Струг для подземной добычи полезных ископаемых
Изобретение относится к области горного дела, в частности к угольным стругам. Технический результат - увеличение срока службы, уменьшение затрат на изготовление и эксплуатацию. Струг для подземной добычи полезных ископаемых включает корпус струга, перемещающийся вдоль направляющей струга. Корпус струга имеет, по меньшей мере, один опорный элемент для размещения полоза. Полоз имеет, по меньшей мере, одну сформированную на нижней стороне опорную поверхность, которая скользит в рабочем положении полоза по направляющему рельсу направляющей струга. Полоз на своей нижней стороне предпочтительно в области наивысшей нагрузки имеет, по меньшей мере, одну изнашиваемую вкладку. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение касается струга для подземной добычи полезных ископаемых, в частности угольного струга, с корпусом струга, который направляется вдоль направляющей струга, причем корпус струга имеет, по меньшей мере, один опорный элемент для размещения полоза, имеющего, по меньшей мере, одну сформированную на нижней стороне опорную поверхность, которая скользит в рабочем положении по направляющему рельсу направляющей струга.
Подобный струг с полозом известен, например, из DE 3313502. Известный струг направляется своим корпусом струга, который оборудован добычным горным инструментом, вдоль направляющей струга и соединен на обоих концах при помощи опорного элемента с заменяемым полозом. Каждый полоз обладает при этом направляющим башмаком, на который опирается опорный элемент.
В процессе эксплуатации струга полозья скользят поверхностью скольжения, предусмотренной на нижней стороне, по направляющему рельсу направляющей струга. Под действием веса струга и больших усилий, которые должны передаваться в процессе эксплуатации струга от полозьев на направляющий рельс, полозья подвергаются особо высокому истиранию/износу. Поэтому полозья разъемно соединены с корпусом струга для быстрой и простой замены износившихся полозьев. Однако замена износившихся полозьев связана с большими затратами. Полозья, в своей совокупности, являются сравнительно сложными конструктивными элементами, изготовление которых дорого. Их замена может длиться сравнительно долго, и в это время струг будет выведен из эксплуатации, так что выемка угля прекращается.
Задачей изобретения является создание струга названного вначале типа, по меньшей мере, с одним полозом, который не только бы имел долгий срок службы, но и одновременно был бы недорогим в изготовлении и эксплуатации.
Эта задача решается при помощи изобретения тем, что полоз имеет на своей нижней стороне, предпочтительно в области наибольшей нагрузки, по меньшей мере, одну изнашивающуюся вкладку. Оснащенный изнашивающейся вкладкой полоз может более долгое время выдерживать высокие механические нагрузки, чем известные ранее полозья. Для этих целей в области наибольшей нагрузки может эффективно и сосредоточенно применяться более изностойкий материал, который вполне может быть дороже чем основной материал полозьев. Тем самым полозья скользят преимущественно только на изнашивающейся вкладки или, соответственно, на изнашивающихся вкладках.
В предпочтительном усовершенствовании изобретения полоз сформирован в виде шарнирного полоза, который имеет возможность поворотного в перпендикулярной пласту породы плоскости соединения с опорным элементом, причем ось поворота проходит под прямым углом к двум противоположным направлениям скольжения полоза, и при этом, соответственно, одна изнашивающаяся вкладка предусмотрена перед осью поворота, а одна изнашивающаяся вкладка - позади оси поворота. Воздействующее на полоз усилие распределяется на обе изнашивающиеся вкладки, причем соотношение приложенных составляющих силы соответствует обратному соотношению действующих рычагов изнашивающихся вкладок вокруг оси качания. При этом действующие рычаги соответствуют при приближении существующим в направлении скольжения расстояниям между центрами тяжести поверхности обоих поверхностей скольжения изнашивающихся вкладок и оси поворота.
Возможно, что расстояние от одной изнашивающейся вкладки до оси поворота примерно в два раза больше, чем расстояние от другой изнашивающейся вкладки до оси поворота. Это означает, что одна изнашивающаяся вкладки должна принять на себя вдвое большую нагрузку, чем другая изнашивающаяся вкладка. Может быть целесообразным, что расположенная ближе к оси поворота изнашивающаяся вкладка обладает большей эффективной поверхностью и/или более высокой износостойкостью, чтобы добиться равномерного износа на обеих изнашивающихся вкладках. Если, напротив, выбрать очень маленькое расстояние между одной изнашивающейся вкладкой и осью поворота, то данная изнашивающаяся вкладка будет нести почти всю нагрузку, что может привести к соответствующему одностороннему износу изнашивающейся вкладки.
