Исполнительный орган горного комбайна Советский патент 1984 года по МПК E21C27/02 

Изобретение отноеится к горной нромышленноети и прелназ11ачеи() для применения на разработке нлаетоиых мееторожденин Ho.ie;iiiwx иеконаемых, например угля. Л иоголетнемерздые породы раееынных мес:торожде1И1Й ирелетавляют собой еложиую крунноекелетную миогоко.миопентиую структуру. Неоднородиость мерзлых наноеных отложений, еодержапщх до 60°/о твердых /алечных включений различной круи1юет)1, нредетавленных гранитами, гранодиорита.ми, кварцитами, гнейсами и др., затрудняет работу оборудования, работающего но принципу неносредственного механического разрушения мерзлых пород ие11ОЛ1Ц1тел1)Ны.ми органами. Это фиводит к существенному ограничению области иримеиения гориьгх комбайнов и новьциеино.му расходу ре:ик)вого инструмента. Известен исиолиительный орган комбайна, вьцк)лне1шый в виде иере1улируемого нижнего шпека и ре1у.1ируемого по мопиюсти п.ласта верхнего шнека с жестко закреп;1енным на них резцор ым инструментом (1. Недостатком данного ис11о,лните.Ц)Иого органа является иовышенцый расход режуще ч) инструмеита при 1 ыемке нлаетов сложПО1Ч) строения, характеризуклпийся преоб,ладаиием по.юмочпых отказе), обусловленпьгх возникн(И епи6м п|)и резании галечных включений пиковых нагрузок, значения которых могуг превьипать ередние на1 рузки нри )езании мерз. нород в 5 -8 раз. Извеелен испо;1ните;1ьш 1Й орган ropnorcj KO.M6aiiHa, соде)жа1цнй стугн цу с жестко зак|)еиле 111ыми на ней )ежун|е-по1рузочными элементами, выцолненн)1ми в виде лонастей 2. Однако жесткое закрен.ленне режуше-ногрузочньгх э,лемецтов нриводит к увеличенному расходу резно нри наличии в плаете тве)дых включений. Иаибо,1ее близким к Г1редла1ае и)му яв,1яется иснолнительный opian горного ко.мбайна, содержапшй ступицу с жестко закрепленными па ней режун|,е-погрузочньгми элементами в виде дисков, имеющих в нродольном сечении форму эллииеов, причем смежные диски наклонены дру| к другу под одинаковым у|лом 3. 1-1едостатком извеетного устройства является иовьппенный раеход резцового инструмента при наличии твердых включений в n;iacTe, иревоеходяншх но прочноетн допустимую 15елнчину нагрузки для резцов. Это приводит к сиижеиию нроизводпте.льпости, пов1) себестои.мости добычи полезного искоиае.мого и,П1 необходимости демонтажа комбайна ввиду ненри14 дности ус,1()вий для его рабс)ты. Цель изобретения -- повышение эффективности и надежности работы. 1осга1 ленная цель достигается тем, что в нс11олннте;п ном оргапе 1орного комбайна. еодержап1ем стунину с режуп1е-погрузочпыми э.лемептами в виде днеков, имеющих в п)одо;1ьпом сечеппи форму эллипсов, диски и,п о;гнен1 составными с жесткой впешией и эластичной внутре1П1ей частью, закрен,леппой па ступице и н.мею1ней форму кольца неремеииого сечепия, наружным коптуром которого является окружность, а внутренннм - уллипс, coociitiui с наружным эллипсом жесткой части диска. Иаличие эластичных элементов в исполнительном органе горного комбайна, жестко закрепленных на ступице и дисках посредетвом, например, фланцевых соединепий, позволяет дискам с устаповлеп1 ыми па них резца.ми отк,лоняться относительно ступиЦ1)| цод действием новышенного боково1 о уснлня, возникающего при встрече по крайней мере олчого из )езцов е тверд1)1.м включение.м, иск.лючая тем самым HO;IOMK резцов. Ма (|)иг. I изображен исполните,льный opian, вид сверху; па (|)иг. 2 - разрез . -.Л па фи1. 1. Иеполпилельный opiaii еодержит ци,ли1 дрическую стуннцу 1 с э.ластичными элемептамн 2, закреилепп)1ми посредством болтов (не показаны) к (}) 3, в свою очередь прикренлеп( (сваркой) к стунице 1. Ыа эластнчпых э.лементах 2 при помощи флапцев 4 установле)1ы режупи -ногрузочН1з1е дпски 5---7 эллп1ггнческой формы, взаимно поверпулые па поверхпостп стугшцы таKur.i образом, члх) в поперечном сечении бо,льИ1ие д.иагошили эллипсов (дисков) раС11о,ложены сим.мет) одна относительно другой. /1,иеки 5 7 но пери.метру э.ллинса оснащены забойными резцами 8, причем на торцовом диске 7 крутковые резцы 9 выполнены без ра.зва,ла относите.Л1Л)0 раднальиых. На фи|. 1 показан нородный массив 10 и твердое включение 1 1 в массиве. Испо;и1ительн1 1Й орган работает с,ледуюИ1ИМ образо.м. 11осле вк,лючепня нснолните.льиого (jpi-aна ropnoio комбайна в работу ступица 1 пос)едством э,ластичп|,гх элементов 2 передает вращение дискам 5-7. Закреп,леппые на дисках забойные 8 и крутковые 9 резцы разрушают породный маесив 10 при одновремеппой подаче исполнительного органа на массив 10. При этом лиски 5 7 находятся в одной плоскости с э.частичными э,лементами 2. В момепт ветречи, например, с диском 6 твердого вк,1к чения II, резцы 8 нспьггывают повышепное боковое уси.чие и вс,ледствие некото)ой округ,лости вк,л1Очения 11 отклоняются в какую-либо сторону вмеете с диско.м 6, разруп1ая при это.м массив 10 Ц коиируя форму Г1ове)хпости включения. Так как диек б, аналогично оста.льпьгм дискам имеет в продольно.м сеченнн но парчжпому лнаметру форму эл.лииеа, тезцы 8 находятся на различном расстоянии от ступицы 1 и под действием на них одинаковой боковой нагрузки во время обхода резцами 8 включения на эластичный элемент действуют различные отклоняющие моменты.

