Экскаваторный рабочий орган проходческого щита

 

Использование: изобретение относится к подземному строительству. Сущность изобретения: экскаваторный рабочий орган включает поворотную стрелу, в корпусе которой размещена рукоять, имеющая на конце кронштейн, на котором шарнирно закреплена поворотная лопата. Поворотная - стрела закреплена в верхней части корпуса проходческого щита с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях гидроцилиндрами. Рукоять связана с гидроцилиндром ее выдвижения. Для обеспечения перемещения разработанного грунта к конвейеру в случае, если ход гидроцилиндра выдвижения рукояти менее расстояния от забоя до конвейера, а также если образовалась плотная масса грунта, затрудняющая его перемещения по конвейеру, экскаваторный рабочий орган снабжен механизмом для перемещения грунта к конвейеру и по конвейеру, а также для его рыхления, который связан с гидроцилиндром выдвижения рукояти и установлен с возможностью перемещения вдоль корпуса поворотной стрелы. Механизм клапанного типа для перемещения грунта может быть выполнен в виде лемеха, шарнирно закрепленного на опоре, ограничительного упора, закрепленного со стороны поворотной лопаты. При установке гидроцилиндра выдвижения рукояти под поворотной стрелой опора может быть закреплена на корпусе гидроцилиндра выдвижения рукояти. В другом варианте опора подвижно установлена на направляющих, установленных вдоль корпуса гидроцилиндра выдвижения рукояти, и размещена между упорами, установленными на корпусе гидроцилиндра выдвижения рукояти. При установке гидроцилиндра выдвижения рукояти над поворотной стрелой опора лемеха установлена подвижно на направляющих, установленных вдоль корпуса поворотной стрелы и связана тягой с кронштейном рукояти. 4 з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к подземному строительству, и может быть использовано при строительстве тоннелей.

Известен экскаваторный рабочий орган проходческого щита, включающий поворотную стрелу, в которой размещен телескоп с закрепленным на его конце ковшом. Поворотная стрела с помощью опорных конструкций соединена с корпусом проходческого щита с возможностью поворота в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а ковш имеет зубки для разрушения более плотных пород (Клорикьян В. Х. и Ходош В.А. Горнопроходческие щиты и комплексы. М. Недра, 1977, с. 105-106).

Недостатком указанного экскаваторного рабочего органа является то, что при решении вопросов разработки забоя и нагребании породы на конвейер, конструктивно трудно одновременно обеспечить достаточный вылет телескопа с ковшом экскаватора для опережающего разрушения забоя и достаточный обратный ход телескопа с ковшом для осуществления хорошего перекрытия ковшом загрузочной головной части конвейера.

Особенно возникают осложнения по загрузке конвейера при работе щита в вязких глинистых грунтах, когда разрушенный и надвигаемый ковшом грунт зависает над загрузочной частью конвейера. В одних случаях приходится вручную разрушать зависший грунт, что значительно снижает производительность механизированного проходческого щита.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является экскаваторный рабочий орган проходческого щита, включающий поворотную стрелу, в корпусе которой размещена рукоять с кронштейном, связанная с гидроцилиндром ее выдвижения, и поворотная лопата, закрепленная на кронштейне рукояти [2] Недостатком указанного экскаваторного рабочего органа является то, что конструктивно невозможно в стесненных условиях рабочего пространства внутри щита без значительных усложнений разместить одноходовую телескопическую конструкцию стрелы экскаватора, которая обеспечивала бы одновременно и опережающую разработку забоя за кромкой ножевой части щита при работе в устойчивых грунтах и достаточное надвигание грунта на конвейер при зависании над приемной частью конвейера и разрушения его. В этом случае с помощью ручных инструментов дополнительно разрушают тяжелый грунт при работающем конвейере, что непроизводительно и опасно для работающих.

Задачей изобретения является оснащение существующих экскаваторных и вновь изготавливаемых проходческих щитов несложным приспособлением, обеспечивающим хорошее перекрытие зоны доставки и загрузки конвейера грунтом, а в случае зависания грунта над конвейером и разрушение грунта с помощью этого приспособления.

Поставленная задача решается тем, что экскаваторный рабочий орган снабжен механизмом клапанного типа для перемещения грунта к конвейеру и по конвейеру, а также для его рыхления, который связан с гидроцилиндром выдвижения рукояти и установлен с возможностью перемещения вдоль корпуса поворотной стрелы.

Механизм клапанного типа для перемещения грунта к конвейеру и по конвейеру, а также для его разрушения может быть выполнен в виде лемеха с опорой и ограничительного упора, при этом лемех шарнирно закреплен на опоре, ограничительный упор закреплен на опоре со стороны поворотной лопаты, а опора закреплена на корпусе гидроцилиндра выдвижения рукояти.

