Роторный орган проходческого щита Советский патент 1991 года по МПК E21D9/87 

и насосной станцией. Кулачок гидрозолотника 18 выполнен в виде нажимного кольца (НК)29, закрепленного на вращающейся обечайке 9 и состоящего из отдельных съемных элементов. При этом НК 29 установлено с возможностью контакта с гид розолотником копира-резца 2 посредством подпружиненного толкателя 25, закрепленного на корпусе щита. При вращении обечайки 9 державка,

поворачиваясь на шарнире 34 скалки 4 в сторону, противоположную направлению вращения вращающейся обечайки, группой резцов подрабатывает стенку забоя. При вращении вращающейся обечайки 9 в противоположном направлении державка поворачивается на шарнире 34 в противоположную сторону и подработку забоя обеспечивает другая группа резцов. 1 з. п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к горнопроходческой технике, в частности к рабочим орга- 38 37 - - и нам. Цель изобретения - повышение производительности роторного органа за счет снижения затрат времени на обслуживание и переналадку его механизмов. Роторный рабочий орган 1 включает копир-резец 2, состоящий из режущей головки-державки, шарнирно закрепленной на скалке 4, соединенной с гидроцилиндром (ГЦ) 5 перемещения. Корпус копира-резца 2 и ГЦ 5 закреплены на вращающейся обечайке 9, опирающейся через периферийные катки-опоры 10 на корпус щита 11. При этом ГЦ 5 посредством трубопроводов (ТП) 15 соединен с гидравлической муфтой, закрепленной на оси вращающейся обечайки 9 и связанной ТП 17 последовательно с двух- позиционным гидрозолотником 18 включения копира-резца 2, гидрозолотником управления т w Ё & оо о о OJ го Фиг. 5

Изобретение относится к горнопроходческой технике, в частности к роторным рабочим органам, предназначенным для работы по преимуществу в плотных породах, и касается устройств для управления движением проходческого щита.

Целью изобретения является повышение производительности за счет снижения затрат времени на обслуживание и переналадку его механизмов.

На фиг. 1 изображен роторный орган проходческого щита, продольный разрез; на фиг, 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 - узел II на фиг. 3; на фиг. 5 - узел 111 на фиг. 1; на фиг. 6 - развертка по нажимному кольцу; на фиг. 7 - принципиальная гидравлическая схема системы привода копира-резца, при невключенном копире-резце; на фиг. 8 - положение державки копира-резца при выдвинутом и втянутом штоке гидроцилиндра его перемещения при вращении роторного органа в определенном направлении; на фиг. 9 - разрез А-А на фиг. 8; на фиг. 10- принципиальная гидравлическая схема при работе копира-резца с подработкой одной стороны стенки забоя; на фиг. 11 - принципиальная гидравлическая схема при работе копира- резца с подработкой противоположной стороны забоя; на фиг. 12 - схема подработки стенки забоя при включенном и невключенном копире-резце со схемой относительного расположения кулачка и копира-резца на вращающейся обечайке и подпружиненного рычага с двухпозиционным гидрозолотником включения копира-резца на корпусе щита.

Роторный орган 1 проходческого щита оснащен копиром-резцом 2, состоящим из режущей головки-державки 3, шарнирно закрепленной на скалке 4, установленной в корпусе с направляющими для ее перемещения и соединенной с гидроцилиндром 5 перемещения посредством регулируемого соединения 6, выполненного, например, в виде винтовой проушины 7, вкручиваемой в скалку 4 и стопорящейся гайкой 8.

Корпус копира-резца 2 и гидроцилиндр 5 его перемещения закреплены на вращающейся обечайке 9, опирающейся через периферийные катки-опоры 10 на корпус щита

чертеже привод и элементы зацепления не показаны).

