Исполнительный орган проходческого комбайна

 

Изобретение относится к средствам разрушения горных пород. Цель - повышение эффективности работы исполнительного органа проходческого комбайна. Он включает планшайбу 1 с закрепленными на ней шарошками (Ш) 2. Каждая из них имеет рабочие и нерабочие поверхности. Боковые поверхности Ш 2 выполнены с одним коническим выступом 6. Ш 2 размещены на планшайбе 1 по окружностям так, что их количество уменьшается при переходе от окружности большего диаметра к окружности меньшего диамеУра. Центральный угол а между осями одной из Ш 2 на окружности большего диаметра и одной из Ш 2 по окружности меньшего диаметра определяют из выражения, приведенного в формуле изобретения.6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Е 21 D 9/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0л (л)

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4657050/03 (22) 01.03.89 (46) 15.09.91. Бюл. М 34 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) В.И.Креймер и М.В.Курленя (53) 622.232(088,8) . (56) Полуянский С.А., Игнатович Ю.И. и Козырев О.И. Процессы разрушения крепких пород проходческими комбайнами, Киев:

Наукова Думка, 1984, с.9. (54) ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА (57) Изобретение относится к средствам разрушения горных пород, Цель — повышение эффективности работы исполнительно. Ж„ 1677327 А1 го органа проходческого комбайна. Он включает планшайбу 1 с закрепленными на ней шарошками (Ш) 2. Каждая из них имеет рабочие и нерабочие поверхности, Боковые поверхности Ш 2 выполнены с одним коническим выступом 6, Ш 2 размещены на планшайбе 1 по окружностям так, что их количество уменьшается при переходе от окружности большего диаметра к окружности меньшего диаметра. Центральный угол а между осями одной иэ Ш 2 на окружности большего диаметра и одной из LLI 2 по окружности меньшего диаметра определяют из выражения, приведенного в формуле изобретения. 6 ил.

1677327

Изобретение относится к средствам разрушения горных пород и предназначено преимущественно для использования при проведении подготовительных горных Bbl работок в крепких породах.

Цель изобретения — повышение эффективности работы исполнительного органа.

На фиг,1 изображена планшайба с шарошками, расположенными по окружностям с постоянным угловым интервалом между шарошками в каждой окружности, уменьшением количества шарошек на единицу при переходе от одной окружности к ближайшей окружности меньшего диаметра и смещением начальных шарошек в смежных окружностях попеременно и против часовой стрелки, вид спереди, на фиг.2 — сечение А-А фиг.1; на фиг,З вЂ” планшайба с шарошками, расположенными по окру>кностям с постоянным угловым интервалом между шарошками в каждой окружности, уменьшением количества шарошек на единицу при переходе от одной окружности к ближайшей окружности меньшего диаметра и смещением начальных шарошек в смежных окружностях против часовой стрелки, вид спереди; на фиг.4 — планшайба с шарашками, расположенными по окружностям с постоянным окружным интервалом между шарошками смежных окружностей и уменьшением количества шарошек на единицу при переходе от одной окружности к ближайшей окружности меньшего диаметра, вид спереди; на фиг,5 — шарашка в кольцевой борозде забоя; на фиг,6 — сечение Б-Б на фиг.5, Исполнительный орган проходческого комбайна устроен следующим образом.

В окнах планшайбы 1 (фиг.1) закреплены шарашки с рабочей поверхностью 2, имеющие возможность вращения на осях, Шарошки установлены так, что значительной частью своего диаметра выдвинуты за переднюю поверхность 3 планшайбы 1 (фиг,2) и расположены по окружностям для образования на забое кольцевых борозд 4 (фиг,6) с уменьшением количества шарашек в каждой окружности от периферии к центру. Для разрушения кольцевых гребней 5 между бороздами боковые поверхности шарошек оснащены коническими выступами 6, прикрепленными большим основанием, Шарошки на внешней окружности имеют один выступ 6(фиг,2), шарошки на внутренней окружности в зависимости от условий и способа разрушения центрального керна могут иметь выступ 6 с одной стороны или с обеих сторон. Поверхность выступов может быть гладкой или с ребрами, штырями и т.д.

Это зависит от соотношения ширины и вы15

55 соты гребня, прочности, эбразивности, вязкости породы и разрушающего воздействия — дробления, скалывания, отламывания и т,д.

Для повышения симметричности усилий при работе и упрощения изготовления исполнительного органа шэрошки целесообразно располагать или с постоянным yr( ловым интервалом в каждой окружности (фиг,1, 3) или с постоянным окружным интервэлом шарошек одной окружности отно-. сительно шарашек другой окружности (фиг.4), На фиг.3 указаны угловые интервалы

a з — а в „a на фиг.4 — окружной интервал а.

