Роторный экскаватор
Использование: изобретение относится к оборудованию для открытых горных пород в частности к экскаваторам непрерывного действия радиальноблочного и фронтального копания, оснащенным роторами с радиальными лучами, и может быть использовано для вскрытия и разработки месторождения полезного ископаемого. Сущность изобретения: с целью повышения производительности роторного экскаватора один из торцовых роторов расположен со стороны приемного конвейера параллельно его продольной оси, а над ним, в одной с ним плоскости, расположен другой торцовый ротор с бермовыми фрезами, установленными с возможностью поворота вокруг вала соответствующего ротора Валы роторов установлены в подвижных опорных рамах, расположенных в общей опорной раме, консольно закрепленной на конце вала, установленного в поворотной ферме с возможностью перестановки роторов на противоположную сторону приемного конвейера. Ферма шарнирно соединена с лифтом, установленным между наклонными на забой направляющими стойками. К лифту шарнирно прикреплен промежуточный конвейер, шарнирно связанный с ползуном, расположенным в направляющих надстройки каретки выдвижения, установленной в верхних коробчатых направляющих забойной гусеничной тележки. Каретка выдвижения жестко связана с наклонными на забой направляющими стойками посредством консольных балок. В нижних коробчатых направляющих забойной гусеничной тележки расположен ползун на роликах, шарнирно связанный с поворотной платформой раздаточной гусеничной тележки. 5 ил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5005131/03 (22) 16.10.91 (46) 15.12.93 Бюл. М 45-46 (75) Григорьев ГД; Вершинин СЛ. (73) Григорьев Григорий Дмитриевич (54) РОТОРНЫЙ ЭКСКВАТОР (57) Использование: изобретение относится к оборудованию для открытых горных пород, в частности к экскаваторам непрерывного действия радиальноблочного и фронтального копания, оснащенным роторами с радиальными лучами, и может быть использовано для вскрытия и разработки месторож— дения полезного ископаемого. Сущность изобретения: с целью повышения производительности роторного экскаватора один иэ торцовых роторов расположен со стороны приемного конвейера параллельно его продольной оси, а над ним, в одной с ним плоскости, расположен другой торцовый ротор с бермовыми фрезами, установленными с возможностью поворота вокруг вала соответствующего (1Я) RU (11) 2004699 С1 (51) 5 Е 02 F 3 24 Е 02 F 5 08 ротора Валы роторов установлены в подвижных опорных рамак расположенных в общей опорной раме, консольно закрепленной на конце вала, уста- новленного в поворотной ферме с возможностью перестановки роторов на противоположную сторону приемного конвейера. Ферма шарнирно соединена с лифтом, установленным между наклонными на забой направляющими стойками. К лифту шарнирно прикреплен промежуточный конвейер, шарнирно связанный с ползуном, расположенным в направляющих надстройки каретки выдвижения, установленной в верхних коробчатых направляющих эабойкой гусеничной тележки. Каретка выдвижения жестко связана с наклонными на забой направляющими стойками посредством консольных балок В нижних коробчатых направляющих забойной гусеничной тележки расположен ползун на ponwax, шарнирно связанный с поворотной платформой раздаточной гусеничной тележки. 5 ил.
2004699
40
50
Изобретение относится к оборудованию для открытых горных пород, в частности к экскаваторам непрерывного действия радиально-блочного и фронтального копания, оснащенным роторами с радиальными лучами, и может быть использовано для вскрытия и разработки месторождения полезного ископаемого.
Известны роторные экскаваторы, работающие радиально-блочным способом, оснащенные роторами с ковшами, установленными на конце выдвижной стрелы, пята которой шарнирно установлена на каретке выдвижения поворотной платформы.
