Исполнительный орган горнодобывающей машины Советский патент 1986 года по МПК E21C25/60 E21C27/02 E21C45/00 

Изобретение относится к угольной промышленности, в частности к горным машинам для выемки угля на тонких пластах в условиях гидрошахт.

Целью изобретения является повышение надежности работы исполнительного органа путем синхронизации частоты вращения режущих барабанов обои крыльев при любом их положении в горизонтальной плоскости, а обеспечение возможности вращения ре- жупщх барабанов при любом положении крыльев в горизонтальной плоскости.

На фиг.1 изображена установка, для выемки угля с предлагаемым исполни- тешьным органом в положении при рас ширении скважины , вид сверху; на фиг. 2 испольнительный орган при параллельном расположении его режзпдих крыльев; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.З - фор ма скважины при зарубке испольнительного органа параллельными крыльями и расширении скважины соосно расположенными крыльями; на фиг.6 - то же, при зарубке разворо. том исполнительного органа и разворотом крьшьев в пласте для обратного хода; на фиг.7 - то же, при разворо;тах исполнительного органа в пласте для оставления опорных перемьиек угля ; на фиг.8 - порядок расположения крьшьев испольнительного органа для получения скважины, изображенной на фиг. 6.,

Исполнительный орган 1 включает левое 2 и правое 3 крьшья с режущими барабанами 4, которые расположены с осевым просветом Н между ними по обе стороны от подающего става-водовода 5, содержащего левую 6 и правую 7 трубы. Крьшья 2 и 3 связаны между собой и со ставом 5 посредством левого 8 и правого 9 водопроводящих по- ль1х шарниров с вертикальными осями

10вращения. Исполнительный орган 1 включает также гидроцилиндр 11 управления положением крыльев 2 и 3 в горизонтальной плоскости (в плоскости фиг. 1 ,2.5-8) , который сообщен гидравлически гидролиниями 12, 13 и 14 со ставом 5 и соединен кинематически с крыльями 2 и 3.- Гидроцилиндр

11имеет шТок 15 и корпус 16 и закреплен вдоль сТава 5 на его левой 6 и правой 7 трубах. Кинематическая . связь гидроцилиндра 11 с крыльями

2 и 3 осуществлена посредством што

0

5

ка 15, шкворня 17, рычагов 18 с прорезями и обойм 19 шарниров 8 и 9; рычаги приварены к обоймам.

Крылья 2 и 3 дополнительно кинематически соединены между собой посредством левой 20 и правой 21 зубчатых передав, которые расположены в пространстве Н и каждая из которых содержит по три зубчатых колеса; .центральное паразитное колесо 22, боковое ведущее колесо 23 и боковое синхронизирующее колесо 24. Центральные колеса 22 установлены по осям 10 шарниров 8 и 9 над шар- $ нирами; боковые ведущие колеса 23 соединены.жестко болтами 25 с барабанами 4, смежными с шарнирами 8 и 9, и введены в зацепление со смежными центральными колесами 22; боковые синхронизирующие колеса 24 закреплены на общем горизонтальном валу 26 (фиг.2 и 3) и введены в зацепление с соответствующими центральными колесами 22.

Поршневая полость 27 гидроцилиндра 11 сообй(ена с правой трубой 7 става 5, а штоковая его полость . 28 - с левой трубой 6 става. Гидролиния 12-13, соединяющая боковые трубы 6 и 7 става, расположена со стороны штока 15. Между точкой соединения гидролинии 12-13 с правой трубой 7 и точкой отбора давления воды на питание поршневой полости 27 по гидролинии 14 на трубе 7 установ-; лен обратный клапан 29 с возможностью запирания движения воды из . трубы 6 в поршневую полость 27 гидроцилиндра 11.

На чертеже дополнительно обозна- ены: откаточный штрек 30, вентиляционный штрек 31, первичная скважина 32 шириной , расширенная скважина 33 шириной Е, высота яру са L, радиус R разворота крыльев 2 и 3,-камера 34 длиной , ленточный целик 35, опорная перемычка 36, коническая режущая головка 37, шарниры 38 става 5, криволинейные на0 правляющие 39, стартовая площадка 40, в.ерхний подаюш ий гидроцилиндр 41 с траверсой 42, траверса 43 нижнего гидроцилиндра (находится под верхним), точки К и холостого раз55 ворота крыльев 2. и 3, резцы 44 на валу 26, кронштейны 45 крепления вала 26 к трубам става 5, цапфа 46 с шипом 47 шарниров 9 и 10, колено0

5

лыжа 48 труб става 5, гидрокинематическая передача 49 (схематично), центральные трубы 50 крыльев 2 и 3, впускные отверстия 51 в трубах- 50, полость 52 барабана 4, переводной к нал 53, сливные отверстия 54,

.Зубчатые передачи 20 и 21 могут быть в виде обычных конических зубчатых шестерен, на колесах 22-24 вместо зубьев может быть выполнена насечка, препятствующая проскальзыванию соответствующих пар колес, колеса могут быть со штырьками и пазами. Передачи 20 и 21 могут быть герметизированы эластичными чехлами, предохраняющими колеса от прямого воздействия на них угля и пульпы. Гидрокинематическая передача 49 может иметь иное-исполнение.