Поскольку разрушение кольцевого гребня 5 отламыванием или скалыванием менее энергоемко, чем раздавливанием, необходимо обеспечить условие, чтобы оси шарашек в смежных окружностях не располагались на отдельной радиальной прямой, когда возникает раздавливание гребня коническими выступами 6.

В случае постоянного окружного интервала шарошек одной окружности относительно шарашек другой окружности условие нерасположения осей шарошек на одной радиальной прямой выдерживается, причем плечо момента сил, создаваемых шарошками с обеих сторон гребня, постоянно и равно а (фиг.4). Однако условия работы шарашек неодинаковы, так как некоторые из угловых интервалов между шарашками одной окружности больше других интервалов на той же окружности. Неодинаковая нагрузка различных шарошек может отрицательно сказываться на условиях эксплуатации комбайна.

В случае расположения шарошек с постоянным угловым интервалом условия их работы одинаковы. но необходимо специальное размещение в смежных окружностях. чтобы не совпали геометрические оси шарошек и не возникали условия раздавливания гребня, Обозначим буквой ал наименьший центральный угол между радиусами, на которых располагаются оси шарошек смежных окружностей с индексом и, указывающим количество шарошек на большей окружности. Этот угол а может быть определен по формуле — „у 180, (1) где m, n — количество шарошек на смежных окружностях соответственно меньшего и большего диаметров (m < и), z, у — неизвестные.

Составляют дробь и/m, которая для удобства может быть записана в десятичном виде и подбирают минимальные циф1677327 ры, отношение которых у/х — ближайшее к

n/m с точностью до 0,5. Если n/m кратно

0,5/1,5; 2; 2,5 и т.д./, то у/х — ближайшее к и/m меньшее отношение.

Если и кратно m, то формулой (1) можно 5 не пользоваться, а располагать шарашки меньшей окружности посредине между шарашками большей окружности через один или несколько интервалов.

Если и = m + 1, определение угла ал уп- 10 рощается и выполняется по формуле а,=

180С

mIl (2)

Пример 1. Определить наименьший центральный угол ав между радиусами, на которых располагаются оси шарошек, принадлежащих окружностям с 8 и 7 шарошками (внешняя и смежная с ней окружности расположения шарошек на фиг.1). Здесь m

= 7, n =- 8 формула (1) получает вид:

Qe = —" — 180 .

7 8

Дробь n/m дает 8/7 = 1,143, Ближайшее отношение минимальных цифр 1/1, следовательно х = у = 1, Подставив эти значения в формулу(1), найдем xs = 3,2 . Поскольку n=

m+ 1, можно также воспользоваться формулой (2), которая дает такое же значение xs =

3,2о

При переходе на фиг.1 от внешней окружности к внутренней число шарашек уменьшается от 8 до 3, снижаясь на каждой следующей окружности на единицу. Последовательное обращение к формулам (1) или (2), помимо подсчитанного угла as = 3,2, дает следующие углы: а = 4,3, ав = 6, а =

9, гт4 = 15 . Эти углы показаны на фиг.1, причем за начальное положение шарошки принято положение, занимаемое нижней шарошкой 7 внешней окружности. На фиг.1 углы а> отложены поочередно по и против часовой стрелки. Вследствие симметрии эти же углы возникают еще по одному разу на каждой окружности попеременно по и про- „ тив часовой стрелки, как представлено на фиг.1.

Возможны другие расположения шарошек с постоянными угловыми интервалами.

На фиг.3 за начальное также принято положение, занимаемое нижней шарошкой 7 внешней окружности, но те же углы отложены против часовой стрелки. Вследствие симметрии эти же углы возникают еще по одному разу на каждой окружности с одной стороны — по часовой стрелке, При расположении шарашек с постоянными угловыми интервалами в каждой окружности плечо момента сил, создаваемых шарашками с обеих сторон гребня. переменно. Оно минимально там, где угол между осями шарашек минимален (фиг.1, 3) и возрастает по мере удаления по окружности, Пример 2,Пустьп =-2,n= б.

Поскольку n/m = 3, принимаем отношение х/у в соответствии с приведенными указаниями ближайшее меньшее с точностью до

0,5, т.е. у/х = 2,5. Наименьшие положительные целые, которое могут дать это отношение, таковы: х = 2, у = 5. По формуле(1)

62 — 2 5 180 =30

2 6

Пример 3. Пусть m = 4, n = 7.

