Исполнительный орган горного комбайна

 

Изобретение относится к горной промышленности. Задачей изобретения является повышение эффективности механического разрушения крепкого горного массива, надежности и производственной технологичности исполнительного органа. Исполнительный орган имеет отрезной диск, ступицу с винтовыми погрузочными лопастями, зарубные и линейные дисковые шарошки, опирающиеся на подшипники, буксы и втулки, в которые консольно установлены оси шарошек. Зарубные шарошки установлены на отрезном диске в два ряда в шахматном порядке с радиальным вылетом, равным радиальному вылету линейных шарошек. Оси зарубных шарошек в первом от плоскости отрезного диска ряду установлены параллельно оси исполнительного органа, а во втором - под углом 9-15o. Хвостовики осей шарошек и посадочные отверстия втулок и букс конические, буксы - сменные. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для отбойки преимущественно крепких горных пород очистными комбайнами.

Известен исполнительный орган, включающий отрезной диск с резцами, ступицу, погрузочные лопасти, дистанционные шайбы и дисковые шарошки, установленные на пальцах и закрепленные в кронштейнах (авторское свидетельство СССР 1280119, кл. Е 21 С 25/00, 1985).

Существенным недостатком данного органа является низкая эксплуатационная технологичность из-за недостаточной прочности и стойкости резцов, расположенных на отрезном диске. Из-за низкой режущей способности резцов такой исполнительный орган способен разрушать горную массу крепостью по шкале проф. М.М. Протодьяконова не более f=4...6. Подшипники скольжения шарошек обладают низкой износостойкостью, т.к. не защищены от инородных тел.

Известен также исполнительный орган, состоящий из корпуса, отрезного диска и шнека, погрузочные лопасти которого оснащены дисковыми шарошками, расположенными на кронштейнах по винтовой линии, направление которой противоположно направлению спирали шнека (авторское свидетельство СССР 1195002, кл. Е 21 С 25/04, 1985).

Однако такой исполнительный орган обладает недостаточной жесткостью и прочностью кронштейнов, малой точностью и повышенной трудоемкостью изготовления и ремонта составного отрезного диска. Поскольку отрезной диск имеет сплошную режущую кромку, удельное давление в зоне контакта инструмента и забоя ниже, чем при использовании нескольких дисковых шарошек малого диаметра в одной линии резания. Это приводит к повышению энергозатрат на разрушение горного массива.

Известен исполнительный орган горного комбайна, включающий ступицу с линейными дисковыми шарошками, отрезной диск с зарубными радиальными и тангенциальными дисковыми шарошками, установленными под углом к оси вращения исполнительного органа (авторское свидетельство СССР 1294987, кл. Е 21 С 25/10, 1987).

Недостатком данного исполнительного органа является наличие тангенциальных зарубных шарошек, вызывающих при эксплуатации ударные нагрузки и повышенную вибрацию как исполнительного органа, так и очистного комбайна. Это приводит к преждевременному выходу из строя шарошек, букс, подшипников шарошечных узлов и редукторов комбайна.

Прототипом изобретения является исполнительный орган горного комбайна, включающий отрезной диск, ступицу с винтовыми погрузочными лопастями, кронштейны с консольно установленными осями, закрепленные винтовыми зажимами, на которых свободно вращаются зарубные и линейные шарошки (патент РФ 2059069, кл. Е 21 С 25/16, 31/04, 1992).

Существенными недостатками данного органа являются формирование кутка забоя криволинейной формы, что осуществляется при последовательной схеме расположения шарошек на отрезном диске с переменным радиусом их вылета и требует высоких энергетических затрат на разрушение массива, недостаточная прочность зубчатых секторов механизма поворота и фиксации зарубных наклонных и стопорных винтов шарошек, сложность изготовления, сборки и ремонта шарошечных узлов, отсутствие возможности регулирования зазоров в подшипнике качения шарошки.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность механического разрушения крепких горных пород, а также уровень производственной технологичности и надежности исполнительного органа.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что исполнительный орган горного комбайна, включающий отрезной диск, ступицу с винтовыми погрузочными лопастями, зарубные и линейные дисковые шарошки, опирающиеся на подшипники, буксы и втулки, в которые консольно установлены оси шарошек, отличается тем, что зарубные шарошки расположены на отрезном диске в два ряда в шахматном порядке с радиальным вылетом, равным радиальному вылету линейных шарошек, при этом оси зарубных шарошек в первом от плоскости отрезного диска ряду установлены параллельно оси исполнительного органа, а во втором ряду - под углом 9. . . 15o, а хвостовики осей шарошек и посадочные отверстия втулок и букс выполнены коническими, причем буксы - сменными. Ступицы дисковых шарошек выполнены составными из двух частей, установленных с возможностью осевого перемещения.