Одним из существенных недостатков указанных роторных экскаваторов является значительная материалоемкость, обусловленная повышением производительности экскаваторов, скорость резания породы orраничивается малой скоростью освобождения ковшей от породы в малом секторе разгрузки в верхней части ротора, напорные усилия резания ограничиваются малым параметром поворотной платформы с пятой стрелы, поэтому повышение производительности роторных экскаваторов достигается увеличением параметров ротора, ковшей и поворотной платформы, а также увеличением количества ковшей на роторе, Соответственно увеличивается вес противовеса ходового оборудования и всей машины, которая, срезая породу тонкой стружкой, несколько раз передвигается вперед и назад на одном месте, что отрицательно влияет на долговечность машины.
Известен роторный экскаватор, включающий забойные и раздаточные гусеничные тележки, жестко связанные между собой платформой, на которой расположена опорная рама с направляющими, в которых размещена каретка выдвижения, с которой связана стрела с торцовыми рабочими органами, включающими роторы с радиальными лучами. обечайками, кольцами, ковшами, зубьями, систему ленточных конвейеров и пилон, причем платформа снабжена жестко закрепленными со стороны забоя двумя парными стойками с поперечиной, связывающей их, и двумя закрепленными с противоположной стороны платформы криволинейными стойками с балкой, соединяющей их. при этом экскаватор снабжен поворотными телескопическими рамами, шарнирно связанными со стойками, закрепленными на платформе со стороны забоя, имеющими механизм подьема, при этом свободные концы телескопических рам связаны с криволинейными стойками посредством узла фиксации, причем опорная рама выполнена в виде поворотной телескопической фермы с приемным конвейером, связанной с балкой посредством сферического узла. а опорная рама связана с пилоном посредством шарнира, при этом экскаватор снабжен продольными балками, размещенными между двумя парными и криволинейными стойками, имеющими направляющие и дополнительную каретку выдвижения, на которой размещен пилон.
Недостатком прототипа является недостаточная производительность, связанная с простоями возвращения роторов в исходное положение после проходки вперед торцовых роторов и снятия полосы породы, Цель изобретения — повышение производительности роторного экскаватора за счет ликвидации холостых ходов торцовых роторов.
Это достигается тем, что в роторном экскаваторе, содержащем забойную и раздаточную гусеничные тележки, приемный конвейер, выдвижную каретку, установленную с возможностью поступательного перемещения рабочих органов, включающих бермовые фрезы и торцовые роторы с радиальными лучами, обечайками, кольцами, ковшами, зубьями, один из торцовых роторов расположен со стороны приемного конвейера параллельно его продольной оси, а над ним, в одной с ним плоскости, расположен другой торцовый ротор с бермовыми фрезами, установленными с возможностью поворота вокруг вала соответствующего ротора, причем валы роторов установлены в подвижных опорных рамах, расположенных в общей опорной раме, KoHcoëüíî закрепленной на конце вала, установленного в поворотной ферме с воэможностью перестановки роторов на противоположную сторону приемного конвейера, при этом ферма шарнирно соединена с лифтом, установленным между наклонными на забой направляющими стойками, причем к лифту шарнирно прикреплен промежуточный конвейер, шарнирно связанный с ползуном, расположенным в направляющих надстройки каретки в- движения, установленной в верхних коробчатых направляющих забойной тележки, при этом каретка выдвижения жестко связана с наклонными на забой направляющими стойками посредством консольных балок, а в нижних коробчатых направляющих забойной тележки расположен ползун на роликах, шарнирно связанный с поворотной платформой раздаточной тележки.
Энергоемкость разрушения пород торцовыми роторами по сравнению с обычными роторами роторных экскаваторов ниже, поскольку резцы разрушают только часть
2004699
35
55 забоя, а остальная скалывается специальными скалывателями; разрушенная порода не поднимается ковшами, а выгружается из них у подошвы выработки на приемно-питающее устройство, установленное ниже кольцевой обечайки, поэтому они применены в изобретении.
Торцовые роторы разрушают породу зубьями, закрепленными только в торце с одной стороны..Для того, чтобы они разрушали породу, передвигаясь в обоих направлениях по челноковой схеме, беэ холостых перегонов и для того. чтобы уравновесить реактивный крутящий момент, один из торцовых роторов расположен со стороны приемного конвейера параллельно его продольной оси, а над ним в одной плоскости установлен другой торцовой ротор с возможностью перестановки их на другую сторону приемного конвейера и поворота бермовых фрез вокруг оси своего ротора.
