Устройство для перемещения материала для горного комбайна
Изобретение относится к устройству для перемещения материала, предназначенному для сбора извлеченного материала, лежащего на грунте, и горному комбайну, содержащему такое устройство. Устройство для перемещения вынутого материала содержит элемент для перемещения материала, предназначенный для сбора вынутого материала, лежащего на грунте, рычажный элемент, причем указанное устройство выполнено с возможностью присоединения к раме комбайна и содержит удерживающее средство, предназначенное для предотвращения перемещения элемента для перемещения материала. При этом элемент для перемещения материала соединен с рычажным элементом на его дальнем конце с помощью первого шарнирного соединения, и рычажный элемент на его ближнем конце содержит по меньшей мере часть узла соединения для образования второго шарнирного соединения с рамой комбайна. Устройство также содержит по меньшей мере одно приводное устройство, предназначенное для перемещения элемента для перемещения материала в горизонтальной плоскости между убранным положением и рабочим положением. Причем приводное устройство содержит первое и второе плечи, шарнирно соединенные вместе на одном из концов каждого плеча, при этом второй конец второго плеча шарнирно соединен с элементом для перемещения материала, а второй конец первого плеча выполнен с возможностью шарнирного присоединения к раме комбайна в основном месте, расположенном на расстоянии от второго шарнирного соединения. Причем приводное устройство содержит приводной элемент, расположенный между указанными первым и вторым плечами и выполненный с обеспечением возможности углового перемещения между ними. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники
Данное изобретение относится к устройству для перемещения материала, предназначенному для сбора извлеченного материала, лежащего на грунте. Устройство выполнено с возможностью его размещения на передней стороне проходческого комбайна для резки шахт и туннелей, в частности на буровом комбайне для выемки материала в калийных или солевых шахтах.
Предпосылки изобретения
В горнодобывающей промышленности проходческий комбайн сплошного забоя, который осуществляет способ механической резки, широко применяется для разработки туннелей за один режущий проход. Резка таким комбайном не требует дополнительных перемещений вверх/вниз, так как огибающая вращения системы режущего инструмента соответствует профилю резки. При использовании комбайна сплошного забоя профиль резки, полученный с помощью режущей системы комбайна, имеет размер, соответствующий требуемому размеру профиля туннеля. Из экономических и/или технических соображений режущие комбайны часто имеют конструкцию ограниченной ширины, при этом ожидаемая ширина прохода туннеля или полосы движения должна быть значительно больше. Таким образом, проходческий комбайн должен выполнять параллельные рабочие проходы. Во время дополнительного рабочего прохода, срезанный материал может падать наружу в сторону от комбайна на близлежащий грунт туннеля. Если данный материал остается на грунте несобранным, это приводит к большой потере извлеченного рудного материала и оказывает серьезное негативное влияние на эффективность шахтных работ. Для сбора данного рудного материала требуются дополнительные усилия, например дальнейший сбор с помощью дополнительных машин/грузовиков.
В патенте США №4363519 описан буровой комбайн, оснащенный загребающими лапами 26 и пластинами 31 для сбора породы с грунта. На фиг. 4 загребающие лапы 26 по существу имеют конструкцию балки коробчатого сечения и прикреплены к переднему выносному элементу 25 с возможностью поворота как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости с помощью шарниров 27 и 28 соответственно, приводимых в действие с помощью гидравлических цилиндров 30 и 29. В данном документе не описаны комбайны сплошного забоя, в которых обычно не предусмотрено свободное место для устройства для перемещения материала за системой режущих инструментов. Погрузочная конструкция выполнена без возможности перемещения в убранное положение, в котором погрузочная конструкция полностью скрыта за режущим устройством.
Патентный документ Великобритании №2397313 также относится к буровому комбайну. В нем описан ковш 7, установленный на выдвижном креплении 10, выполненном с возможностью скольжения ковша в корпус 8. Аналогично патенту США №4363519, комбайн не является комбайном сплошного забоя, и значит корпус 8 и крепление 10 не работают, если устройство режущих инструментов имеет ширину, соответствующую ширине профиля резки (операция выдвижения ковша 7 будет заблокирована устройством режущего инструмента).
Сущность изобретения
Для преодоления вышеописанной проблемы, одним из решений является установка временного струга перед вторым или последующим режущим проходом, который имеет фиксированную конструкцию на раме комбайна, для помощи в сборе вынутого рудного материала, находящегося на грунте. Тем не менее, когда комбайн начинает прорезать новый путь или начинает диагональный штрек (например, для резки соединяющего туннеля), первый свежий рабочий проход должен быть выполнен там, где струг не требуется, и временный струг должен быть отсоединен и снят, так как он проходит вперед за профиль резки и препятствует операции резки. Для последующего второго рабочего прохода временный струг должен быть снова установлен.
Такая частая установка и снятие временного струга во время резки является трудоемкой и дорогостоящей. Так как струг очень тяжелый и может весить несколько тонн, необходимы дополнительные машины для установки или демонтажа указанного струга на комбайн/с комбайна. Данный процесс отнимает много времени и приводит к длительным простоям комбайна, что снижает его режущую производительность. Кроме того, существует риск причинения вреда операторам во время свободного нахождения узла в шахте.