Гидроцилиндр 5 перемещения посредством трубопроводов 15 соединен с гидравлической муфтой 16 (поворотным соединением),

закрепленной на оси вращающейся обечайки 9 и связанной, в св ою очередь, трубопроводами 17 последовательно с двухпозиционным гидрозолотником 18 включения копира-резца (с пружинным возвратом в одно из рабочих

положений), гидрозолотником 19 управления гидравлической системы копира-резца 2 и насосной станцией 20, имеющей насос 21, предохранительный клапан 22, фильтр 23 и бак 24 для рабочей жидкости,

Двухпозиционный гидрозолотник 18 включения копира-резца 2 контактирует с подпружиненным толкателем 25, выполненным, например, в виде шарнирно закрепленного на корпусе щита в вертикальной

плоскости осью 2$ подпружиненного рычага 27, контактирующего, в свою очередь, через ролик 28 с кулачком, выполненным в виде нажимного кольца 29, закрепленного на вращающейся обечайке 9, состоящего из отдельных съемных элементов 30 - 33. Элементы 31 и 33 выполнены с наклонными участками в разные стороны, а элементы 30 и 32 соединяют элементы 31 и 33 встык. Элементы 30, 31 и 33 образуют на торцовой поверхности нажимного кольца выступающую часть.

Середины наклонных поверхностей элементов 31 и 33 расположены примерно диаметрально противоположно, т. е. расстояние между ними по периметру нажимного

кольца 29 примерно равно половике периметра этого кольца.

Угловое смещение (d) мест установки на корпусе щита толкателя 25 и двухпозиционного гидрозологнчка 18 включения относительно вертикальной оси корпуса щита примерно равно угловому смещению (ей .,з- ста установки копира-резца 2 относительно середины наклонных участков 31 и 33 нажик- ного кольца 29, что обеспечивает включение копира-резца в определенном положении вращающейся обечайки (при указанном расположении - для подработки забоя с левой или правой стороны),

Для подработки стенки забоя в любом его участке съемные элементы 30 - 33 установлены с возможностью их перестановки на вращающейся обечайке относительно копира-резца 2.

В державке 3 копира-резца 2, которая посредством шарнира 34 закреплена на скалке 4, установлен режущий инструмент в виде двух групп резцов 35. режущие кромки которых 36 направлены в противоположные стороны, а каждый резец смещен относительно соседнего резца своей группы в осевом и радиальном направлениях.

Шток гидроцилиндра 5 перемещения копира-резца 2 связан с винтовой проушиной 7 регулируемого соединения 6 кронштейном 37, один конец которого неподвижно .закреплен на штоке гидроцилиндра 5 перемещения, а другой - связан шарниром 38 с проушиной 7, закрепленной в скалке 4 копира-резца 2.

В щите установлены контейнер 39, щитовые гидродомкраты 40, блокоукладчик (не показан) и другое оборудование, необходимое для его нормального функционирования.

При проходке на прямолинейных участках трассы для исключения заклинивания корпуса щита за пределами наружного контура 41 его корпуса 11 должна быть выполнена подработка стенки забоя по контуру 42, а при перемещении на криволинейных участках трассы для поворота щита вправо или влево подработка соответственно по контурам 43 и 44.

Роторный орган работает следующим образом.

При включении его привода вращающаяся обечайка 9, вращаясь на катках-опорах 10, в корпусе щита 11 своими резцами 13 разрабатывает лоб забоя, а разработанная порода ковшами 12 перегружается на конвейер 39 для последующей погрузки в средства внутритоннельного транспорта.

