Исполнительный орган горной машины Советский патент 1984 года по МПК E21C25/04 

Изобретение относится к горной промынленности, а именно к исполнительным органам горных комбайнов, предназне.ченных для добычи полезных ископаемых.

Известен исполнительный орган гордой машины, включающий шнек с кольцом, винтовые лопасти которого оснащены резцедержеталями с резцами, и упруго-фрикционное устройство, соединяквдее пустотелый вал шнека с валом привода С1 .

Недостатками этого исполнительного органа являются неполное демпфирование динамических нагрузок при кручении из-за различия коэффициента трения покоя и движения фрикционного соединения и отсутствие демпфирования динамических нагрузок от сил, действующих перпендикулярно или параллельно оси шнека. Совместное действие иЗгиба, сжатия и кручения снижает работоспособность узлов и устой чивость комбайна.

Кроме того, к недостаткам указанного демпфирования относится также недолговечность фрикционного соедине.ния и необходимость производить периодическую его регулировку по мере износа, что в условиях эксплуатации не исключает возможность его отключения из-за неправильной регулировки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является исполнительный орган горной машины, включающий оснащенные резцедержателями винтовые полосы, закрепленные на валу при помощи спиц 2 .

Однако наличие упругого материала на части поверхности шнека позволяет снизить динамические нагрузки при погрузке разрушенной горной массы, например угля на конвейер, и практически не оказывает влияние на снижение динамических нагрузок в процессе резания горной массаы, когда возникает основная динамическая нагруженность на приводе и в целом на горной машине. Это объясняется тем, что резцы, закреплены на спирали. При этом совокупность винтовой спирали со спицами и валом сфздает достаточно жесткую пространственную конструкцию

Динамическая нагрузка от резцов, установленных на крайних спицах, также не снижается. Это вызвано закреплением спиц с валом и винтовой спиралью, образующих таким образом жесткую систему.

Кроме того, недостатком известной конструкции является возможность возникновения динамических нагрузок при погрузке горной массы из-за деформации винтовой спирали в месте наибольшего нагружения вследствие трения и

воздействия погружаемой горной массы а также из-за износа упругого материала.

Целью изобретения является повьаиение надежности путем снижения динамических нагрузок.

Указанная цель достигается тем, что в исполнительном органе горной машины, включающем оснащенные резцедержателями винтовые полосы, закрепленные на валу при помощи спиц, последние установлены в винтовых полосах с зазором и выполнены с переменным сечением, уменьшающимся в направлении от вала, причем резцедержатели закреплены на спицах, а вал выполнен в виде упругого элемента, в теле которого размещены продольные стержн

На фиг. 1 изображен исполнительны орган горной массы, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 по винтовой лопасти и спице с резцедержателем t на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1 (по винтовой лопасти и спице с болтовым соединением ; на фиг. 4 - сечение В-В- на фиг. 1.

Исполнительный орган 1 (фиг. 1/ состоит из пустотелого вала 1, включающего шлицевую ступицу 2, кольцо 3 и зафиксированные ими стержни 4, например, трубчатого тонкостенного сечения, пространство между которЕлми заполнено упругим материалом 5 (например, выполненным из полимера, пластмассы, резины, металлической резины или упругих пластин), фиг. 4, винтовых лопастей б, жестко закрепленных на свободных концах спиц 7, например, болтовым соединением 8 (.фиг. 3 ), спиц 9, на свободных концах которых установлены резцедержатели 10 и резцы 11 (фиг. 2). Такими же резцами и резцедержателями оснащено кольцо 3.

Спицы 7 и 9 жестко закреплены к (Стержням 4 и представляют собой также стержни, но с непрерывно уменьшающимся по длине сечением от места их закрепления на валу 1, т.е. в виде балок равного сопротивления изгибу. Возможность упругой деформации спиц 7 и 9 обеспечивается наличием зазоров 4г и /зг соответственно между ними и винтовыми лопастями 6 (фиг. 2 и ЗЛ Герметизация зазоров 4г2 между винтовыми лопастями 6 и спицами 9 осуществлена упругими уплотнениями 12 на резцедержателях 10 (фиг. 2 ).

Пустотелый вал 1 с помощью шлицевой ступицы 2 соединен с валом 13 привода горной машины (фиг. 1). В процессе разрушения горного массива на резцы 11, находящиеся на спицах 9 и кольце 3 фиг. 1 и 2 , действуют усилия резания, подачи и боковые. Известно, что изменения этих усилий из-за неоднородности строения и механических свойств разрушаемого мате риала являются циклическими и случай ными как по частоте, так и по амплитуде. Поэтому эти усилия всегда имеют динамический характер, а при встр че резцов с твердыми включениями динамическая нагрузка возрастает на порядок. Под воздействием таких усилий упруго изгибаются спицы 9, скручиваются и изгибаются стержни 4 совместно с упругим материалом 5. Изменяю/(циеся при этом зазоры 4Г2 перекрыты от попадания мелочи и заштыбовки упр гими уплотнениями 12 на резцедержате лях 10 (фиг. 2 I. Увеличенная деформа тичность вала 1 и спиц 9 снижает и амортизирует динамическую нагрузку на приводе, исполнительнс 1 органе и в целом на горной машине. Кроме того накопленная потенциальная энергия деформации спиц 9 и стержней 4, одеваемая резцом 11, и колебательные движения резцов 11 улучшают сортност разрушаемого материала за счет увели чения толщины стружки, уменьшают пылеобразование и снижают энергоемкость разрушения горного массива исполнительным органом. Разрушенная горная масса транспор тируется к приемному конвейеру винто выми лопастями 6 вдоль пустотелого .вала 1. Лопасти 6 воспринимают нагрузку от их внедрения в погружаемый материал и от самой транспортировки материгша. При этом усилия от погруз ки направлены, как перпендикулярно, так и параллельно продольной оси вала 1. Усилия, которые носят пульси рующий характер, гасятся за счет упругой деформации спиц 7 в зазорах лг (фиг. 3), стержней 4 и вала 1 в целом. Это позволяет снизить динамическую нагрузку на приводе горной машины. Кроме того, вследствие циклической упругой деформации спиц 7, винтовые лопасти 6 колебательно перемещаются относительно пустотелого вала 1 за счет зазоров г между ним и лопастей 6, что ведет к отслаиванию налипающего транспортируемого материала. Возникшая вибрация лопастей из-за нестабильной нагрузки по амплитуде и частоте при упругой деформации спиц 7 и стержней 4 снижает усилия внедрения лопастей 6 в разрушенную горную массу.. Эта же вибрация способствует уменьшению сил сопротивления перемещению погружаемого материала по поверхностям винтовых лопастей 6. При этсм уменьшаются энергозатраты на погрузку разрушенного материала и его дополнительное переизмельчение, а также повышается эффективность погрузки исполнительным органом. Таким образом, применение изобретения позволит снизить динамическую нагрузку на горную машину, улучшить сортность добываемого материала, уменьшить запыленность и энергозатраты при разрушении и погрузке горной массы. Снижение динамичности и энергозатрат повысит надежность, и долговечность исполнительного органа и привода, а также будет одним из факторов, способствующих улучшению безопасности обслужнвакхцего персонала и повыиюнию производительности горной машины.

/ - А поЬернуп

//

Ю

л г,

Фиг.2

6 - Б поЬернуто 6 8

azf

Ф(г

ФигЛ