Машина для проходки горных выработок Советский патент 1978 года по МПК E21C27/24 

Изобретение предназначено для исполь зования в горной промьпдленности при проведении горных выработок. Известна машина для проходки горных выработок, включающая исполнительный и погрузочный органы, раму и ходовую часть в виде лыж, между которыми размещена опорно-поворотная плита, связанная с рамой силовыми домкратами . Однако перемещение такой машины осуществляется ходовой частью рамы со всем оборудовамием целиком. Известна машина для проходки горных выоаботрк, включающая подвижную раму, механизм подачи, погрузочный орган и два исполнительных органа, каждый из которых выполнен в виде турели, укрепленной на раме с возможностью поворота на вертикальном валу, и режущей головки, установленной на турели с возгможностью поворота на горизонтальном валу . Эта машина имеет одну раму, в связи с чем перемещать машину на забой можно только целиком, что сказывается на цроизводительности и ограничивает маневренность машины. Цель изобретения - повышение производительности и улучшение маневренности машины. Для этого рама выполнена в влде двух полурам, установленных рядом и подвижно соединённых одна с другой, при этом каждая рама снабжена несущими н фиксирующими средствами и на каждой устандален один испоянительный орган. Несущие и фиксирующие средства шдполнёны в виде балансиров, шарннрно прикрепленнь1Х по бокам к полурамам, при этом каждый балансир снабжен силовым цилиндре, связанным посредством зажимов с направляющим рельсом, закрепленным на почве выработки. Балансиры связаны с двумя рядами штанг крепления, зафиксированных в почве выработки по обе стороны машины. Балансиры одной полурамы, находящиеся со стороны другой полурамы, подвешены к балке, прикрепленной к первой попураме, и связаны с теми же штангами крепления, что и вторая полурама. Каждый балансир имеет штангу, снабженную силовым подъемным цилиндром. Штанга каждого балансира имеет внутри зажимы, охватывающие головку направляющего рельс на который она опирается. Балансиры связаны между собой с помощью двух продольных тяг, которые соединены шар нирно и жестко связаны между собой ср ней поперечиной. В основании полурамы перпендикулярно поперечине выполнен шарнир для изменения направления, связанный с силовым цилиндром поперечног регулирования, соединенный с ползуном Каждая полурама имеет боковые и п перечные балансиры, которые связаны друг с другом в нижней части продоль ными и поперечными опорами. Несущие и фиксирующие средства вы полнены в виде боковых и поперечных балансиров и опор, установленных по обеим сторонам полу рам, которыми образован шарнирный параллелограмм, в котором опора является основанием,, а балансиры - наклонными сторонами, при этом по диагонали параллелограмма « установлен управляющий силовой цилинд Балансиры имеют подъемный силовой нилиндр. Полу рамы связаны одна с другой посредством направляющего рельса и ползунов. Полурамы могут быть связаны одна с другой посредством шарнир ного соединения и поперечного силового цилиндра. Шарнирное соединение выполнено в виде карданного шарнира. Карданный игарнир установлен в одной из полу рам с возможностью вертикального перемещения. На фиг. 1 изображена описываемая машина, в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3,- схема транспортировки разрушенной породы; на фиг. 4 - обе полурамы с их турелям и средствами взаимного перемещения и поворота, в плане; на фиг. 5 - обе полурамы с продвигающим вперед гидравлическим домкратом; на фиг. 6 изменение вертикального наклона одной полурамы относительно другой, вид сбоку; на фиг. 7 - описьшаемая машина, вид сбоку; на фиг. 8 аикерующие средства машины, вид спереди относительно рельсов, связанных с почвой БЫработкв; на фиг. 9 - ашсер1Ш1й рельс и опорные элементы используемого балансира (увеличено}; на фиг. 1О - вид Б на фиг. В; на фиг. 11 - схема последовательного изменения положения полурам во время операции продольного продвижения; на фиг. 12 - схема последовательного изменения ориентации полурам во время постепенного изменения ориентации машины в комбинации с операцией шагового продвижения; на фиг. 13 вид спереди положений а и б на фиг. 12; нафиг.14 а-Л, 14 м-Си14 -схема положения полурам во время операции поворота,вид в плане; на фиг. 15 -то же,вид сзади; на фиг. 16 -второй вариант выполнения машины, вид сбоку; на фиг. 17 - то же, вид в плане; на фиг. 18 - задняя часть машины во втором варианте выполнения, вид спереди; на фиг. 19 - разрез В-В. на фиг. 18, показывающий подошвы и их связи согласно второму варианту выполнения машины; на фиг. 20 - второй вариант выполнения машины, вид сбоку (показаны последовательные фазы селективного изменения формы диагоналей, образующих параллелограммы, во время операции продольного продвижения). Машина обрабатьшает забой двумя рядами вращающихся инструментов 1, селективно воздействующих на обе вертикальные половины фронта забоя. Каждьхй вращающийся инструмент 1 установлен на валу 2, вращающемся в подшипниках, расположенных на скобе 3. Скобы распределены равномерно по окружности вращающейся режущей головки 4. Каждая режущая головка 4 ьращаегся вокруг своей горизонтальной оси посредством привода 5. Головка связана с турелью 6 и вращается вместе с нею Б горизонтальной плоскости вокруг вертикального вала 7. Движение режушей головки 4 и турели 6 представляет собой движение взад и вперед по полукругу вокруг вертикального вача 7 под воздействием пневматического домкрата 8. Левый вертикальный ва-ч 1 установлен на левой полураме 9, правый вертикальный вал - на правой полураме 10. У основания обоих вертикальных валов 7 находятся два сборника 11 в форме полукольца для сбора разрушенной породы. Оба сборника очищаются скреб- ками 12, отталкивающими разрушенную породу на наклонные плоскости 13 (см. фиг.5), Каждая наклонная . плоскость 13 расположена у внутреннего конца сборника 11 и заканчивавi-ся на входе бокового ответвления 14 системы У-образных уносящих транспортеров,