Предпочтительно, чтобы расстояния от обеих изнашивающихся вкладок до оси поворота были бы примерно равны. Благодаря подобному расположению обе изнашивающиеся вкладки подвергаются примерно одинаковой нагрузке и тем самым при одинаковых размерах и износостойкости также изнашиваются примерно в равной степени.
Изнашивающаяся(щиеся) вкладка(и) может/могут быть изготовлены из твердых сплавов, вследствие чего достигается высокая износостойкость. Отдельные изнашивающиеся вкладки к тому же могут иметь изготовленные из твердых сплавов штифты, которые отлиты в матрицу, например, из литой стали. Эта матрица, в свою очередь, может нести основную плиту предпочтительно из материала, поддающегося сварке.
Изготовленные из твердого сплава штифты могут быть расположены в изнашивающейся вкладке таким образом, что они проходят поперек направления скольжения полоза. Их периферический контур может быть сформирован таким образом, что при износе он не будет иметь или образовывать острых кромок, которые могли бы привести к повреждению неподвижного направляющего рельса.
Предпочтительно изнашивающаяся вкладка закреплена с возможностью замены на нижней стороне полоза. Крепление может быть выполнено, например, при помощи резьбового соединения. Однако предпочтительным является вариант, при котором изнашивающаяся вкладка крепится к нижней стороне полоза пайкой или сваркой.
Целесообразна изнашивающаяся прокладка выполнена в виде изнашиваемой пластины, которая вставлена в подогнанное предпочтительно, по существу, прямоугольное углубление на нижней стороне полоза. Изнашиваемая пластина может при этом заканчиваться на одном уровне с нижней поверхностью или слегка выступать.
В предпочтительном развитии изобретения нижняя сторона, по меньшей мере, на одном участке выступает наружу, причем этот участок принимает изнашивающуюся вкладку таким образом, что, по существу, только эта изнашивающаяся вкладка лежит на направляющем рельсе. Тем самым можно гарантировать отсутствие износа в области полоза, в которой не предусмотрен износостойкий материал.
Предпочтительно полоз оснащен крюкообразной насадкой, которая включает в себя выступающее, дистанциированное от направляющего башмака плечо и вместе с направляющим башмаком образует открытый вверх приблизительно U-образный прием для направленной вниз направляющей балки направляющей струга. Поэтому при эксплуатации полоз также направляется в поперечном направлении за счет направляющей балки, которую охватывают плечо и направляющий башмак, т.е. поперек к продольному направлению направляющего рельса.
Предпочтительно направляющий башмак имеет на одной стороне, обращенной к выступающему плечу, высокоподнятый уступ. Высота уступа, соотнесенная с поперечиной крюкообразной насадки, которая соединяет выступающее плечо и направляющий башмак, может быть больше чем высота плеча. Высокоподнятый уступ представляет большую контактную поверхность для направляющего башмака, что снижает износ в этой области. На внутренней стороне плеча и/или на обращенной к плечу поверхности уступа также могут быть предусмотрены изнашивающиеся вкладки.
Направляющий башмак может иметь открытый вверх паз, в который может вводиться опорный элемент струга, причем торцевая сторона паза сформирована в виде шарнирной опоры (гнезда), посредством которой полоз вместе с соответствующим образом сформированным опорным элементом струга образует поворотное соединение.
Другие особенности и преимущества изобретения следуют из нижеследующего описания и чертежей, которыми более подробно поясняются варианты осуществления изобретения.
Фиг.1 - соответствующий изобретению струг с направляющей и установленным на ней корпусом струга, который опирается на полозья, на виде спереди.
Фиг.2 - увеличенное изображение полоза струга согласно фиг.1.
Фиг.3 - полоз согласно фиг.2 на виде сбоку.
Фиг.4 - полоз в перспективе, причем скрытые линии или кромки изображены штриховкой.
Фиг.5 - полоз в перспективе и снизу.
На фиг.1 перед очистным или угольным забоем (не изображены) установлен забойный конвейер 1, из которого представлены только обращенный к забою боковой профиль 2 и основание 3 конвйера. На боковом профиле 2 забойного конвейера 1 со стороны очистного забоя смонтирована направляющая 4 струга, которая, по существу, обозначена только контуром. Направляющая 4 струга, как и забойный конвейер 1, состоит из отдельных звеньев, которые могут по горизонтали и вертикали образовывать незначительные угловые отклонения относительно друг друга. Основная конструкция подобной струговой установки известна и не требует подробного описания.
