Электромеханический привод вращения исполнительного органа горной машины Советский патент 1993 года по МПК E21C31/00 E21D13/04 

Изобретение относится к горному машиностроению и может быть использовано в конструкциях электромеханических многодвигательных приводов исполнительного органа горных машин, где вместо одного электродвигателя большой мощности устанавливается группа электродвигателей меньшей мощности, работающих на вал исполнительного органа.

Известен привод вращения исполнительного органа проходческого комбайна, включающий источник энергии, связанный с исполнительным органом посредством механизма для передачи энергии, выполненного в виде механической передачи.

Данный электромеханический привод вращения имеет низкую эксплуатационную надежность из-за жесткого соединения его конструктивных элементов. Кроме того, большие габариты указанного привода не позволяют использовать его в агрегате для сооружения калоттной прорези.

Перечисленное относится к недостаткам привода описанной конструкции.

Известен также привод вращения фрезерного исполнительного органа агрегата для сооружения калоттной прорези, который является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому, включающий источник энерVJ

00 00 Ю

со

00

гии, связанный посредством механизма для передачи энергии с исполнительным органом, вал которого соединен с центральным валом механизма для передачи энергии.

Использование в приводе описанной 5 конструкции мощного электродвигателя, имеющего большой осевой размер и связанного посредством редуктора с фрезерным исполнительным органом, разрабатывающим калоттную прорезь шириной, равной 10 диаметру фрезы, обуславливает большие его габариты. Указанное обстоятельство приводит к тому, что при сооружении свода станционного тоннеля с помощью блокоук- ладчика, расположенного сзади привода 15 фрезы, от лба забоя до обделки образуется участок незакрепленной кровли. При этом величина этого участка незакрепленной кровли зависит от осевого размера привода, т.е. от суммы осевых размеров электро- 20 двигателя и редуктора. Использование же привода, имеющего большие указанные размеры, приводит к тому, что он не может быть применен в агрегате для разработки калоттной прорези в неустойчивых породах 25 из-за возможного их обрушения.

Таким образом, из изложенного следует, что данный электромеханический привод имеет ограниченные функциональные возможности из-за больших его габаритов, 30 а именно из-за его большого осевого размера, что и является его недостатком,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей привода-прототипа.. 35

,:,Поставленная цель достигается в результате того, что в электромеханическом приводе вращения исполнительного органа горной машины, включающем источник энергии, связанный посредством механиз- 40 ма для передачи энергии с исполнительным органом, вал которого соединен с

; ; центральным валом механизма для пере дачи энергии, источник энергии выполнен, по крайней мере, из двух одинаковых, уста- 45 новленных на одинаковом расстоянии друг относительно друга и относительно центрального вала электродвигателей с выходными валами, а механизм для передачи энергии установлен в корпусе исполнитель- 50 ного органа и выполнен из установленных на центральном валу с возможностью сцепления с ним обойм с жестко закрепленными, радиальными, расположенными эквидистантно друг относительно друга 55 хвостовиками, и кулачков, каждый из которых выполнен в виде охватывающего выходной вал электродвигателя вала с расположенными на нем с одинаковым сдвигом по фазе друг относительно друга

эксцентриками, связанными посредством подшипников с хвостовиками соответствующих обойм, подпружиненных к ним посредством пружин, выполненных на корпусе исполнительного органа, при этом эксцентрики расположены с возможностью их синхронного поочередного воздействия на хвостовики соответствующих обойм, число которых соответствует числу эксцентриков на валах.

Нафиг.1 представлен электромеханический привод вращения исполнительного органа горной машины, вид сбоку; на фиг.2 - вид по Стрелке А на привод, варианте двумя электродвигателями; на фиг.З - вид по стрелке А на привод, вариант с четырьмя электродвигателями; на фиг.4 - механизм для передачи энергии для варианта с двумя электродвигателями, разрез Б-Б на фиг.1: на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4.

