Исполнительный орган фронтального выемочного агрегата Советский патент 1984 года по МПК E21C25/60 E21C27/00 

ю ю

00

ю i1 Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть использовано при создании фронтальных выемочных агрегатов для подземной добычи угля, гидравлическим способом. Известен исполнительный орган фронтального выемочного агрегата, и пользующего гидротранспорт угля из забоя, несколько режущих устройств в виде коронок, каждое из которых смонтировано на своей стреле, установленной с возможностью качания в вертикальной плоскости относительно неподвижного основания - желоба, который взаимосвязан гидроцилиндрами фронтальной подачи с каждой секцией крепи, входящей в состав агрегата. Каждая стрела смонтирована на тележке, которая, в свою очередь, установ лена на упомянутый желоб с возможнос тью Перемещения вдоль забоя с помощью гидроцилиндров продольной подачи ,Тележки взаимосвязаны между собой с возможностью синхронного их перемеще ния вдоль забоя. Подвиганием желоба на забой с помощью гидроцилиндров фронтальной подачи одновременно по всему фронту ла вы осуществляется процесс фронтальн зарубки одновременно всех реясуи ;их устройств исполнительного органа. За тем посредством гидроцилиндров качания все режущие органы одновременно выполняют вертикальный вруб, после чего гидроцилиндры продольной подач перемещают тележки со стрелами по желобу вдоль забоя на шаг горизонтальной зарубки. Затем выполняется новый вертикальный вруб, новое перемещение тележек на следующий шаг го ризонтальной зарубки, новое выполне ние вертикального вруба и т.д. до исчерпания хода гидроцилнндров продольной подачи, после чего осуществ ляется повое подвнгание желоба на забой tl. Недостатками исполнительного орг на являются низкая производительнос из-за многооперационности процесса отделения угля режущими устрот ствами избирательного действия сложность конструкции, содержащей множество кинематических связей. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаем му результату является исполнительньй орган фронтального выемочного агрегата, включающий стрелу, одним концом связанную с основанием с воз 0 можностью качания ее в вертикальной плоскости посредством гидроцилиндров, и режущее устройство, которое установлено на свободном конце стрелы, в виде двух режущих барабанов, которые расположены по обе стороны стрелы и жестко посажены на общем полом валу, внутри которого концентрично размещен патрубок, образуя между валом и патрубком кольцевой канал, который сообщен с водоводом, вращение валу с барабанами сообщается от приводных двигателей через редуктор, размещенный на стреле 2 . Однако известный исполнительный орган с системой подвода гидротранспортной воды в призабойное пространство, применительно к фронтальному агрегату для гидрошахт, усложнен наличием механической передачи в виде редуктора между приводньпчи двигателями и режущим устройством. Кроме того, наличие электроэнергии в забое снижает безопасность работ в лаве. Целью изобретения является повышение эффективности, и безопасности ведения работ. Поставленная цель достигается тем, что в исполнительном органе фронтального выемочного агрегата, включающем качающуюся стрелу, установленные на ее конце два режущих барабана, которые расположены по обе стороны стреля и жестко посажены на общем полом валу, внутри которого концентрично размещен патрубок, образуя мелдду валом и патрубком кольцевой канал, которьм сообщён с водоводом, полый вал и патрубок снабжены лопатками, которые закреплены радиально в чередующейся последователг ности на наружной поверхности патрубка и на внутренней поверхности полого вала, при зтом кольцевой канал между полым валом и патрубком сообщен с одной стороны с атмосферой через наружные отверстия в барабане, а с другой - с водоводом через патрубок барабана и патрубки, выполненные в стреле. Такое выполнение позволяет исключить на конструкции исполнительного органа механическую передачу в виде редуктора и стрелу5 как металлоконструкцию, сохранив лишь водозод, что в совокупности упрощает конструкцию исполнительного органа. Кроме того,, совмещение функций подведенной к забою энергии на привод режущего