Исполнительный орган горного комбайна для выемки угля в пластах с твердыми породными включениями



Исполнительный орган горного комбайна для выемки угля в пластах с твердыми породными включениями
Исполнительный орган горного комбайна для выемки угля в пластах с твердыми породными включениями
Исполнительный орган горного комбайна для выемки угля в пластах с твердыми породными включениями
Исполнительный орган горного комбайна для выемки угля в пластах с твердыми породными включениями

 


Владельцы патента RU 2442893:

Закрытое акционерное общество "Производственная компания "Кузбасстрансуголь" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к конструкции исполнительного органа горного комбайна. Техническим результатом является уменьшение габаритов исполнительного органа при возможности производительно работать при выемке маломощных пластов угля с твердыми породными включениями. Исполнительный орган горного комбайна для выемки угля в пластах с твердыми породными включениями состоит из поворотного редуктора и установленной на выходном валу-шестерне с возможностью вращения режущей части. В корпусе поворотного редуктора размещена силовая трансмиссия для вращения выходного вала-шестерни этого поворотного редуктора. Режущая часть воспринимает силовые импульсы от дебалансового вибратора, находящегося внутри нее. Режущая часть кинематически связана коаксиально расположенными наружным и внутренним торсионными валами соответственно с выходным валом-шестерней поворотного редуктора и с дебалансовым вибратором, приводимым во вращение через внутренний торсионный вал. В корпусе поворотного редуктора параллельно его силовой трансмиссии выходного вала-шестерни размещена дополнительная трансмиссия для вращения внутреннего торсионного вала, передающего вращение дебалансовому вибратору. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Настоящее изобретение относится к подземной добыче угля горными комбайнами из пластов мощностью от 0,8 до 1,0 м, а более точно - к конструкции исполнительного органа горного комбайна для выемки угля в пластах с твердыми породными включениями.

Известно, что крепость таких породных включений может составлять 8÷12 единиц и выше по шкале проф. М.М.Протодьяконова и их разрушение затруднительно или малоэффективно при обычных режимах работы горного комбайна по углю, в результате чего производительность отбойки горной массы заметно снижается.

Для поддержания производительной работы горного комбайна режущей части, например, в виде шнека с резцами, его исполнительного органа сообщают дополнительные усилия, направленные на активизацию отбойки твердых породных включений в массиве угольного пласта.

Используют для этого различные технические средства, но наиболее приемлемым служит дебалансовый вибратор, размещаемый внутри вращаемой режущей части и сообщающий ей силовые импульсы при вращении своих дебалансов. Один из подобных исполнительных органов горного комбайна раскрыт в публикации Тульского Государственного Университета (ТулГУ) (Известия ТулГУ. Серия Машиноведение, системы приводов и детали машин. Вып.1. Тула. Издательство ТулГУ, 2004 г., стр.174) и принят за прототип.

Известный исполнительный орган горного комбайна для выемки угля в пластах с твердыми породными включениями содержит поворотный редуктор с размещенной в его корпусе силовой трансмиссией для вращения выходного вала-шестерни этого редуктора и установленную на выходном валу-шестерне поворотного редуктора вращаемую режущую часть, воспринимающую также силовые импульсы от дебалансового вибратора, находящегося внутри нее, при этом режущая часть кинематически связана коаксиально расположенными наружным и внутренним торсионными валами соответственно с выходным валом-шестерней поворотного редуктора и с дебалансовым вибратором, приводимым во вращение через внутренний торсионный вал.

Как следует из описанной выше конструкции исполнительного органа, для вращения дебалансов вибратора и корпуса режущей части, используется одна и та же трансмиссия поворотного редуктора, понижающая обороты режущей части комбайна. Однако для создания значительных по величине силовых импульсов, которые передаются вращаемой режущей части, необходимо либо обеспечить вращение дебалансов вибратора со скоростью не менее 2000÷2500 об/мин, либо увеличить их массу и соответственно габариты режущей части.