главная ветвь 15 которой расположена по оси галереи меиаду обеими полурамами 9 и 10. Наружный конец каждого сборника 11 снабжен полуцилиндрическим опрокидьтателем 16, неподвижным и пропускающим разрушенную породу над скрббком 12,

Обе полурамы 9 и 10 шарнирно связаны между собой следующим образом (см. фиг. 4): левая попурама 9 несет внутренний продольный рельс 17, расположенный со стороны правой полурамы 10.

Рельс 17 снабжен двумя рядами крыльев 18 и 19, направленными в сторону пблурамы 9, Посредством крыльев

18рельс 17 шарнирно связан с карданным соединением 20 около штыря 21. Карданное соединение 20 установлено в соответствующей направляющей 22 полурамы 9. Посредством других крыльев

19рельс 17 шарнирно соединен с поперечным гидравлическим домкратом 23 н шкворне 24. В свою очередь поперечный домкрат 23 может поворачиваться в горизонтальной плоскости вокруг другого шкворня 25, установленного между двумя крыльями (не показаны на чертежах) закрепленными на полураме 9. Рельс 17 может скользить продольно

в двух коротких направляющих 26 и 27 расположенных по одной оси и связанных с правой полурамой Ю под воздействием перемещающего гидравлического домкрата 28.

Связанные таким образом одна с другой, обе полурамы 9 и 10 могут не только продвигаться одна отнсюительно другой по оси выработки, но также по наклонной оси, относительно первой. С этой целью обе полурамы 9-и 10 наклонены по горизш-хтали одна относительно другой благодаря их шарнирному вращению вокруг штыря 21 карда1шого соединения и действию поперечного домкрата 23-, а по вертикали - благодаря скольжению карданного соеД1шения

20в его направляющей 22 полурамы 9 и благодаря действию вертикалы1ых. несущих домкратов 29, поддерживающих пояурамы 9 и 11, При этом. несущие домкратрл 29 размещены снизу и сзади полурам 9 и 1О, .

На фиг. 1-14 обе полурамы 9 и 10 анкеруются по отдельности и независимо одна от другой на двух наружных анкерующих рельсах 30.

Анкеровка левой полурамы 9 осущесгвляется посредством трех неподвижных балочек 31-33 (см. ф1Л. 1 и 7

закрепленных, например,, путем сварки на этой полураме и выступающих от нее вбок. Средняя балочка 32 перекрывает правую полураму Ю, не касаясь ее. Наружные концы балочек снабжены бвлазгсирами 34. Балансиры состоят из анкеруюшего гидравлического домкрата 35, щарнирно связанного с соответствующей балочкой, балансирной штанги 36 опор- кого элемента 37 и охватывающего элемента 38, Шарнирное соединение балансира 3 4 обеспечивает продольное и поперечное вращение, Анкеровка осуществляется растяжением домкратов на охватыв ощнх элементах 38, прижимающихся к нижним поверхнсютям гребней 39 аниеровочяых рельсов 30.

