Дата опубликования описания 23.06.82 (Щ УДК 622. 232..72:622.26 (088.8), Г.Г.Алексеев, К.И.Зенин, И .Д.фишман, Н.И.Ярсцкий и А.В.Швиченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ КОПИ Р-УСТРОЙСТВО

ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА

Изобертение относится к горнопроходческой технике, в частности к роторному исполнительному органу проходческого цита, предназначенного по преимуществу для работы по крепким породам.

Известно копир-устройстцр для проходки тоннелей в средних и крепких горных породах, включаюцее гидродомкрат, на ползуне которого крепится электродвигатель с диском.

На диске установлены шарнирно резцы.

Выдвижением гидроцилиндра управляет золотник, взаимодействуюций с кулачком, причем кулачок вращается синхронно с ротором рабочего органа. При прохождении криволинейной выработки во избежание заклинивания оболочки цита при развороте последнего копир-устройство осуществляет дополнительную подработку стенки тоннеля в сторону поворота, придавая сечению выработки форму, приближенную к эллипсу. При вращении ротора золотник взаимодействует с кулачком, в результате чего копир-ин-. струмент выдвигается гидродомкратом из врацаюцегося ротора в определенной точке окружности выработки, снимает стружку на заданную толщину.и на за,данном угле поворота ротора, а затем втягивается в исходное положение.

Указанный цикл повторяется с каждым. оборотом ротора исполнительного органа цита (1).

Недостатками описанного устройства являются сложность и ненадежность его конструкции, обусловленные наличием в забойной зоне, насьхденной пылью и грязью, электродвигателя и шарнирных механизмов, а также ограниченный диапазон применения устройства по фактору крепости пород, так как резцы эффективно работают по породам крепостью 500-600 кгпв-. /cM,Кроме того, один копир-инструмент не обеспечивает необходимой маневренности щита при проходке по крепким породам ввиду ограниченности толщины снимаемой стружки. По указанным причинам эти копир-устройства не нашли практического применения.

Наиболее близким к предлагаемому является гидравлическое копир-устройство проходческого щита, содержащее копир-инструменты и их гидроцилиндры подачи, установленные на роторе, гидронасос, гидрозолотники управления гидроцилиндрами подачи, 937725 кулачок управления гидрозолотниками и соединительные трубопроводы (2).

Недостатком известного копир-устройства является резкое снижение маневренности щита, оснащенного уст" ройством, при проведении криволинейных выработок в крепких породах. так как рабочие грани копир-резцов устан влены на одинаковом расстоянии оТ центра вращения ротора, то толщина стружки, .снимаемой резцами, одинакова дпя обоих резцов и равна величине дополнительной подработки стенки выработки. Допустимая толщина стружки на породораэрушающий инструмент по услсвиям прочности составляет для крепких пород 10-15 мм. В то же вре мя для обеспечения маневренности щита„ в зависимости от радиуса кривизны проводимой выработки, величина подработки стенки выработки должна составлять до 100 мм. В результате этого при проведении выработки. в крепких породах устройство не обес йечивает требуемой величины подработки стенки выработки и поэтому подработка стенки выработки осуществляется буровзрывным способом.

Радиальное смещение копир-инструментов один относительно другого без смещения в осевом. направлении приводит к резкому увеличению нагрузок на один иэ копир-инструментов и поэтому таКое смещение не применяется.

Другой недостаток этого устройства заключается в его сложности, вызванной введением в схему трех компенсаторов, механизма управления, связанного непосредственно с ним гидронасоса с механизмом возвратно-поступательного движения и др. Кроме того при количестве копир"резцов, отличном от двух (например, при трех или при двух копир резцах, расположенных диаметрально), предлагаемое устройство не работоспособно.

Цель изобретения вЂ” повышение маневренности проходческого щита при проведении криволинейной выработки в крепких породах путем увеличения подработки стенки выработки.

Поставленная цель достигается тем что в гидравлическом копир-устройстве проходческого щита с роторным исполнительным органом, содержащем копир-инструменты и их гидроцилиндры подачи, установленные на роторе, гидронасос, гидроэолотники и соединительные трубопроводы, на роторе щита установлено несколько копиринструментов со смещениеммих один относительно другого как в осевом, так и в радиальном направлении, На фиг.1 изображена схема взаимного расположения ротора проходческого щита и узлов копир-устройства, вид со стороны забоя; на фиг.2 " то

<:«e, вид сбоку; на фиг.3 - принципиальная схема копир-устройства на фиг.4 - схема взаимного расположения копир-инструмента при расширении выработки копир-устройством (копиринструменты условно совмещены в одной плоскости).

1 идравлическое копир-устройство о проходческого щита содержит копиринструменты 1-3, соединенные со штоками гидроцилиндров подачи 4-6 и ус10 тановленные на роторе 7 со смещением друг относительно друга в осевом направлении на величину Я, не меньшую максимальной подачи ротора 7 за один оборот.