Подшипники шарошек защищены крышками с лабиринтным уплотнением. Оси резьбовых отверстий хвостовиков осей шарошек смещены относительно осей конических втулок (букс) на величину эксцентриситета 0,5...2,0 мм. Расстояние между шарошками (шаг разрушения t) определяется из соотношения t/H=3,5... 4,5; Н=h1+h2+...+hi, где Н - суммарная глубина резания за один оборот исполнительного органа; hi - глубина резания i-й шарошки, м.

Расположение на отрезном диске исполнительного органа двух рядов зарубных шарошек в шахматном порядке с одинаковым с линейными шарошками радиусом вылета позволяет снизить энергозатраты за счет разрушения кутка забоя прямоугольной, а не овальной, как в прототипе, формы в режиме силового малоциклового разрушения, при котором за счет многократного воздействия рабочего инструмента на массив при заданном соотношении t/H происходит зарождение трещин (концентраторов напряжений), их рост вглубь массива, слияние и отделение от последнего крупного куска породы. Разрушение с меньшими энергозатратами способствует снижению вибрации исполнительного органа и в целом комбайна.

Применение осей с коническими хвостовиками, втулок и сменных букс с коническими посадочными отверстиями, а также их взаимное положение, когда оси смещены на величину эксцентриситета, повышает надежность стопорных механизмов и упрощает изготовление шарошечных узлов.

Надежность, ремонтопригодность, технологичность изготовления и эксплуатации исполнительного органа улучшаются при защите подшипника от пыли и влаги крышкой с лабиринтным уплотнением, а также использовании сборной, состоящей из двух частей, ступицы, что позволяет производить необходимый натяг подшипника как при его сборке, так и эксплуатации.

Армирование режущего лезвия наклонных зарубных шарошек, например, клиновидными или сферическими вставками из твердого сплава под углом 55...75o к оси вращения шарошек снижает боковой износ, следовательно, расход инструмента и энергоемкость разрушения.

На фиг.1 изображен главный вид исполнительного органа; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг.5 - вид Г на фиг.4; на фиг.6 - вид Д на фиг.4; на фиг.7 - вид Е на фиг.6; на фиг.8 - развертка одной лопасти исполнительного органа; на фиг.9 - схема разрушения массива забойными дисковыми шарошками.

Исполнительный орган горного комбайна состоит из ступицы 1, отрезного диска 2, втулок 3, сменных букс 4, зарубных 5, 6 и линейных 7 шарошек, погрузочных лопастей 8 с втулками 3, оросительной системы пылеподавления, включающей трубопровод 9 и форсунки 10. Отрезной диск 2 и погрузочные лопасти 8 жестко соединены со ступицей 1, а втулки 3 - с отрезным диском 2 и погрузочными лопастями 8.

Конструкция линейной шарошки (фиг.3) включает ось 11 с коническим хвостовиком, опору в виде шариков 12 и роликов 13, левую ступицу 14 с крышкой 15, правую ступицу 16, регулировочную прокладку 17, которые составляют безсепараторный радиально-упорный подшипник качения. Регулирование рабочих зазоров подшипника осуществляется винтами 18 и прокладкой 17. Лабиринтная втулка 19 герметизирует подшипник. Армированное твердосплавными вставками 20 шарошечное кольцо 21 установлено на левую ступицу 14 и закреплено винтами 18 и гайками 22 и пружинными шайбами 23. Ось 11 шарошки установлена коническим хвостовиком в коническое отверстие втулки 3 и с торца закреплена винтом 24 со стопорной шайбой 25. Самоотвинчивание оси 11 предотвращается смещением оси резьбового отверстия на величину эксцентриситета е=0,5...2 мм.

Конструкция наклонной зарубной шарошки (фиг.4) отличается от конструкции линейной шарошки тем, что твердосплавные вставки 20 установлены на шарошечном кольце 26 наклонно к оси вращения шарошки под углом 55...75o. Зарубная шарошка 5 установлена в сменной буксе 4 под углом = 9-15, которая закреплена винтами 27 с шайбами 28 (см. фиг.7).

Исполнительный орган работает следующим образом.