Вал с общей опорной рамой установлен в поворотной ферме для того, чтобы, опуская опорную раму, облегчить поворот торцовых роторов, и для того, чтобы во время их поворота, оставшаяся на них порода не падала на их приводы. Этот признак снижает энергоемкость и повышает долговечность предлагаемого устройства.
Опорные рамы торцовых роторов подвижны для того, чтобы верхний ротор выдвигался вперед и разрушенная им порода не падала на нижний ротор и не перегружала таким образом погрузочные элементы, что улучшает стабильность работы экскаватора.
Для разработки верхнего яруса блока в предлагаемом экскаваторе поднимается лифт по наклонным на забой направляющим стойкам, к которому шарнирно прикреплены ферма с торцовыми роторами и передний конецц и ромежуточ ного кон в ейера.
Уменьшение толщины заходки поворотом забойной тележки не допустимо, так как может сломаться ползун в нижних коробчатых направляющих, поэтому для уменьшения толщины заходки в верхних коробчатых направляющих забойной тележки установлена каретка выдвижения. жестко связанная с наклонными на забой направляющими стойками посредством консольных балок.
На нижнем ярусе коробчатых направляющих расположен ползун на роликах, на котором в средней части закреплена бочкообразная с шаровой поверхностью головка, а на ней шарнирно закреплена продольная балка с площадкой, шарнирно связанной с поворотной платформой на раздаточной гусеничной тележке. Такое соединение площадок двух гусеничных тележек необходимо для того, чтобы исключить эксцентриситет сил, скручивающих устройство, связывающее забойную и раздаточную тележки.
На фиг. 1 показан предлагаемый экскаватор, общий вид; на фиг. 2 — лифт с рабочими органами экскаватора; на фиг. 3 — разрез
А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг.
2; на фиг. 5 — схема работы роторов экскаватора.
Роторный экскаватор содержит забойную гусеничную тележку 1, раздвижную платформу 2, раздаточную гусеничную тележку 3, наклонные на забой направляющие стоек 4, лифт 5, приемный конвейер 6, промежуточный конвейер 7, выдающий поворотный конвейер 8, торцовые роторы 9, ленточные питатели 10, бермовые фрезы 11.
На раме гусеничной тележки 1 закреплена двухьярусная неподвижная секция раздвижной платформы 2, каждый ярус ее состоит из двух продольно закрепленных коробчатых направляющих 12, на нижнем ярусе неподвижной секции расположен полэун на роликах 13. на котором в средней части закреплена бочкообразная с шаровой поверхностью головка 14, а на ней шарнирно шаровым поясом 15 закреплена продольная балка 16 с площадкой 17, шарнирно соединенной с поворотной платформой 18, установленной на раздаточной гусеничной тележке 3, причем выдающий поворотный конвейер 8 консольно установлен на поворотной платформе 18. Снаружи на верхних коробчатых направляющих 12 закреплены цевки 19, входящие в зацепление с цевочным колесом двигателя 20, установленного .на каретке выдвижения 21, расположенной в верхнем ярусе неподвижной секции раздвижной платформы 2. На каретке выдвижения 21 закреплена надстройка 22, а со стороны забоя на ней консольно закреплены две балки 23, на конце которых закреплены две наклонные на забой направляющие стойки 4 с роликами 24. В конце двух коробчатых направляющих 12 нижнего яруса неподвижной секции раздвижной платформы 2 закреплены неподдерживающие и направляющие балку 16 подпружиненные валики 25. Между направляющими стойками 4 расположен лифт 5, на котором закреплены канаты 26, опирающиеся на ролики 24. а свободными концами закрепленные на барабанах 27, установленных с лебедкой 28 и приводом 29 на площадке 30, закрепленной на надстройке 22. На лифте 5 проушинами 31 установлена поворотная ферма 32, связанная с лифтом 5 гидроцилиндрами 33, на боковых стенках поворотной фермы 32, со стороны выработ2004699
50
55 ки консольно закреплены балки 34. Внутри поворотной фермы 32 консольно установлен приемный конвейер 6, над промежуточным конвейером 7, передний конец которого шарнирно прикреплен внизу к задней стенке лифта 5. а противоположный конец шарнирно соединен с ползуном 35, расположенным в направляющих 36, закрепленных на надстройке 22. Под направляющими 36 установлен промежуточный конвейер 37, а под ним на площадке 17 установлен промежуточный конвейер 38. В поворотной ферме 32, над приемным конвейером 6. параллельно его продольной оси закреплен корпус 39 с валом 40, передняя часть которого имеет четырехгранную форму и выходит из корпуса в сторону забоя, а противоположная часть имеет форму фланца 41, которая опирается на конический шарикоподшипник 42 в корпусе 39. На фланце 41 закреплено зубчатое колесо 43, входящее в зацепление с зубчатым колесом двигателя 44.