Данное изобретение направлено на создание универсального устройства для перемещения материала, выполненного с возможностью установки на проходческом комбайне сплошного забоя. Устройство выполнено с возможностью поворота между задвинутым положением (называемым убранным положением) и выдвинутым положением (называемым рабочим положением). В рабочем положении устройство для перемещения материала расположено на боковой стороне режущего механизма и проходит по существу вдоль или параллельно продольному направлению комбайна. Предпочтительно, оно проходит за переднюю часть режущего механизма. Когда устройство переведено в убранное положение, оно расположено за режущим механизмом, то есть оно не проходит в боковом направлении или поперечно за профиль резки режущего механизма. Устройство называется универсальным в том смысле, что оно выполнено с возможностью трансформации или перемещения между убранным положением и рабочим положением, и оно не является закрепленной конструкцией (закрепленная конструкция потребовала бы частой операции установки и снятия). Устройство выполнено с возможностью перемещения между задвинутым и выдвинутым положениями, поэтому нет необходимости снимать его, когда оно не используется. Таким образом, экономится ценное рабочее время и снижается время простоя комбайна. Кроме того, в таком случае не требуется рабочая сила и дополнительное оборудование для установки/снятия устройства для перемещения материала.
Целью данного изобретения является создание устройства для перемещения материала, которое имеет набор рабочих положений. Проходческий комбайн сплошного забоя должен обеспечивать резку различных профилей резки, имеющих различную ширину и/или высоту, например резку с помощью выдвигающихся режущих секций на режущем барабане или роторах. Устройство для перемещения материала выполнено так, что оно может быть расположено и зафиксировано в одном рабочем положении по выбору из набора рабочих положений, при этом сохраняя свой элемент для перемещения материала по существу параллельным к продольному направлению комбайна (или под заданным острым углом относительно продольного направления комбайна). Это достигается благодаря выполнению устройства в виде трансформируемой и гибкой конструкции вместо жесткой конструкции. Рычажный элемент выполнен в качестве гибкого звена, которое позволяет элементу для перемещения материала располагаться в различных рабочих положениях.
Цель изобретения достигается благодаря созданию устройства для перемещения материала, содержащего элемент для перемещения материала и рычажный элемент, соединенные вместе в положении «голова к хвосту» с помощью шарнирного соединения, причем рычажный элемент на втором конце может быть присоединен к раме проходческого комбайна. Все устройство может быть убрано и размещено сбоку на раме комбайна и может удерживаться в данном положении с помощью конкретного фиксирующего устройства. В убранном состоянии элемент для перемещения материала и рычажный элемент сложены вместе, таким образом, все устройство занимает меньше места. Таким образом, устройство с уменьшенной шириной не превышает или не проходит за ширину, которая соответствует профилю резки или минимальному профилю резки. Элемент для перемещения материала выполнен с возможностью поворота или разворота вокруг по меньшей мере двух отдельных вертикальных осей и с возможностью перемещения в наружном направлении к наклонному переднему положению, где его ориентация по существу параллельна продольному направлению комбайна. Для закрепления элемента для перемещения материала на месте относительно рамы комбайна может быть предусмотрено одно или более фиксирующих устройств.
В соответствии с одним из аспектов данного изобретения предложено устройство для перемещения материала, содержащее элемент для перемещения материала, предназначенный для сбора вынутого материала, находящегося на грунте и имеющий по существу плоскую нижнюю поверхность и высоту, и рычажный элемент, причем элемент для перемещения материала соединен с рычажным элементом на его дальнем конце с помощью первого шарнирного соединения, по меньшей мере обеспечивающего возможность поворота элемента для перемещения материала вокруг вертикальной оси поворота, при этом рычажный элемент на своем ближнем конце содержит по меньшей мере часть шарнирного элемента для образования второго шарнирного соединения с рамой комбайна, причем указанное второе шарнирное соединение выполнено по меньшей мере с обеспечением возможности поворота рычажного элемента вокруг вертикальной оси поворота. Устройство для перемещения материала содержит также удерживающее средство, предназначенное для предотвращения перемещения элемента для перемещения материала в рабочем положении относительно рамы комбайна. Удерживающее средство выполнено с возможностью присоединения между элементом для перемещения материала и рамой комбайна; в качестве варианта, удерживающее средство выполнено с возможностью присоединения между рычажным элементом и рамой комбайна, и между элементом для перемещения материала и рычажным элементом.
В одном варианте выполнения удерживающее средство содержит фиксирующий узел, расположенный на рычажном элементе, и/или фиксирующий механизм на рычажном элементе, и/или рычажное устройство, расположенное на противоположных концах. Это может быть замыкатель замка, или защелка, или охватывающе-охватываемая конструкция или другое. Она может содержать различные элементы, препятствующие перемещению относительно друг друга элемента для перемещения материала и/или рычажного элемента и/или рамы комбайна, или их комбинации.
Предпочтительно, устройство для перемещения материала содержит по меньшей мере одно приводное устройство, обеспечивающее перемещение элемента для перемещения материала в горизонтальной плоскости между убранным положением и рабочим положением; предпочтительно, указанное по меньшей мере одно приводное устройство также выполняет функцию удерживающего устройства, таким образом, удерживающее устройство и приводное устройство объединены в идентичный блок, причем приводное устройство в рабочем положении может быть использовано в качестве удерживающего устройства, выполненного с возможностью достижения эффекта торможения и фиксации. Предпочтительно, приводное устройство содержит гидравлический цилиндр или цепной ворот, или двигатель, или их комбинацию. Гидравлический цилиндр выполнен с возможностью управления с помощью гидравлического контура, содержащего электромагнитный клапан, управление которым может быть легко встроено в автоматическое устройство. Цепной ворот выполнен с возможностью неподвижного крепления, и его цепь выполнена с возможностью наматывания или сматывания. Двигатель может быть электрическим/гидравлическим и предпочтительно содержит механизм зубчатой передачи, выполненный с возможностью снижения скорости вращения, причем его вращающийся вал может быть соединен с элементом для перемещения материала или с рычажным элементом.