Электромеханический привод вращения исполнительного органа агрегата для возведения калоттной прорези содержит источник энергии в виде группы одинаковых электродвигателей 1, например, двух (фиг.4), трех, четырех (фиг.З), связанных посредством механизма для передачи энергии с фрезерным исполнительным органом 2, имеющим в качестве опор подшипники 3, закрепленные в корпусе 4 механизма для передачи энергии. При этом механизм для передачи энергии установлен в корпусе исполнительного органа, что уменьшает осевой размер привода. Корпус 4 неподвижно закреплен на каретке 5, установленной с возможностью передвижения в продольных направляющих арки агрегата (на черт.не показаны).

Механизм для передачи энергии (фиг.4, 5) содержит установленный на подшипниках 3 центральный вал 6, связанный с валом 7 исполнительного органа 2 (валы 6 и 7 могут быть выполнены заедино), обоймы 8, каждая из которых установлена на центральном валу 6 с возможностью сцепления с ним посредством, например, подпружиненных собачек 9, и эксцентриковые кулачки 10, число которых равно числу электродвигателей 1 в группе. Каждый кулачок 10 представляет собой полый вал 11 с расположенными на нем с одинаковым сдвигом по фазе друг относительно друга эксцентриками 12. В случае с двумя эксцентриками 12 на одном валу 11 они располагаются в противофазе. Для уменьшения осевого размера привода выходные валы 13 электродвигателей 1 размещены внутри полых эксцентриковых валов 11 и связаны с ними посредством компенсирующих муфт 14. Каждая обойма 8 ме ханизма для передачи энергии выполнена с

жестко закрепленными, радиальными, расположенными эквидистантно друг относительно друга хвостовиками 15. На каждом эксцентрике 12 неподвижно закреплена внутренняя обойма 16 подшипника 17, к наружной обойме 18 которого прижимается с помощью пружины 19 соответствующий хвостовик 15 соответствующей обоймы 8. При этом все электродвигатели в приводе выполнены одинаковыми и установлены на одинаковом расстоянии друг относительно друга и относительно центрального вала 6, а эксцентрики 12 расположены на валах 11 с возможностью их синхронного поочередного воздействия на хвостовики 15 соответ- ствующих обойм 8, число которых соответствует числу эксцентриков 12 на каждом валу 11.

Привод вращения исполнительного органа агрегата для возведения калоттной прорези работает следующим образом.

Электродвигателя 1 приводят во вращение через выходные валы 13 и компенсирующие муфты 14 полые ведущие валы 11с расположенными на них с одинаковым сдвигом по фазе эксцентриками 12 и закрепленными на эксцентриках внутренними обоймами 16 подшипников 17. При этом наружные обоймы 18 подшипников 17 приводятся в качательное движение и передают его синхронно от всех электродвигателей 1 через связанные с ними хвостовики 15 на соответствующую обойму 8. При качании в одну сторону осуществляется рабочий ход. При рабочем ходе вращение обоймы 8 передается с помощью собачек 9 на центральный вал 6 и через связанный с ним вал 7 на исполнительный орган 2. Обратный ход - холостой ход обоймы 8 - осуществляется под действием пружин 19. При этом собачки утапливаются и вращение обоймы 8 не передается на центральный вал 6.

Благодаря наличию нескольких эксцентриков, расположенных с одинаковым сдви- гом по фазе на каждом из эксцентриковых валов 11 механизма для передачи энергии, их синхронное воздействие на соответствующие хвостовики 15 соответствующих обойм 8 осуществляется поочередно. При этом центральный вал 6, а, следовательно, и связанный с ним исполнительный орган 2 практически непрерывно получают пульсирующее воздействие. Исполнительный орган 2, получающий указанное пульсирую- щее воздействие, осуществляет разработку калоттной прорези в подах различной крепости. При этом пульсирующее приложение крутящего момента к фрезе способствует разработке крепких пород с меньшими затратами мощности, чем при статическом крутящем моменте. Кроме того, при разработке крепких пород механизм для Передачи энергии, содержащий кулачки с одним эксцентриком 12 на валу 11, обеспечивает макеймаль Нбё пёрёдаточйбё чйс- яЪ , R г

Л О imax

1,5

где г - величина

2 г

эксцентриситета, a R - расстояние от центра обоймы до точки (линии) контакта наружной обоймы 17 подшипника 16 с соответствующим хвостовиком 15 обоймы 8(фиг.5). При разработке слабых пород описанный механизм для передачи э й ё ртш обеслечйва R

передаточное -------

ет

ЧИСЛО lmin --И

соответственно обеспечивает увеличение в 1,5 раза частоты вращения фрезерного исполнительного органа за счет выбега ведомой части его привода, включающей фрезерный исполнительный орган 2, центральный вал 6, вал 7 и т.д.

