Струговая установка Советский патент 1990 года по МПК E21C27/46 E21C27/32 

Фиа.З

Изобретение относится к оборудованию для горной промышленности, а именно к струговым установкам, предназначенным для выемки полезного ископаемого путем механического воздействия инструментом на забой.

Цель изобретения - повышение производительности и расширение диапазона применения по сопротивляемости пласта резанию за счет увеличения энергии удара.

На фиг. 1 изображена струговая установка, общий вид, вид сверху; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг. 3 режущий элемент исполнительного органа, разрез; на фиг. 4 - исполнительный орган, вид сверху; на фиг. 5 электрическая схема струговой установки.

Струговая установка содержит исполнительный орган 1 с режущими элементами 2, оснащенными ударными механизмами с ударниками 3 привод исполнительного органа 1 в виде линейного электродвигателя 4 (плоский двухсторонний), с рядом индукторов 5, расположенных равномерно вдоль конвейера 6, и вторичным элементом 7 Исполнительный орган 1 соединен с вторичным элементом 7 посредством системы рычагов 8 и 9, шарнирных соединений 10 - 13. тяг 14„ Посредством роликов 15, 16 и лыж 17 исполнительный орган 1 опирается на борта конвейера 6. секционированный по длине лавы, и на направляющую 18, прикрепленную к конвейер у 6 со стороны исполнительного органа 1. Исполнительный орган 1 оснащен лемехом 19, в сребренной секционированной обойме 20 размещены индукторы 5 через одну секцию конвейера.

Обойма 20 закрыта щитами 22, соединенными с ней посредством элементо 23 крепления. В нижней части обойма 20 связана с конвейером 6 посредство шарнирных соединений 24. Кромки щитов 22 оснащены элементами 25 уплотнения, между которыми размещены тяги 14 вторичного элемента 7. С противоположной стороны вторичный элемент 7 имеет оси 26, на которых размещены опорные ролики 27. Желоба

28образуют направляющие лотки для роликов 27. Над и под направляющими лотками 28 размещены защитные трубы

29и 30, в которых помещены кабели 31 управления и силовые кабели1 32.

5

0

5

Секции конвейера 6 и индукторы 5 с обоймами 20 размещены на общей секционированной по длине плите 33, шарнирно соединенной со стойкой гидрокрепи лавы и гидродомкратом 34 передвижки. В призабойной части к плите 33 прикреплены башмаки 35.

Режущие элементы 2 исполнительного органа 1 оснащены ударными механизмами с ударниками 3 в виде вторичного элемента цилиндрических линейных электродвигателей 36. Ципинд- рический линейный электродвигатель 36 содержит пазовую 37 и зубцовую

38зоны, объединенные общей спинкой

39магнитопровода. Ударник 3 опирается на опорно-направляющие подшипники 40, предназначенные также для стабилизации воздушного зазора электродвигателя 36. Между ударником 3 и режущим элементом 2 размещена рабочая пружина 41, а между режущим элементом 2 и корпусом 42 электродвигателя 36 размещена защитная пружина 43. Длина пружины 41 и 43 и расстояния между элементами ударника

3 и режущего элемента 2 удовлетворяют соотношению

,

V 1г 1

Ч 1-й

5

0

5

0

5

Обмотка индуктора электродвигателя 36 подключена к обмотке вторичного элемента 7. Подвод электроэнергии к индукторам 5 привода исполнительного органа 1 осуществляется от блока 44 питания через кабель 32 и тирис- торный блок 45. Обмотка вторичного элемента 7 соединена с обмоткой индуктора электродвигателя 36 посредством тиристорного блока 46, цепи управления которого соединены с ти- ристорным блоком 47.

Струговая установка работает следующим образом.

При подаче трехфазного переменного тока в обмотку индуктора 5 вдоль поверхности индуктора образуется бегущее магнитное поле, индуктирующее электродвижущую силу (ЭДС) и токи в обмотке вторичного элемента 7. В результате взаимодействия тока вторичного элемента 7 с магнитным полем индуктора 5 создается тяговое усилие, под действием которого вторичный элемент 7 перемещается относительно индукторов 5 вдоль очистного забоя, опираясь с одной стороны через опорные ролики 27 на желоб 28, а с другой стороны - через ролики 16 на бор конвейера 6, Посредством тяг Ь и системы рычагов 8 и 9 тяговое усилие развиваемое линейным электродвигателем k, передается исполнительному органу 1 и режущим элементам 2. Исполнительный орган 1 перемещается вдоль очистного забоя, опираясь на борт конвейера 6 и направляющую 18 посредством роликов 15 и лыж 17.

Одновременно с тяговым усилием на исполнительный орган 1 воздействует и усилие подачи на забой от гидродомкратов стойки 3, передаваемое через плиту 33. Совместное воздействие усилий подачи и тягового усилия на исполнительный орган 1 обеспечивает выемки полезного ископаемого. С помощью лемеха 19 отделенное от массива полезное ископаемое грузится на конвейер 6.