Предпочтительно, каждое из указанных шарнирных соединений, первого и второго, является осью шарнира или шарнирным креплением, имеющим вертикальную ось поворота. В данном случае элемент для перемещения материала выполнен с возможностью полностью опираться на рычажный элемент и удерживается на нем. Тем не менее, возможно использование другого типа шарнирного соединения, например, шаровое шарнирное соединение или универсальное шарнирное соединение, выполненное с возможностью перемещения во всех направлениях, в данном случае, элемент для перемещения материала может содержать колеса или ролики на боковой стороне, выполненные с возможностью перемещения веса элемента для перемещения материала на грунт.
В одном варианте выполнения приводное устройство содержит первое и второе плечи, шарнирно соединенные на одном конце каждого плеча, причем второй конец указанного второго плеча соединен с элементом для перемещения материала, а второй конец указанного первого плеча выполнен с возможностью шарнирного соединения с рамой комбайна в основном месте, расположенном на расстоянии от указанного второго шарнирного соединения, причем приводное устройство содержит приводной элемент, выполненный между указанным первым и вторым плечами с возможностью обеспечения углового смещения между ними. Указанные первое и второе плечи выполнены с возможностью образования деформируемой V-образной конструкции, которая выполнена с возможностью закрытия или открытия с помощью приводного элемента.
Как вариант, приводной элемент содержит гидравлический цилиндр, который одним концом шарнирно соединен с промежуточной точкой указанного второго плеча, а вторым концом шарнирно соединен с указанным первым плечом или основным местом. Использование единственного цилиндра для привода устройства для перемещения материала облегчает управление перемещением.
В другом варианте выполнения приводное устройство содержит первый гидравлический цилиндр, один конец которого шарнирно соединен с рычажным элементом в месте, расположенном на расстоянии от указанного второго шарнирного соединения, а второй конец может быть шарнирно соединен с рамой комбайна в основном месте, расположенном на расстоянии от указанного второго шарнирного соединения; приводное устройство дополнительно содержит второй гидравлический цилиндр, один конец которого шарнирно соединен с дальним концом рычажного элемента, а второй конец шарнирно соединен с элементом для перемещения материала в месте, расположенном на расстоянии от первого шарнирного соединения.
Предпочтительно, элемент для перемещения материала содержит кронштейн и передающую панель, причем передающая панель шарнирно соединена с кронштейном с помощью шарнирного соединения, имеющего горизонтальную ось поворота, а кронштейн соединен с рычажным элементом с помощью шарнирного соединения, имеющего вертикальную ось поворота. Передающая панель может быть выполнена в форме армированной плиты, причем ее дальний конец выполнен с возможностью свободного подъема вверх, когда плита проходит по неровному грунту, или по склону, или по местному пандусу, что позволяет избежать повреждения устройства для перемещения материала от удара о неровный грунт во время процесса резки, то есть по мере продвижения комбайна вперед.
Как вариант, передающая панель содержит верхнюю часть и нижнюю часть, которая подвижно соединена с верхней частью, и приводящее устройство, которое выполнено с возможностью подъема и опускания нижней части относительно верхней части. Такая установка облегчает перемещение элемента для перемещения материала между убранным и рабочим положениями. В рабочем положении нижняя часть опускается и закрывает промежуток между нижней частью и грунтом, таким образом позволяя эффективно собирать материал на грунте; по мере перемещения нижняя часть, имеющая значительно меньший вес, чем верхняя часть, легко поднимается - без необходимости поднимать всю тяжелую панель, благодаря достаточному пространству под нижней частью, таким образом, перемещение не блокируется неровным грунтом.
Как вариант, удерживающее средство содержит подвижный элемент для фиксации рычажного элемента в убранном положении или в рабочем положении, причем подвижный элемент расположен на расстоянии от указанного второго шарнирного соединения и имеет ответную часть, выполненную с возможностью взаимодействия с дополняющей частью выступающей части рамы комбайна с обеспечением предотвращения поворотного перемещения рычажного элемента; предпочтительно, подвижный элемент выполнен с возможностью перемещения вверх или вниз под действием гидравлического цилиндра, предпочтительно, подвижный элемент является стержнем с выступом в качестве ответной части, и дополняющая часть является углублением.
Подвижный элемент выполняет функцию защелки, которая может иметь углубление защелки, и когда углубление защелки совмещено с выступающей частью рамы комбайна, оно обеспечивает свободный поворот рычажного элемента, а в противном случае блокирует поворот. Смещение подвижного элемента в пределах рычажного элемента возможно только с помощью дополняющей части или углубления выступающей части рамы комбайна в определенных ситуациях, то есть когда рычажный элемент находится в убранном положении или в рабочем положении.
Как вариант, удерживающее средство содержит подвижный элемент для фиксации элемента для перемещения материала относительно рычажного элемента в убранном положении или в рабочем положении, причем подвижный элемент расположен на расстоянии от указанного первого шарнирного соединения и имеет ответную часть, выполненную с возможностью взаимодействия с дополняющей частью на выступающей части рычажного элемента так, что предотвращено поворотное движение элемента для перемещения материала относительно рычажного элемента; предпочтительно, подвижный элемент выполнен с возможностью перемещения вверх или вниз под действием гидравлического цилиндра, предпочтительно, подвижный элемент является штифтом, содержащим выступ в качестве ответной части, и дополняющая часть является углублением.