Таким образом, разработанная конструкция многодвигательного электромеханического привода, благодаря уменьшению его осевого размера, а следовательно, и его габаритов, обеспечивает возможность применения привода в агрегате для разработки калоттной прорези, не только в крепких породах, но и в неустойчивых породах. При этом предлагаемый привод имеет диапазон автоматического рёгушро ванйя выходных оборотов фрезы, равный 1,5, а, следовательно, имеет возможность самоприспосабливаться к различным породам, т.е. обеспечивает автоматическое регулирование режима его работы при разработке пород различной крепости.

Следует отметить еще одно существенное свойство разработанного многодвигательного привода, вытекающее из его конструктивных особенностей, а именно - отсутствие в разработанной конструкции жесткого соединения электродвигателей с механизмом для передачи энергии, что исключает необходимость принудительно тащить за собой отстающий электродвигатель, что имеет место в случае их жесткого соединения, а, следовательно, исключает дополнительную нагрузку на электродвигатель, а также п ёрераспределение мощности (ее циркуляцию в приводе), что повышает срок службы привода, предотвращает их поломку, и делает разработанный привод надежным в эксплуатации.

Перечисленные выше свойства электромеханического привода обуславливают получение такого его преимущества, как более высокая эффективность его работы при разработке пород различной крепости.

Формула изобретений Электромеханический привод вращения исполнительного органа горной маяги- ны, включающий источник энергии, связанный посредством механизма для гте- редачи энергии с исполнительным органом, вал которого соединен с центральным валом механизма для передачи энергии, о т л имеющийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, источник энергии выполнен по крайней мере из двух одинаковых установленных Ја одинаковом расстойн|1и другЪтносигеЛьно друга и отнбсит ельно цбнтрального вала электродвигателей с выходными валами, а механизм для передачи энергии установлен в корпусе исполнительного органа и выполнен из установленных на центральном валу

с возможностью сцепления с ним обойм с жестко закрепленными радиальными расположенными эквидистантно друг относительно друга хвостовиками и кулачков,

каждый из которых выполнен в виде охватывающего выходной вал электродвигателя вала с расположенными на нем с одинаковым сдвигом по фазе друг относительно друга эксцентриками, связанными посредством подшипников с хвостовиками соответствующих обойм, подпружиненными к ним посредством пружин, выполненных на корпусе исполнительного органа, при этом эксцентрики расположены с возможностью

их синхронного поочередного воздействия на хвостовики соответствующих обойм, число которых соответствует числу эксцентриков на валах.

Использование: горное машиностроение, в конструкциях электромеханических многодвигательных приводов вращения исполнительного органа. Сущность изобретения: привод содержит источник энергии по крайней мере из двух одинаковых электродвигателей 1 и механизм для передачи энергии из обоймы 8 с хвостовиками 15 и кулачков 10. Обоймы установлены на центральном валу 6 механизма для передачи энергии с возможностью сцепления с ним. Хвостовики жестко закреплены на обоймах и расположены радиально и эквидистантно один относительно другого. Каждый кулачок выполнен в виде охватывающего выходной вал 13 электродвигателя вала 11с расположенными на нем с одинаковым сдвигом по фазе один относительно другого эксцентриками. Эксцентрики связаны посредством подшипников с хвостовиками соответствующих обойм. Хвостовики подпружинены к подшипникам с помощью пружин 19, выполненных на корпусе исполнительного органа. Эксцентрики расположены с возможностью их синхронно поочередного воздействия на хвостовики соответствующих обойм. Число обойм соответствует числу эксцентриков на валах. 5 ил. ел С

:.S5SSS&t & SS r--- .Xi

BtfffA

К

фиг-i

fa&4

В - Ь rrofop//у/770

8-8