Динамический струг Советский патент 1982 года по МПК E21C27/46 

(5) ДИНАМИЧЕСКИЙ СТРУГ

Изобретение относится к оборудова нию для горной промышленности, а име но к динамическим стругам, предназначенным для разрушения крепких углей и пород. Известен-виброударный безмоторный струг, включающий корпус с ударным инструментом, шарнирно соединенный с рамой,, и вибровозбудитель, выполненный в виде дебалансов ,1 . Недостатком этого струга является малая ударная мощность и низкая производительность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является удар ный струг, включающий раму, ударный механизм, выполненный в виде составного цилиндра с камерой сгорания и буферной полостью и со свободно плавающим поршнем, взаимодействующим с ударным инструментом zj . Однако при работе ударного механизма этого ctpyra возникают большие реактивные усилия, передаваемые на его КОРПУС, что приводит к потере полезной мощностии снижает эффективность разрушения крепких углей. Целью изобретения является повышение эффективности разрушения крепких углей за счет использования реактивных усилий. Указанная цель достигается тем, что корпус ударного механизма установлен на раме струга с возможностью продольного перемещения и связан с ней посредством опор качения и упругого элемента, при этом инструмент жестко закреплен на корпусе ударного механизма. На фиг. 1 изображен предложенный струг, продольный разрез; на фиг.2 то же, вид сверху. Динамический струг содеожит саму 1, связанную с тяговой цепью 2, присоединенной к приводному устройству (не показано). Внутри рамы 1 в пазу 3на опорах качения k установлен ударный механизм 5, выполненный в виде корпуса 6 (например цилиндрического) внутри которого расположены дифферен циальный свободно плавающий ударный поршень-боек 7, предназначенный для передачи энергии поршня 8 ударного инструмента 9- Внутри корпуса 6 также имеется камера сгорания 10 с выхлопными 11 и продувочными 12 окнами, служащими соответственно для выпуска выхлопных газов из камеры сгоранкя и продувки ее от остаточных газов, образующихся при сгорании в ней топлива, подаваемого топливной системой (на чертеже не показана и являющегося источником ударной энергии. Пространство в передней части кор пуса 6 междупоршнем 8 ударного инст румента 9 и поршнем-бойком 7 образуе буферную полость 13, которая служит для совершения поршнем-бойком 7 обра ного (холостого) хода за счет энергии воздуха, сжимаемого в ней поршне бойком 7 в периоды рабочего хода. Ударный инструмент 9 расположен в передней части корпуса 6 ударного ме ханизма и служит для разрушения креп кого массива. На передней части корпуса 6 жестко закреплены дополнительные ударные по венные 1 и кровельный 15 инструменты. Эти инструменты расположены так, что их ревущие кромки 16 сдвинуты от носительно режущей кромки 17 ударного инструмента 9В задней части паза 3 размещен упругий элемент 18, выполненный,Например, в виде пружины, распертой между торцом корпуса 6 ударного меха низма 5 и ,задне стенкой паза 3- В раме 1 установлен регулировочный винт 19, упирающийся в пружину и пре назначенный для изменения жесткости пружины. Рама 1 со стороны забоя содержит лыжи 20, опирающиеся на забой и служащие для регулирования толщины стружки и угла атаки инструмента. Устройство работает следующим образом. Сначала последством пускового механизма (не показан) запускают ударный механизм 5, а затем включaюt тяговую цепь, присоединенную к раме 1. После запуска ударного механизма 5 поршень-боек 7 совершает под воздейст вием давления газов, образукицихся в камере сгорания 10 и давления сжато97.4 го воздуха в буферной полости 1.3, возвратно-поступательные движения внутри корпуса б и ударяет каждый раз при рабочем ходе, по поршню В удар- ного инструмента 9, который разрушает при этом массив породы. Одновреп меннс) корпус 6 ударного механизма 5 под воздействием реактивных усилий также совершает аэзвратно-поступателъные (продольные) перемещения бнутри паза 3 рамы 1, взаимодействуя с упругим элементом 18, например пружиной. При :jTOM почвенный 14 и кровельный 15 инструменты производят дополнительноеразрушение угольного массива, причем режущая кромка 17 ударного инструмента 9 производит опережающий .вруб, а режущие кромки t6 почвенного и кровельного инструментов Н 15 способствуют более эффективному трещинообразовануяо в массиве и производя одновременно зачистку почвы и кровли пласта, обеспечивая прямолинейность забоя. . Ударный инстру «ент 9 и инструменты Н, 15 работают в противофазе, что улучшает динамику струга. Выпуск отработавших газов из камеры сгорания 10 и продувка ее после каждого рёйочего цикла производится через выхлопные 11 и продувочные 12 окна. Величину перемещения ударных инструментов И, 15,.а также скорость и запасенную ими энергию можно регулировать посредством изменения жесткости упругого элемента 18с помощью рег.улировочного винта 19. Угол атаки струга регулируют посредством льйк 20. Предложенный струг может работать как по односторонней, так и челноко- вой схеме выемки. В последнем случае на раме 1 устанавливают второй аналогичный струг. Число и место установки ударных инструментов на корпусе 6 ударного механизма может быть изменено в соответствии с оптимальной схемой разрушения. Расчеты и испытания экспериментального образца предложенного струга показали, что при единичной энергии поршня-бойка 00 кгм, частоте ударов его до 900 уд/мин и массе ударного механизма 600 кг, т.е. при ударной ощности 60 кВт, эту мощность за чет использования реактивной энерг гии ударного механизма можно увеличить до 90 кВт, т.е. в 1,5 раза. В этом случае толщина пружин увеличивается примерно в 1,5 раза (от 0,2 до 0,3 м, что позволяет повысит и производительность струга в этих же пределах. Формула изобретения Динамический струг, включающий раму, ударный механизм, выполненный в виде корпуса со свободно плавающим поршнем-бойком, камерой сгорания, бу ферной полостью и инструментом, от личающийс я тем, что, с цель повышения эффективности разрушения крепких углей за счет использования реактивных усилий, корпус ударного механизма установлен на раме струга С возможностью продольного перемещения и связан с ней посредством опор качения и упругого элемента, при этом инструмент жестк;о закреплен на корпусе ударного механизма. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 23Н85, кл. Е 21 С 27/33, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР № 583303, кл. Е 21 С 27/t6, 197 (прототип).