В соответствии с еще одним аспектом данного изобретения предложен горный комбайн, содержащий раму и режущий механизм, закрепленный на раме, причем горный комбайн дополнительно содержит устройство для перемещения материала в соответствии с любым из предыдущих вариантов выполнения, причем указанное устройство соединено с рамой комбайна так, что элемент для перемещения материала при нахождении в рабочем положении расположен с одной стороны режущему механизму по существу близко к нему, и предпочтительно выступает за переднюю часть режущего механизма. Предпочтительно, в рабочем положении элемент для перемещения материала расположен по существу параллельно продольному направлению комбайна, и он может быть выполнен с возможностью небольшого или некоторого наклона или отклонения в наружном направлении. Как вариант, режущий механизм или его часть могут быть установлены на раме с помощью зубчатого устройства.
В одном варианте выполнения режущий механизм содержит нижний режущий барабан, имеющий поперечную горизонтальную ось вращения, причем режущий барабан содержит режущие инструменты, расположенные с наклоном вверх и/или внутрь, и/или расположенные по спиральной схеме по периферии. Режущие инструменты на вращающемся нижнем режущем барабане помогают перемещать извлеченный материал, собранный с помощью устройства для перемещения материала, по направлению к центральной области комбайна и далее направлять и подавать его на ленточный конвейер.
В другом варианте выполнения режущий механизм содержит по меньшей мере один режущий ротор, имеющий продольную горизонтальную ось вращения, причем каждый ротор содержит по меньшей мере одно плечо и средство в виде ковша или погрузочный ковш, расположенный на нем. Средство в виде ковша или погрузочный ковш выполнены с возможностью выдвижения в заднем направлении (противоположно режущим зубцам), предпочтительно средство в виде ковша или погрузочный ковш или дополнительный ковш выполнены с возможностью выдвижения и убирания на плече ротора - например, выполненного на режущем участке, выполненном с возможностью выдвижения. Предпочтительно, предусмотрены наклоненные внутрь режущие инструменты, расположенные на указанном по меньшем мере одном плече ротора. Во время работы поворотные плечи ротора (правый режущий ротор выполнен с возможностью поворота по часовой стрелке, левый режущий ротор выполнен с возможностью поворота против часовой стрелки если смотреть спереди на фиг. 1А) с помощью средства в виде ковша, перемещают вынутый материал, собранный с помощью устройства для перемещения материала, к центральной области комбайна.
Несмотря на то что проиллюстрированы и описаны предпочтительные варианты выполнения данного изобретения, следует понимать, что в них могут быть внесены изменения и модификации без отступления от объема данного изобретения в его наиболее широком толковании.
Краткое описание чертежей
Далее исключительно в качестве примера описан конкретный вариант выполнения данного изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1А изображает в аксонометрии проходческий комбайн с установленным устройством для перемещения материала согласно конкретному варианту выполнения данного изобретения;
Фиг. 1В изображает частичный вид спереди проходческого комбайна с установленным устройством для перемещения материала согласно конкретному варианту выполнения данного изобретения;
Фиг. 1С изображает частичный вид сверху проходческого комбайна с установленным устройством для перемещения материала согласно конкретному варианту выполнения данного изобретения;
Фиг. 2А изображает вертикальную проекцию устройства для перемещения материала согласно конкретному варианту выполнения данного изобретения;
Фиг. 2В изображает вид сверху устройства для перемещения материала, показанного на фиг. 2А;
Фиг. 3 изображает в аксонометрии устройство для перемещения материала согласно другому конкретному варианту выполнения данного изобретения;
Фиг. 4 изображает частичную аксонометрию в разрезе устройства для перемещения материала в убранном положении;
Фиг. 5 изображает в аксонометрии рычажный элемент в разрезе;
Фиг. 6 изображает в аксонометрии устройство для перемещения материала согласно конкретному варианту выполнения данного изобретения, показанное с внутренней стороны комбайна.
Подробное описание
На фиг. 1А показан проходческий комбайн, содержащий режущее устройство, выполненное с возможностью резки прямоугольного профиля. Комбайн снабжен устройством 100 для перемещения материала согласно конкретному варианту выполнения данного изобретения. Устройство 100 для перемещения материала, также называемое стругом, находится в своем задвинутом положении и выполнено с возможностью поворота в направлении, указанном стрелкой, в рабочее положение, показанное пунктиром.
Проходческий комбайн содержит самоходный механизм перемещения, например, гусеницы. Механизм перемещения поддерживает, например с помощью ходовой части, раму 114 комбайна, на которую опирается режущая стрела, которая, в свою очередь, поддерживает две вращательные бурильные головки или так называемые вращающиеся режущие головки 121 и 122, имеющие одинаковую конструкцию. Режущая стрела выполнена с возможностью регулировки в вертикальном направлении с помощью соответствующего регулирующего средства, например, гидравлических цилиндров.
Две режущие головки 121 и 122 расположены параллельно в ряд на передней части комбайна, причем каждая головка имеет горизонтальную ось 125, 126 вращения, по существу выровненную с продольным направлением комбайна. Каждая режущая головка является трехплечим режущим ротором, причем каждое его плечо выполнено с возможностью установки закрепленных на нем отдельных режущих элементов и содержит режущий участок 128, который выполнен с возможностью выдвижения и втягивания в радиальном направлении. Каждое плечо также содержит компонент в виде ковша, или скребковое средство, или плужное средство, или погрузочный ковш, или подобный компонент (не показан), выполненный с возможностью направления вынутого материала, предпочтительно компонент в виде ковша или подобный ему выполнен с возможностью выдвижения или втягивания совместно с режущим участком 128. Указанные две режущие головки 121 и 122 выполнены с возможностью приведения в действие во взаимно противоположных направлениях вращения синхронизированным образом.