Исполнительньй орган в составе -установок для -проведения скважин работает следующим образом.

Подача испольнительного органа 1 при проведении первичной скважины 32 и при ее расширении осуществляется непрерьшно (фиг.5), или с заданной прерывистостью (фиг.6-8) посредством става-водовода 5 и верхнего 41 и нижнего гидроцилиндров на старт овой площадке 40. Непрерывность также обеспечивается наличием у става 5 шарниров 38 с фиксаторами соосного положения смежных звеньев става. Фиксация производится автоматически на прямолинейных участках става, а именно в скважине 32, а расфиксация с помощью направляющих 39. В пределах этих направляюпдах л инии-трубы 6 и 7 става 5 приобретают возможность изгибаться. Став 5 соединен с жест- - КИМ водоводом на штреке 30 через компенсирующее звено (водовод и компенсатор не доказаны), которое также обеспечивает непрерывность дви- жения исполнительного органа 1. Гид- роцилиндры на стартовой площадке 40 работают в противофазе: когда верхний совершает рабочий ход, толкая или подтягивая своей траверсрй 42 очередную пару шарниров 38, травер- са 43 нижнего гидроцилиндра взводится вхолостую, затем работает под нагрузкой нижний гидроцилиндр, а верхний взводится и т.д. Вода под давлением поступает по одной или двум линиям-трубам става 5 к исполнительному органу 1, где питает гидроцилиндр 11 разворота

крыльев 2 и 3 и поступает через шарниры 8 и 9 в центральные трубы 50 (фиг.4), которые приварены к обойма 19 этих шарниров. Через отверстия 5 в трубах 50 вода поступает на лопатки гидрокинематической передачи 49, где происходит преобразование энергии водотока в механическую энергию вращающихся барабанов 4 и конических режущих головок 37; механическая энергия реализуется при разрушении угля резцами нд барабанах и головках. На каждой ступени 49 срабаты- вается„часть подведенного давления. По выходе, из передачи водоток имеет, как правило, небольшое избыточное давление, достаточное для преодоления сопротивления каналов 53, полости 52 и сливньрс отверстий 54, через которые вода истекает в атмосферу и используется далее на гидротранспорт угля, охлаждение резцов и пы- леподавление.

Вследствие той или иной неточности изготовления элементов передач 49 для крыльев 2 и 3,, неидентичности потерь давления по линиям питания этих передач холостая частота вращения барабанов на крьшьях 2 и 3 может быть неодинаковой. Положение згхудшается при резании угля; любое увеличение нагрузки на один барабан 4 Может .привести к снижению его частоты вращения, в то время как барабаны другого крыла, работающие в режиме номинальной нагрузки, будут иметь номинальную (или возросшую) частоту вращения. В такой ситуации не исключен функциональный отказ в исполнительном органе 1, т.е. прекращение процесса резания одним крылом. При проведении первичной -скважины 32 неодинаковость частот вращения барабанов 4 на крьшьях 2 и 3 ведет к случайному искривлению оси скважины 32 и к потерям угл в ленточных целиках 35. Остановка одного из барабанов при любом другом положении крыльев 2 и 3 может явиться причиной поломки элементов на просвете Н, так как подача исполнительного органа 1 продолжается, пока не сработает защита на отключение подачи воды в став 5, т.е. пока крылья не начнут разворачиваться вокруг точек К,- .и KT. для извлечения исполнит.ельного органа 1 на штрек 30 для рёмон-;

та.

Наличие зубчатых передач 20 и 21 позволяет избежать неодинаковости частот вращения барабанов 4,на крыльях 2 и 3.

Пусть на барабанах левого крыла 2 полезная нагрузка возросла. Частота вращения этих барабанов будет стремиться снизиться. Поскольку оба кры- ла через ведущие колеса 23 введены в зацепление с центральными колеса- ми 22, а эти, в свою очередь, введе- ,ны ;р зацепление с колесами 24, жестко закрепленными на валу 26, частоты вращения барабанов обоих крыпьев выравниваются и повышенную нагрузку на левом крыле преодолевают барабаны рбдих Крыпьев..

