Исполнительный орган горной машины Советский патент 1988 года по МПК E21C25/04 

; (

u ф

00

о

4;:

, Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для добычи угля и других полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности разрушения ископаемых различной крепости.

На фиг. I изображена схема исполнительного органа, горной машины, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 - режущий инструмент в отверстии полого корпуса, продольный разрез.

Исполнительный орган горной машины содержит корпус 1, в отверстиях 2 которого подвижно установлены режущие инструменты 3, а также размещен механизм для перемещения режущего инструмента.

, Отверстия 2 содержат уплотнения 4. Режущие инструменты 3 выполнены с каналами 5 для подвода воды в зону разрушения и шарнирно соединены хвостовиками 6 с шатунами 7, шарнирно соединенными с дополнительными коленчатыми валами 8 в плоскостях установки режущих инструментов 3. Дополнительные коленчатые валы 8 щарнир- но закреплены в полости корпуса.I посредством, например, подшипников 9, на осях, расположенных по окружностям, соосным продольной оси корпуса , и содержат зубчатые колеса Ш, число которых в каждой плоскости соответствует числу дополнительных коленчатых валов 8. Колеса 10 зацепляются с центральными колесами 1, жестко закрепленными на центральном коленчатом валу J 2, шарнирно устаиовленном в полом приводном валу 13, жестко соединенном с корпусом 5, и шарнирно соединенным противоположным концом также с корпусом 1. На дополнительных коленчатых валах 8 вдоль их продольных осей щарнирно закреплены шатуны 14, шарнирно соединенные с цилиндрами 15, содержащими обратные клапаны 16 и соединенными высоконапорными гидромагистралями 17, выполненными, : например, в виде гибких шлангов, с режущими инструментами .3 посредством, например, штуцеров 18. Цилиндры 15 взаимодействуют с поршнями 19, выполненными с каналами для подвода воды {не показаны) в цилиндры 15. Поршни 19 содержат обратные клапаны 20 и соединены с напорной магистралью 21, размещенной в полости корпуса I и соединенной с насосом {не -показан) посредством распределительного механизма 22 к корпусу 23 горной машинь, а котором шарнирно закреплен приводной полый вал 13 корпуса 1 исполнительного органа. Поршни 19, взаимодействующие с цилиндрами 15, шарнирно соединены по периферии с шатунами 24, выполненными, например, в виде дисков (звезд). Центральные шатуны 24 шарнирно соединены с центральным коленчатым валом 12

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Исполнительный орган горной машины работает следующим образом.

При разрушении слабых ископаемых включают приводной полый вал 13, приводящий в движение жестко закрепленный на нем корпус 1 со всеми элементами, расположенными, в нем. Включают насос (не показан) и подают воду. Выключают привод центрального коленчатого вала 12. При этом центральный коленчатый вал 12 может быть расторможен и заторможен. Если центральный коленчатый вал 12 расторможен, то исполнительный орган работает в траднцион- ном режиме, т.е. при вращении корпуса 1 с размещенными в нем элементами, режущие инструменты 3, установленные радиально (показано пунктиром на фиг, 2) или тангенциально, разрушают массив при подаче исполнительного органа на забой, оставаясь неподвижными в отверстиях 2 относительно корпуса L Если центральный коленчатый вал 12 заторможен, то колеса 10 обегают по центральным колесам 11, приводят во вращение дополнительные коленчатые валы 8, шарнирно закрепленные на подшипниках 9 в корпусе I, перемещая кинематически соединенные с ними посредством шатунов 7 и 14 соответственно режущие инструменты 3; и цилиндры 5. Режущие инструменты 3 будут участвовать в этом случае в переносном движении совместно с корпусом I и относительном возвратно-поступательном движении по отверстиям 2 корпуса 1 с частотой вращения дополнительных коленчатых валов 8. При подаче исполнительного органа на забой в этом случае происходит более эффективное разрушение массива инструментами 3 за счет их колебательного движения. Насос при этом также отключен и вода не подается в гидромагистрали. Цилиндры 15 периодически перемещаются по поршням 19 вхолостую. Если при этом включить привод центрального коленчатого вала 12, то изменится частота вращения зубчатых колес 11 и 10 и дополнительных коленчатых валов 8, а также изменится частота колебательных движений режущих инструментов 3, т.е. изменится режим механического разрушения массива.

