Исполнительный орган горной машины

 

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для использования преимущественно в очистных комбайнах. Исполнительный орган включает закрепленный на полом валу привода цилиндрический корпус, жестко установленную на корпусе погрузочную лопасть и установленные в пазах по торцевой поверхности лопасти резцедержатели и резцы с вынесенными за торец лопасти режущими кромками. Внутри корпуса расположена эксцентриковая ступица, обращенная к корпусу эксцентрично расположенная внешняя поверхность ступицы выполнена с возможностью передачи вращающего момента с вала привода непосредственно на корпус. Ступица прикреплена к корпусу посредством упорной шайбы и кольцевого паза, выполненного на внутренней поверхности корпуса, а также посредством опорного элемента, двух полуколец и фиксирующего кольца с пружинной шайбой. Исполнительный орган горный машины сварной конструкции обеспечивает нормальные условия труда шахтеров, повышает производительность комбайна в высоконагруженных очистных забоях, а также выход крупно-средних сортов угля и, следовательно, уменьшает выход пылевых фракций. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к горной промышленности, преимущественно к угольной, и может быть использовано в горных машинах, в основном в очистных комбайнах, предназначенных для выемки угля в высоконагруженных очистных забоях, обеспечивающих взрывозащиту и улучшение экологических условий труда.

Известен исполнительный орган очистного комбайна с фазовой подачей воды под давлением от 20 до 150 МПа ("High pressure water jet assisted cutting system for shearer loaders". Mining magazine. September, 1987, 38, p. 238-241), включающий редуктор с встроенными радиально-поршневыми насосами, эксцентрично установленный роликовый подшипник, обратный клапан, резцы и оросители, при этом поршни сообщены непосредственно с устьями сопел оросителей.

Недостатками этого исполнительного органа являются слишком высокое и небезопасное для обслуживающего персонала давление воды, высокий расход мощности, необходимый для работы девятиплунжерного насоса (42 кВт, сверх мощности, расходуемой при холостом вращении вала исполнительного органа) и недостаточно высокая эффективность пылеподавления (относительно традиционного способа пылеподавления с использованием оросителей показатель запыленности воздуха по содержанию подсчитанных частиц пыли остался без изменения) несмотря на среднее уменьшение усилия подачи при работе комбайна на 16%, снижение расхода мощности на резание на 18%, увеличение срока службы резцов в 10-20 раз и снижение общего расхода воды на комбайне на 40%.

Известен исполнительный орган горного комбайна (авт. св. СССР N 1265313, E 21 C 25/04, 27/24, опубл. 1986 - второй вариант), включающий вращающийся полый барабан с окнами и приводом, подвижные отбойно-скалывающие элементы и их привод, установленные внутри барабана приводные копиры, пазы которых расположены с переменным расстоянием от поверхности барабана, а отбойно-скалывающие элементы снабжены двумя роликами, один из которых расположен в направляющих барабана, а другой - в пазу приводного копира, при этом приводные копиры выполнены в виде дисков с пазами, геометрическая ось которых эксцентрична оси вращения барабана.

Основным недостатком этого исполнительного органа является сложность конструкции и, в связи с этим, низкая надежность работы.

Наиболее близким по технической сущности является исполнительный орган горной машины, включающий закрепленный на полом валу привода цилиндрический корпус, жестко установленную на корпусе погрузочную лопасть и установленные в пазах по торцовой поверхности лопасти резцедержатели и резцы с вынесенными за торец лопасти режущими кромками (авт. св. СССР N 1656119, E 21 C 25/04, опубл. 1991 г.).

Этому исполнительному органу присуща низкая надежность работы, и следовательно, низкая производительность, поскольку ступица, расположенная внутри корпуса, имеет цилиндрическую форму. Кроме того, при работе этого исполнительного органа невозможно создать безопасные и здоровые условия труда в высоконагруженных очистных забоях по факторам пылевзрывозащиты и пылеподавления, т. к. в нем отсутствует внутренняя разводка орошения с подачей орошающей жидкости на каждый резец.

Положительный эффект изобретения достигается тем, что, с учетом общих признаков наиболее близкого по технической сущности исполнительного органа, он снабжен расположенной внутри корпуса эксцентриковой ступицей, при этом обращенная к корпусу эксцентрично расположенная внешняя поверхность ступицы выполнена с возможностью передачи вращающего момента с вала привода непосредственно на корпус и для придания жесткости установки ступицы она прикреплена к корпусу посредством упорной шайбы и кольцевого паза, выполненного на внутренней поверхности корпуса, а также прикреплена к валу привода посредством опорного элемента, двух полуколец, установленных в кольцевой проточке вала и прижимающих опорный элемент к ступице, и фиксирующего кольца с пружинной шайбой, установленной в кольцевой проточке, выполненной на наружной поверхности двух полуколец, причем эксцентриковая часть ступицы расположена с торцевой стороны вала привода. Кроме того, он снабжен внутренней разводкой орошения с подачей орошающей жидкости на каждый резец. Устье внутренней разводки орошения имеет фильтр для очистки орошающей жидкости, например, от механических примесей, при этом фильтр установлен с торцевой стороны в полом валу привода. Русло внутренней разводки орошения снабжено оросителем, размещенным за резцом с возможностью подачи орошающей жидкости на режущую кромку резца, при этом ороситель имеет фильтр для очистки орошающей жидкости, например, от механических примесей.