При вращении органа и подаче его на забой шарошки 5, 6 и 7 (и т.д.) разрушают горную породу, которая с помощью погрузочных лопастей 8 перемещается на забойный конвейер. В результате реализации предлагаемых схемы расположения шарошек на отрезном диске исполнительного органа и расстояния между ними отделение куска от массива происходит крупным сколом в режиме силового малоциклового разрушения. Схема разрушения горного массива зарубными шарошками показана на фиг.8, 9.

После первого рабочего хода шарошек 5 и 6 образуются элементарные выколы массива объемом V1 и зародышевые трещины T1; после второго и последующих рабочих ходов шарошек происходит рост трещин T2 вглубь массива, их слияние в трещины Т3 и скол оставшегося не разрушенным массива объемом V3. Образовавшиеся при выколах надрезы, микро- и макротрещины служат дополнительными плоскостями обнажения и концентратами напряжения, что положительно влияет на разрушение массива дисковыми шарошками.

Испытания исполнительного органа показали существенное снижение динамических нагрузок и вибраций, повышение эксплуатационной технологичности органа при отбойке вязких крепких абразивных пород за счет рациональной схемы набора зарубных дисковых шарошек. Подшипниковый узел шарошки обладает большей долговечностью и высокой ремонтопригодностью, по сравнению с аналогичными узлами, что обусловлено возможностью регулировки зазоров и повышения его герметичности с помощью лабиринтного уплотнения. Применение сплошных износостойких быстросъемных шарошечных колец обеспечивает высокую ремонтопригодность шарошек и технологичность конструкции исполнительного органа при его изготовлении.

Формула изобретения

1. Исполнительный орган горного комбайна, включающий отрезной диск, ступицу с винтовыми погрузочными лопастями, зарубные и линейные дисковые шарошки, опирающиеся на подшипники, буксы и втулки, в которые консольно установлены оси шарошек, отличающийся тем, что зарубные шарошки расположены на отрезном диске в два ряда в шахматном порядке с радиальным вылетом, равным радиальному вылету линейных шарошек, при этом оси зарубных шарошек в первом от плоскости отрезного диска ряду установлены параллельно оси исполнительного органа, а во втором ряду - под углом 9-15o, а хвостовики осей шарошек и посадочные отверстия втулок и букс выполнены коническими, причем буксы - сменными.

2. Исполнительный орган по п.1, отличающийся тем, что ступицы дисковых шарошек выполнены составными из двух частей, установленных с возможностью осевого перемещения.

3. Исполнительный орган по п.1, отличающийся тем, что подшипники шарошек снабжены крышками с лабиринтным уплотнением, а оси резьбовых отверстий хвостовиков осей шарошек смещены относительно осей конических втулок (букс) на величину эксцентриситета 0,5-2,0 мм.

4. Исполнительный орган по п. 1, отличающийся тем, что режущие части зарубных наклонных шарошек армированы вставками из твердого сплава, установленных под углом 55-75o к осям вращения шарошек.

5. Исполнительный орган по п.1, отличающийся тем, что расстояние между шарошками определяется из соотношения t/H=3,5-4,5; H=h1+h2+...+hi, где t - расстояние между шарошками (шаг разрушения), м; Н - суммарная глубина резания за один оборот исполнительного органа, м; h1, h2, hi - глубина резания соответственно 1-ой, 2-ой, i-ой шарошки, м.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для отбойки преимущественно крепкой горной массы очистными комбайнами

Изобретение относится к средствам разрушения горных пород

Изобретение относится к оборудованию для выемки полезных ископаемык

Изобретение относится к устройству для получения образца горной породы, в частности, для тестирования при работах в золотодобывающей промышленности