Отношение n/m = 1,75, ближайшее отношение с точностью до 0,5 х/у = 2, поэтому x =

1, у =- 2, Q7 = /7 1-4 2/180/ 4,7 = 6,43 .

На фиг.4 видна схема планшайбы с заданным окружным смещением а шарошек и уменьшением их количества на единицу при переходе от внешней окружности к внутренней. Окружности отмечены цифрами от 3 до

9, расположенными по радиусу и указывающими количество шарошек в окружности.

Штрих-пунктирными линиями показаны две окружности — внешняя (9) и внутренняя (3). остальные опущены, чтобы не затемнять чертеж, Римскими цифрами от I до tX, поставленными у внешней окружности, пронумерованы криволинейные радиусы, вдоль которых располагаются шарошки. Эти же цифры (арабские) даны у внутренних концов криволинейных радиусов.

На внешней окружности показано девять шарошек; на окружности с восемью шарашками отсутствует шарошка пятого радиуса; на окружности с семью шарошками нет пятой и девятой; на окружности с.шестью шарошками нет первой, пятой, девятой; на окружности с пятью шарошками нет первой, третьей, пятой, девятой; на окружности с четырьмя шарашками нет первой, пятой, третьей, седьмой, девятой; на окружности с тремя шарошками нет первой, третьей, четвертой, шестой, седьмой, девятой, Такой выбор устраняемых шарошек диктуется тем, чтобы оставшиеся шарошки были расположены по возможности симметрично и чтобы было как можно меньше шарашек, не имеющих соответствующей шарашки, действующей на гребень с другой стороны, т.е, чтобы шарошки в каждом криволинейном радиусе были расположены подряд. без пробелов.

Окружное смещение фиг.4 постоянно для шарошек каждого криволинейного радиуса. Практически постоянны и угловые смещения шарашек каждого криволинейного радиуса. Угловые интервалы между шарашками одной окружности при

1677327

8 постоянном угловом смещении равны друг другу за исключением одного или нескольких, который вдвое больше ocTBRbHblx.

Рассмотренные два расположения шарошек, условно названные расположением шарошек с постоянным угловым смещением (фиг,1,3) и с постоянным окружным смещением (фиг.4), в известном смысле являются крайними. Первое из них обеспечивает постоянство углового интервала между шарошками одной окружности; максимальное значение наименьших угловых между осями шарошек окружностей (углы

Qa — < ); расположение одной или двух шарошек меньшей окружности посредине между двумя шарошками большей окружности; равномерное изменение дискретных величин плеча момента сил, отламывающих гребень и развиваемых шарошками смежных окружностей между наименьшим и наибольшим значениями.

Второе из расположений обеспечивает; постоянство углового или окружного интервала между шарошками одной окружности за исключением одного или нескольких, которые вдвое больше остальных на данной окружности; наименьшее количество шарошек, не имеющих cooTBGTcòâóþùåé шарошки, действующей на гребень с другой стороны и создающей требуемый момент отламывания; постоянное значение плеча момента сил, отламывающих гребень, эа исключением одного или нескольких, который вдвое больше других на данной окружности.

Возможно множество других способов расположения шарошек, развивающих и сочетающих признаки двух указанных. Например, на фиг.1 три шарошки внутренней окружности, не меняя их положение друг относительно друга, можно повернуть на некоторый угол, вследствие чего изменяются условия их взаимодействия с четырьмя шарошками смежной окружности, На фиг.4 на одной или нескольких окружностях можно уменьшать большой интервал за счет увеличения остальных и т.д, Однако эти способы расположения шарошек опираются на два основных.

Выбор того или иного расположения и количества шарошек определяется горнотехническими условиями работы и конструкцией проходческого комбайна: модулем упругости, пределом прочности, трещиноватостью, вязкостью породы и постоянства этих свойств в пределах проводимых выработок, диаметра планшайбы, напорного усилия, удобства замены шарошек и т.д. При относительно постоянных и менее высоких механических характеристиках породы, ограниченных напорных усилиях предпочти5

55 тельно постоянное окружное смещение шарошек.

При меньшей стабильности механических свойств породы, переменной трещиноватости, больших напорных усилиях, эатрудненности замены шарашек преимущество отдается постоянным угловым интервалам.

