Машина с режущим барабаном для проходки тоннелей Советский патент 1937 года по МПК E21D9/10 

При Проходке тоннелей под землей (или в массивах горных пород) уже давно применяется специальный снаряд, так называемый щит, имеющий своим назначением воспринимать давление окружающих пород на определенном участке, при выемке пород как на этом участке, так и на некотором участке, лежащем впереди щита. Выемка породы производится, однако, при этом вручную или отбойным молотком. Попытки механизировать выемку породы путем установки на щите торцевых экскаваторов, обрабатывающих лоб забоя, конических или цилиндрических фрез, приводимых во вращение от электромотора или отдельного двигателя, не нашло практического применения и распространения по следующим обстоятельствам.

Обрабатывающие весь лоб забоя .механизмы, например, фреза большого диаметра и т. п., занимают в щите очень много места, почти совершенно закрывают лоб забоя, не давая возможности вести за последним постоянного и правильного наблюдения. При встрече плывунов чрезвычайно затруднено крепление лба забоя. Требующаяся для обработки одним орудием всего лба забоя мощность достигает порядка тысяч лошадиных сил и в щите приходится устанавливать многочисленные механизмы, большие моторы и загромождать щит. При встрече с наслоением (напластованием) разных пород усилия на различных точках окружности различны и щит может увести, вследствие этого, от заданной трассы. Конструктивно все эти механизмы трудно осуществимы, громоздки и в случае неполадок грозят длительными остановками, скорости их вращения трудно регулировать. Конструкцию самого щита, выработанную десятилетиями, надо при этом менять.

С другой стороны известны и 1пироко применяются в горном и торфяном деле всякого рода врубовые машины с режущими определенной длины барами, фрезерными барабанами, могущими вращаться вокруг двух взаимно перпендикулярных осей с различной скоростью, легко регулируемой. Машины эти приводятся во вращение специальными моторами, режущие части имеют канатные или цепные тяги. Подобного рода механизмы не применяются однако для механизации выемки породы в щитах, так как перегородки, коими щит делится на части, чрезвычайно сужают свободное пространство каждой секции, а с другой стороны, не закрепленное пространство перед щитом достигает максимум 750 мм и может быть еще меньще, в зависимости от качества и состояния пород, что не дает возможности иметь перед щитом свободную не закрепленную выработку, в которой могла бы работать достаточно эффективно хотя бы одна из таких машин известного типа.

В предлагаемой мащине с режущим барабаном для проходки .тоннелей, предназначенной для механизации выемки и транспортировки породы, барабап укреплен на конце двух щарнирно сочлененных рукавов, которые кинематически связаны с двигателем и имеют возможность поворота в горизонтальной плоскости, что позволяет производить обработку забоя любой формы.

На чертеже изображен схематический вид сбоку машины для проходки тоннелей.

Двигатель / через коробку 2 скоростей передает врашение посредством нескольких зубчатых и конических передач валу 4. Последний посредством конических шестерен 5, (5, 7 и , 5 и валов 19 и 20 передает вращение дискам или барабану 18, на которол укреплены резцы //, вращающиеся таким образом вокруг вала Ю со скоростью, регулируемой коробкой 2 скоростей или сменными шестернями. Резцы при своем вращении отбивают или отрезают от пород, к которым вплотную придвинут барабан 18, нужной или заданной толщины полосы материала. При этом барабан может иметь движение вверх или вниз, так как вал 19, на котором неподвижно укреплена шестерня б, заключен в рукаве 16, который может поворачиваться вокруг вала 4 путем обкатывания конической шестерни 6 вокруг конической же шестерни 5. При этом барабан 18 будет поворачиваться в вертикальной плоскости на любой заданный угол. Для этой цели на рукаве 16 устанавливается сектор 15, приводимый в движение червяком 14. Червяк 14 получает вращение от того же двигателя / и скорость его также может регулироваться. Вместо червяка 14 и сектора 75 можно применить винтовую пару.