Так, для резца, находящегося на больщой диагонали (ОС) эллипса, отклоняющий момент равен

М AC-Pf

где Pf - боковое усилие, испытываемое резцом при обходе включения, кН;

Для резца, находящегося на малой диагонали (OF) эллипса, этот момент равен

Маа Z)F-P,

где АС,Df-плечо приложения бокового усилия в первом и втором случаях, соответственно м.

При отклонении, например, диска б от нормального положения в ту или иную сторону, эластичный элемент 2 упруго деформируется и после прохода включения 11 возвращает диск 6 в исходное положение.

Величина момента сил упругой деформации эластичного элемента, зависит от упругости самого элемента и величины его абсолютной дефор.мации (в данном случае угловой). Для рассматриваемых положений резца при встрече включения восстанавливающие моменты сил упругой деформации элементов соответственно, равны

CjAfi-yifii

MF C2-Af2 ,

где CiiCz - характеристика упругости

эластичного элемента, кг/рад;

д -угол отклонения диска от

нейтрального положения, рад.

. -р а , . чэ Q л У j , л 2 -j5

где а - размер твердого включения (линейное отклонение резца), м. Поскольку эластичный элемент по всему контуру однороден, характеристика его упругости в различных точках подчиняется соотношению:

Ci-Cj-AB-DE.

Согласно принципу равновесия в механике

Мс ; Мок Лf, AC-Pf-C, -д% -АВ ; ,.

Разделив правые и левые части выражения друг на друга, и учитывая, что Cj С2 АВ : SЕ, ПОЛУЧИМ

РЕ

АС DE

или

Df АВ AS

Поскольку АС и ДР разность соответствующих полуосей эллипсов, то выполнить получение соотношения можно только в том случае, если огибающая точек В п -окружность с центром в точке 0.

Поскольку диски 5-7 расположены на ступице таким образом, что в проекции на

0 забой перекрывают друг друга, то один из дисков 5, 6 или 7 с резцами 8 и 9 подрезает включение 11 с одной стороны, а другой, рядом расположенный диск, - по другую сторону включения 11. Если при этом включение 1 1 полностью входит в контур вынимаемого исполнительным органом объема, то ослабленное резцами с обеих сторон, оно в конце концов отделяется от массива (без разруп1ения самого включения 11). Если включепие только частично

0 входит в контур вынимаемого испо.ипнте.мьным органом объема, то оно остается в массиве, не подвергаясь разру1пению. В обоих случаях резцы 8 и 9 не подвергаются повыHjeHHbiM динамическим пагрузкам, связанным с разрушением самого включения 11,

5 в связи с чем срок службы резцов 8 и 9 возрастает и одновременно снижается энергоемкость разрушения горного массива 10 пород.

Предложенное устройство позволяет по высить эффективность и надежность работы

исполнительного

рез цо во го и нет р у м ei гга горного комбайна.

:риг.г

F

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ГОРНОГО КОМБАЙНА, содержащий ступицу с режуще-погрузочными элементами в виде дисков, имеющих в продольном сечении форму эллипсов, отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности и надежности работы, диски выполнены составными- с жесткой внещней и эластичной внутренней частью, закрепленной на ступице и имеющей форму кольца переменного сечения, наружным контуром которого является окружность, а внутренним - эллипс, соосный с наружным эллипсом жесткой части диска. (Л о оо