Ввиду повышенных габаритов известного исполнительного органа его использование возможно в горных комбайнах при отработке пластов мощностью от 1,4 м и больше. По этой причине отработка маломощных (0,8÷1,0 м) угольных пластов с твердыми породными включениями остается актуальной.

Цель изобретения заключается в решении этой задачи.

Задачей настоящего изобретения является создание исполнительного органа горного комбайна с такой кинематической схемой вращения режущей части и дебалансового вибратора внутри нее, которая существенно уменьшала бы габариты исполнительного органа и давала бы возможность горному комбайну производительно работать при выемке маломощных пластов угля с твердыми породными включениями.

Эта задача решается при использовании предложенного исполнительного органа горного комбайна для выемки угля в пластах с твердыми породными включениями, содержащего поворотный редуктор с размещенной в его корпусе силовой трансмиссией для вращения выходного вала этого редуктора и установленную на выходном валу с возможностью вращения режущую часть, воспринимающую также силовые импульсы от дебалансового вибратора, находящегося внутри нее, при этом режущая часть кинематически связана коаксиально расположенными наружным и внутренним торсионными валами соответственно с выходным валом редуктора и с дебалансовым вибратором, приводимым во вращение через внутренний торсионный вал. Согласно изобретению в корпусе поворотного редуктора параллельно его силовой трансмиссии ведущего вала размещена дополнительная трансмиссия для вращения внутреннего торсионного вала, передающего вращение дебалансовому вибратору.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения силовая трансмиссия ведущего вала редуктора и дополнительная трансмиссия дебалансового вибратора размещены в отдельных полостях корпуса редуктора.

При этом целесообразно для вращения обеих трансмиссий использовать один двигатель.

Желательно этот двигатель расположить внутри корпуса поворотного редуктора.

В еще одной предпочтительной форме выполнения изобретения внутренний торсионный вал соединен одним концом с шестерней дополнительной трансмиссии с возможностью осевого продольного перемещения и другим концом через раздаточную шестерню с дебалансами дебалансового вибратора.

Основное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что с помощью указанных выше технических решений удается создать исполнительный орган горного комбайна относительно малых габаритов, которые дают возможность горному комбайну отрабатывать пласты угля мощностью от 0,8 до 1,0 м с твердыми породными включениями при удовлетворительной отгрузке отбитой горной массы на забойный конвейер.

Изобретение далее поясняется описанием примера реализации с ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 показывает сбоку размещенный на конвейере горный комбайн с двумя исполнительными органами согласно изобретению, режущая часть которых выполнена в виде оснащенного режущим инструментом шнека;

Фиг.2 - частичный вид сбоку исполнительного органа согласно изобретению в увеличенном масштабе;

Фиг.3 - кинематическую схему исполнительного органа согласно изобретению;

Фиг.4 - конструктивное выполнение исполнительного органа согласно изобретению в разрезе по линии А-А на фиг.2;

Как показано на фиг.1, горный комбайн 1 установлен на раме передвижного забойного конвейера 2 и может поступательно перемещаться по нему с помощью механизма 3 подачи, содержащего привод 4 с цевочным колесом 5, размещенных в корпусе 6 горного комбайна 1, и цевочную рейку 7 на раме забойного конвейера 2, где цевочное колесо 5 находится в зацеплении с цевочной рейкой 7. На концах корпуса 6 комбайна симметрично относительно него шарнирно закреплены исполнительные органы 8 с режущей частью 9 в виде шнека с режущим инструментом, способные поворачиваться в вертикальной плоскости и фиксироваться в заданном положении гидравлическими домкратами 10, шарнирно соединенными с корпусом 6 комбайна 1 и с корпусом 11 поворотного редуктора 12 исполнительных органов 8.

Внутри корпуса 6 горного комбайна 1 расположен также электроблок 13 для обеспечения и управления работой электрооборудования (не показано) комбайна 1 и гидравлический блок 14 для обеспечения работы и управления гидрооборудованием комбайна 1, в частности, маслостанцией (не показана) и гидравлическими домкратами 10.