Подобно описанному может вращаться и рукав 17 вокруг оси 21, Таким образом валы 19, 20 могут быть одновременно повернуты в вертикальной плоскости оба в одном или в разных направлениях, затем оба вала могут быть вытянуты в одну линию, закреплены защелками в этом положении и вращаться вокруг оси 4, как один вал. Наконец, качающийся рукав 76 с валом J9 может быть сделан неподвижным (путем выключения вращения червяка 14) при любом угле наклона его к горизонтали,а рукав 77 с валом 20 может в это время вращаться вокруг оси 21. При этом вся головка 3 может вручную или от того же двигателя 7 вращаться в горизонтальной плоскости вокруг оси Z-Z.

Вся машина по этой схеме имеет примерно ширину в 400 мм, высоту в 1 200 М-м и длину в 1 200 мм, что позволяет устанавливать ее в любой секции щита. Введение двух рукавов 16 и 17 дает возможность этой машине обрабатывать любой формы забой в любых пооодах, за исключением особо твердых, в которых вместо дисков или барабана 18 с резцами 77 надо применять дисковые пилы.

Для производства работы на нескольких перегородках щита устанавливаются машины с таким расчетом, чтобы ими можно было обслужить весь лоб забоя. Машины устанавливаются на имеющихся в щите перегородках, выдвигаемых вперед или отодвигаемых назад имеющимися на щите специальными домкратами, служащими для этой цели. Рукав J6 устанавливается горизонтально или под нужным углом, рукав 77 устанавливается под определенным к нему углом (в зависимости от пород и допускаемого не закрепленного пространства) и иашина пускается в ход. При этом машина вырабатывает полосу сверху вниз, затем она поворачивается вокруг оси Z -Z на некоторый угол, начинает работу снизу вверх и вырабатывает следующую полосу и т. д.

в случае твердых пород вместо выемки пород производится разрезка их пилами, после чего по этим разрезам работает тяжелый отбойный молоток, выламывающий полосы, заключенные между двумя пропилами. Транспортировка породы осуществляется транспортером, устанавливаемым в щтольне (нижней), проходимой предварительно.

При применении таким образом указанной машины механизируется весь процесс выемки и транспортировки породы в щите, лоб забоя открыт, смена резцов, да и целых частей машины, может быть произведена в самый короткий срок, в случае встречи плывунов лоб забоя закрывается очень быстро, наблюдение за забоем ничем не затруднено. В случае встречи напластования разных пород в разных перегородках могут быть установлены машины с резцами разных профилей, с пилами вместо барабанов, причем каждая машина может вырабатывать свой профиль забоя. Так например, верхняя машина, у которой вытянуты в одну линию рукава 16 и 77, вырабатывает забой по сфере, вторая машина вырабатывает забой по плоскости, так как рукав /7 в ней вращается по часовой стрелке, а рукав 16 против часовой стрелки. Таким образом введение двух хоботов-рукавов, могущих наклоняться один по отношению к другому на

любой угол, могущих составлять одно целое, иметь различные направления вращения и т. д., целиком решает вопрос механизации выемки пород в не закрепленном пространстве перед щитом.

Скорость проходки щитом увеличивается при этом в несколько раз против применяющихся теперь скоростей.

Мащина может быть применена и при прохождении щтолен в подземных выработках и без щита при выемке полезных ископаемых. Для этого достаточно ее поставить на тележку над обычным ленточным или металлическим транспортером, установленным на той же тележке.

Предмет изобретения.

1.Машина с режущим барабаном для проходки тоннелей, отличающаяся

тем, что, с целью обработки забоя любой формы, режущий барабан 18 укреплен на конце двух шарнирно сочлененных рукавов 16 v 17, кинематически связанных с двиraтeлe с возможностью поворота их в вертикальной плоскости.

2.В машине по п. 1 применение для осуществления кинематической связи между режущим барабаном 18 и двигателем / шестеренной передачи.