Горный стреловой фрезерный комбайн
Владельцы патента RU 2315866:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет цветных металлов и золота" (RU)
Изобретение относится к выемочно-погрузочным машинам, предназначенным для безвзрывной селективной выемки сложноструктурных месторождений. Обеспечивает повышение эффективности работы комбайна путем расширения области его рационального применения и повышения ресурса породоразрушающих элементов. Комбайн содержит раму с механизмом передвижения, стрелу с отбойной коронкой, погрузочное устройство. Коронка снабжена породоразрушающими элементами. Погрузочное устройство выполнено в виде наклонного подъемно-поворотного стола с нагребающими лапами и центральным скребковым конвейером. Рама выполнена поворотной вместе с установленным на ней погрузочным устройством и разгрузочным конвейером. Отбойная коронка установлена с возможностью поворота ее оси вращения относительно продольной оси стрелы на угол ϕ, определяемый в зависимости от крепости породы. Породоразрушающие элементы выполнены в виде армированных твердосплавными штырями дисковых шарошек, установленных с возможностью свободного вращения на сменных осях в шахматном порядке. 5 ил.
Изобретение относится к выемочно-погрузочным машинам, предназначенным для безвзрывной селективной выемки сложноструктурных месторождений.
Известна машина для послойного фрезерования горных пород, включающая основную раму, рабочий орган фрезерного типа, установленный в подшипниковых опорах на основной раме машины, механизм передвижения в виде передней и задних гусеничных тележек, присоединенных подвижно в вертикальной плоскости к основной раме опорными элементами, рычагов подвески и гидроцилиндров управления, причем опорные элементы задних гусеничных тележек выполнены в виде П-образной балансирной рамы, центральная балка которой присоединена к основной раме посредством шарового шарнира, а ее концевые балки соединены с гусеничными тележками и гидроцилиндрами управления, при этом одна из концевых балок соединена посредством реактивной тяги с основной рамой [А.с. СССР №1758228, МПК Е21С 47/00].
Недостатком известной конструкции является низкая эффективность работы при отработке месторождений со сложной гипсометрией, так как не достигается требуемая селективность выемки.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является проходческий комбайн, состоящий из исполнительного органа стреловой конструкции с телескопической стрелой с конической или цилиндрической отбойной коронкой, погрузочного устройства, выполненного в виде наклонного подъемно-поворотного стола - питателя с нагребающими лапами и центральным скребковым конвейером, рамой с механизмом передвижения, гидросистемы, электрооборудования [Петров А.И., Штумпф Г.Г., Егоров П.В. и др. Проходчик горных выработок. Справочник рабочего М.: Недра, 1991 г., с.56-61].
Недостатком комбайнов такого типа является низкая эффективность их работы ввиду ограниченного ресурса резцов вследствие стационарности их крепления к породоразрушающей коронке, а также нерегулируемости положения коронки относительно продольной оси и ограниченной длины фрезеруемого слоя породы вдоль отрабатываемого уступа.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы стрелового фрезерного комбайна путем расширения области его рационального применения и повышения ресурса породоразрушающих элементов.
Достигается это тем, что горный стреловой фрезерный комбайн, содержащий раму с механизмом передвижения, стрелу с отбойной коронкой, снабженной породоразрушающими элементами, погрузочное устройство, выполненное в виде наклонного подъемно-поворотного стола с нагребающими лапами и центральным скребковым конвейером, рама выполнена поворотной вместе с установленным на ней погрузочным устройством и разгрузочным конвейером, а отбойная коронка установлена с возможностью поворота ее оси вращения относительно продольной оси стрелы на угол ϕ, определяемый в условиях априори известной крепости породы, при этом породоразрушающие элементы выполнены в виде армированных твердосплавными штырями дисковых шарошек, установленных с возможностью свободного вращения на сменных осях в шахматном порядке.
Выполнение рамы поворотной вместе с установленным на ней погрузочным устройством и разгрузочным конвейером обеспечивает благоприятную траекторию движения исполнительного органа и рациональную транспортировку горных пород. Поворот отбойной коронки (при сохранении параллельности осей шарошек относительно оси вращения отбойной коронки) обеспечивает, с одной стороны, гарантированное независимое вращение шарошек при взаимодействии с забоем, а с другой стороны, позволяет путем поворота всей отбойной коронки изменять угол разворота шарошек (плоскости их вращения), равный углу ϕ поворота оси вращения отбойной коронки относительно стрелы. Вследствие этого создается возможность изменять характер и режим разрушения породы в соответствии с ее крепостью. Шахматное расположение зубчато-дисковых шарошек на отбойной коронке обеспечивает их равномерное нагружение и «гладкое» фрезерование откоса уступа.