Направляющая 4 струга имеет нижний направляющий рельс 6, на который опирается корпус 7 струга своими двумя торцевыми концами посредством соответствующих полозьев, из которых на фиг 1 виден только полоз 8. Над направляющим рельсом 6 направляющая 4 струга имеет нижний цепной канал 9 и верхний цепной канал 10, через которые проходит бесконечная цепь 11 для привода корпуса 7 струга вдоль направляющей 4 струга.
На фиг.1 видна одна закрепленная на корпусе 7 струга цапфа 12 для приема не представленной здесь режущей планки, на которой закреплены инструменты для отбойки угля.
В своей верхней области направляющая 4 струга имеет ориентированную вверх направляющую планку 13. Направляющую планку 13 охватывает верхняя направляющая насадка 14 корпуса струга. Между направляющей насадкой 14 и направляющей планкой 13 предусмотрен U-образный направляющий элемент 15, который подвергается повышенному износу и поэтому соединен с направляющей насадкой 14 с возможностью отсоединения и замены. На верхней стороне корпуса 7 струга закреплены крановые петли 16, при помощи которых он может быть поднят подходящим подъемным средством.
Полоз 8 скользит своей нижней стороной 17 по направляющему рельсу 6. Полоз имеет боковой башмак 18, в котором установлен расположенный на корпусе 7 струга и направленный вниз опорный элемент (скрыт, не показан). Через опорный элемент сила тяжести струга 7 и действующие при эксплуатации на струг усилия передаются на полоз 8 и тем самым на направляющую струга 4. Полоз 8 образует U-образный прием 19, который охватывает направленную вниз направляющую балку 20 на направляющей струга, так что поперечные усилия, т.е. усилия, направленные поперек направления движения корпуса струга, могут быть устранены на полозе 8.
Фиг.2 показывает полоз 8 в увеличенном масштабе. Предусмотренный для направляющей балки 20 направляющей 4 струга U-образный прием 19 ограничен на одной стороне крюкообразной насадкой 21, которая образует выступающее плечо 22 приема 19. Плечо 22 закруглено на своих торцевых концах (см, например, фиг.4). Высокоподнятый уступ 23 направляющего башмака 18 образует другое плечо U-образного приема 19. Высота высокоподнятого уступа 23 относительно поперечины 24, соединяющей уступ 23 и плечо 22 U-образного приема 19, больше высоты противолежащего плеча 22. В рабочем положении полоза 8 плечо 22 входит в цепной канал 9 (как показано на фиг.1) и вместе с уступом 23 обеспечивает боковую направляющую полоза 8.
Фиг.3 представляет разрез вдоль линии В-В фиг.2. В разрезе изображены две пластинчатые изнашивающиеся вкладки 25 и 26, которые вставлены в выпуклую нижнюю сторону 17. Изнашивающиеся вкладки состоят из пластин из твердого сплава, которые вставлены в соответственно подогнанные выемки на нижней стороне полоза 8 и закреплены в них при помощи пайки или другим пригодным способом. Ввиду своего изготовления из твердых сплавов изнашивающиеся вкладки являются особенно прочными, так что оснащенный изнашивающимися вкладками полоз обладает значительно долгим сроком службы до необходимой замены полоза на новый. Старый полоз может легко и с незначительными затратами ремонтироваться вследствие простой реставрации только изнашиваемых вкладок, которые, по существу, в одиночку подвергаются высокому износу вследствие переноса силы тяжести и усилий отбойки с корпуса струга на направляющую струга. Даже если расходы на материал, из которого изготовлены изнашивающиеся вкладки, являются высокими, то все же расходы на многократное возможное восстановление полоза ниже чем расходы по замене полоза на полностью новый полоз.
Штриховые линии на фиг.3 изображают торцевые стенки 27 и 28 паза 29 (см. фиг.4), который открыт как вверх, так вниз и образован торцевыми стенками 27, 28 и продольными стенками 30, 31 направляющего башмака 18.
Как видно из фиг.4, торцевая стенка 27 паза 29 выполнена в виде открытой к внутренней стороне паза, цельной, жесткой шарнирной опоре по типу получашки, в которую вставляется с возможностью поворота опорный элемент с соответственно сконструированной шарнирной головкой (не показана), который пригоден для ввода в паз. Противолежащая стенке 27 стенка 28 выполнена как желобковая контактная поверхность, которая принимает выпуклую закругленную заднюю поверхность опорного элемента.
Ось поворота поворотного соединения между опорным элементом корпуса 7 струга и полоза 8 проходит перпендикулярно обоим направлениям скольжения полоза, которые показаны двойной стрелкой 32 на фиг.2. Согласно фиг.3 ось поворота проходит через точку пересечения штриховых линий 33, 34. Соответствующие расстояния от изнашивающейся вкладки 25 и соответственно 26 до оси поворота находятся в соотношении 1:2. Это означает, что, исходя из равновесия моментов вокруг оси поворота, установленная вблизи получашки 27 изнашивающаяся вкладки 25 принимет на себя в два раза большую нагрузку, чем изнашивающаяся вкладка 26. Посредством определения размеров изнашивающейся вкладки относительно ее рабочей поверхности скольжения и ее износоустойчивости можно учитывать различную нагрузку.