устройства и гидротранспорт, включая охлаждение резцов и пылеподавление, исключает необходимость в наличии электроэнергии в забое, чем повьшается безопасность ведения работ. На фиг. 1 изображен трехсекционный исполнительный орган в составе фронтального выемочного агрегата, план при снятых перекрытиях секций крепи, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - секция исполнительного органа с частичным разрезом, вид сверху, на фиг. 4 - узел I на фиг. 3. Фронтальный выемочный агрегат включает секции крепи 1 с гидроцилиндрами 2 фронтальной подачи, изги бающееся в вертикальной плоскости основание 3 с шарнирами 4, водовод, закрепленный на основании и содержа щий трубы 5 и шланги 6, и три одинаковых секции 7 исполнительного ор гана с гидроцилиндрами 8 качания. Каждая секция 7 содержит два режущих барабана 9 и режущую цепь 10 между ними, образующие режзпцее устройство, установленное на свободном конце стрелы, функции которой выпол няет фронтальный трубопровод 11, со тоящий из параллельных и перпендику . лярных забою патрубков, жестко соединенных между собой в энергопйовод щую раму. В состав каждой секции 7 входят такде две поддерживающие жес кие связи 12, Энергопроводящая рама фронтальный трубопровод 11 включают патрубок 13, расположенный перпенди кулярно стреле (трубопроводу 11) и введенный внутрь режущих барабанов 9 размещенного концентрично полым валам 14, патрубок 15, перпендикулярный патрубку 13 и установленный в его середине, при этом патрубок 15 охватывае-тся режущей цепью 10 при ее движении пе удлиненному замкнуто му контуру, два патрубка 16, параллельных патрубку 13 и сообщенных с патрубком 15, при этом патрубки 16 являются второй опорой гидроцилиндрам 8 качания, два патрубка 17, перпендикулярных патрубку 13, сообщенных с патрубками 16 и трубой 5 водовода. Рама 11 закреплена в обоймах 18, которые, в свою очередь, закреплены на основании 3. Обоймы 18 допускают поворот рамы 11 в зертикальной плос кости. Дополнительную жесткость раме придают связи 12. Патрубок 13 имеет опорные поверхности, на которые установлены игольчатые подшипники 19, поддерживающие смежные торцы барабанов 9. Подшипники защищены от внешней среды уплотнениями 20. Каждый режущий барабан 9 имеет на своей поверхности отверстия 21 и содержит полый вал 14, жестко сочлененный с барабаном с образованием между наружной поверхностью полого вала 14 и внутренней.- барабана кольцевого канала 22. Находящийся внутри полого вала 14 патрубок 13 образует с внутренней поверхностью этого вала кольцевой канал 23. Этот канал 23 гидравлически сообщен с патрубком 13 посредством окон 24, выполненных в патрубке 13 в периферийных сечениях барабана 9. Кроме этого, канал 23 гидравлически сообщен также с кольцевым каналом 22 посредством окон 25 в полом валу 14. В кольцевом канале 23 находятся в чередующейся последовательности и закреплены радиально лопатки, при этом на наружной поверхности патрубка 1 3 закреплены неподвижные лопатки 26,являющиеся направляющими лопатками, а на внутренней поверхности полого вала 14 в промежутках между направляющими лопатками 26 закреплены вращающиеся совместно с полым валом лопатки 27, являющиеся рабочими. Лопатки 26 и 27 являются элементами гидрокинематической связи энергопроводящей рамы 11 с режущими барабанами 9. Комплект направляющих и рабочих лопаток образует ступень турбины. Количеством таких ступеней, профилем лопаток, радиусом расположения их относительно оси барабанов и радиальной высотой канала 23 определяются необходимые параметры привода исполнительного органа 7. -На смежных торцах двух барабанов 9 каждой секции 7 исполнительного органа закреплены жестко зубчатые звездочки 28, которые являются ведущими для режущей цепи 10. С патрубком 15 жестко связана подшипниковая опора 29, в которой установлен дополнительный вал 30 параллельно оси режущих барабанов. С этим валом связаны зубчатые звездочки 31, поддерживающие режущую цепьпри ее движении по замкнутому контуру вокруг продольной оси патрубка 15. Патрубок 13 рамы в периферийных сечениях барабанов 9 оснащен цапфами 32, с которыми жестко сочленены связи 12 (фиг. 4). На цапфе 32 установлены подшипниковые опоры 33 