При работе на прямолинейном участке тр.аесы копир-резец 2 работает в режиме работы подрезного инструмента. При этом шток гидроцилиндра 5 выдвинут, а копир- резец 2 находится во втянутом положении. Насосная станция 20 может быть отключена

либо включена, но шдрозолотнич 19 упряплс- ния гидросистемой находится в нейтральном положении, обеспечивая пропуск пгЬоч й жидкости, гидросистему через 5 ф м&т 23 гз ба1- 24,

При вращении обечайки 9 рсторього органа 1 держа в к 3, ГОВОСЯЧИРОЯСЬ на шарнире 34 скалки 4 в сторону, противоположную направлению врзщеимя вращающейся обеU чайки 9, группой резцов 35 подрабатывает стечку забоя нз величину необходимого строительного зазора равномерно по его периметру по контуру 42, причем величинастро- ительногп зазора обеспечивается за счет

5 подбора взаимного положения скалки 4 и штока гчдроцилиндрэ 5 перемещения регулировкой регулируемого соединения 6. Для этого отсоединяют кронштейн 37 от проушины 7, отворачивают стопорящую гайку 8 и уста0 навливают вращением проушины 7 державку 3 на необходимый строительный зазор.

При вращении вращающейся обечайки 9 в противоположном направлении держав5 ка 3 поворачивается на шарнире 34 в противоположную сторону и подработку забоя по контуру 42 обеспечивает другая группа резцов 35.

За счет смещения резцов в осевом на0 правлении в каждой группе резцов 35 обеспечивается возможность их длительной работы . без необходимости замены, возможность повышения скорости вращения роторного органа, а следовательно, и производительности

5 проходческого щита из-за снижения объема породы, разрабатываемого каждым резцом, исключения работ по переналадке работы копира-резца 2 в этом режиме при вращении роторного органа 1 в разных направлениях, а

0 также упрощения работ по выдвижению копира-резца 2 при затуплении резцов.

При работе щита на криволинейном участке включают насосную станцию 20, гидрозолотник 19 управления гидравлической

5 системы копира-резца 2 устанавливают в рабочее положение Своей правой секцией. При вращении обечайки 9 роторного органа 1 съемные элементы 30, 31 и 33 нажимного кольца 29 через ролик 28 и ИРЖИМНОЙ рычаг

0 27 нажимают на гидрозолоткик 18 включения копира-резца 2, который при этом уста- навлиьазтся в рабочее положение своей нижней секцией. Рабочая жидкость под давлением в этом случае попадает через один из

5 трубопроводов 17, гидромуфту Тбитрубопро- вод 15 в штоковую полость гидроцилиндра 5,- убирает шток этого гидроцилиндра, выдвигая тем самым скалку 4 копира-резца 2, связанную со штоком гидроцилиндра 5 регулируемым соединением 6. Выдвинутая вместе со

скалкой 4 державка 3, поворачиваясь под действием грунта на шарнире 34 скалки 4 до упора в крайнее положение, начинает одной группой 35 из установленных на ней резцов подрабатывать боковую стенку забоя по контуру 43.

По мере вращения вращающейся обечайки 9 роторного органа 1 к месту установки на корпусе щита подпружиненного толкателя 25 подходит утопленный участок, состоящий из элемента 32 и нажимного кольца 29. Примерно с начала контакта середины наклонного участка 31 (или 32) с роликом 28 подпружиненного рычага 27 последний перестает нажимать на гидрозолотник 18 включения копира-резца 2. Под действием имеющейся в его конструкции пружины гидрозолотник 18 переключается так, что в рабочее положение устанавливается его верхняя секция, и рабочая жидкость под давлением через другой из трубопроводов 17, гидравлическую муфту трубопроводы 15 поступает уже и перемещает связанную с ним регулируемым соединением 6 скалку 4, отодвигая державку 3 с резцами 35 от стенки забоя. Дальнейшая подработка забоя происходит по контуру 41 до нового включения пира-резца, которое происходит при очередном подходе во время вращения обечайки 9 к месту установки на корпусе щита подпружиненного толкателя 25 выступающей части нажимного кольца 29.