На четырехгранной части вала 40 закреплена общая опорная рама 45 рабочих органов с двумя ячейками, в которых на роликах 46 расположены подвижные опорные рамы 47, оснащенные гидроцилиндрами 48.
На опорах 49, закрепленных в подвижных рамах 47. установлены валы 50 перпендикулярно продольной оси приемного конвейера 6. На ступицах валов 50 закреплены радиальные лучи 51 роторов 9, расположенных друг над другом сбоку приемно-ленточного конвейера 6, На радиальных лучах 51 каждого ротора 9 закреплены кольцо 52 и обечайка 53 с подковшовыми окнами 54 и с кольцевыми рейками 55. По окружности обечайки 53, на кольцевых рейках 55, болтовым соединением закреплены режущие периметры 56 формы режущей кромки ковша, а над подковшовыми окнами 54 болтовым соединением закреплены ковши 57. К наружной окружности кольца 52 и к внутренней окружности обечайки 53, впереди подковшовых окон 54 приварены лопатки
58. отогнутые задними концами в сторону подвижной опорной рамы 47. Со стороны забоя за каждым подковшовым окном 54, между кольцом 52 и обечайкой 53, перпендикулярно валу 50, наклонно друг к другу задними кромками закреплены две узкие пластины 59 с бугорками 60, перекрывающими рез, а эа ними шарнирно закреплена поворотная лопатка 61, для этого на верхнем и на нижнем ее торцах закреплены две узкие пластинки 62 с округленными концами, на которые насажены резиновые кольца. Лопатка 61 устанавливается со стороны подвижной опорной рамы 47, а округленные концы пластинок 62 размещаются между наклонными пластинами 59. Через отверстия, выполненные в кольце 52, обечайке 53 и пластинках 62 пропущен палец 63, закрепленный болтовым соединением. Над подковшовыми окнами 54 к задней кромке кольца 52 и на верхних кромках лопаток 58 приварены козырьки 64. На радиальных лучах 51 несколькими полосами закреплены зубья 65 параллельно валу 50, а на режущих периметрах 56, режущих кромках днищ ковшей 57 и режущих кромках лопаток 58, закреплены зубья 65 наклонно на забой. На противоположном конце вала 50 закреплено зубчатое колесо 66, входящее в зацепление с зубчатым колесом привода 67. За каждым ротором 9 на валу 50 шарнирно установлен двуплечий коленчатый рычаг 68 с криволинейными патрубками 69, насаженными на криволинейные направляющие 70, закрепленные на подвижной опорной раме
47, связанной с двуплечим коленчатым рычагом 68. посредством гидроцилиндра 71.
На свободных концах криволинейных патрубков 69 жестко закреплена балка 72 с опорами 73, на которых установлен ленточный питатель 10. На опорах 73 установлена бермовая фреэа 11 двухзаходного направления с погрузочными лопатками, а ее вал
74 пропущен между лентами ленточного питателя 10 и оснащен двигателем 75. 3а ковшами 57, к передним кромкам опор 73. и за бермовыми фрезами 11, на балке 72. закреплены горизонтальные зачистные ножи 76.