При сочетании механического разрушения с гидравлическим, возможны также несколько режимов работы исполнительного органа, обусловленные вышеуказанными ре- жимал н и подачей в зону разрушения БОДЫ от йапорного насоса (не показан). Гидромеханический режим разрушения повышает- проиЗводительность. эффективность и надежность разрушения массива.

При отключенном приводе центрального коленчатого вала 12, т.е. в расторможенном состоянии, его корпус 1 с размещенными в его полости всеми элементами получает вращение как одно целое от приводного полого

вала 13. От напорного насоса через распределительный механизм 22, прикрепленный к корпусу 23 горной машины, вода под напором поступает в напорную магистраль 21, а через обратные клапаны 20 по каналам (ие показаны) в поршнях 19 - в цилиндры 15, из которых через обратные клапаны 16 вода поступает в высоконапорную гидромагистраль 17 в виде, например, гибких шлаигов, присоединённых например, штуцерами 18 к режущим инструментам Э, и ио каналам 5, выполненным в них - в зону разрушения. В зоне разрушения создается гидравлическое давление, способствующее нарушению сплошности массива. Ревущие инструменты 3 разрушают массив с большей эффектив- ностью, оставаясь неподвижными относи- тельио корпуса 1. При остановке (торможении) центрального коленчатого вала 12 останавливаются зубчатьге колеса П, а зацепляющиеся с ними колеса 10 получают вращение, и, обегая по колесам 11, вращают дополнительные коленчатые валы 8, приводя в движение шатуны 7 и 14, щарнирно соединенные соответственно с режущими инструментами 3 и цилиндрами 15. Режущие инструменты 3, помимо вращательного дни- жения совместно с корпусом 1, получают возвратно-поступательные движеияя с часто- .той вращения коленчатых валов 8 в отверстиях 2 корпуса I, что способствует эффективному разрушению Массива. Кроме того, вследствие периодического движения цилиндров 15 по поршням 19 давление воды в цилиидрах 15 периодичесЕШ увеличивается, соответственно увеличивается -ее давление .в подрезцовой зоне, причем эти давления приводят к гидродинамическому эффекту в зо- не разрушения, что увеличивает эффективность и вадежиосгь разрушеиия массива, способствуя повышению производительности. Для получения еще большего эффекта гидроудара, что необходимо при разрушенин весьма 1Ц епких ископаемых, наряду с вращением к фпуса t при включенном насосе,, т.е. при подаче воды в напорную магистраль 2( под давлением, обеспечиваемы насосом (не показан), включают привод центрального коленчатого вала 12, в результате увеличивается частота вращения дополнительных коленчатых валов 8 и частота движения кинематически соединенных с ними посредством шатунов 7 и И режущих ин- струментов 3 и цилиндров 15, взаимодей- ствующих с поршнями . 19, получаюци м,и возвратно-поступательное движение, через шатуны 24, кинематически соединенные с поршнями 19 и центральным коленчатым валом 2, при этом вода в цилиндрах сжимается и с большей частотой и скоростью по- ступает в зону разрушения, что резко увеличивает производительность, эффективность и надежность разрушения массива за

счет сочетания гидродинамического эффекта разрушения, осуш,еств.ляемого с высокой частотой, с вибрационным (механическим). Во всех случаях при вдвигании поршней 19 в цилиндры 15 обратные клапаны 20 исключают подачу воды в напорную магистраль 21, а обратные клапаны 16 при этом пропускают воду в высоконапорную гидромагистраль 17,перекрывая обратное движение воды в цилиндры 15 из нее при движении цилиндров 15 и поршней 19.

Размещение в одной линии резания нескольких режущих инструментов 3 за счет наличия нескольких дополнительных коленчатых валов 8, шарнирно закрепленных в полости корпуса 1 по окружностям, позволяет в отличие от прототипа, где в одной линии резания установлен один режущий инструмент, увеличить в соответствующее число раз подачу исполнительного органа на забой, а следовательно, и производительность горной машины в целом, а использование воды, подаваемой в зону разрушения под давлением, т.е. прикладываемыми импульсами, позволяет в значительной степени повысить эффективность и надежность разрушения крепких пород и ископаемых за счет гидродинамического эффекта разрушения.