Планшайба оснащена ударными устройствами 8, установленными в дуговых пазах 9 на заднем конце относительно направления вращения, укаэанного дуговой стрелкой на фиг,1, Ударное устройство закреплено на шарнирах 10 примерно посредине сечения паза 9 (фиг.2) и отжимается к заднему концу дугового паза 9 (фиг.1) пружиной (не показана). Оно смонтировано так, что инструмент 11 может воздействовать на стенки кольцевой борозды 4, Если на окружности расположения шарашек установлено одно ударное устройство 8, то размеры инструмента 11 должны быть такими, чтобы он мог обрабатывать обе стенки кольцевой борозды 4. Если на окружности расположения шарошек установлено больше одного ударногоустройства, напримердва, как на фиг.1, то целесообразно расположить их по воэможности симметрично и так, чтобы часть из них могла воздействовать на одну стенку кольцевого паза 4, а остальные — на другую.

В качестве ударных устройств целесообразно принять электроударники с подводом электроэнергии через скользящие контакты, На фиг.1 изображены лотки:12 для зачерпывания отделенной породы и ее перегрузки на конвейер 13 (фиг.2).

Очистители 14 (фиг,1) служат для удаления мелких кусков породы иэ кольцевых борозд 4 и облегчения работы шарошек.

Очистители 14 выполнены в виде пластин иэносостойкого материала, прикрепленных к планшайбе перпендикулярно к ее поверхности или под углом и входящих в кольцевой паз, На фиг.1 изображено по одному очистителю на каждую кольцевую борозду, однако их может быть больше.

Исполнительный орган проходческого комбайна работает следующим образом.

При вращении и подаче планшайбы 1 шарошки 2 прорезают на забое кольцевые борозды 4. На боковых стенках шарошек, особенно на внешней, возникают неблагоприятные условия взаимодействия с забоем, преимущественно в виде абразивного износа, причем по мере углубления борозды шарошка расширяет ее. Это приводит к быстрому износу шарашек. Примерное поперечное сечение кольцевой борозды показано на фиг.6. При включении ударных

1677327

10 устройств 8 они воздействуют на стенки кольцевых. борозд, удаляя небольшие объемы породы, ограниченные на фиг.6 штрихавыми линиями. По мере углубления кольцевых борозд 4 конические выступы 6 5 шарошек 2 начинают воздействовать на кольцевые гребни 5 и отламывают их. Удары, наносимые с боков по основанию гребней 5, облегчают их отламывание, Если планшайба вращается непрерывно, то в мо- 10 мент удара ударники 8 проворачиваются на шарнирах 10;

Объемы породы, удаляемые с помощью ударных устройств, невелики, поэтому их мощность и размеры ударных устройств не- 15 значи ельны.

Мелкие куски породы, которые отбиты ударными устройствами, могут накапливаться в кольцевых бороздах и затруднить работу шарошек, удаляются очистителями 14, 20

Формула изобретения

Исполнительный орган проходческого комбайна, включающий планшайбу, на которой закреплены шарошки, каждая из которых имеет рабочие и нерабочие поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы исполнительного органа, боковые поверхности шарошек выполнены с одним коническим выступом, прикрепленным к этим боковым поверхностям большим основанием конуса, а шарошки размещены на планшайбе по окружностям так, что их количество уменьшается при переходе от окружности большего диаметра к окружности меньшего диаметра, и центральный угол а между осями одной из шарошек на окружности большего диаметра и одной из шарашек по окружности меньшего диаметра определяют по формуле

a =(nx — my) 180 /mn, где m, n — количество шарошек на смежных окружностях меньшего и большего диаметров; х, у — целые числа, отношение которых х/у является ближайшим к отношению n/m.

1677327

П1

1677327

Составитель Д. Бильская

Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Редактор М. Келемеш

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3096 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Исполнительный орган проходческого комбайна Исполнительный орган проходческого комбайна Исполнительный орган проходческого комбайна Исполнительный орган проходческого комбайна Исполнительный орган проходческого комбайна Исполнительный орган проходческого комбайна Исполнительный орган проходческого комбайна 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному оборудованию, а именно к устройствам для проходки горизонтальных и наклонных горных выработок

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при сооружении тоннелей и гидротехнических выработок

Изобретение относится к оборудованию для проходки горных выработок

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для тоннелестроения

Изобретение относится к горной и строительной промышленности, и предназначено для горно-проходческой техники

Изобретение относится к горному машиностроению и позволяет расширить технологические возможности комбайна

Изобретение относится к горной промьшшенности и м.б

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить эффективность исполнительного органа путем обеспечения работы его режущих элементов (РЭ) в различных режимах в зависимости от горно-гелогических условий

Изобретение относится к горной промьпяпенности, повышает надежность и облегчает монтажные работы

Изобретение относится к оборудованию для выемки полезных ископаемык

Изобретение относится к горной промышленности
Наверх