Изобретение относится к горным машинам, в частности может использоваться для разработки твердых горных пород. Горная машина содержит режущий механизм, который содержит консоль, первый эксцентрически вращаемый дисковый резец, установленный на консоли и предназначенный для взаимодействия с разрабатываемым материалом и установленный на указанном конце консоли, указанный резец приводится во вращение вокруг оси, расположенной под углом к указанной продольной оси консоли. Второй эксцентрически вращаемый дисковый резец, установленный на консоли, расположенный на расстоянии от первого дискового резца и предназначенный для взаимодействия с разрабатываемым материалом и установленный на указанном конце консоли на расстоянии от первого дискового резца, указанный резец приводится во вращение вокруг оси, параллельной указанной продольной оси консоли. Третий дисковый резец, предназначенный для взаимодействия с разрабатываемым материалом и установленный на указанном конце консоли на расстоянии от второго дискового резца, указанный резец установлен с возможностью вращения вокруг оси, расположенной под углом, как к указанной продольной оси консоли, так и к оси первого дискового резца. Платформу, опорный стержень, соединяющий консоль с платформой с возможностью поворота консоли относительно платформы, и привод для поворота указанной консоли из стороны в сторону. Три дисковых резца имеют ось резания, которая, проходя через все три резца, перпендикулярна продольной оси консоли и отклонена от перпендикуляра к полу выработки. Резцы прорезают разрабатываемый материал на равную глубину. Первый дисковый резец находится в самом нижнем положении и расположен так, что входит в контакт с разрабатываемой породой первым, раньше остальных дисковых резцов. При повороте консоли в разрабатываемую породу каждый из трех дисковых резцов входит в контакт с породой под углом атаки, образованным между режущей кромкой и разрабатываемой породой, причем угол атаки для всех трех дисковых резцов составляет 10 градусов. Повышается эффективность работы горной машины. 5 н. и 36 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области горного машиностроения, в частности к механическим устройствам для подземной добычи залежей калийных руд мощных и крутопадающих месторождений. Обеспечивает расширение функциональных и конструктивных возможностей проходчика гезенков, безопасность работ. Устройство для подземной разработки мощных и крутопадающих залежей калийных руд включает проходчик гезенков типа ПГР-1, состоящий из корпуса направляюще-распорного устройства с роликами на стойках, двух приводных электродвигателей, редуктора планетарного, исполнительных органов; направляющего полого фонаря; канатной лебедки, смонтированной на раме. Проходчик гезенков снабжен прицепным устройством, выполненным в виде совмещенных вертлюга и токосъемника, и размещен в направляющем аппарате, выполненном в виде обечайки, на внутренней поверхности которого выполнены продольные пазы для размещения стоек с роликами направляюще-распорного устройства проходчика, и фиксируемым в направляющем аппарате стопорным устройством. С наружной стороны направляющего аппарата внизу установлены опорные гидродомкраты, а вверху - на оси закреплены перекидные блоки для каната и для кабеля. Лебедка выполнена двухбарабанной - канатно-кабельной, и размещена на раме гусеничной ходовой двухприводной части, рама снабжена внизу спереди опорными гидродомкратами, а сверху силовым манипулятором, соединенным шарнирно с направляющим аппаратом, управляемым из кабины машиниста. Отдельно от кабины машиниста размещен выносной пульт управления. Силовой манипулятор включает в себя стрелу с гидроцилиндром подъема-спуска направляющего аппарата, гидропривод поворота стрелы вокруг ее оси на угол α, гидроцилиндр, с помощью которого осуществляется поворот направляющего аппарата относительно продольной оси стрелы на угол β. 6 ил.

Группа изобретений относится к горным комбайнам для выемки горной породы. Технический результат заключается в повышении эффективности работы горного комбайна, обеспечении поворота стрелы на угол более 180 градусов. Горный комбайн для выемки горной породы содержит платформу; стрелу, установленную на платформе и содержащую основную часть, поворотную часть, шарнирно присоединенную к основной части, и опорный кронштейн головки резака, причем указанная основная часть содержит две разнесенные горизонтальные основные пластины, а указанная поворотная часть содержит две разнесенные опорные пластины, шарнирно прикрепленные к основной части с возможностью поворота относительно нее вокруг опоры, установленной с возможностью поворота и проходящей между двумя разнесенными горизонтальными основными пластинами основной части, и две разнесенные поворотные пластины, шарнирно прикрепленные опорным стержнем, проходящим между поворотными пластинами, к опорным пластинам с возможностью поворота относительно них, при этом опорный кронштейн головки резака прикреплен к поворотным пластинам; дисковый резак, предназначенный для взаимодействия с разрабатываемым материалом и установленный на указанном опорном кронштейне головки резака посредством узла дискового резака с обеспечением придания дисковому резаку эксцентрического движения, при этом указанный дисковый резак вводится стрелой в разрабатываемый материал; два разнесенных гидравлических цилиндра, проходящих между указанными основной частью и поворотной частью и обеспечивающих поворот поворотных пластин относительно основной части; гидравлический поворотный цилиндр, установленный на нижней опорной пластине и обеспечивающий поворот поворотных пластин относительно опорных пластин. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 20 ил.

