Проходческий комбайн Советский патент 1993 года по МПК E21D9/10 

При работе проходческих комбайнов, осуществляющих обработку штреков и забоев путем разрушения и отгрузки минералов, часто необходимо использовать воду для того, чтобы уменьшить содержание пыли в воздухе, создавая разбрызгивание воды на режущем устройстве или вблизи него, а также в точках погрузки или доставки минералов, и для того, чтобы препятствовать образованию воспламеняющих искр.

Целью изобретения является создание дуги включения подачи воды не более 180°. положение которой по окружности режущей головки можно регулировать.

Согласно изобретению предусматривается создание проходческого комбайна, содержащего: стрелу, снабженную поворотной режущей головкой, имеющей резцы; приспособление для образования струй воды, направленных на резцы режущей головки или в точки вблизи этих резцов: и приспособление для включения подачи воды только к определенным резцам, а именно только к тем резцам на круговой поверхности поворотной режущей головки, которые взаимодействуют с поверхностью забоя, подлежащей резанию, причем эта круговая поверхность образует дугу включения подачи воды, не превышающую 180° и имеюа ос о а о о

GJ

щую возможность неограниченного регулирования по окружности режущей головки таким образом, чтобы выбранное направление движения стрелы всегда делило пополам дугу включения подачи воды. .

Предпочтительно, чтобы на. общем продольном поворотном полом валу были установлены приводная кулачковая шайба и тормозная кулачковая шайба - таким образом, чтобы при торможении тормозной кулачковой шайбы приводная кулачковая шайба располагалась так, чтобы открывались клапаны водяных камер в режущей головке с целью образования струй воды по выбранной дуге включения подачи воды.

Предпочтительно также, чтобы приспособление для направления струй на резцы или точки вблизи них содержало несколько периферических камер во вращающейся головке, каждая из которых имеет возможность направлять, по крайней мере, одну струю на один или более резец в точку вбли- зи него и каждая из которых имеет клапан для управления входом воды в камеру, и чтобы приспособление для включения подачи воды имело приводную кулачковую шайбу, находящуюся в поверхностном контакте с клапанами камер и способную во время работы быть неподвижной относительно вращающейся головки с целью приведения в действие клапанов камер, перемещающихся в области резания поверхности забоя, для обеспечения входа воды в эти камеры.

Предпочтительно также, чтобы вода подавалась в камеры режущей головки через продольный полый вал (сквозной вал), на котором неподвижно установлена приводная кулачковая шайба, и на котором также установлена тормозная кулачковая шайба, предназначенная для взаимодействия с тормозом, служащим для прекращения вращения вала таким образом, чтобы эта кулачковая шайба оставалась неподвижной и приводила в действие соответствующий клапан в зависимости от положения режущей поверхности головки.

Предпочтительно, чтобы на этапе отсутствия резания головкой тормоз отключался и вращающиеся клапаны, взаимодействующие с приводной кулачковой шайбой, сохра- няли свое последнее расположение резания, в результате чего создавалось бы вращение этой шайбы, полого вала и тормозной кулачковой шайбы.

Предпочтительно также, чтобы приводная и тормозная кулачковые шайбы были синхронизированы между собой так, чтобы торможение тормозной кулачковой шайбы устанавливало приводную кулачковую шайбу в нужное неподвижное положение включения по отношению к клапанам камер, перемещающихся в выбранной области резания поверхности забоя режущей голо- 5 вкой.

На фиг.1 изображен вид сбоку проходческого комбайна, имеющего поворотную режущую головку, установленную на стреле; на фиг.2 и 3 - виды в разрезе заднего

конца стрелы и режущей головки, соответственно, проходческого комбайна по настоящему изобретению; на фиг.4 - детальная схема.

Согласно предпочтительному варианту

5 настоящего изобретения, система селективного включения подачи воды устанавливается на стреле проходческого комбайна, фиг.1, где режущая головка 1 имеет коническую форму и является соосной со стрелой

0 2. Основные компоненты этой системы расположены внутри режущей головки 1 и на заднем конце электродвигателя 3 стрелы, причем эти компоненты соединены между собой каналом (сквозной вал) 10 для воды,

5 как показано на фиг.2 и 3.

Селективное включение системы подачи воды создается гидравлически с помощью тех же самых ручек управления и гидросистемы, которые определяют ориен0 тацию и положение стрелы 2. При ручном переключении клапана ручки управления (не показан) гидравлическое давление селективно подается к четырем поршням 4, показанным на фиг.2. Эти четыре поршня

5 расположены в задней части корпуса 5 тормоза, который через переходник 6 связан с непроводящей стороной электродвигателя 3 стрелы, см. рис.1.