Несмотря на то, что описаны трехплечие вращательные режущие головки 121 и 122, следует понимать, что возможно использование бурильных головок, имеющих другие конфигурации. Возможно использование любой конфигурации вращательной бурильной головки, например, двуплечей или одноплечей бурильной головки или подобной.
Кроме того, проходческий комбайн содержит пару режущих барабанов 120 и 123, каждый из которых имеет горизонтальную ось 124, 131 вращения, которая поперечна продольному направлению комбайна. Режущие барабаны установлены соответственно на опорных плечах барабана, которые выполнены с возможностью поворота вокруг соответствующей оси, параллельной оси вращения режущих барабанов, и приводятся в действие гидравлическим цилиндром так, что режущие барабаны выполнены с возможностью поднятия и опускания относительно рамы 114 комбайна или режущей стрелы соответственно. Каждый режущий барабан на каждом конце может содержать выдвижную концевую секцию 127, соединенную с центральной частью режущего барабана с помощью закрепленного соединения без возможности вращения, но с возможностью перемещения в направлении оси вращения режущего барабана.
На режущих барабанах 120 и 123 установлены режущие блоки, которые разнесены друг от друга по определенной схеме. Например, на окружности режущих барабанов может быть образована спираль, или набор спиралей, или спиральный контур.
На фиг. 1А также показано грузозахватное средство 130, например цепной конвейер, проходящий в продольном направлении комбайна за пределы концевой части рамы 114 комбайна и предназначенный для выгрузки вынутого материала в направлении назад.
На фиг. 2А показана вертикальная проекция струга 100 с наружной стороны комбайна согласно одному варианту выполнения данного изобретения. На фиг. 2В показан вид сверху струга, изображенного на фиг. 2А. Струг 100 находится в рабочем положении, в котором элемент 101 для перемещения материала (называемый отвалом) закреплен на рычажном элементе 102 с помощью первого шарнирного соединения 103. Первое шарнирное соединение 103 может быть шарнирной осью или шарнирным креплением и т.п., а отвал 101 содержит на ближнем конце штифт или болт, который выполнен с возможностью вставки в отверстие под штифт, расположенное на дальнем конце рычажного элемента 102. Рычажный элемент 102 выполнен с возможностью соединения с рамой 114 комбайна шарнирным соединением 104, аналогичным первому шарнирному соединению 103. Рама 114 комбайна может содержать выступающую часть 303, выполненную в форме литой проушины или штока, содержащего штифт или болт, который выполнен с возможностью вставки в отверстие под штифт, выполненное на ближнем конце рычажного элемента 102.
Отвал 101 содержит кронштейн 141 и передающую панель 142, причем кронштейн 141 установлен на рычажном элементе 102 с помощью штифтового соединения 103, а панель 142 может быть ребристой армированной плитой прямоугольной формы и ориентирована вертикально или немного наклонена (наклонена наружу в рабочем положении, см. фиг. 1B). Панель шарнирно установлена на кронштейне 141 с помощью шарнирного соединения 112, имеющего горизонтальную ось поворота, и нижняя часть панели 142 опирается на кронштейн 141. Штифтовое соединение 112 обеспечивает свободный переворот панели 142 в направлении против часовой стрелки, когда панель 142 наталкивается на неровность или наклон грунта.
Для фиксации отвала 101 в фиксированном положении возможно применение различных удерживающих средств. При продвижении комбайна и выталкивании вынутого материала вперед, струг 100 в рабочем положении должен выдерживать силу противодействия. Данная сила может значительно поглощаться с помощью фиксирующего устройства, например рычага 109, механизма 301 и 305 защелки и рычажного устройства 105.
Для обеспечения фиксации рычажного элемента 102 на месте, в качестве поддерживающей опоры предусмотрен рычаг 109, один конец которого выполнен с возможностью крепления на раме 114 комбайна в точке 115 поворота, второй конец 116 соединен с рычажным элементом 102. Для приспособления к разным рабочим положениям отвала 101, рычаг выполнен телескопическим или регулируемым по длине или просто заменяемым рычагом другой требуемой длины. Он может иметь паз, выполненный с возможностью вставки штифта рычажного элемента 102 в немного регулируемом положении. Рычаг 109 должен быть установлен при достижении отвалом 101 рабочего положения и снят перед тем, как отвал 101 вернется в убранное положение.
Рычажное устройство 105 может быть выполнено с возможностью поддержки отвала 101. Оно содержит первое плечо 106 и второе плечо 107, которые шарнирно соединены вместе в положении «голова к хвосту» с обеспечением образования деформируемой V-образной конструкции. Ближний конец первого плеча 106 шарнирно прикреплен к раме 114 комбайна в точке 110 поворота вокруг вертикали. Дальний конец второго плеча 107 шарнирно соединен с отвалом 101 в точке 111 поворота. Кроме того, имеется гидравлический цилиндр 108, выполненный с возможностью фиксации и удерживания V-образной конструкции. Его один конец шарнирно соединен со вторым плечом 107 в промежуточном месте, а второй конец шарнирно соединен с первым плечом 106 в точке 110 поворота. Для выполнения функции удерживания, цилиндр 108 должен находиться под давлением, например должен поддерживаться под постоянным давлением. Цилиндр 108 может быть размещен в открытых пространствах первого и второго плеч 106, 107 (фиг. 6, фиг. 2А).