В другом варианте исполнения механизм клапанного щипа для перемещения грунта к конвейеру и по конвейеру, а также для его рыхления выполнен в виде лемеха, шарнирно закрепленного на опоре, ограничительного упора, закрепленного на опоре со стороны поворотной лопаты, направляющих, установленных вдоль гидроцилиндра выдвижения рукояти, и упоров, установленных на корпусе гидроцилиндра выдвижения рукояти, между которыми размещена опора, установленная подвижно на направляющих.

Механизм клапанного типа для перемещения грунта к конвейеру и по конвейеру, а также для его рыхления может быть выполнен в виде лемеха, шарнирно закрепленного на опоре, ограничительного упора, закрепленного на опоре со стороны поворотной лопаты, направляющих, установленных вдоль корпуса поворотной стрелы, и тяги, связанной одним концом с кронштейном рукояти, а другим концом с опорой, установленной подвижно в направляющих.

Для решения поставленной задачи необходимо вся совокупность существенных признаков.

Для того, чтобы осуществить перемещение грунта к конвейеру в случае, когда хода гидроцилидра выдвижения рукояти не достаточно для доставки и загрузки конвейера грунтом, в т.ч. и при проведении опережающей разработки забоя, экскаваторный рабочий орган снабжен механизмом клапанного типа для перемещения грунта, который позволяет захватывать грунт только в сторону конвейера.

Для того, чтобы обеспечить достаточное перекрытие зоны доставки и загрузки грунта к конвейеру, механизм клапанного типа для перемещения грунта установлен с возможностью перемещения вдоль корпуса поворотной стрелы и связан с гидроцилиндром выдвижения рукояти.

Для обеспечения возможности перемещения грунта по конвейеру, если в процессе разработки забоя образовалась плотная масса грунта, затрудняющая его загрузку на конвейера и перемещение по конвейеру, механизм клапанного типа для перемещения грунта выполнен с возможностью разрушать эту плотную массу.

Для выполнения всех этих функций механизм клапанного типа для перемещения грунта выполнен в виде лемеха, который имеет отвал для перемещения грунта и ножевую кромку для его разрушения, и определенным образом закреплен на экскаваторном рабочем органе. Предусмотрено три варианта закрепления лемеха в зависимости от установки гидроцилиндра выдвижения рукояти или над поворотной стрелой, или под ней.

На фиг. 1 изображен экскаваторный рабочий орган проходческого щита; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 узел I на фиг.1; на фиг.4 разрез А-А на фиг.1 в варианте выполнения экскаваторного рабочего органа при установке гидроцилиндра выдвижения рукояти под поворотной стрелой; на фиг.5 продольный разрез узла I на фиг.1 в варианте выполнения экскаваторного рабочего органа при установке гидроцилиндра выдвижения рукояти под поворотной стрелой; на фиг. 6 разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.7 вариант выполнения экскаваторного рабочего органа при установке гидроцилиндра выдвижения рукояти над поворотной стрелой; на фиг.8 разрез В-В на фиг.7.

Экскаваторный рабочий орган установлен в проходческом щите, включающем корпус 1, горизонтальные полки 2, наклонный стол 3, в проеме которого установлен конвейер 4. Экскаваторный рабочий орган включает поворотную стрелу 5, в корпусе 6 которой размещена рукоять 7, имеющая на конце кронштейн 8, на котором шарнирно закреплена поворотная лопата 9.

Поворотная стрела 5 закреплена в верхней части корпуса 1 проходческого щита посредством кронштейна 10 и установлена с возможностью поворота в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно гидроцилиндрами 11 и 12. Рукоять 7 связана с гидроцилиндром 13 ее выдвижения, при этом корпус 14 гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти закреплен на кронштейне 8, а шток связан с корпусом 6 поворотной стрелы 6. Поворотная лопата 9 связана с гидроцилиндрами 15 ее поворота, закрепленными одними концами на поворотной лопате 9, а другими концами на корпусе поворотной стрелы 6.

Для обеспечения перемещения разработанного грунта к конвейеру, например, в щитах, когда ход гидроцилиндра выдвижения рукояти менее расстояния от забоя до конвейера или в том случае, когда при разработке забоя из налипающих глинисто-песчаных пород образовались плотный ком грунта, или зависшая над конвейером плотная масса, затрудняющие его загрузку на конвейер и по конвейеру, экскаваторный рабочий орган снабжен механизмом клапанного типа для перемещения грунта к конвейеру и по конвейеру, а также для его рыхления, который связан с гидроцилиндром выдвижения рукояти и установлен с возможностью перемещения вдоль корпуса поворотной стрелы.

Механизм клапанного типа для перемещения грунта выполнен в виде лемеха 16 с опорой 17 и ограничительного упора 18. Лемех 16 болтовыми соединениями 19 закреплен в держателе 20, который шарнирно установлен посредством оси 21 на опоре 17, а ограничительный упор 18 закреплен на опоре 17 со стороны поворотной лопаты 9. При установке гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти под поворотной стрелой 5 опора 17 лемеха 16 закреплена на корпусе 14 гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти с помощью крышки 22 и болтовых соединений 23.

