Планетарный исполнительный орган проходческого комбайна

 

Использование: горное дело с применением планетарных исполнительных органов проходческих комбайнов. Сущность: коронки водила снабжены упругими элементами 8. Режущий инструмент выполнен в виде ударных молотков 9 с зубками 10, шарнирно закрепленных на коронках с возможностью вращения в плоскости вращения коронок и взаимодействия с упругими элементами 8. При работе устройства повышается эффективность разрушения крепких пород за счет вибрации режущего инструмента. 4 ил.

сОюз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (я)5 E 21- С 27/24

-"=

» »> " ".У.,у

Цр„,, 1», Д р . ------":,/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г

Ма Г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ !

1 (21) 4840933/03 (22) 24.04,90 (46) 23.04.93. Бюл. и 15 (71) Институт горного дела им. А,А.Скочинского (72).B.Ë.Ñêpèïêà, В.С,Ситов, В,П.Кузнецов, Б.M. Качалин и.Г, С. Киракосьян (56) Авторское свидетельство СССР

М 101917, кл. Е 21 С 27/24. 1978, (54) ПЛАНЕТАРНЫЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ

ОРГАН ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА

» . Ы 1810529 А1

2 (57) Использование: горное дело с применением планетарных исполнительных органов проходческих комбайнов. Сущность; коронки водила снабжены. упругими элементами

8. Режущий инструмент выполнен в виде ударных молотков 9 с зубками 10, шарнирно закрепленных на.коронках с возмо кностью вращения в плоскости вращения коронок и взаимодействия с упругими элементами 8, При работе устройства повышается эффективность разрущения крепких пород за счет вибрации режущего инструмента. 4 ил, 1810529. Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности, к конструкции планетарных исполнительных органов, например, для проходческих комбайнов при прохождении выработок по крепким породам.

Цель изобретения — повышение эффективности разрушения крепких пород и надежности, а следовательно, и долговечности комбайнов.

Режущий инструмент с зубками на коронках совершает одинаковый цикл движения, т.е. осуществляет резание беэ постоянного контакта с забоем. участвуя в переносном движении вокруг центрального вала и в относительном — вокруг общей оси пар коронок. За один оборот коронки каждый зубок находится в зоне разрушения (резания) не более 1/15 части ее оборота.

Ynpyr e элементы, которыми снабжены коронки, позволяют предохранить узлы и детали и исполнительного органа от разрушения динамическими нагрузками в процессе работы, а режущий инструмент, выполненный в виде ударных молотков, шарнирно закрепленных на коронках с возможностью вращения в плоскости.вращения коронок и взаимодействия с:упругими элементами, увеличивает энергию удара за счет возрастания скорости приложения нагрузки в месте контакта зубка с породой.

Все это дает возможность повысить эффективность разрушения крепких пород и надежность горных комбайнов, Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый планетарный исполнительный орган отличается тем, что коронки снабжены размещенными на их рабочей поверхности упругими элемента-. ми. а режущий инструмент выполнен в виде ударных .молотков, шарнирно закрепленных на коронках с возможностью вращения в плоскости вращения коронок и взаимодействия с упругими элементами.

На фиг.1 схематически изображен планетарный исполнительный орган проходческого комбайна; на фиг.2 — то же, вид спереди; на фиг,3 — разрез А — А на фиг.2; на фиг,4 — разрез Б-Б на фиг,2..

Планетарный исполнительный орган проходческого комбайна включает привод

1, водило 2, центральный вал 3, планетарную передачу 4, пары коронок 5 и 6, установленные на водиле 2 íà его конце, общую ось коронок 7, упругие элементы 8, размещенные на рабочей поверхности коронок, режущий инструмент в виде ударных молотков 9 с зубками 10. Ударные молотки шарнирно закреплены на коронках деталями 12, 11, 13 с воэможностью вращения в плоскости врэ-, щения коронок и взаимодействия с упругими элементами. Вместо втулки (деталь поз.12), если позволяют габаритные размеры. можно установить подшипники качения (например, сферические подшипники). Упругие элементы представляют собой, чаще всего, пакеты пружин. Пакеты пружин изготавливаются из отдельных пластин, может быть, различной толщины, для того чтобы напряжения во всех: пружинах были одинаковыми, Центральный вэл 3 через сателлиты

14 связан с общей осью 7. Линиями 1-Х условно обозначены ряды расположения режущегО инструмента на коронках.

Работа исполнительного органа осуществляется следующим образом.