На верхних кромках опор 73 и на балках, закрепленных на криволинейных патрубках
69, под кромками обечайки 53 закреплены два округленных лотка 77 с наклонной на ленточный питатель 10 площадкой 78, с противоположной стороны лотки 77 под кромкой обечайки 53 на балках, закрепленной на подвижной опорной раме 47, закреплены два округленных лотка 79 с отклоненной от забоя площадкой 80. Над бермовыми фрезами 11, со стороны лифта 5, к тыльной части лотков 77 закреплены наклонно на роторы течки 81. На общей опорной раме 45 закреплены два желоба 82 противоположного направлени.- с загрузочными окнами 83. под которыми в средней передней части общих боковых стенок желобов 82 проушинами 84 шарнирно закреплена заслонка 85. Для разрушения целиков, остающихся между роторами 9, на раме 86. закрепленной на передней плоскости общей опорной рамы
45, установлены три опережающие винтовые фрезы 87, оснащенные приводами 88, и одна шнековая конусная фреза 89, оснащенная приводом 90.
Роторный экскаватор работает следующим образом.
2004699
5
30
40
50
Разрабатывая выемку веерным способом, экскаватор начинает разрабатывать верхний ярус: раздаточная гусеничная ележка 3 устанавливается перпендикулярно забою, а забойная гусеничная тележка 3 с лифтом 5 и выдвижным промежуточным конвейером 7 с помощью канатов 26, барабанов 27, лебедки 28 и привода 29 устанавливается сбоку открытого борта забоя на длину бермовых фрез 11, которые установлены горизонтально гидроцилиндрам 71, а верхний ротор 9 гидроцилиндрами 48 выдвигается вперед, ползун на роликах 13 находится в переднем положении.
При движении забойной тележки 1 к закрытому борту забоя ротором 9 бермовые фреэы 11, опережающие винтовые фрезы
87, и шнековая конусная фреэа 89 отрабатывают верхний ярус элемента забоя, а толщина стружки регулируется перемещением каретки 21. Выйдя из тупика забоя, каретка
21 устанавливается в заднее положение, верхняя бермовая фреза 11 гидроцилиндром 71 устанавливается наклонно к подошве забоя, верхний ротор 9 выдвигается в исходное положение, поворотная ферма 32 гидроцилиндрами 33 наклоняется и роторы
9 усraнaвливаютcя на другую сторону приемного конвейера 6 поворотом вала 40, при этом заслонка 85 под тяжестью своего веса опускается и закрывает нижнее загрузочное окно 83, а рама 86 устанавливается на балку
34, поворотная ферма 32 принимает исходное положение, верхняя бермовая фреза 11 устанавливается горизонтально, а верхний ротор 9 выдвигается. лифт 5 отпускается на необходимую высоту, каретка 21 выдвигается и движением забойной тележки к открытому борту забоя снимается стружка нижнего яруса, а толщина ее регулируется перемещением каретки 21, После отработки первого элемента забоя каретка 21 устанавливается в крайнем заднем положении, а для отработки следующего забоя забойная гусеничная тележка
1 устанавливается со стороны открытого борта и подается вперед на толщину стружки. при этом ползун на роликах 13 перемещается по направляющим назад.
Движением забойной гусеничной тележки 1 к закрытому борту блока с поднятым лифтом
5 снимается стружка верхнего яруса. а толщина ее регулируется кареткой 21, при этом раздаточная гусеничная тележка 3 стоит на месте. За период одной стоянки раздаточной тележки 3 вырабатывается элементов забоя столько. на сколько хватит длины неподвижной секции раздвижной платформы
2, после этого забойная тележка 1 устанавливается перпендикулярно забою. параллельно раздаточной тележке 3, и последняя подтягивается к первой. при этом ползун на роликах 13 перемещается в крайнее переднее положение и начинается разработка следующего элемента забоя.