Местоположение набора точек 110 и 111 и 103 поворота может быть выбрано так, что рабочее положение первого шарнирного соединения 103 отстоит от линии, соединяющей оба конца 110 и 111 рычажного устройства 105. Первое шарнирное соединение 103 расположено на той же стороне, что и элемент 101 для сбора материала относительно указанной линии. Это позволяет отвалу 101 отклоняться наружу при втягивании цилиндра 108.
Механизм 301 защелки и механизмы 304 и 305 защелки показаны на фиг. 4 и 5.
На фиг. 4 показана частичный вид в аксонометрии в разрезе струга в убранном положении. На фиг. 5 показана вертикальная аксонометрия рычажного элемента в разрезе. Рама 114 комбайна содержит выступающую часть или гнездо или выступ 303, содержащий штифт или болт, который может быть вставлен в отверстие 321 под штифт, расположенное на ближнем конце рычажного элемента 102. Выступающая часть 303 имеет частично по существу круглое сечение, которое соосно шарнирному соединению 104, причем выступающая часть 303 имеет углубления 311, 312 на окружной периферии. Кронштейн 141 содержит выступающую часть 304, которая выполнена с возможностью соосного поворота вокруг шарнирного соединения 103. Выступающая часть 304 имеет в некоторых местах по существу окружную периферию, в которых она имеет углубления 313, 314.
Что касается рычажного элемента 102, его ближний конец имеет пару отверстий 321 под штифт, которые выполнены с возможностью вставки штифта или болта для образования шарнирного соединения с выступающей частью 303. Аналогично, его дальний конец имеет пару отверстий 322 под штифт, которые выполнены с возможностью вставки штифта кронштейна 141 для образования шарнирного соединения 103.
Пара параллельных балок для защелок, также называемых подвижными элементами 301 и 305, являются частью фиксирующего узла, размещены с возможностью перемещения или скольжения в рычажном элементе 102 и имеют набор углублений 307 и 309. Параллельные балки для защелок присоединены к общей соединяющей балке 310, выполненной с возможностью вертикального перемещения между набором положений и приводимой в действие с помощью гидравлического цилиндра 302. Цилиндр 302 встроен в рычажный элемент 102 и соединен с серединой соединяющей балки 310.
При совмещении с выступающей частью 303, углубление 309 позволяет выступающей части 303 свободно проходить через него, таким образом позволяя рычажному элементу 102 свободно поворачиваться вокруг шарнирного соединения 104 во время перемещения отвала 101. Когда рычажный элемент 102 находится в убранном положении или в рабочем положении, углубление 311, 312 позволяет балке 305 для защелок свободно перемещаться вниз до тех пор, пока выступ 308 на балке 305 для защелок не войдет ответно в указанное углубление. Таким образом заблокирован поворот рычажного элемента 102 вокруг шарнирного соединения 104.
Подобное удерживающее устройство представлено между отвалом 101 и рычажным элементом 102. Углубление 307 на балке 301 для защелок позволяет выступающей части 304 отвала 101 свободно проходить через него, таким образом позволяя отвалу 101 свободно поворачиваться вокруг шарнирного соединения 103 в убранном положении или в рабочем положении. Углубление 313, 314 позволяет балке 301 свободно перемещаться вниз до тех пор, пока выступ 306 на балке 301 ответно не войдет в углубление 313, 314, таким образом предотвращая относительный поворот между отвалом 101 и рычажным элементом 102 вокруг шарнирного соединения 103.
Фиксирующий узел содержит стопорную защелку 113 (фиг. 2В) и подвижные элементы 301, 305. Фиксирующий узел может использоваться для взаимодействия с соединителем на конце отвала 101 для фиксации отвала 101 относительно рычажного элемента 102 при достижении рабочего положения. Стопор 117, добавленный на раму 114 комбайна, упирается в рычажный элемент 102 для ограничения дальнейшего поворота рычажного элемента 102.
Для того, чтобы адаптироваться к различной ширине профиля резки, возможно легко реализовать или приспособить дополнительную систему удерживающих средств на основе второго рабочего положения, например, с помощью выбора телескопического рычага 109 или просто с использованием рычага другой длины, или выбрать гидравлический цилиндр 108 с достаточной длиной хода, или выполнить дополнительное углубление на выступающей части 303 рамы комбайна и на выступающей части 304 отвала 101. Стопорная защелка 113 и стопор 117 выполнены с возможностью регулировки или перемещения на месте, или возможно добавление дополнительного элемента.
Кроме того, крепежный элемент 118 на раме 114 комбайна выполнен с возможностью надежного крепления отвала в убранном положении.
В проиллюстрированных выше вариантах выполнения выступающая часть 303 описана как часть рамы 114 комбайна, тем не менее, она может быть выполнена в качестве части рычажного элемента 102. В таком случае, часть 303 надежно закреплена на раме 114 комбайна и содержит или удерживает указанное второе шарнирное соединение 104, оставшаяся часть рычажного элемента 102 шарнирно соединена на части 303 вокруг указанного второго шарнирного соединения 104.