Длй продвижения вперед или поворота полурам 9 и 10 нижние концы опо{жых элементов 37 штанг 36 балансирш 34 могут взаимодействовать с рельсами 30. Гребень 39 рельса 30 имеет закругленную форму, точно совпадающую с выемкой 4О опорного элемента 37, Эо время этих операдий балансиры рабЬтают как

5 упоры.

Следует заметить, что при продвижении вперед рельс ЗО установлен посредством крепления 41 на муфтах 42, навинчеш1ых на анкерные штанги 43, закрепленные в почве, тогда как при повороте рельс ЗО закреплен посредством своей нижней подушки 44 на коробке 45, лежащей на почве выработки.

Машина согласно первому варианту (фиг. 1-14) может выполнять три ма;невра: прямолинейное продвижение вперед, регулировку положения и поворот.

Прямолинейное перемещение одной полурамы, например полурамы 1О, показано на фиг, 11..

На фиг. 11 а показано исходное положение, при котором обе полурамы 9 и 1О лежат на грунте, а балансиры 34 на анкерных рельсах 30. На фиг, 11, б попурама 10 приподнята анкерным домкратом. На фиг. 11, 6 полурама 10 продвигается вперед продольным домкратом 28, качаясь на своих упорах. На фиг, 11, t вновь опущенная полурама 10 укладывается на почву выработки. На фиг, 11, Э анкерующие домкраты слегка поднимают балансиры 34, которые освобождаются и выпрямляются вертикально. На фрп. 11, е анкерующие домкраты притягивают гребни 39 рельса ЗО и анкеруют полураму 10,