Разворот крьшьев 2 и 3 в горизонтальной плоскости (или в плоскости пласта) из соосного положения (фиг.О в параллельное (фиг.2) и .обратно производится гидроцилиндром 11. Чтобы установить крылья параллельно, а затем проводить скважину 32, следует подать воду только по левой линии- трубе 6, Давление по гидролинии. 12 из этой трубы передается на поршень из штоковой полости 28, а из поршневой полости 27 вода вытесняется на слив через правую линию-трубу 7. Шток 15, вдвигаясь в корпус 16, через свой шкворень 17 поворачивает рычаги 18, приваренные к обоймам 19 шарниров 8 и 9. Обоймы, поворачиваяс относительно осей 10, разворачивают центральные трубы 50 с барабанами 4 и головками 37. Одновременно с работой гидроцилиндра 11 по развороту крьшьев 2 и 3 работают и гидрокинематические передачи 49 этих крыльев поскольку вода под давлением поступает из левой трубы 6 через левьш шарнир 8 в трубу 50 левого крыла.2 и одновременно с этим по гидролинии 13 из штоковой полости 28 в правую трубу 7 става 5, в правый шарнир 9 и в гидрокинематическую передачу 49 правого крьша 3. Вода не может пройти на слив по правой трубе 7 и поступить в поршневую полость 27 гидро--., цилиндра 11 ввиду наличия обратного клапана 29 на трубе 7 между гидроли- ниякЕИ 13 и 14. Так как при рассмотренном развороте крыльев их барабаны функционируют, можно производить за- рубку исполнительного органа 1 в пласт со штрека 30 при малой ширине этого штрека (фиг.6,7 и 8). При раз

вороте крьшьев их ведущие колеса 23 обкатываются вокруг централь ных колес 22, оставаясь с последними всегда в зацеплении, поэтому и в данном случае синхронизапли частот -аращения барабанов 4 на крыльях 2 и 3 обеспечена.

Для разворота крьшьев из паралле- . льного положения в соосное и для движения исполнительного органа 1 с со- осным положением крыльев следует подать воду одновременно по двум линиям-трубам става 5. При этом вода воздействует на поршень гидроцилиндра 11 из штоковой полости 28 и одновременно на этот же поршень и со СТОРОНЫ поршневой полости 27, поступая в нее по гидролинии 14. Пропорционально площади штока 15 в гидро- Цилиндре 11 действует сила, выдвигающая этот шток из корпуса 16. Шток через шкворень 17 поворачивает рычаги 18 и через них обоймы 19 с трубами 50, т.е. происходит разворот крыльев 2 и 3 из параллельного положения в coocrioe. Во время разворота крыльев функционируют нормально их гидрокинематические передачи 49 с одинаковой частотой вращения всех барабанов 4, входящих в исполнительный орган 1. Вращение барабанов можно использовать для резания угля во время разворота, например, для организации обратного хода исполнительного органа 1 без выхода его на вентиляционный штрек 31 (фиг.6,7 и 8).

При проведении спаренной скважины 32 (фиг.4) образуются гребешки угля 55, наличие которых может затруднить размещение вала 26 над (или под) рычагами 18, Разрушить гребешок 55, мешающий такому размещению, можно с помощью резцов 44, установлен- Hbix на валу 26.

Если позволяет ширина штрека 30, исполнительный орган 1 можно разместить S нем при параллельном положении крыльев 2 и 3, затем пройти скважину 32 До вентиляционного штрека 31, на котором развернуть крылья в соосное положение и обратным ходом расширить скважину до ширины , (фиг.5). Выход исполнительного органа 1 на штрек 31 сопровождается разборкой крепи на ширине t и последующей ее установкой.

Количество.монтажно-демонтажных операций на штреке 31 можно существенно уменьшить, если разворот крыльев 2 и 3 производить не на штреке 31, а ниже (фиг.6,7 и 8). Для этого прямым ходом проводится скважина 32 до сопряжения со штреком 31, затем исполнительный орган 1 отпускают и разворачивают из параллельного положения крьшьев в соосное с одновременным резанием угля. Образуется свод с радиусом R (фиг.6 и 8). Затем проводят расширенную скважину 33 шириной, f . Если нет возможности завести в скважину 32 со штрека 31 че- рез- люк шириной t крепь, то форма

44302 8

скважины по фиг.6 может быть рекомендована для устойчивой кровли. Можно получить скважину и с опорными перемычками 36 (фиг.7), если вы- 5 полнять камеры 34 длиной , достаточной для поддержания кровли без крепления во время проведения сква-- .жины на всю высоту яруса L.

Если штрек 30 узкий, крьшья ис- 10 полнительного органа 1 можно расположить соосно, а затем произвести разворот крьшьев в параллельное положение с одновременным резанием угля (фиг.6-,7 и 8).

15

-I

33

21

/

J1

/ / f f f

J7

/4f4 «Д 26 5

15 17 55 J8 puf3

J7

54фиг.437

32

W.

cfiua.S

3f

35 32

-JO

сриг.б

W)

S s /

J

Л

t2

41

32 Jtf.

/

3

Jiфиг 7

Редактор Л.Веселовская

Составитель Н.Ястребинская

Техред О.Сопко Корректор М.Пожо

Заказ 3791/34

Тираж 470 .Подписное

ВНРШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

K NN N N NNNN NN NVN

сриз.8