В корпусе тормоза 5 располагается обь0 единенный узел вращающегося уплотнения, который имеет концевую крышку 7 и сферический подшипник 8, несущий тормозную пластину 9. Вода подается к режущей головке 1, фиг.1 и 2, через окно А в

5 концевой крышке 7 и вращающийся полый вал 10, фиг.2 и 3. причем течение воды показано стрелками, проходящими через устройство.

Режущая головка 1 приводится в дейст0 виё механическим путем через вал 11 головки, фиг.З, и содержит блок 12 включения подачи воды, который в свою очередь приводится режущей головкой 1 через шпонку (не показана),

5Блок 12 включения подачи воды имеет

внешнюю оболочку 13, внутри которой расположены шесть отдельных водяных камер 14 с клапанами. Каждая такая камера имеет клапан 15, снабженный пружиной4 15А и приводным поршнем 16.

На валу 10 в режущей головке установлена приводная кулачковая шайба 17, которая включается в действие шестью поршнями 16, прилегающими к наклонной вперед поверхности 17А этой шайбы.

На ведомом конце вала 10 в корпусе 5. рис.2, установлена также аналогичная кулачковая шайба 18. Эта шайба выполняет роль кулачковой шайбы и установлена через эвольвентное зубчатое зацепление 19, позволяющее синхронизировать включение подачи воды путем изменения взаимного расположения кулачковых шайб 17 и 18. Тормозная кулачковая шайба 18 имеет наклонную назад поверхность 18А, которая расположена вблизи центрального участка тормозной пластины 9. Этот центральный участок имеет направленную вперед поверхность 9А в виде усеченного конуса, часть которой может взаимодействовать с наклонной поверхностью 18А тормозной кулачковой шайбы 18.

Система работает следующим образом.

Когда ручка управления (не показана) гидросистемой находится в нейтральном положении, рабочая среда внутри четырех цилиндров в задней части корпусам тормоза 5 не подвергается действию давления, и поршни 4 находятся в убранном положении под действием четырех пружин 20, упирающихся в тормозную пластину 9. Поэтому тормозная пластина 9 не взаимодействуете тормозной кулачковой шайбой 18, и полый вал может свободно вращаться.

Вращение вала 10 создается поворотным воздействием группы приводных поршней 16 на приводную кулачковую шайбу 17. Поршни 16 создают изменяющиеся индивидуальные нагрузки на приводную кулачковую шайбу 17, причем эти нагрузки зависят от положения каждого из приводных поршней на поверхности приводной кулачковой шайбы и от нагрузок, создаваемых на них клапанами 15. Эти нагрузки создаются давлением воды, подаваемой к режущей головке 1 через вал 10.

Вода под давлением проходит через данные клапаны, которые на этом этапе удерживаются открытыми в результате расположения соответствующих им приводных поршней 16 на приводной кулачковой шайбе 17. При вращении режущей головки, когда поршни перемещаются по круговой траектории, изменяющиеся индивидуальные нагрузки прижатия к приводной кулачковой шайбе 17 вызывают вращение этой шайбы, и, следовательно, создается также вращение вала 10 и тормозной кулачковой шайбы 18. Однако, т.к. приводная кулачковая шайба 17 и режущая головка 1 вращаются вместе, предотвращается движение отдельных приводных поршней 16, и в резуль- .тате на данном этапе действия клапанов не происходит, и, следовательно, не происходит включения подачи воды; струи воды просто продолжают выходить из тех клапанов, которые оставались открытыми, вращаясь вместе с режущей головкой.

Когда ручка управления (не показана)

гидросистемой находится в любом из рабочих положений, рабочая среда создает соответствующее включение поршней 4, фиг.2, в результате чего тормозная пластина 9 прижимается к тормозной кулачковой шайбе 18,

5 прекращая свободное вращение вала 10. Это в свою очередь приводит к расположению приводной кулачковой шайбы 17, рис.3, в нужном положении включения подачи воды.

0 Когда приводная кулачковая шайба 17 неподвижна, а режущая головка 1 продолжает вращаться, каждый из приводных поршней 16 по очереди поднимается и опускается на поверхности шайбы 17 с об5 разованием постепенного открывания и закрывания данных клапанов 15 в нужной последовательности включения, т.е. с образованием дуги 25 включения подачи воды 180° максимум на той части режущей голо0 вки, которая перемещается по направлению к поверхности, подлежащей резанию, и в контакте с этой поверхностью; это направление движения показано стрелкой 26. Вода под давлением проходит через эти

5 клапаны 15 в камеры 21 режущей головки 1 .и отсюда через каналы 22 к форсункам, направленным на резцы (не показаны), для образования резания, усиливаемого струями.