На фиг.2 видно, что нижней части корпуса 11 поворотного редуктора 12 ближе к его режущей части 9 придана вогнутая примерно дугообразная форма Б, которая способствует при рабочем положении режущей части 9 образованию с рамой забойного конвейера 2, максимального по пропускной способности окна 15 для прохода отбитой горной массы на конвейер 2, что весьма целесообразно при отработке малых по мощности пластов угля.

Следует также отметить, что в настоящем изобретении в качестве режущего инструмента режущей части 9 исполнительных органов 8 могут быть использованы в различной комбинации тангенциальные резцы и дисковые шарошки, которые подробно не показаны на данном чертеже.

Кинематическая схема исполнительного органа 8 согласно изобретению, представленная на фиг.3, содержит силовую трансмиссию 16 для передачи вращения режущей части 9 и дополнительную трансмиссию 17 для передачи вращения дебалансовому вибратору 18, находящемуся внутри режущей части 9. Обе трансмиссии 16 и 17 приводятся во вращение от расположенного в корпусе 11 поворотного редуктора 12 двигателя 19 и расположены параллельно одна другой в отдельных полостях 20 и 21 соответственно корпуса 11 поворотного редуктора 12.

При этом силовая трансмиссия 16 получает вращение от двигателя 19 через ряд шестерен 22, 23, 24, сидящих на осях 25 и 26, и включает в себя шестерни 27, 28, 29, 30 и полый выходной вал-шестерню 31. Последний соединен зубчатым зацеплением с солнечной шестерней 32 планетарного редуктора 33, расположенного внутри режущей части 9 исполнительного органа 8. В свою очередь солнечная шестерня 32 через планетарные шестерни 34 передает вращение на водило 35, которое своим зубчатым зацеплением соединено с наружным торсионным валом 36, скрепленным с режущей частью 9 и заставляющим ее вращаться с заданным числом оборотов.

Дополнительная трансмиссия 17 включает в себя шестерни 37, 38, 39, 40, 41 и 42, где шестерня 37 установлена на оси 43, соединенной с осью 26 силовой трансмиссии зубчатой муфтой 44, которая связана с поступательно перемещаемым рычагом 45, который обеспечивает включение зубчатой муфты 44. Таким образом происходит передача крутящего момента от двигателя 19 дополнительной трансмиссии 17. Ее шестерни 38, 39, 40 установлены подвижно на осях 46, на которых также установлены шестерни 28, 29 и 30 силовой трансмиссии 16.

Вращение от шестерни 42 дополнительной трансмиссии 17 передается внутреннему торсионному валу 47, который вращает раздаточную шестерню 48, взаимодействующую с приводными шестернями 49 дебалансов 50 дебалансового вибратора 18. При этом внутренний торсионный вал 47 одним концом соединен с шестерней 42 с возможностью осевого продольного перемещения, а другим концом с раздаточной шестерней 48. Свободное осевое перемещение конца внутреннего торсионного вала 47 происходит в процессе его скручивания, в связи с чем он и соединен подвижно относительно шестерни 42.

Предлагаемый исполнительный орган 8 с вышеописанной кинематической схемой может работать при использовании горного комбайна 1 на тонких пластах в двух режимах: для выемки угля и для выемки угля с вмещением твердых породных включений.

При выемке угля только режущая часть 9 получает вращение от двигателя 19 через силовую трансмиссию 16, отбивая уголь и производя его погрузку на забойный конвейер 2 через окно 15 (фиг.2).

При выемке угля с твердыми породными включениями режущая часть 9 получает вращение от двигателя 19 через силовую трансмиссию 16 и одновременно силовые импульсы от расположенного в ней дебалансового вибратора 18, дебалансы 50 которого вращаются от дополнительной трансмиссии 17.

Переключение исполнительного органа 8 на режим одновременной работы силовой трансмиссии 16 и дополнительной трансмиссии 17 осуществляется, как описано выше, с помощью зубчатой муфты 44, управляемой рычагом 45.