Для примера взят конический или цилиндрический рабочий орган.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен горный стреловой фрезерный комбайн (главный вид); на фиг.2 - схема установки конического рабочего органа на стреле; на фиг.3 - схема установки цилиндрического рабочего органа на стреле; на фиг.4 - сечение А-А фиг 4, на фиг.5 - зубчато-дисковая шарошка на оси.
Горный стреловой фрезерный комбайн содержит раму 1, поворотную относительно ходового оборудования 2. В передней части рамы установлено погрузочное устройство 3, выполненное в виде наклонного подъемно-поворотного стола - питателя с нагребающими лапами и центральным скребковым конвейером 4, связанным перегрузочным устройством с разгрузочным конвейером 5. В верхней части рамы установлена стрела 6, снабженная на конце рабочим органом в виде конической 7 (фиг.2) или цилиндрической 8 (фиг.3) отбойной коронки. Коническая коронка 7 установлена с возможностью поворота гидроцилиндром 9 (фиг.2) в горизонтальной плоскости относительно оси стрелы на угол ϕ. Поворот оси коронки относительно оси стрелы на угол ϕ может быть также осуществлен аксиально-поршневым гидромотором 10 (фиг.3). Угол поворота ϕ определяется исходя из крепости отрабатываемых пород. Поверхность конической 7 или цилиндрической 8 отбойной коронки снабжена зубчато-дисковыми шарошками 11, установленными с возможностью свободного вращения на сменных осях 12, параллельных оси вращения коронки в шахматном порядке. Зубчато-дисковые шарошки армированы твердосплавными штырями 13.
Горный стреловой фрезерный комбайн работает следующим образом.
Приступая к отработке уступа, машинист устанавливает комбайн, в забое ориентируя его положение с помощью поворотной на 360° рамы 1 относительно ходового оборудования 2. При этом стрела 6, установленная в верхней части рамы и снабженная на конце рабочим органом в виде конической 7 (фиг.2) или цилиндрической 8 (фиг.3) отбойной коронки, подводится к груди забоя. В этом же направлении на подошве уступа под стрелой с рабочим органом устанавливается погрузочное устройство 3. Начиная работу, машинист комбайна, зная крепость отрабатываемых пород, устанавливает гидроцилиндром 9 (фиг.2) отбойную коронку 7 под углом ϕ относительно стрелы. Поворот оси коронки относительно оси стрелы на угол ϕ может быть также осуществлен аксиально-поршневым гидромотором 10 (фиг.3). При этом отбойная коронка, снабженная зубчато-дисковыми шарошками 11, установленными с возможностью свободного вращения на сменных осях 12, параллельных оси вращения коронки в шахматном порядке и армированных твердосплавными штырями 13, начинает фрезерование слоя забоя.
- Для крепких пород рекомендуется устанавливать угол поворота оси отбойной коронки относительно оси стрелы ϕ=0. При таком положении отбойной коронки отсутствует разворот шарошек, поэтому разрушение породы осуществляется перекатыванием шарошек при дробяще-скалывающем воздействии на забой, характеризующимся наименьшим износом вооружения.
- Для пород средней крепости угол поворота оси отбойной коронки относительно оси стрелы рекомендуется устанавливать ϕ=5-10°, при этом угле разворота шарошек создается режущее воздействие на породу при сохранении перекатывания шарошек, что обеспечивает значительную долю разрушения породы скалыванием.
- Для мягких пород угол поворота оси отбойной коронки относительно оси стрелы принимаем ϕ=10-45°. Такой угол разворота шарошек повышает режущий эффект разрушения породы широкими срезами и крупным сколом.
Горная масса, разрушенная отбойной коронкой, ссыпается на подошву уступа, где попадает на погрузочное устройство 3, выполненное в виде наклонного подъемно-поворотного стола - питателя с нагребающими лапами. Далее горная масса поступает на центральный скребковый конвейер 4, а затем на разгрузочный конвейер 5, также установленный на поворотной раме 1.
Применение предлагаемого стрелового фрезерного комбайна позволит повысить эффективность его работы путем обеспечения рациональных режимов разрушения горных пород, экономически выгодных уровней производительности и энергоемкости процесса при стабильных параметрах фрезеруемых слоев пород и, как следствие, повышения ресурса породоразрушающих элементов.
Горный стреловой фрезерный комбайн, содержащий раму с механизмом передвижения, стрелу с отбойной коронкой, снабженной породоразрушающими элементами, погрузочное устройство, выполненное в виде наклонного подъемно-поворотного стола с нагребающими лапами и центральным скребковым конвейером, отличающийся тем, что рама выполнена поворотной вместе с установленным на ней погрузочным устройством и разгрузочным конвейером, а отбойная коронка установлена с возможностью поворота ее оси вращения относительно продольной оси стрелы на угол ϕ, определяемый в условиях априори известной крепости породы, при этом породоразрушающие элементы выполнены в виде армированных твердосплавными штырями дисковых шарошек, установленных с возможностью свободного вращения на сменных осях в шахматном порядке.