Формула изобретения

I. Исполнительный орган горной машины, вкл1бчающий корпус, в отверстиях которого подвижно установлены режущие инструменты, и размещенный в полости корпуса механизм для перемещения инструмента, содержащий центральный коленчатый вал и щатуны, которые одними концами кинематически связаны с инструментом, отличающийся тем, что, с целью повышения надеж- ности, он снабжен насосным механизмом с напорной магистралью, а режущие ицстру- менты выполнены с каналами для подвода воды в зону разрушения, которые гидравлически соединены с насосным механизмом, при этом механизм для перемещения режущего инструмента имеет дополнительные коленчатые валы, которые кинематически связаны с центральным коленчатым валом, а шатуны вторыми концами соединены с дополнительными коленчатыми валами, продольные оси симметрии которых расположены параллельно продольной оси симметрии центрального коленчатого вала и на одинаковом расстоянии от последней, причем насосный механизм кинематически связан с механизмом для перемещения режущи-х .инструментов.

2. Исполнительный орган по п. 1, отли- тем, что насосный механизм выполнен в виде цилиндра, поршня со штоком и обратных клапанов, при этом поршень расположен в полости цилиндра, а в штоke выполнен осевой канал, посредством которого внутренняя полость цилиндра через обратный клапан соединена с напорной магистралью, причем соединение насосного механизма с каналом для подвода воды в зону разрушения выполнено в виде гибкогб шланга, соединяющего внутреннюю полость через обратный клапан с каналом для подвода воды в зону разрушения, а цилиндр и шток кинематически связаны cootBeTCTBeH- ; но с дополнительным и центральным колен чатым валами .

3. Исполнительный орган по п. 1, отличающийся тем, что кинематическая связь допалнительного и центрального коленчатых . s

0

s

валов выполнена в виде зубчатых колес, жестко закрепленных на коленчатых валах.

4.Исполнительный орган по п. I, отличающийся тем, что он снабжен распределительным механизмом, посредством которого напорная магистраль соединена с насосным механизмом, при этом распределительный механизм жестко закреплен на корпусе.

5.Исполнительный орган по п. 2, отли- чающийся тем, что кинематические связи цилиндра с дополнительным коленчатым валом и штока с центрщ/н ным коленчатым валом выполнены в виде шатунов, которые шар мирно соединены соответственно с цилиндром и штоком и расположены по продольной оси симметрии насосного механизма.

Изобретение относится к горному оборудованию и предназначено для добычи полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение надежности и эф()ективности разрушения ископаемых различной крепости. Исполнительный орган корпус 1, в отверстийх 2 которого подвижно установлены режуш,ие инструменты (РИ) 3 и размещен механизм перемещения РИ 3. Г1ос- ледние выполнеиы с каналами для подвода воды в зону разрушения. Механизм для перемещения РИ 3 содержит шатуны 7, центральный коленчатый вал (KB) 12 и кинематически связанные с ним дополнительные КБ 8. Кинематическая связь KB 8 и 12 выполнена в виде закрепленных на них зубчатых колес iO, II. Шатуны 7 связаны с РИ 3 и с дополнительными КБ 8. Продольные оси симметрии КБ 8 расположены параллельно продольной осн снмметрии KB 12 и на одинаковом расстоянии от нее. С механизмом для перемещения РИ 3 кинематически связаны насосный механизм, с которым гидравлически соединены каналы для подвода воды выполненные в РИ 3. Насосный механизм выполнен в виде цилиндра 15, поршня 19 со ШТОКОРУ и обратных клапанов 20. При раз-, рушении весьма крепких полезных ископаемых наряду с вращением корпуса 1 при включенном насосе, т.е. при подаче воды в гидромагистраль 21 под давлением, включается прнвод КБ 2. При этом увеличивается частота вращения КБ 8 и частота кинематически соединенных с ннмн посредством шатунов 7 и 14 РИ 3 и цилиндров 15. Вода в цилиидрах 15 сжимается и поступает в зо- ну разрушения с большей частотой и ско- ростью. 4 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

10

П

Ф1/В.2

П

10

21

П