Группа изобретений относится к горной промышленности, а именно к горным комбайнам. Технический результат - повышение производительности резания в твердых породах. Проходческий комбайн содержит имеющую ходовой механизм несущую раму (2) и поворачиваемую в горизонтальном и вертикальном направлении стрелу (4), которая снабжена режущим устройством (8). Режущее устройство имеет, по меньшей мере, одно установленное с возможностью вращения на стреле (4) и приводимое во вращение приспособление (10, 11) для крепления инструмента, которое по своему периметру имеет множество режущих инструментов (12). При этом режущее устройство (8) имеет по меньшей мере два расположенных параллельно друг к другу дискообразных приспособления (10, 11) для крепления инструмента, которые установлены с возможностью вращения на расположенной между приспособлениями (10, 11) для крепления инструмента и по меньшей мере частично дискообразной концевой зоне (13) стрелы (4). 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к проходческому комбайну. Технический результат - обеспечение режима резания по всей поверхности профиля без необходимости дорезания остающихся ребер породы. Проходческий комбайн содержит имеющую ходовую часть (3) основную раму (2) и по меньшей мере один установленный с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси (17) вращения инструментальный суппорт (7, 8), который несет несколько роликовых режущих инструментов и предназначен для приведения в поворотное движение туда и обратно с помощью приводного устройства. При этом по меньшей мере два имеющих форму валка инструментальных суппорта (7, 8) установлены с возможностью поворота вокруг общей оси (17) вращения, которые несут на своей периферии несколько расположенных с распределением в частичной периферийной зоне (α) роликовых режущих инструментов (9). Приводное устройство взаимодействует с инструментальными суппортами (7, 8) так, что каждые два из упомянутых по меньшей мере двух инструментальных суппортов (7, 8) поворачиваются при поворотном туда и обратно движении по меньшей мере в части поворотного движения в противоположных направлениях относительно друг друга. При этом режущие инструменты (9) одного из поворачиваемых противоположно инструментальных суппортов (7) расположены с распределением в частичной периферийной зоне (α), которая, по меньшей мере, в точке возврата поворотного движения смещена в окружном направлении относительно частичной периферийной зоны (α), по которой расположены с распределением режущие инструменты (9) другого из поворачиваемых противоположно инструментальных суппортов (8). 23 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области горного машиностроения и может быть использовано в конструкциях горных машин. Технический результат заключается в надежности и долговечности крепления режущей головки, упрощении монтажно-демонтажных работ, обеспечении стабильности работы исполнительного органа и комбайна в целом, а также в снижении затрат на обслуживание и ремонт. Крепление режущей головки горного комбайна включает в себя запорное устройство, упорную втулку, защитный фиксирующий элемент и штифты. Запорное устройство выполнено в виде стопорного винта, ввернутого резьбовым концом в торец приводного вала, а фланцем упирающегося в упорную втулку. Втулка выполнена в виде разрезных колец, установленных в расточке режущей головки. При этом защитный фиксирующий элемент, выполненный в виде стакана, открытой цилиндрической частью удерживает разрезные кольца в расточке режущей головки, а торцовой закрытой частью стопорится штифтами, расположенными в кольцевой проточке стопорного винта. 2 ил.

Группа изобретений относится к горным машинам для взаимодействия со стенкой выработки, способу разработки материала стенки выработки, дисковому резцу для взаимодействия со стенкой выработки. Технический результат заключается в уменьшении прилагаемых усилий и увеличении производительности дискового резца при снижении мощности, затрачиваемой на выемку единицы объема породы. Горная машина для взаимодействия со стенкой выработки содержит платформу, консоль, имеющую конец и шарнирно прикрепленную к платформе с обеспечением поворота консоли вокруг стержня в первом направлении, привод, имеющий первый конец, соединенный с консолью и обеспечивающий поворот консоли в первом направлении, первый дисковый резец, установленный на конце консоли, имеющий первую режущую кромку, выполненную с возможностью вращения вокруг первой оси, и взаимодействующий со стенкой выработки под первым углом атаки при повороте консоли в указанном первом направлении, и второй дисковый резец, установленный на конце консоли, имеющий вторую режущую кромку, выполненную с возможностью вращения вокруг второй оси, и взаимодействующий со стенкой выработки под вторым углом атаки при повороте консоли в указанном первом направлении. Второй угол атаки равен первому углу атаки. Указанные первая и вторая оси расположены не в одной плоскости. 6 н. и 35 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к горной промышленности

Наверх