15 Режущая кРомка копир-инстурмента

1 в выдвинутом положении находится на расстоянии R от оси вращения ротора 7. При этом Rq больше радиуса выработки, пройденной испслнительным органом проходческого щита, на величину h, равную толщине стружки, снимаемой копир-инструментом 1, и не превышающую значения максимальной допустимой толщины стружки..

Копир-инструмент 2 смещен в радиальном направлении относительно копир-инструмента 1 к периферии ротора 7 на величину и и в выдвинутом

)положении его режущая кромка находится на рас тоянии В =В„+Ь от оси вращения ротора 7. Аналогично относительно копир-инструмента 2 смещен в радиальном направлении кспир-инструмент 3, Режущая. кромка которого в выдвинутом положении -находится на расстоянии R от оси вращения ротора 7. Копир-устройство содержит также трубопроводы 8, соединяющие гидроцилиндры подачи 4-6 и гидрозолотники 9-11, управляющие гидроцилиндра40 ми подачи, кулачок 12 управления гидрозолотниками 9-11„ кинематически соединенный с валом 13 исполнительного органа, гидромуфту 14 для передачи рабочей жидкости на вращающийся ротор 7, гидронасос 15, напорный

16 и сливной 17 трубопроводы, соединяющие гидрозолотники 9-11 с гидронасосом 15 и баком с рабочей жидкостью 18, гидроаккумулятор 19, подключенный к напорному трубопроводу 16, и предохранительный клапан

20. Гидравлическая система копирустройства заполнена рабочей жидкостью.

5э

Гидравлическое копир-устройство проходческого щита работает следующим образом.

Рабочая жидкость из гидронасоса

15 по напорному трубопроводу 16 подается на гидрозолотники 9-11. При

6О вращении ротора 7 проходческого щита вращается вал 13 исполнительного органа и соединенный с ним кулачок

12. В результате взаимодействия кулачка 12 и гидроэолотников 9-11 при

65 определенных положениях ротора 7

937725

Формула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 117018, кл. Е 21 D 9/06, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 562650, кл. E 21 0 9/08, 1975, (прототип). очередной гидрозолотник подключает поршневую полость соответствующего цилиндра через гидромуфту 14 к напорному Трубопроводу 16, а штоковую полость - к сливному трубопроводу 17.

Шток гидроцилиндра выдвигается. Ана-5 логично происходит втягивание штоков гидроцилиндров подачи 4-6. При выдви:жении штока одного из гидроцилиндров подачи 4-6 связанный с ним копиринструмент также выдвигается и раз- 10 рабатывает породу по контуру забоя.

Ротор 7 исполнительного органа при этом подается на забой. 3а один оборот ротор 7 подается на забой на велйчину t. Копир-инструмент 1 снима-15 ет стружку, ширина которой равна по величине подаче t ротора 7 исполнительного органа .за один оборот, а толщина h не больше допустимой толщины стружки. Вследствие того, что копир-инструмент 2 смещен относительно копир-инструмента 1 в осевом направлении на величину $, превышаюшую величину максимальной no" дачи ротора 7 исполнительного органа эа один оборот, то он работает на участке, уже расширенном копиринструментом 1. A так как копиринструмент 2 смещен в радиальном направлении относительно копир-инструмента 1 к периферии ротора 7 на величину h, не большую допустимой толщины стружки, то копир-инструмент 2 также расширяет выработку на величину h. Аналогично происходит дальнейшее расширение выработки в 35 сторону поворота проходческого щита копир-инструментом 3 и т.д. При этом каждый копир-инстурмент 1-3 снижает стружку, ширина которой равна величине подачи ротора 7 эа обо- 4() рот, а толщина - величине смещения копир-инструмента относительно предыдущего в радиальном направлении, посТепенно расширяя выработку. В итоге общее увеличение радиального размера выработки в направлении поворота проходческого щита, определяющее его маневренность, равно сумме толщин стружек h, снимаемых всеми копир-инструментами 1-3. Таким образом, ограничение максимальной толщины стружки, снимаемой одним копир-инструментом (10-15 мм при проведении выработки в крепких породах), в предлагаемом устройстве ие приводит к снижению маневренности проходческого щита, а расположение копир-инструментов со сдвигом друг:.относительно друга позволяет увеличить величину подработки стенки тоннеля в сторону поворота щита при проведении тоннеля в крепких породах. При применении предлагаемого устройства величина подработки стенки тоннеля не ограничена величиной допустимой толщины стружки, а превышает ее в несколько раз. В результате корпус щита имеет возможность беэ заклинивания развернуться в тоннеле на больший угол-, и маневренность щита значительно превышается.

Гидравлическое копир-устройство проходческого щита с роторным исполнительным органом, содержащее копиринструменты и их гидроцилиндры пода" чи, установленные на роторе, гидронасос, гидрозолотники управления гидроцилиндрами подачи, кулачок управления гидрозолотниками и соединительные трубопроводы, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения маневренности проходческого щита при проведении криволинейной выработки путем увеличения подработки стенки выработки, на роторе щита установлено несколько копир-инструментов со смещением их один относительнодругого как в осевом,так и в радиальном направлении °