0 Дуга 25 включения подачи воды является неограниченно регулируемой по своему положению вокруг режущей головки 1 таким образом, что направление перемещения 26 стрелы делит пополам дугу 25 включения

5 подачи воды, как показано на рис.4, являющимся схематическим видом спереди режущей головки 1. Благодаря синхронизированному расположению кулачковых шайб 17 и 18 и тому факту, что поршни 4,

0 приводящие в действие тормозную пластину 9, управляются параллельно с гидроцилиндрами, перемещающими стрелу 2, приводная кулачковая шайба 17 всегда будет таким образом регулировать положение

5 дуги 25 включения подачи воды, что она делится пополам выбранным направлением движения 26 стрелы. Далее, когда клапаны 15 по очереди открываются и закрываются по мере их перемещения на дугу 25 включения подачи воды и последующего перемещения с этой дуги, количество воды, подаваемой к резцам, изменяется, т.к. все отдельные клапаны по очереди открываются, а затем закрываются.

Давление воды для резания, усиливав- мого струями, обычно лежит на диапазоне 3,45 «10Б - 6,9-106 Па (5И03 - фунтсила) кв. дюйм).

Предлагается, однако, что нижнего значения давления воды будет достаточно для создания вращения приводной кулачковой шайбы 27, когда ручка управления гидросистемой находится в нейтральном положении, и включение струй при таком давлений воды будет создавать достаточное пылепо- давление на режущей поверхности головки.

В результате включения подачи воды только на дуге 180° и возможности регулирования расположения этой дуги включения представляется возможным уменьшить ко- личество используемой воды или увеличить размеры режущей головки с образованием дополнительных резцов.

Формула изобретения

1. Проходческий комбайн, включающий стрелу с поворотной головкой, оснащенной резцами, гидросистему управления стрелой, приспособление для образования струй воды, направленных на резцы режу- щей головки или в точки около этих резцов, и приспособление для включения подачи воды только к тем резцам, которые взаимодействуют с поверхностью забоя, подлежащей резанию, содержащее приводную шайбу, связанную с клапанами водяных камер, отличающийся тем, что приспособление для включения подачи воды к резцам выполнено в виде тормозной кулачковой шайбы, установленной на общем про- дольном вращающемся полом валу с приводной кулачковой шайбой, причем тормозная кулачковая шайба кинематически

связана с селективными управляющими механизмами, сблокированными с гидросистемой управления стрелой.

2.Комбайн по п,1,отличающийся тем, что приспособление для образования струй воды имеет несколько периферических камер, выполненных в поворотной режущей головке, каждая из которых размещена с возможностью направления по крайней мере одной струи воды на один или более резец или в точку около резца и каждая из которых имеет клапан для управления подачей воды в камеру, причем приводная кулачковая шайба расположена в поверхностном контакте с клапанами камер и установлена на валу с возможностью торможения относительно вращающихся режущей головки и клапанов.

3.Комбайн по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что камеры режущей головки гидравлически сообщены с полостью вращающегося полого вала, при этом кинематическая связь тормозной кулачковой шайбы с селективными управляющими механизмами выполнена в виде тормозной пластины, установленной с возможностью взаимодействия с тормозной кулачковой шайбой своей рабочей поверхностью.

4.Комбайн по п.З, отличающийся тем, что селективные управляющие механизмы выполнены в виде силовых цилиндров, штоки которых кинематически связаны с тормозной пластиной, которая установлена с возможностью поворота плоскости ее рабочей поверхности относительно продольной оси полого вала для взаимодействия тормозной пластины с тормозной кулачковой шайбой.

5.Комбайн по пп. 1-4, от л и ча ю щи й- с я тем, что каждый из клапанов имеет толкатель, установленный с возможностью взаимодействия с приводной кулачковой шайбой.

3s. Q)

, v «

1836566

фиЪ.1

Использование: проходческие комбайны. Сущность изобретения: проходческий комбайн включает стрелу и поворотную режущую головку, создающую струю воды, на- правленные на резцы головки, и приспособление для включения подачи воды только к тем резцам, которые взаимодействуют с поверхностью забоя, подлежащей резанию. Приспособление для подачи воды имеет расположенные по периферии камеры в головке, каждая из которых направляет по крайней мере одну струю воды на один или более резец и имеет клапан, управляющий подачей воды в камеру. Приводная кулачковая шайба, находящаяся в поверхностном контакте с клапанами камер, во время работы устройства может быть неподвижной относительно головки с целью приведения в действие клапанов, перемещающихся в области резания. Вода подается в камеры через вращающийся полый вал, на котором неподвижно установлена приводная кулачковая шайба. На валу установлена также тормозная кулачковая шайба, предназначенная для взаимодействия с тормозной пластиной, служащей для прекращения вращения вала таким образом, чтобы приводная кулачковая шайба оставалась неподвижной в нужном положении и включала в действие соответствующие клапаны, перемещающиеся в выбранной области резания. Тормозная пластина селективно управляется перемещением стрелы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил, С/ с