Вырезая стружку, равную диаметру ротора 9, а по высоте равную двум диаметрам роторов 9, последние вращаются в разные стороны, нижний — по часовой стрелке, верхний — против часовой стрелки.
В момент опускания ковшей 57А их зубья 65 скалывают грунт, который падает на подошву выработки; на нижнюю подошву выработки падает дополнительно грунт, срезанный шнековой конусной фрезой 89, двумя опережающими винтовыми фреэами 87 и забрасываемый погрузочными лопатками бермовой фрезы 11, На подошвах выработки грунт перемещается от стенок и от бермовых фрез 11 режущими периметрами 56 и подбирается ковшами 57Б, перемещаясь к открытым подковшовым окнам 54, и выпадает из ковшей на поворотные лопатки 61,.а с лопаток — на площадки 78 и 80 приемно-питающих устройств, В момент подъема ковшей 57Б роторов
9 через подковшовые окна 54 грунт, срезанный зубьями 65 режущих периметров 56, падает на лотки 77 и 79, затем на площадки
78 и 80.
На лоток 77 и площадку 78 падает также грунт, срезанный опережающей винтовой фрезой 87, а на лоток 79 и площадку 80 падает грунт, срезанный верхней бермовой фрезой 11.
Когда радиальные лучи 51 и лопатки 58 между кольцом 52 и обечайкой 53 роторов 9 опускаются, они зубьями 65 скалывают грунт и последний падает на поворотные лопатки
61, повернутые вправо, затем на лопатки 58 и площадки 78 и 80, Грунт, срезанный зубьями
65, падает на площадки 78 и 80, через пространство между козырьками 64. С наклонной площадки 78 грунт падает на ленточный питатель 10, затем на приемный ленточный конвейер 6. С площадки 80 грунт падает на заслонку 85, затем на нижний желоб 82, с него на приемно-ленточный конвейер 6.
С приемно-ленточного конвейера 6 грунт падает на промежуточный конвейер 7, затем на промежуточный конвейер 37, после чего на промежуточный кон вейер 38 и на выдающий поворотный конвейер 8, с него в транспортное средство. (56) 1. Домбровский Н.К. Многоковшовые экскаваторы. M. 1972, с. 21 — 24.
2. Авторское свидетельство СССР
N 1617101. кл. Е 02 F 5/08.
2004699
Формула изобретения
РОТОРНЫ Й ЭКСКАВАТОР, содержащий забойную и раздаточную гусеничные тележки, приемный конвейер, поворотную ферму, выдвижную каретку, установленную с возможностью перемещения рабочих органов, включающих бермовые фрезы и торцевые роторы. установленные со стороны приемного конвейера, направляющие стойки, систему ленточных конвейеров, отличающийся тем, что на платформе забойной гусеничной тележки параллельно ее продольной оси закреплены нижние и верхние направляющие с ползуном в нижних направляющих, шарнирно связанным с платформой раздаточной гусеничной тележки и с кареткой выдвижения в верхних направляющих, на которой со стороны выработки закреплены продольные балки с наклонными на забой направляющими стойками, между которыми расположен лифт, шарнирно связанный с промежуточным конвейером, который, в свою очередь, шарнирно соединен с ползуном, расположенным в направляющих, закрепленных над промежуточным конвейером каретки выдвижения, при этом в лифте над его промежуточным конвейе10 ром расположен приемный конвейер. а над ним, установлен подвижной вал с,общей опорной рамой со стороны выработки, на противоположных направляющих которой установлены подвижные опорные рамы и на них закреплены торцевые роторы с бермовыми фрезами, причем ось вращения торцевого ротора перпендикулярна продольной оси приемного конвейера, а бермовые фрезы установлены с воэможностью поворота их вокруг соответствующего торцевого ротора.
2004699
2004699
2004699
2004699
Корректор Л,Пилипенко
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Редактор Т.Горячева
Заказ 3385
Составитель И,Синицкая
Техред M.Ìîðãåíòàë
Тираж Подписное
НПО "Поиск" Роспатента
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