Затем полурама 9 может продвинуться вперед на один шаг,

Посгепенное изменение направления показали на фиг. 12-13. 76 На фиг. 12,, полурамы 9 и10 находятся в исходном закрепленном параллельном положении. На фиг. 12, б правая полурама 10 освобождена путем п{ иподнимания и повернута вправо одновременно с рельссм. 17. Подробности приподнимания показаны на фиг. 13, а подробности наклонения вправо - на фиг. 13, б. На фиг. 12, & попурама 1О продви гается вперед на один шаг На фиг. 12, 1 полурама 1О закреплена, а левая полу рама 9 освобождена путем приподнимания и повернута вправо. На фиг, 12, 3 полу|рама & продвинута вперед на один шаг. На фиг. 12, е обе полурамы 9 и 1О закреплены, повернуты ни одинаковый угол и продвинуты вперед на один шаг. поворот машины показан на фиг. 14.На фиг. 14, а и 15, ,а обе полурамы 9и 10 в исходном положении. На фиг. 15, а видно, что аикерующие рельсы ЗО лежат на перемещаемых коробках. На фиг. 14, б правая полурама 10 приподнята. На фиг. 14, S правая полурама 10повернута на угол об . На фиг. 14, г правая полурама 1О вновь опущена на почву выработки. На фиг. 14, Д бала сиры полурамы 10 возвращены в отнесное положение. На фиг. 14, е и 15 б, левая полурама 9 приподнята анкерующи ми домкратами. На фиг. и 15,В левая полурама 9 пэвернута на угол 2 о( . На фиг. 14 и и 15, г полурама 9 вновь с/пушена на почву выработки. На фиг. 14, К 15,Д и 15,е упоры полурамы 9 возвращены в отвесное положение На фиг. 14, Л правая полурама Ю повернута на угол 2 oi . На фиг. 14, м обе полурамн 9 и 10 повернуты каждая несколько раз на угол 2 (X правая турель 6 касается пр вой стенки. Следовательно, необходима осуществить ход назад. На фиг. 14,Н левая полурама 9 приподнята. На фиг. 14,0 правая полурама 10 отходит ра одни шаг. На фиг. 14,П папурама 9 вновь опущена на почву выработки. На фиг. 14, р правая полурама 1О приподнята. На фиг. права полурама 10 отошла на один шаг.. На фиг. 14, ttt полурама 10 вновь опушена на почву выработки. На фиг. 14,у после возможного при необходимости отхода на несколько шаге обе полурамы вновь поворачиваются до положения, перпендикулярного к исходному положению. С этого момента машина может начинать проходку правой боковой выработ-ки (фиг. 14,р). Во втором варианте, вьшолнения, показанном на фиг; 16-19, обе полурамы 9 и 10 оборудованы каждая щестью гидравлическими домкратами 46 и 47, расположенными также по обе стороны этой полурамы. Узел трех гидравлических домкратов 46 и 47 состоит из двух параллельных домкратов 46 и одного домкрата 47, расположенного приблизительно по диагонали между обоими домкратами 46 и снабженного ограничителем 48хода. Нижние концы всех трех домкратов соединены шаровым шарниром с подушками 49, лежащими на почве выработ ки, а своими верхними концами, - с полурамами 9 или Ю (см. фиг. 16). Обе подущки 49 каждой полурамы 9 и 10 жестко объединены средней поперечиной 50, снабженной двумя угольниками 51, в которые вхоДит рычаг 52. Угольники 51 обладают высотой, достаточной для обеспечения подъема подушек 49или полурам 9 и 1О без выхода из них рычага 52. Рычаг 52 шарнирно установлен на оси 53, связанной с полурамой 9 или Ю, а своим нижним концом с домкратом постепенного перемещения 54, р свою очередь щарнирно связанным с полурамой 9 или 10. Таким образом, полурама 9 (10) перемещается, опираясь на подушки 49, а подушки 49 перемещаются, опираясь з свою очередь на ту же самую полураму 9 .(10). Ветвь 15 транспортера распо чожеыа мелсду; внутренними подушками 49, а боковые ответвления 14 транспортера проходят над ними. Поскольку внутренние подушки 49 не зшсреплены в грунте, второй вариа11Т выполнения применим тогда, когда собствештый вес машины обеспечивает ее достаточное сцепление, несмотря на .усилия, возникающие при проходке. Для расширения области применения второго варианта маш1П1Ы ее можно нагрузить балластом. Во втором варианте выполнения машина может выполнять, четыре вида маневров: продольное перемещение, регулировка,положения машины, поворот и поперечное перемещение... Продольное перемещение показано на фиг, 2О. Это перемещение осуществляется шаг за шагом обеими полу рамами. Опирание ограничивается парой параллелограммов.. На фиг. 20 tt показан сбоку параллел грамм, в исходном положении. Подушка 49 лежит на почве выработки, в заднем положении, и все три домкрата выдвинуты на их минимальную длину. На фиг. 20,5 подушка 49 приподнята тремя домкратами 46 и 47 с сущест венным сохранением ее ориентации. Оба крайних домкрата 46, которые в то время сокращены, блокированы на минимальной длине. На фиг. 20|,В сокращается лишь один диагональный домкрат 47, продвигая подушку 49 над почвой выработки и заставляя поворачиваться наружные домкраты 46 вокруг их верхнего шарнира. На фиг. 2О,Г диагональный домкрат 47 достиг своей минимальной длины и максимально продвинул подушку 49, в то время как крайние домкраты 46 заканчивают свой поворот. На фиг. 20,Д крайние домкраты 46 и диагональный домкрат 47 выдвигают ся и существенно сохраняют свою ориентацию, прижимая подушку 49 к почве вы работки. Крайние домкраты достигают своей максимальной длины и блокируютс при этой длине. На фиг. 2О,в диагональный домкрат 47 выдвигается, заставляя поворачивать ся крайние домкраты 46 вокруг их нижних шарниров и перемещать вперед полураму 9 (Ю), несколько ее приподнимая На фиг. 2О,ЭК, диагональный домкрат 47 закончил свое выдвижение и достиг своей максимальной длины. Полурама 9 и/или 1О и подушки оказьтаются, таким образом,в том/же относительном положении, что и в начале операции; Отход одной рамы возможен при обратной последовательности описанного ряда операций. Регулировка положения машины возможна двумя способами вокруг оси 53 в зависимости от того, содержит ли машина две полурамы или же одну раму. В первом случае используют поперечный гидравлический домкрат 23 и поступа ют так, как в первом варианте исполнения машины, после замены шарниров обоих концов крайних и диагональны домкратов шаровыми шарнирами, или ана логичными средствами. Во втором случае домкрат 54 постепенного изменения направления приводят в действие в тот момент, когда полурама 9 или 10 приподнята параллелограммами. Легко осуществляется поворот на 1ОО. Поворот может вьшолняться одновременно с перемещением во время под1«ма полурамы 9 или Ю. Поворот вокруг оси 53 достигается путем ряда последовательных поворотов. Формула изобретения 1.Мащина для проходки горных выра-« боток, включающая подвижную раму, механизм подачи, погрузочный орган и два исполнительных органа, каждый из которых выполнен в виде турели, укрепленной На раме с возможностью поворота на вертикальном валу, и режущей головки, установленной на турели с возможностью поворота на горизонтальном валу, о т личающаяся тем, что, с целью повышения производительности и улучшения маневренности машины, рама выполнена в виде двух полурам, устансжленных рядом и подвижно соединенных одна с другой, при этом каждая из них снабжена несущими и фиксирующими средствами и на каждой устанселен один исполнительный орган. 2.Машина по п. 1, отлича ющ а я с я тем, что несущие и фиксирующие средства выполнены в виде балансиров, шарнирно прикрепленных по бокам к полу рамам, при этом каждый балансир снабжен силовым цилиндром, связанным посредством зажимсж с направляющим релЕзСом, закреплённым на почве выработки. 3.Машина по п. 2, отлича ющ а я с я тем, что балансиры связаны с двумя рядами штанг крепления, зафиксированных в почве выработки по обе стороны машины. 4.Машина по п. 3, отлича ющ а я с я тем, что балансиры одной полурамы, находящиеся со стороны другой полу рамы, подвешены к балке, прикрейленной к первой полураме, и связаны с теми же штангами крепления, что и вторая полурама. 5.Машина по пп. Зи4, отличающаяся тем, что каждый балансир имеет штангу, снабженную силовым подъемным цилиндром. 6. Машина по п. 5, о т л и ч а ющ а я с я тем, что штанга каждого балансира имеет внутри зажимы, охватывающие головку направляпощего рельса, на который она опирается.