На фиг.5 показан полоз 8 в перспективе и снизу. Хорошо видна прямоугольная основная форма обеих пластинчатых изнашивающихся вкладок 25, 26, причем их углы закруглены. Изнашивающиеся вкладки 25, 26 проходят через большую часть общей ширины нижней стороны 17.
Изнашивающаяся вкладка 26 на обращенной к пазу 29 стороне слегка обрезана примерно на половине ее длины, чтобы не мешать вводу опорного элемента струга. Разумеется, изнашивающаяся вкладка 26 может быть расположена удалено от паза 29. Однако это означало бы большее расстояние от оси поворота, вследствие чего соответственно бы возрастала нагрузка на другую изнашивающуюся вкладку 25.
1. Струг для подземной добычи полезных ископаемых, в частности угольный струг, с корпусом (7) струга, который направляется вдоль направляющей струга (4), причем корпус струга имеет, по меньшей мере, один опорный элемент для размещения полоза (8), который имеет, по меньшей мере, одну сформированную на нижней стороне (17) опорную поверхность, которая скользит в рабочем положении полоза (8) по направляющему рельсу (6) направляющей (4) струга, отличающийся тем, что полоз (8) на своей нижней стороне (17) предпочтительно в области наивысшей нагрузки имеет, по меньшей мере, одну изнашивающуюся вкладку (25, 26).
2. Струг по п.1, отличающийся тем, что полоз (8) сформирован в виде шарнирного полоза, который имеет возможность поворотного соединения с опорным элементом, причем ось поворота проходит перпендикулярно двум противоположным направлениям (32) скольжения полоза (8), и при этом одна изнашивающаяся вкладка (25) предусмотрена перед осью поворота, а другая изнашивающаяся вкладка (26) - позади оси поворота.
3. Струг по п.2, отличающийся тем, что расстояние от одной изнашивающейся вкладки (26) до оси поворота примерно в два раза больше, чем расстояние от другой изнашивающейся вкладки (25) до оси поворота.
4. Струг по п.2, отличающийся тем, что расстояние от обеих изнашивающихся вкладок (25, 26) до оси поворота, по меньшей мере, примерно равно.
5. Струг по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что изнашивающаяся вкладка или вкладки (25, 26) выполнены из твердого сплава.
6. Струг по п.1, отличающийся тем, что изнашивающаяся вкладка или вкладки закреплены на нижней стороне (17) полоза (8) с возможностью замены.
7. Струг по п.6, отличающийся тем, что изнашивающаяся вкладка или вкладки закреплены на нижней стороне (17) полоза (8) при помощи резьбового соединения.
8. Струг по п.1, отличающийся тем, что изнашивающаяся вкладка или вкладки закреплены на нижней стороне (17) при помощи пайки или сварки.
9. Струг по п.1, отличающийся тем, что изнашивающаяся вкладка или вкладки сформированы в виде изнашиваемой пластины или, соответственно, пластин, которые вставлены в подогнанное прямоугольное углубление на нижней стороне (17) полоза (8).
10. Струг по п.1, отличающийся тем, что нижняя сторона (17) полоза, по меньшей мере, на одном участке выступает наружу, причем этот участок принимает изнашивающуюся вкладку (25, 26) таким образом, что на этом участке, по существу, только эта изнашивающая вкладка (25, 26) вступает в контакт с направляющей (4) струга.
11. Струг по п.1, отличающийся тем, что полоз (8) снабжен боковой крюкообразной насадкой (21), которая имеет выступающее и дистанцированное от направляющего башмака (18) полоза (8) плечо (22) и образует U-образный проем (19) для направляющей балки (20), расположенной на направляющей (4) струга.
12. Струг по п.11, отличающийся тем, что направляющий башмак (18) на обращенной к выступающему плечу (22) стороне имеет высокоподнятый уступ (23).
13. Струг по п.11, отличающийся тем, что направляющий башмак (18) имеет открытый вверх паз (29), в который имеет возможность вставки опорный элемент, причем торцевая стенка (27) паза выполнена в виде шарнирной опоры, с помощью которой полоз (8) формирует вместе с соответственно сформированным опорным элементом корпуса (7) струга поворотное соединение.
Приоритет по пунктам:
14.01.2004 по пп.1-13.