В другом варианте выполнения механизма клапанного типа для перемещения грунта опора 17 лемеха 16 для снижения нагрузок на корпус 14 гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти опора 17 закреплена посредством направляющих 24, установленных вдоль корпуса 14 гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти. При этом на корпусе 14 гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти установлены упоры 25, между которыми с кольцевым зазором 26 относительно корпуса 14 гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти размещена опора 17, установленная на направляющих 24 посредством втулок 27.

При установке гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти 7 над поворотной стрелой 5 опора 17 лемеха 16 закреплена посредством направляющих 24, установленных вдоль корпуса 6 поворотной стрелы 5, и тяги 28, связанной одним концом с кронштейном 8 рукояти 7, а другим концом с опорой 17 лемеха 16. Опора 17 установлена подвижно в направляющих 24, которые закреплены к корпусу 6 поворотной стрелы 5 рефами 29. Во всех вариантах опора 17 лемеха 16 может переставляться продольно на разное расстояние от поворотной лопаты 9 экскаваторного рабочего органа, т.е. настраиваться на необходимый диапазон перекрытия зон действия поворотной лопаты и лемеха.

Экскаваторный рабочий орган проходческого щита работает следующим образом.

Поворотную стрелу 5 ориентируют с помощью гидроцилиндров 11 и 12 в необходимом направлении и с помощью поворотной лопаты 9, закрепленной на рукояти 7, осуществляют разработку забоя, погрузку и перемещения грунта на конвейер 4. При выдвижении рукояти 7 опора 17 с лемехом 16, закрепленная на корпусе 14 гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти, перемещается вместе с корпусом 14 гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти. При закреплении опоры 17 на направляющих 24 опора 17 перемещается по ним либо посредством упора 25, установленных на корпусе 14 гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти, либо тягой 28, связанной одним концом с кронштейном 8 рукояти 7, а другим концом с опорой 17. При перемещении опоры 17 с лемехом 16 на забой лемех 16, шарнирно закрепленный на опоре 17, при соприкосновении с разработанным грунтом складывается и проходит над грунтом не захватывая его. При обратном ходе гидроцилиндра 13 выдвижения рукояти лемех 16 захватывает и перемещает на конвейер 4 грунт, который не был доставлен на конвейер, например, в случае если ход гидроцилиндра выдвижения рукояти менее расстояния от забоя до конвейера. При этом повороту лемеха 16 при соприкосновении с грунтом препятствует ограничительный упор 18, закрепленный со стороны поворотной лопаты 9.

В случае если при разработке забоя, состоящего из налипающих глинисто-песчаных пород, образовался плотный ком, затрудняющий его перемещение на конвейер 4 или по конвейеру 4, лемех 16 подводят к кому и с помощью гидроцилиндров 12 перемещают поворотную стрелу 5 в вертикальной плоскости, осуществляя рыхление грунта ножевой кромкой лемеха 16.

Формула изобретения

1. ЭКСКАВАТОРНЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА, включающий поворотную стрелу, в корпусе которой размещена рукоять с кронштейном, связанная с гидроцилиндром ее выдвижения, поворотная лопата, закрепленная на кронштейне рукояти, отличающийся тем, что он снабжен механизмом для перемещения грунта к конвейеру и по конвейеру, а также для его рыхления, который кинематически связан с гидроцилиндром выдвижения рукояти и установлен с возможностью перемещения относительно корпуса поворотной стрелы.

2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что механизм для перемещения грунта к конвейеру и по конвейеру, а также для его рыхления выполнен в виде лемеха с опорой и ограничительного упора, при этом лемех шарнирно закреплен на опоре, а ограничительный упор закреплен на опоре со стороны поворотной лопаты.

3. Рабочий орган по пп.1 и 2, отличающийся тем, что опора лемеха закреплена на корпусе гидроцилиндра выдвижения рукояти.

4. Рабочий орган по пп.1 и 2, отличающийся тем, что кинематическая связь механизма для перемещения грунта к конвейеру и по конвейеру, а также для его рыхления с гидроцилиндром выдвижения рукояти выполнена в виде направляющих, установленных вдоль корпуса гидроцилиндра выдвижения рукояти, и упоров, установленных на корпусе гидроцилиндра выдвижения рукоятки, при этом опора лемеха размещена между упорами на направляющих и установлена на направляющих подвижно.

5. Рабочий орган по пп.1 и 2, отличающийся тем, что кинематическая связь механизма для перемещения грунта к конвейеру и по конвейеру, а также для его рыхления с гидроцилиндром выдвижения рукояти выполнена в виде направляющих, установленных вдоль корпуса поворотной стрелы, и тяги, соединенной одним концом с кронштейном рукояти, а другим концом с опорой лемеха, установленной подвижно на направляющих.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8