Для приведения в действие отвала 101 возможно использование рычажного устройства 105, содержащего телескопический рычаг 109 и первый и второй цилиндры 205, 206, в дополнение к использованию его в качестве удерживающего средства. Гидравлический цилиндр 108 служит для открытия и закрытия V-образной конструкции, когда отвал 101 находится в убранном положении, V-образная конструкция находится в закрытом состоянии, цилиндр 108 не находится под давлением; когда цилиндр 108 находится под давлением, управляемым гидравлическим контуром, например, содержащим электромагнитный клапан, он открывает V-образную конструкцию до тех пор, пока отвал 101 не достигнет рабочего положения.
На фиг. 6 проиллюстрирована установка отвала 101, причем передающая панель 142 содержит верхнюю плиту 401 и нижнюю плиту 402, которая вертикально скользящим образом соединена с верхней плитой 401, причем указанное скользящее перемещение направляется крышкой 403 с помощью гидравлического цилиндра 207 (см. фиг. 3). Цилиндр 207 установлен на противоположной стороне панели 142 и ориентирован по существу вертикально, он соединяет нижнюю плиту 402 с верхней плитой 401.
На фиг. 3 показан струг согласно дополнительному конкретному варианту выполнения данного изобретения. Отвал 101 и рычажный элемент 102 выполнены с конструкцией, подобной предыдущему варианту выполнения, проиллюстрированному на фиг. 2А и фиг. 2В. Струг 100 содержит первый гидравлический цилиндр 205, шарнирно соединенный между точкой 208 поворота на раме 114 комбайна и промежуточным соединителем 209 рычажного элемента 102, причем цилиндр 205 выполнен с возможностью работы в качестве приводного устройства, обеспечивающего поворот рычажного элемента 102, а также в качестве удерживающего средства, обеспечивающего блокировку поворота рычажного элемента 102 при нахождении под давлением.
Струг 100 также содержит второй гидравлический цилиндр 206, шарнирно соединенный между шарнирным выступом 210 рычажного элемента 102 и ребром 211 отвала 101, которое расположено на расстоянии от указанного выступа 210. Цилиндр 206 выполнен с возможностью работы в качестве приводного устройства, обеспечивающего регулировку положения элемента 101 относительно рычажного элемента 102. Цилиндр также служит в качестве удерживающего средства, обеспечивающего блокировку элемента 101 относительно рычажного элемента 102 в рабочем положении при нахождении под давлением. Указанные первый и второй цилиндры 205 и 206 являются частью рычажного устройства.
На фиг. 1B показан частичный вид спереди струга проходческого комбайна, который выдвинут в его рабочее положение. На фиг. 1С показан соответствующий частичный вид сверху проходческого комбайна, показанного на фиг. 1B, где номером 121 позиции на данном чертеже обозначена траектория режущего ротора. Струг 100 расположен по существу параллельно продольному направлению комбайна и расположен на одной стороне и по существу близко к режущему устройству, оставляя немного свободного места между передающей панелью 101 и нижним барабаном 120, причем отвал проходит вперед примерно на 500 мм за пределами режущего ротора и выполнен с возможностью небольшого наклона или откидывания наружу, что помогает собирать и направлять материал, срезанный с помощью ротора 121 и верхнего и нижнего режущих барабанов.
Для первого рабочего прохода струг 100 расположен в задвинутом положении и находится в убранном положении, причем он не должен выходить за пределы профиля резки, даже за пределы самого узкого профиля резки. При втором рабочем проходе, резке ниши, поперечной резке, приводится в действие приводное устройство 105, обеспечивающее поворот отвала 101 примерно на 180 градусов к передней части комбайна для достижения рабочего положения.
При резке узкого профиля, рычажный элемент 102 перемещается в рабочее положение, образуя малый острый угол относительно продольного направления комбайна, причем отвал 101 как и в предыдущем примере по существу выровнен с продольным направлением комбайна и параллелен ему, и удерживается на месте с помощью соответствующего удерживающего средства. В зависимости от требуемой ширины профиля резки, отвал 101 выполнен с возможностью расположения в разных регулируемых рабочих положениях и с возможностью фиксации на месте. Тем не менее поддерживается аналогичный размер свободного пространства между передающей панелью 101 и нижним барабаном 120, предпочтительно указанный размер поддерживается минимальным.
При продвижении проходческого комбайна вперед, то есть по мере резки, падающий на грунт извлеченный материал может собираться и скапливаться в пределах зоны между стругом 100 и режущим механизмом, указанный материал перемещается ближе и продвигается вперед посредством перемещения комбайна. На кронштейне ротора расположены наклоненные внутрь режущие инструменты, выполненные с возможностью перемещения вынутого материала по направлению вперед к центральной области комбайна. Кроме того, поворотный кронштейн ротора (направление поворота см. на фиг. 1А) содержит средство в виде ковша или скребковое средство или плужное средство, выполненные с возможностью направления или перемещения извлеченного материала по направлению к центральной области комбайна. Одновременно, совместно с вращением нижнего режущего барабана (вращающегося против часовой стрелки если смотреть со стороны струга на фиг. 1А), расположенные по спиральной схеме по окружности барабана направленные вверх и наклоненные внутрь режущие инструменты выполнены с возможностью передвижения вынутого материала по направлению к центральной области комбайна, с другой стороны, с возможностью переворота собранного в центральной области материала к центральному ленточному конвейеру.
Проходческий комбайн может использоваться в горнодобывающей промышленности для проходки шахт и туннелей, в частности для выемки материала в угольной или калийной шахте.
