в транспортное положение.

Выполнение внутренней полости внешнего вала и сопрягаемых поверхностей внутреннего составного вала с поперечным сечением в виде многоугольника, например, квадрата обеспечивает их фиксацию от осевого проворота, исключает необходимость применения дополнительных соединительных элементов (шпонок), обеспечивает передачу вращающего момента от привода относительного вращения на резцовый диск.

Заявляемая конструкция сдвоенного планетарно-дискового исполнительного органа проходческо-очистного комбайна может иметь как пространственное (оси вращения выходных валов редукторов-рукоятей направлены поперек движения комбайна на забой), так и плоское (оси вращения выходных валов редукторов-рукоятей направлены вдоль движения комбайна на забой) исполнение.

Предлагаемое устройство иллюстрируется схемами, представленными на фиг. 1-3 - для пространственного исполнения, на фиг. 4-5 - для плоского исполнения.

На фиг. 1 - схема сдвоенного пространственного планетарно-дискового исполнительного органа проходческо-очистного комбайна в рабочем положении, вид спереди.

На фиг. 2 - общий вид выходного вала редуктора-рукояти планетарно-дискового исполнительного органа проходческо-очистного комбайна.

На фиг. 3 - схема установки резцовых дисков на редукторах-рукоятях пространственного планетарно-дискового исполнительного органа в транспортном положении, при отгонке проходческо-очистного комбайна от забоя, вид спереди.

На фиг. 4 - схема сдвоенного плоского планетарно-дискового исполнительного органа проходческо-очистного комбайна в рабочем положении, вид спереди.

На фиг. 5 - схема установки резцовых дисков на редукторах-рукоятях плоского планетарно-дискового исполнительного органа в транспортном положении, при отгонке проходческо-очистного комбайна от забоя, вид сбоку.

Сдвоенный планетарно-дисковый исполнительный орган (фиг. 1) проходческо-очистного комбайна состоит из редуктора исполнительного органа (не показан), на выходных валах которого установлены раздаточные редукторы 1. На раздаточных редукторах закреплены редукторы-рукояти 2 с выходными валами 3, передающими вращение резцовым дискам 4 с резцами 5. Для разрушения центральной части забоя предусмотрены забурники 6 с резцами 7.

Каждый выходной вал 3 редукторов-рукоятей (фиг. 2) выполнен полым с соосно установленным внутри него внутренним валом, состоящим из поворотной части 8 и неповоротной части 9, соединенных шаровым шарниром 10. Поперечное сечение внутренней полости внешнего вала и сопрягаемых поверхностей внутреннего вала имеет форму квадрата для исключения осевого проворота. На одном конце внутреннего вала расположен фиксатор осевого перемещения 11, а на другом конце жестко закреплен резцовый диск 4. Фиксатор осевого перемещения 11 может быть выполнен в виде штифта, установленного внутри сквозного отверстия во внутреннем валу.

Поворотная часть 8 внутреннего вала с резцовым диском выполнена с возможностью ограниченного выдвижения из внешнего полого вала 3 при снятом фиксаторе осевого перемещения 11 и последующего углового поворота относительно оси выходного вала за счет шарового шарнира 10.

Для ограничения выдвижения из внешнего полого вала 3 поворотной части 8 внутреннего вала предусмотрен стопор 12, который закреплен в радиальном сквозном отверстии, выполненном во внешнем полом валу 3, и установлен в ограничительном продольном пазу 13, расположенном на поверхности неповоротной части 9 внутреннего вала.

При работе заявляемого сдвоенного планетарно-дискового исполнительного органа вращающий момент от электродвигателей относительного и переносного движений через редуктор исполнительного органа передается на раздаточные редукторы 1, а затем редукторами-рукоятями 2 на выходные валы 3 и резцовые диски 4. Резцовые диски 4 с резцами 5 совершая переносное вращение вокруг оси раздаточного редуктора и относительное вращение вокруг своей оси, совместно с забурниками 6, оснащенными резцами 7, разрушают участок забоя 14, имеющий форму пересекающихся окружностей. Арочная форма выработки обеспечивается при разрушении участков забоя 15, 16 и 17 дополнительными исполнительными органами комбайна - верхним и нижним отбойными устройствами (не показаны).

