Способ разрушения горного массива перекрестными резами

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в проходческо-очистных комбайнах для отбойки горных пород режущим инструментом. Технический результат - снижение энергозатрат и выхода объема мелких фракций породы при разрушении горного массива исполнительными органами комбайнов. Предлагается способ разрушения горного массива перекрестными резами определенной глубины, выполненными роторными и планетарно-дисковыми исполнительными органами. При использовании комбинированного органа разрушения резы планетарно-дискового исполнительного органа располагаются в радиальном направлении, а резы роторного исполнительного органа в тангенциальном в виде концентрических окружностей. Причем глубина резов роторного органа равна глубине резов планетарного органа в местах пересечения резов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в горных комбайнах для разрушения пород средней и ниже средней крепости режущим инструментом.

Известны промышленные способы разрушения соляных пород с помощью планетарно-дисковых и роторных исполнительных органов проходческо-очистных комбайнов [1]. Планетарно-дисковые исполнительные органы разрушают массив расходящимися резами (относительно оси вращения) переменного сечения в радиальном направлении с небольшим смещением в тангенциальном направлении, а роторные - параллельными концентрическими резами постоянного сечения в тангенциальном направлении.

Недостатки указанных способов разрушения исполнительными органами комбайнов обусловлены большими энергозатратами на отбойку соляного массива и выходом мелких фракций руды.

Известен плоскодисковый планетарный орган, отличительная особенность работы которого состоит в том, что резцы перемещаются в пространстве по циклоидным кривым и покрывают забой множеством пересекающихся резов [1, 2, 3].

Исследованиями установлено, что при разрушении горных пород пересекающимися резами снижаются энергозатраты на разрушение и выход мелких фракций горной массы [3, 4].

Недостатки плоскодисковых планетарных исполнительных органов обусловлены тем, что резцы, находящиеся на передней части дисков, разрушают забой с большей толщиной стружки вне зоны эффективного действия перекрестных резов. Резы от резцов, расположенных на задней части дисков, имеют небольшую глубину и объем разрушаемого массива [5]. Кроме того, часть резов располагаются по отношению друг к другу под небольшими углами.

Цель изобретения - снижение энергозатрат и выхода мелких фракций горной массы при разрушении пород исполнительными органами комбайнов посредством перекрестных резов. Для реализации перекрестных резов горный массив одновременно разрушается планетарно-дисковым и роторными исполнительными органами.

Планетарные органы разрушают забой радиально расходящимися резами, а резы роторных органов относительно оси вращения имеют тангенциальное направление в виде концентрических окружностей.

Исполнительный орган проходческо-очистного комбайна представлен на фиг.1-2, а схема резов, выполненных резцами планетарного и роторного исполнительных органов - на фиг.4, сечение по А-А по фиг.А - на фиг.3.

Планетарный исполнительный орган состоит из 2-х дисков 1, установленных на рукоятях 4 раздаточного редуктора 5. Роторный исполнительный орган 3, выполненный в виде 2-лучевой планшайбы, жестко крепится к корпусу раздаточного редуктора 5. На опорных поверхностях 8 исполнительных органов закреплен породоразрушающий инструмент 9, состоящий из кулаков и резцов 2.

При работе комбайна диски 1 (фиг.1), вращаясь вокруг собственной оси и оси 7 исполнительного органа, разрушают массив резами I (фиг.2), имеющими преимущественно радиальное направление. Глубина резов планетарного органа непостоянная и изменяется по закону [6]

где v_П - скорость подачи комбайна, ω_П - частота вращения исполнительного органа, к_Д - число дисков, φ - текущее значение угла положения резца.

Резцы роторного органа разрушают массив круглыми концентрическими резами II (фиг.2), пересекающимися с резами I под углами, близкими к прямому. Глубина резов постоянна и равна

где m - число резцов в линии разрушения.

Из сравнения (1) и (2) при к_Д=m следует вывод о том, что, если опорную поверхность 8, на которой крепится породоразрушающий инструмент роторного органа, выполнить в виде полуокружности с диаметром, равным диаметру опорной поверхности дисков, то глубина резов в местах пересечения III (фиг.2) будет разной (за исключением одного реза при φ=π/2), вследствие чего снижается эффективность отбойки горной массы перекрестными резами. Для выполнения условия равенства в местах пересечения глубины резов режущие кромки резцов и опорные поверхности породоразрушающего инструмента роторных и планетарных органов должны иметь смещение, равное

Область эффективных процессов перекрестного резания ограничивается глубиной резов. Эффективная глубина перекрестных резов обеспечивается соответствующим количеством дисков, резцов в линии резания исполнительных органов и скоростью подачи комбайна.

Литература

1. Старков Л.И. и др. Развитие механизированной разработки калийных руд. - Пермь: Изд-во Перм. гос.техн. ун-та, 2007. - 522 с.

2. Архангельский А.С. Некоторые вопросы теории планетарных исполнительных органов проходческих комбайнов. Расчеты, конструирование и испытания горных машин. Сборник №12. /Под ред. Инж. Топчиева А.В. - М.: Углетехиздат, 1955. - 451 с.

3. Солод В.Н. и др. Горные машины и автоматизированные комплексы. Учебник для вузов. - М., Недра, 1981. - 503 с.

4. Старков Л.И. и др. Исследование схемы перекрестного резания. Горный журнал. Изв. вузов. 1997. №7-8. с 121-123.

5. Долгов Л.В. Совершенствование плоскопланетарных исполнительных органов проходческих комбайнов. Сб. Горная электромеханика и механизация горных работ.- М.: Недра, 1969. - 383 с.

6. Комбайны для добычи калийных руд /Всесоюзн. науч.-исслед. ин-т галургии/ Мин-во по производству мин. удобрений СССР; сост. С.К.Кабиев и др. - М.: Недра, 1990. - 200 с.: ил.

1. Способ разрушения горного массива перекрестными резами, реализуемый планетарно-дисковым и роторным исполнительными органами проходческо-очистного комбайна, отличающийся тем, что массив одновременно разрушается резами относительно оси исполнительных органов в радиальном направлении породоразрушающим инструментом планетарно-дискового органа, а в тангенциальном направлении - породоразрушающим инструментом роторного органа с глубиной резов, равной глубине резов планетарного органа в местах пересечения резов.

2. Способ разрушения горного массива перекрестными резами по п.1, отличающийся тем, что опорная поверхность для крепления породоразрушающего инструмента роторного исполнительного органа выполнена со смещением относительно опорной поверхности дисков, равным разности глубины резов роторного органа при отсутствии смещения и планетарного органа разрушения в местах пересечения резов.