Водило 2 получает вращение от привода

1 через центральный вал 3 и планетарную передачу 4, Вместе с водилом начинают вра20 щаться пары коронок 5 и 6. Общая ось 7, пары коронок 5 и 6, режущий инструмент в виде ударных молотков 9 с зубками 10 получают переносное движение вокруг центрального вала 3. Одновременно от

25 .центрального вала 3 через конические сателлиты 14 вращение передается на общую ось 7, на которой размещены пары коронок

5 и 6, а следовательно, и режущий инструмент получает относительное движение вок30 руг оси 7. За счет сложения этих двух движений зубки 10 описывают эпициклоидальные траектории, проходя большую часть пути без контакта с забоем и вступая в контакт с ним лишь на небольших участках

35 траектории. Время контакта зубка с разрушаемой поверхностью составляет менее

15 от времени одного оборота коронки.

Крепление зубков 10 на ударных молотках

9, шарнирно закрепленных на коронках с

40 возможностью вращения в плоскости враГ щения коронок, при больших скоростях вращения коронок создает центробежные силы, которые увеличивают импульсное воздействие зубка на забой в момент удара.

45 При определенной частоте ударов в разрушаемой поверхности образуются трещины, которые приводят к разрушению обрабатываемой поверхности, Взаимодействие ударных молотков 9 с упругими элементами 8, 50 размещенных на рабочей поверхности коронок, позволяет вибрировать режущему инструменту в момент, когда реакция породы превышает усилие прижатия зубков к разрушаемой поверхности. Крепление зубков на ударных молотках, шарнирно закрепленных на коронках с возможностью взаимодействия с упругими элементами,. обеспечивает работу аналогичную работе лезвий коронок при ударно-вращательном бурении за счет участия зубков в двух дви1810529 жениях; вращательном движении коронок и колебаний ударных молотков относительно коронок за счет действия на молотки центробежных сил и сил упругости пружин крепления, причем ударные реактивные силы не 5 передаются на привод коронок, так как пружины при этом только разгружаются. Разрушение крепких пород предполагается вести при окружной скорости зубков в 15...18 м/с с глубиной внедрения каждого зубка 2...3 10 мм за один оборот коронки. При таких скоростях зубков коронки будут вращаться с частотой вращения 1500.„1800 об/мин и центробежная сила, действующая на молотки, будет иметь величину 160.„200 кг, а 15 средняя сила воздействия зубка на забой может достигать величины 1500„,22QQ кГ, Скорости зубков лимитируются прочностью кернов из твердого сплава и их ударной стойкостью. При такой скорости ударного 20 приложения сил зубков ожидается достаточная величина выкола под зубком и появ-. ление опережающих трещин, которые, как правило, будут распространяться.до границ зерен, а небольшая их часть пойдет и 25 дальше, что повлечет зэ собой резкое повышение эффективности разрушения, уменьшение энергоемкости разрушения и обеспечит малое усилие подачи, а малое углубление зубка за один оборот водила обес- 30 печит работу зубков., .:,- все время по трещиноватому забою, при этом монолитный слой забоя будет далеко от зоны работы зубков. Это конструктивное решение подходит только для планетарных исполнитель- 35 ных органов с коронками; подвижные оси

: которых параллельны поверхности забоя, а центробежные силы способны возвращать ударные молотки в исходное положение за один оборот коронки, что не в состоянии сделать одни силы упругости. Для разрушения крепких пород ударом надо иметь скорость соударения резца и породы выше критической, которая находится в пределах

8 м/с, а для получения приемлемого по размерам выкола эту скорость желательно увеличить до двойного размера. Следовательно, на процесс разрушения крепких пород при данной конструкции планетарного исполнительного органа влияет скорость зубков, масса ударных молотков, силы упругости пакета пружин (упругих элементов), Применение предлагаемого исполнительного органа проходческого комбайна позволяет охватить практически весь диапазон крепостей пород и повысить надежность, а следовательно, и долговечность горных комбайнов.

Формула изобретения

Планетарный исполнительный орган проходческого комбайна, включающий водило с установленными на его конце коронками, привод вращения водила и режущий инструмент с зубками, закрепленный на коронках, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения крепких пород, коронки снабжены размещенными на их рабочей поверхности упругими элементами, а режущий инструмент выполнен в виде ударных молотков, шарнирно закрепленных на коронках с возможностью вращения в плоскости вращения. коронок и взаимодействия с упругими элементами.

1810529

Яид спереди

Составитель В.Скрипка

Техред М.Моргентал

Редактор О.Стенина

Корректор О.Кравцова

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

Заказ 1428 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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