7.Машина по пп. 2-6, отличающаяся тем, что балансиры связаны между собой с помощью двух продольных тяг, которые соединены шарнирно и жестко связаны между собой средней поперечиной.

8.Машина пол. 7, отлича ю щ а я с я тем, что в оснсдаании полурамы перпендикулярно поперечине вьшолнен шарнир для измененная направления, связанный с силовым цилиндром поперечного регулирования, соединенный с ползуном.

9.Машина по п, 1, отличающаяся тем, что каждая полурама имеет боковые и поперечные балансиры, которые связаны друг с другом в нижней части продольными и поперечными опорами.

10.Машина по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что несущие и фиксирующие средства выполнены в виде боковых и поперечных балансиров и опор, установленных по обеим сторонам полурам, которыми образован шарнирный параллелограмм, в котором опора 5шляется основанием, а балансиры - наклонными сторонами, при этом по диагонали параялелограмма установлен управляющий силвой цилиндр.

11.Машина по пп. 8-10, отличающаяся тем, что балансиры имеют подъемный силовой цилиндр.

12.Машина по пп. 1-6 и 8-11, отличающаяся тем, что полурамы связаны одна с другой посредством направляющего рельса и ползунов.

13.Машина по пп. 1-6 и 8-12, отличающаяся тем, что полурамы связаны одна с другой посредством шарнирного соединения и поперечного силового цилиндра.

14.Машина по п. 13, отличающаяся тем, что шарнирное соединение выполнено в виде карданного шарнира.

15.Машина по п. 14, отлича ющ а я с я тем, что карданный шарнир установлен в одной из полурам с возможностью вертикального перемещения.

Источники информации, принятые во

внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР NO 294939, кл. Е 21 С 27/24, 1968.

.2. Патент ФРГ Ns 939441, кл. 5 to 27/24, 1956.

{pi/s.2

фиъ. S

00

00

а о

35

Jf

ч

37

/

.30 38

39

(риг.Э

/ «

Ipi/z.S

ittf

Buds

37

7//7у

n

38

Iи.

tfO

(put. to

fO

Т

J

V

38

/

/

30

ю

J«

38

т

3tt

/

/

Т

Ю

/

3ff

i

J

9

-i

Э

а

sif

I S

19

10

29 UO о./л e

a-ji .« i

Ю

т

фмг. и н-е

21 S

74

т

23

°/

Ю 3if

(pu.1, mJ

4

/

3B

10 AA-, ---ЬЧЬд.

9(Ю) у Iflm

tf