Появляющиеся при выемке и погрузке полезного ископаемого сопротивление перемещению исполнительного органа 1 вызывает уменьшение скорости его движения вдоль забоя. Вследствие этого увеличивается скольжение вторичного элемента 7 относительно бегущего магнитного поля индукторов 5. При этом в обмотке вторичного элемента 7 переменная ЭДС увеличится одновременно с увеличением частоты тока в обмотке. Величина наводимой во вторичном элементе 7 ЭДС пропорциональна скольжению

Еа Кф Јг f S,

т

fa

, - S где k - постоянная линейного электродвигателя ;

основной магнитный поток электродвигателя; частота тока в обмотке вторичного элемента-, частота тока в обмотке индуктора ; скольжение. Под действием Е 2 в фазной обмотке вторичного элемента 7 и обмотках электродвигателя 36 протекает ток, возникает бегущее магнитное поле, наводящее ЭДС и токи в ударник. Возникающее от взаимодействия магнитног поля и тока в электродвигателе 36 тяговое усилие перемещает ударник ударного механизма 3 в направлении режущего элемента 2, Вначале ударник

0

5

0

5

3 движется свободно, приобретая расчетную энергию удара. В дальнейшем, сжимая рабочую пружину И, он наносит удар по хвостовику режущего элемента 2. Возврат в исходное положение ударника 3 осуществляется за счет энергии сжатой пружины kl. При этом включение и отключение каждого электродвигателя 36 от первого до последнего обеспечивается индивидуальными тиристорными блоками Mb. Останов ударника 3 в исходном положении осуществляется рабочей 41 и защитной 3 пружинами, после чего цикл снова повторяется. При этом частота и энергия ударов определяются величиной и частотой тока, протекающего по фазной обмотке вторичного элемента 7, т.е. скольжением и скоростью исполнительного органа 1.

Нанесение ударов по режущим элементам 2 облегчает выемку полезного ископаемого, сопротивление перемещению исполнительного органа 1 уменьшается, скорость его растет, снижаются частота и ЭДС Е (т.е. частота и энергия ударов) в обмотке вторичного элемента 7 и обмотках индукторов электродвигателей 36. Таким образом автоматически поддерживается номинальная (расчетная) скорость выемки полезного ископаемого.

Аналогично работает струговая установка при встрече с твердыми или вязкими включениями в пласте полезного ископаемого, либо при переходе от мягких пород к твердым либо вязким.

В случае отсутствия необходимости в форсировании (увеличения) энергии и частоты ударов (работа по мягким полезным ископаемым) включается тиристорный блок 7 закорачивающий саму на себя обмотку вторичного элемента 7, что приводит к увеличению жесткости механической характеристики исполнительного органа 1. В этом случае электродвигатели 36 отключаются и привод исполнительного органа работает без цилиндрических электродвигателей, а исполнительный орган 1 в статическом режиме. В том же случае, когда нагрузка возрастает, тиристорный блок включает 5 электродвигатель 36 и дополнительный орган вновь работает в динамическом режиме. При этом с увеличением частоты и напряжения на обмотке вторич0

5

0

5

0

ного элемента 7 (вследствие увеличения скольжения) частота и энергия ударов возрастают.

Длина вторичного элемента 7 с фазной обмоткой выбирается таковой, что при перемещении вдоль индукторов 5 он непрерывно находится во взаимодействии с не менее чем двумя индукторами, т.е.

2IVLK

где L

вэ

- длина вторичного элемента}

LC - длина секции;

. - длина индуктора;

LH - интервал между двумя смежными индукторами.

Подключение индукторов 1U, 2U

(n-1)U, nU к блоку й питания по ме ре перемещения исполнительного органа 1 вдоль очистного забоя и их поочередное отключение осуществляют тиристорные блоки 5 по сигналам датчиков положения исполнительного органа 1, передаваемым по кабелям 31 управления.

При подходе исполнительного органа 1 к концу лавы он находит на концевой переключатель и специальный скос. Концевой переключатель обеспечивает реверсирование блока М питания (через кабель 31 управления), а специальный скос обеспечивает поворот

0

5

0

5

0

5

жесткой сборки блоков k2 вокруг вертикальной оси Ц8. Благодаря этому исполнительный орган 1 устанавливается в положение, обеспечивающее выемку полезного ископаемого. Реверсирование привода исполнительного органа 1 одновременно обеспечивает реверсирование электродвигателей 36, дальнейшая работа которых аналогична описанному.

Формула изобретения

t

Струговая установка, включающая конвейер с приводами, исполнительный орган с режущими элементами, привод исполнительного органа в виде линейного электродвигателя с индуктором и вторичным элементом, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и расширения диапазона применения по сопротивляемости пласта резанию за счет увеличения энергии удара, каждый режущий элемент исполнительного органа снабжен ударным механизмом с ударником в виде вторичного элемента цилиндрического линейного электродвигателя, обмотка которого подключена к обмотке вторичного элемента привода исполнительного органа, выполненного секционированным, а привод исполнительного органа выполнен в виде ряда индукторов, размещенных равномерно вдоль конвейера.

Изобретение относится к оборудованию для механизации выемки полезного ископаемого. Цель - повышение производительности и расширение диапазона применения по сопротивляемости пласта резанию за счет увеличения энергии удара. Для этого каждый режущий элемент (РЭ) 2 исполнительного органа (ИО) имеет ударный механизм с ударником 3. Ударный механизм выполнен в виде вторичного элемента цилиндрического линейного электродвигателя 36, обмотка которого подключена к обмотке вторичного элемента привода ИО. Привод ИО выполнен в виде ряда индукторов, размещенных в секционной обойме равномерно вдоль конвейера. Возникающее от взаимодействия магнитного поля и тока в электродвигателе 36 тяговое усилие перемещает ударник 3 в направлении РЭ 2. Ударник 3 движется свободно, приобретая расчетную энергию удара. Затем, снимая пружину 4 1, он наносит удар по хвостовику РЭ 2. Частота и энергия ударов определяются величиной и частотой тока, протекающего по обмотке вторичного элемента привода ИО. 5 ил.

«2

1 , /

У//у/ ы;/////////////ж////ж//////////{// /

3ASSg

zru

Фиг.1

см

Л

ФиеЛ

« и