барабанов 9, которые защищены от внешней среды резиновыми уплотнениями ЗА и торцовыми уплотнениями. В состав пос ледних входят: вращающийся контакт 35 жестко соединенный с перегородкой 36 барабана 9; невращающийся, подвижный в осевом направлении контакт 37, жес ко соединенный со стаканом 38, подпружиненным пружиной 39 и содержащим уплотнение 40; камера 41 низкого дав ления , отделенная от подшипника 33 уплотнениями 42 и сообщенная с атмос ферой дренажными отверстиями 43 в полом валу 14. Основание 3 оснащено вертикальными щитами 44, на которых закреплены обоймы 18, а на патрубках 16 и связах 12 установлены экраны 45. Барабаны 7 имеют шнековые гребни 46 одинакового направления навивки, на которых закреплены удлиненные резцы 47. При этом барабаны вращаются против часовой стрелки (фиг. 2), В исходном положении секции крепи 1 раскреплены, их гидроцилиндры 2 сокращены, основание 3 вместе с установленным на нем оборудованием находится на минимальном от основания крепи расстоянии, секции 7 гидроцилиндрами 8 повернуты в обоймах 18 на заданную высоту, например, до касани режущих барабанов 9 и цепей 19 кровли пласта. Основание 3 за счет шарниров 4 примерно повторяет гипсометрию пласта на ширине выемочного стол ба L и. прилегающих к нему выработках Шланги 6 водовода на параллельном за бою участке позволяют осуществить необходимый изгиб основания 3. Исполнительный орган работает следующим образом. После открытия запорного крана во да проходит по шлангам 6 и трубам 5 и поступает в энергопроводящие раМЫ I1 каждой секции 7 исполнительного органа. В призабойное пространство вода поступает по патрубкам 17, 16, 15, 13 и далее - через окна 24 в патрубке 13, кольцевой канал 23, окна 25 в полом валу 14, кольцевой зазор 22 и отверстия 21 в барабанах 9. Проходя кольцевой канал 23, вода взаимодействует с рабочими лопатками 27, от ступени к ступени отдавая этим лопаткам энергию, чем приводится во вращение полый вал 14 и соединенные с ним барабаны 9, а через ведущие звездочки 28 - режущая цепь 10. При этом формирование потока воды по углу входа его на рабочие лопатки осуществляется в направляющих лопатках 26, неподвижно закрепленных на патрубке 13. Истекающая из отверстий 21 в барабанах 9 вода разбрызгивается вращающимися барабанами, отражается от экранов 45 в сторону забоя и образует пылеподавляющую и охлаждающую резцы 47 завесу, а также гидротранспортный поток по основанию 3, ограниченный со стороны крепи 1 вертикальными щитами 44 Щиты 44 совместно с экранами 45 образуют двойн то преграду от проникновения существенных масс воды в область крепи, что способствует улучшению работы и облегчению ее ремонтов. После запуска режущих устройств выполняют вруб всеми секциями исполнительного органа из исходного его положения. Вруб осуществляется путем раздвижки части или всех одновременно гидроцилиндров 2, благодаря чему подается на забой все основание 3 с установленным на нем оборудованием. По окончании зарубки осуществляют обработку забоя всеми исполнительными органами 7, которые перемещают вниз гидроцилиндрами 8, и одновременно подвигают крепь 1 группами секций. По окончании обработки забоя сверху вниз можно выполнить зарубку внизу и обработать забой снизу вверх о

Ф(г.

K-f(

g JO 5 П 4t &

Фиг.2

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ФТОНТАЛЬНОГО ВЫЕШЧНОГО АГРЕГАТА, включающий качающуюся стрелу, установленные на ее конце два режзпцих барабана, которые расположены по обе стороны ВСЕС003 НХ-:: Г л: n a la -ri;-.4v; SaSiiM r r :. u4 стрелы и жестко посажены на общем полом валу, внутри которого концентрично размещен патрубок, образуя между валом и патрубком кольцевой канал, который сообщен с водоводом, отличающийся тем, что, с целью повьшения эффективности и безопасности ведения работ, полый вал и патрубок снабжены лопатками, которые закреплены радиально в чередующейся последовательности на наружной поверхности патрубка и на внутренней поверхности полого вала, при этом кольцевой канал между полым валом и патрубком сообщен с одной стороны с атмосферой через наружные отверстия в барабане, a с другой - с водоводом (Л через патрубок барабана и патрубки, выполненные в стреле.