Относительное расположение съемных элементов 30 - 33 нажимного кольца 29, подпружиненного толкателя 25 и гидрозо- логника 18 включения копира-резца 2 обеспечивает начало включения и выключения копира-резца 2 примерно в моменты контакта ролика 28 рычага 27 с примерно серединой элементов 31 и 33 с наклонными участками. Поэтому при вращении вращающейся обечайки 9 роторного органа 1 в противоположном направлении копир-резец выдвигается и подрабатывает ту же сторону забоя, как и при вращении в прямом направлении, без необходимости выполнения каких-либо работ по переустановке элементов нажимного кольца 29 или переключения в гидравлической системе, только разработка стенки забоя выполняется другой группой резцов 35 за счет поворота державки 3 на шарнире 34 против направления вращения обечайки S.

При проходке трассы с поворотом щита в противоположную сторону для подработки противоположной стороны стенки забоя гидрозолотник 19 управления гидравличе- - ской системы устанавливают в рабочее положение его левой секцией. Так как при этом от гидрозолотника 19 рабочая жидкость под давлением поступает к гидрозолотнику 18 включения копира-резца 2 по дру- гомутрубопроводу 17, то при нажатом нажимным кольцом 29 через подпружиненный толкатель 25 гидрозолотнике 18 рабочая жидкость под давлением далее поступает по другому трубопроводу 15 через гидравлическую муфту 16 в поршневую полость гидроцилиндра 5, выдвигая его шток и перемещая связанную с ним скалку 4, убирая державку

0 3 с режущими инструментами 35.

При снятии нажатия на гидрозолотник 18 включения копира-резца 2 в рабочее положение под действием имеющейся в его конструкции пружины устанавливается его

5 верхняя секция. При этом рабочая жидкость под давлением через гидравлическую муфту 16 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 5 и выдвигает скалку 4 с режущими инструментами.

0 При смене направления вращения обечайки 9 процесс подработки стенки забоя осуществляется описанным образом.

Предлагаемая конструкция по сравнению с известной обеспечивает быструю

5 смену зоны подработки стенки забоя при любом направлении вращения вращающейся обечайки 9, что при необходимом изменении направления трассы тоннеля в плане обеспечивает такое изменение в любом из

0 основных двух направлений практически без затрат времени.

Изменение трассы в профиле из-за незначительных величин ее уклонов не требует подработки забоя в этих направлениях с

5 помощью копира-резца, так как оно может быть обеспечено за счет действия щитовых гидроцилиндров, лыж, элеронов и т, п. при наличии строительного зазора между оболочкой щита и стенкой забоя.

0 Однако в случае особой необходимости перестановкой элементов 30 - 33 нажимного кольца 29, подбором комплекта таких элементов может быть обеспечена подработка стенки забоя в любом его участке.

5 Формула изобретения

0 закрепленными на скалках, установленных с возможностью выдвижения посредством гидроцилиндра перемещения, установленные на вращающейся обечайке гидрозолотник управления копиром-резцом, кулачок

5 включения этого гидрозолотника, насосную станцию, систему трубопроводов и гидравлическую муфту для передачи рабочей жидкости на вращающуюся часть роторного органа, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за

счет снижения затрат времени на обслуживание и переналадку его механизмов, кулачок включения гидрозолотника копира-резца выполнен в виде монтируемого на вращающейся обечайке нажимного кольца, состоящего из отдельных съемных элементов, которое установлено с возможностью контакта с гидрозолотником копира- резца посредством подпружиненного толкателя, закрепленного на корпусе щита и выполненного в виде двухпозиционного

2 Ю 29 27

0

гидрозолотника с пружинным возвратом, при этом копир-резец выполнен в виде державки с двумя группами режущих инструментов, каждый из которых имеет по две противоположно направленные рабочие грани и связан с гидроцилиндром перемещения посредством винтового соединения.

ft У 40 30

/ 10 tS I

3 35

W {2 29

Фм.З

JL

Фиг.

19

r/гг

ФмА

//А

Ж-

Фм.З

55

А Направлены LЈ 6ращены я

Ч

Фиг. 10

-Мя

S

tt

17

Фм И

II f /9

25

&t/4. 42