Обоснование достижения положительного эффекта от изобретения с помощью отличительных признаков следующее: 1. Перед машиностроителями угольной промышленности поставлена задача: достичь производительности очистных комбайнов 30-50 т/мин, против 10 т/мин в настоящее время.

Слабым местом в существующих ныне исполнительных органах является крепление шнеков на приводном валу комбайна посредством цилиндрических ступиц. При повышенных нагрузках выше упомянутое крепление быстро выходит из строя.

2. Снабжение исполнительного органа эксцентриковой ступицей позволяет решить эту проблему. При этом обращенная к корпусу эксцентрично расположенная внешняя поверхность ступицы (часть ступицы) выполняется с возможностью передачи вращающего момента с вала привода непосредственно на корпус и для придания жесткости установки ступицы она прикрепляется к корпусу посредством упорной шайбы и кольцевого паза, выполненного на внутренней поверхности корпуса, а также прикрепляется к валу привода посредством опорного элемента, двух полуколец, установленных в кольцевой проточке вала и прижимающих опорный элемент к ступице, и фиксирующего кольца с пружинной шайбой, установленной в кольцевой проточке, выполненной на наружной поверхности двух полуколец.

3. Для обеспечения безопасных и здоровых условий труда в высоконагруженных очистных забоях по факторам пылевзрывозащиты и пылеподавления исполнительный орган имеет сварную конструкцию и снабжен внутренней разводкой орошения с подачей орошающей жидкости на каждый резец. Повышение надежности работы оросителей (насадок) от закупорки их сопел обеспечивается установкой в устье и русле внутренней разводки орошения дополнительных фильтров для очистки орошающей жидкости от механических примесей (основной фильтр установлен вне очистного комбайна).

4. В известных технических решениях отличительные признаки в таком сочетании и взаимосвязи не обнаружены.

Сущность изобретения "Исполнительный орган горной машины" поясняется графическими изображениями, где на фиг. 1 показана принципиальная схема исполнительного органа; на фиг. 2 - эксцентриковая ступица с опорными элементами; на фиг. 3 - вид ступицы сбоку на фиг. 2; на фиг. 4 - упорная шайба; на фиг. 5 - разрез на фиг. 4; на фиг. 6 - крепление ступицы на валу привода и устье внутренней разводки орошения; на фиг. 7 - втулка для установки фильтра в устье внутренней разводки орошения; на фиг. 8 - вид втулки сбоку на фиг. 7; на фиг. 9 - резец и ороситель с фильтром в русле внутренней разводки орошения.

Исполнительный орган горной машины включает закрепленный на полом валу 1 привода цилиндрический корпус 2, жестко установленную на корпусе погрузочную лопасть 3 и установленные в пазах 4 по торцевой поверхности 5 лопасти резцедержатели 6 и резцы 7 с вынесенными за торец лопасти режущими кромками 8.

Исполнительный орган снабжен расположенной внутри корпуса эксцентриковой ступицей 9, при этом обращенная к корпусу эксцентрично расположенная внешняя поверхность 10 ступицы выполнена с возможностью передачи вращающего момента с вала привода непосредственно на корпус и для придания жесткости установки ступицы она прикреплена к корпусу посредством упорной шайбы 11 и кольцевого паза 12, выполненного на внутренней поверхности корпуса. С другой стороны ступица прикреплена к валу привода посредством (фиг. 1 и 6) опорного элемента 13, двух полуколец 14, установленных на конце вала и зафиксированных в кольцевой проточке 15 и прижимающих опорный элемент к ступице, и фиксирующего кольца 16 с пружинной шайбой 17, установленной в кольцевой проточке 18, выполненной на наружной поверхности двух полуколец. При этом эксцентриковая часть ступицы расположена с торцевой стороны вала привода.

Исполнительный орган снабжен внутренней разводкой орошения (фиг. 1 и 6-9) с подачей орошающей жидкости на каждый резец. Устье внутренней разводки орошения имеет фильтр 20 для очистки орошающей жидкости от механических примесей, при этом фильтр установлен с торцевой стороны в полом валу привода. Русло внутренней разводки орошения (см. фиг. 9) снабжено оросителем 21, размещенным за резцом 7 с возможностью подачи орошающей жидкости на режущую кромку 8 резца, при этом ороситель имеет фильтр 22 для дополнительной очистки орошающей жидкости, например, от механических примесей.