При необходимости отгонки комбайна от забоя приводные электродвигатели породоразрушающих исполнительных органов обесточиваются (отключаются). При снятом фиксаторе 11 поворотная часть 8 внутреннего вала с резцовым диском 4 выдвигается из выходного вала 3, при этом стопор 12 передвигается до упора вдоль продольного паза 13, ограничивая выдвижение поворотной части вала. Посредством задействования шарового шарнира 10 выдвинувшаяся поворотная часть 8 вместе с резцовым диском 4 отклоняется от оси выходного вала 3, увеличивая зазор между резцовым диском 4 и кровлей, почвой или стенкой выработки. При необходимости резцовый диск 4 может быть зафиксирован относительно редуктора-рукояти 2.

При возврате исполнительного органа в рабочее положение поворотная часть 8 внутреннего вала задвигается внутрь полого выходного вала 3 и устанавливается фиксатор 11.

Таким образом, применение заявляемого устройства, позволяет существенно упростить процесс приведения планетарно-дисковых исполнительных органов в транспортное и рабочее положение, тем самым снизить временные затраты на выполнение данной вспомогательной операции и повысить эксплуатационную производительность проходческо-очистного комбайна.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в конструкциях проходческо-очистных комбайнов, предназначенных для разрушения горных массивов механизированным способом. Технический результат - снижение временных затрат и упрощение реализации процесса приведения планетарно-дисковых исполнительных органов в транспортное и рабочее положение, повышение эксплуатационной производительности комбайна. Сдвоенный планетарно-дисковый исполнительный орган проходческо-очистного комбайна включает редуктор исполнительного органа, передающий синхронное вращение на два раздаточных редуктора. На раздаточных редукторах закреплена пара редукторов-рукоятей с выходными валами, передающими вращение на резцовые диски. Выходной вал редуктора-рукояти состоит из внешнего полого вала и соосно установленного внутри него с фиксацией от проворачивания внутреннего вала. На одном конце внутреннего вала расположен фиксатор осевого перемещения, а на другом конце жестко закреплен резцовый диск. Часть внутреннего вала с резцовым диском выполнена с возможностью ограниченного выдвижения из внешнего полого вала и последующего углового поворота относительно оси выходного вала за счет шарового шарнира для образования зазора между резцовым диском и стенками выработки. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Сдвоенный планетарно-дисковый исполнительный орган проходческо-очистного комбайна, включающий редуктор исполнительного органа с осью вращения, направленной вдоль движения комбайна на забой, и передающий синхронное вращение на два раздаточных редуктора, на каждом из которых закреплен центральный забурник и редукторы-рукояти с выходными валами, передающими вращение на резцовые диски, симметрично расположенные относительно оси раздаточного редуктора, отличающийся тем, что каждый из выходных валов редукторов-рукоятей состоит из внешнего полого вала и соосно установленного внутри него с фиксацией от проворачивания внутреннего вала, на одном конце которого расположен фиксатор осевого перемещения, а на другом конце жестко закреплен резцовый диск, и содержащего, по крайней мере, две части, соединенные шаровым шарниром, причем часть внутреннего вала с резцовым диском выполнена с возможностью ограниченного выдвижения из внешнего полого вала при снятом фиксаторе осевого перемещения и последующего углового поворота относительно оси выходного вала за счет шарового шарнира.

2. Сдвоенный планетарно-дисковый исполнительный орган проходческо-очистного комбайна по п.1, отличающийся тем, что выдвижение внутреннего вала ограничивается посредством стопора, который закреплен в радиальном сквозном отверстии, выполненном во внешнем полом валу, и установлен в ограничительном продольном пазу, расположенном на поверхности внутреннего вала между фиксатором осевого перемещения и шаровым шарниром.

3. Сдвоенный планетарно-дисковый исполнительный орган проходческо-очистного комбайна по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение внутренней полости внешнего вала и сопрягаемых поверхностей внутреннего вала имеет форму многоугольника, например квадрата.