1. Устройство (100) для перемещения вынутого материала, содержащее:
элемент (101) для перемещения материала, предназначенный для сбора вынутого материала, лежащего на грунте,
рычажный элемент (102),
причем указанное устройство выполнено с возможностью присоединения к раме (114) комбайна и содержит удерживающее средство (105, 109, 113, 205, 206, 301, 304, 305), предназначенное для предотвращения перемещения элемента (101) для перемещения материала, находящегося в рабочем положении, относительно рамы (114) комбайна, при этом удерживающее средство выполнено с возможностью присоединения между элементом (101) для перемещения материала и рамой (114) комбайна, или между рычажным элементом (102) и рамой (114) комбайна, или между элементом (101) для перемещения материала и рычажным элементом (102),
отличающееся тем, что элемент (101) для перемещения материала соединен с рычажным элементом (102) на его дальнем конце с помощью первого шарнирного соединения (103), и рычажный элемент (102) на его ближнем конце содержит по меньшей мере часть узла соединения для образования второго шарнирного соединения (104) с рамой (114) комбайна, при этом устройство содержит по меньшей мере одно приводное устройство (105), предназначенное для перемещения элемента (101) для перемещения материала в горизонтальной плоскости между убранным положением и рабочим положением,
причем приводное устройство (105) содержит первое и второе плечи (106, 107), шарнирно соединенные вместе на одном из концов каждого плеча, при этом второй конец второго плеча (107) шарнирно соединен с элементом (101) для перемещения материала, а второй конец первого плеча (106) выполнен с возможностью шарнирного присоединения к раме (114) комбайна в основном месте (110), расположенном на расстоянии от второго шарнирного соединения (104),
причем приводное устройство (105) содержит приводной элемент, расположенный между указанными первым и вторым плечами и выполненный с обеспечением возможности углового перемещения между ними.
2. Устройство по п.1, в котором указанное удерживающее средство содержит
фиксирующий узел (113, 301, 305), выполненный на рычажном элементе (102), и/или фиксирующий механизм (304) на элементе (101) для перемещения материала, и/или рычажное устройство (105, 109, 205, 206).
3. Устройство по п.1 или 2, в котором каждое из шарнирных соединений, первое соединение (103) и второе соединение (104), представляет собой ось шарнира или шарнир, имеющий вертикальную ось поворота.
4. Устройство по любому из пп.1-3, в котором указанный приводной элемент содержит гидравлический цилиндр (108), который одним концом шарнирно соединен с промежуточной точкой второго плеча (107), а вторым концом шарнирно соединен с первым плечом (106).
5. Устройство по любому из пп.1-4, в котором указанное приводное устройство содержит первый гидравлический цилиндр (205), один конец которого шарнирно соединен с рычажным элементом (102) в месте, расположенном на расстоянии от второго шарнирного соединения (104), а второй конец шарнирно соединен с указанной рамой комбайна в основном месте (208), расположенном на расстоянии от второго шарнирного соединения (104), причем указанное приводное устройство также содержит второй гидравлический цилиндр (206), один конец которого шарнирно соединен с дальним концом (210) рычажного элемента (102), а второй конец шарнирно соединен с элементом (101) для перемещения материала в месте, расположенном на расстоянии от первого шарнирного соединения (103).
6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором элемент (101) для перемещения материала содержит кронштейн (141) и передающую панель (142), причем передающая панель шарнирно соединена с указанным кронштейном с помощью шарнирного соединения (112), имеющего горизонтальную ось поворота, а кронштейн соединен с рычажным элементом (102) с помощью шарнирного соединения (103), имеющего вертикальную ось поворота.
7. Устройство по п.6, в котором передающая панель (142) содержит верхнюю часть (401) и нижнюю часть (402), которая подвижно соединена с указанной верхней частью, и приводящее устройство (207), которое выполнено с возможностью подъема и опускания указанной нижней части относительно указанной верхней части.
8. Устройство по любому из пп.1-7, в котором удерживающее средство содержит подвижный элемент (305), предназначенный для фиксации рычажного элемента (102) в убранном положении или в рабочем положении, причем подвижный элемент (305) расположен на расстоянии от второго шарнирного соединения (104) и содержит ответную часть (308), выполненную с возможностью взаимодействия с дополняющей частью (311, 312) выступающей части рамы (114) комбайна с обеспечением предотвращения поворотного перемещения рычажного элемента (102).
9. Устройство по любому из пп.1-8, в котором указанное удерживающее средство содержит подвижный элемент (301), предназначенный для фиксации элемента (101) для перемещения материала относительно рычажного элемента (102) в убранном положении или в рабочем положении, причем подвижный элемент (301) расположен на расстоянии от первого шарнирного соединения (103) и содержит ответную часть (306), выполненную с возможностью взаимодействия с дополняющей частью (313, 314) на выступающей части рычажного элемента (102) с обеспечением предотвращения поворотного перемещения элемента (101) для перемещения материала относительно рычажного элемента (102).
10. Горный комбайн, содержащий раму, режущий механизм, установленный на указанной раме, и устройство по любому из пп.1-9, причем указанное устройство соединено с рамой комбайна так, что элемент (101) для перемещения материала при нахождении в рабочем положении расположен с одной стороны указанного режущего механизма вблизи него.
11. Комбайн по п.10, в котором режущий механизм содержит нижний режущий барабан (120), имеющий поперечную горизонтальную ось вращения, причем режущий барабан имеет режущие инструменты, расположенные с наклоном вверх и/или внутрь и/или расположенные по спиральной схеме по его периферии.
12. Комбайн по п.10 или 11, в котором режущий механизм содержит по меньшей мере один режущий ротор (202), имеющий продольную горизонтальную ось вращения, причем каждый ротор содержит по меньшей мере одно плечо и средство в виде ковша, расположенное на плече.