Ступица в эксцентриковой части имеет два отверстия 23 (фиг. 3-5) для крепления упорной шайбы 11 в кольцевом пазу 12. Остальные три отверстия являются технологическими. Фильтр 20, расположенный в полом валу привода, закреплен во втулке 24 резьбовым соединением (фиг. 6-7). Втулка 24 жестко установлена на торце вала и имеет отверстия 25 и уплотнительный элемент 26 для предотвращения утечек орошающей жидкости.

Орошающая жидкость поступает к оросителям (оросителю 21) по каналам внутренней разводки 27, 28, 29, 30 и 31 (фиг. 1 и 9).

Исполнительный орган горной машины работает следующим образом.

В процессе вращения вала 1 эксцентрично расположенная внешняя поверхность 10 ступицы 9 передает вращающий момент непосредственно на цилиндрический корпус 2 и погрузочную лопасть 3, по торцевой поверхности 5 которой установлены резцы 7 с вынесенными за торец лопасти режущими кромками 8.

Для надежности работы эксцентриковая ступица 9 жестко установлена. С наружной стороны она прикрепляется к корпусу 2 посредством упорной шайбы 11 и кольцевого паза 12, при этом ступица и упорная шайба скрепляются резьбовым соединением. С внутренней стороны ступица прикрепляется к валу 1, опираясь на опорный элемент 13. Опорный элемент 13 прижимается к ступице посредством двух полуколец 14. Полукольца фиксируются в кольцевой проточке 15 вала кольцом 16 и пружинной шайбой 17.

Очищенная от механических примесей орошающая жидкость (1-я стадия очистки проходит вне горной машины) поступает по полому валу 1 к фильтру 20, в котором проходит 2-я стадия очистки. Фильтр 20 установлен в устье внутренней разводки орошения 19 и соединен с втулкой 24 с помощью резьбы. Втулка 24 жестко установлена на торце вала 1 и имеет уплотнительный элемент 26, предотвращающий утечки орошающей жидкости. Из втулки 24 дополнительно очищенная от механических примесей орошающая жидкость поступает по каналам 27, 28, 29, 30 и 31 к фильтру 22, соединенному с оросителем 21. Орошающая жидкость в фильтре 22 проходит 3-ю стадию очистки и подается на режущую кромку 8 резца 7, где вступает в контакт с искрами трения и пылевыми частицами, обеспечивая взрывозащиту и улучшение экологических условий труда.

Экспериментальная проверка исполнительного органа горной машины осуществлена в стендовых и шахтных условиях. Ресурс до ремонта в 2-2,5 раза выше, чем у ближайшего аналога.

Базовый объект (журнал "Уголь", 1996, N 5, с. 30) содержит исполнительные органы очистного комбайна с цилиндрической ступицей, надежность работы которой, как показала экспериментальная проверка, в 2-2,5 раза ниже, чем у предлагаемого исполнительного органа.

Предлагаемый исполнительный орган горной машины устраняет недостатки ближайшего аналога и тем более базового объекта. Снабжение его эксцентриковой ступицей и дополнительной системой очистки орошающей жидкости позволяет обеспечить безопасные условия труда, повысить надежность работы, а следовательно, повысить производительность исполнительных органов в высоконагруженных очистных забоях, а также повысить выход крупно-средних сортов угля и, следовательно, уменьшить выход пылевых фракций.

Формула изобретения

1. Исполнительный орган горной машины, включающий закрепленный на полом валу привода цилиндрический корпус, жестко установленную на корпусе погрузочную лопасть и установленные в пазах по торцевой поверхности лопасти резцедержатели с вынесенными за торец лопасти режущими кромками, отличающийся тем, что он снабжен расположенной внутри корпуса эксцентриковой ступицей, при этом обращенная к корпусу эксцентрично расположенная внешняя поверхность ступицы выполнена с возможностью передачи вращающего момента с вала привода непосредственно на корпус и для придания жесткости установки ступицы она прикреплена к корпусу посредством упорной шайбы и кольцевого паза, выполненного на внутренней поверхности корпуса, а также прикреплена к валу привода посредством опорного элемента, двух полуколец, установленных в кольцевой проточке вала и прижимающих опорный элемент к ступице, и фиксирующего кольца с пружинной шайбой, установленной в кольцевой проточке, выполненной на наружной поверхности двух полуколец.

2. Исполнительный орган по п.1, отличающийся тем, что эксцентриковая часть ступицы расположена с торцевой стороны полого вала привода.

3. Исполнительный орган по п.1, отличающийся тем, что он снабжен внутренней разводкой орошения с подачей орошающей жидкости на каждый резец.

4. Исполнительный орган по пп.1 и 3, отличающийся тем, что устье внутренней разводки орошения имеет фильтр для очистки орошающей жидкости, например от механических примесей, при этом фильтр установлен с торцевой стороны вала привода.

5. Исполнительный орган по пп.1 и 3, отличающийся тем, что русло внутренней разводки орошения снабжено оросителем, размещенным за резцом с возможностью подачи орошающей жидкости на режущую кромку резца, при этом ороситель имеет фильтр для очистки орошающей жидкости, например, от механических примесей.

РИСУНКИ

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