На фиг.4 показано конструктивное выполнение исполнительного органа 8, причем все его составные элементы имеют те же цифровые обозначения позиций, указанных на фиг.3.

Здесь необходимо отметить только некоторые важные для работы исполнительного органа 8 моменты.

Как видно на фиг.4, дебалансы 50 дебалансового вибратора 18 размещены в отрезной головке 51 режущей части 9, благодаря чему удается в максимальной степени передавать силовые импульсы от вращаемых дебалансов 50 именно отрезной головке 51, работающей, как известно, в наиболее трудных условиях при разрушении массива пласта, и повысить тем самым производительность отбойки. Кроме того, при таком размещении дебалансов 50 улучшается погрузка на забойный конвейер 2 отбитой горной массы шнеком режущей части 9, поскольку проходное сечение между лопастями шнека режущей части 9 остается максимально возможным.

Кроме того, на фиг.4 видно, что внутренний торсионный вал 47, вращающий дебалансовый вибратор 8, выполнен полым и внутри него размещена труба 52 подвода воды к режущей части 9 для их охлаждения и пылеподавления, а также для охлаждения торсионного вала 47 со стороны его внутренней полости.

Главное преимущество изобретения заключается в возможности передачи значительной мощности режущей части 9 при ограниченных габаритах поворотного редуктора 12 в условиях отработки тонких пластов угля с твердыми породными включениями горными комбайнами.

Изобретение может иметь различные модификации выполнения в пределах, вытекающих из нижеследующей формулы изобретения.

1. Исполнительный орган горного комбайна для выемки угля в пластах с твердыми породными включениями, содержащий поворотный редуктор (12) с размещенной в его корпусе (11) силовой трансмиссией (16) для вращения выходного вала-шестерни (31) этого поворотного редуктора (12) и установленную на выходном валу-шестерне (31) с возможностью вращения режущую часть (9), воспринимающую также силовые импульсы от дебалансового вибратора (18), находящегося внутри нее, при этом режущая часть (9) кинематически связана коаксиально расположенными наружным и внутренним торсионными валами (36, 47) соответственно с выходным валом-шестерней (31) поворотного редуктора (12) и с дебалансовым вибратором (18), приводимым во вращение через внутренний торсионный вал (47), отличающийся тем, что в корпусе (11) поворотного редуктора (12) параллельно его силовой трансмиссии (16) выходного вала-шестерни (31) размещена дополнительная трансмиссия (17) для вращения внутреннего торсионного вала (47), передающего вращение дебалансовому вибратору (18).

2. Исполнительный орган по п.1, отличающийся тем, что силовая трансмиссия (16) выходного вала-шестерни (31) поворотного редуктора (12) и дополнительная трансмиссия (17) дебалансового вибратора (18) размещены в отдельных полостях (20, 21) корпуса (11) поворотного редуктора (12).

3. Исполнительный орган по п.1 или 2, отличающийся тем, что для вращения обеих трансмиссий (16, 17) служит один двигатель (19).

4. Исполнительный орган по п.3, отличающийся тем, что двигатель (19) расположен внутри корпуса (11) поворотного редуктора (12).

5. Исполнительный орган по п.1, отличающийся тем, что внутренний торсионный вал (47) соединен одним концом с шестерней (42) дополнительной трансмиссии (17) с возможностью осевого перемещения и другим концом через раздаточную шестерню (48) с дебалансами (50) дебалансового вибратора (18).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу, в частности к горному проходческому комбайну. .

Изобретение относится к горнодобывающей отрасли. .

Изобретение относится к приводному устройству для вращающегося, работающего с колебательным нагружением инструмента. .

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к проходческим щитам, и может быть использовано при сооружении автодорожных, железнодорожных и коммунальных тоннелей.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в проходческо-очистных комбайнах для отбойки горных пород режущим инструментом. .

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для производства монтажных работ в горных выработках. .

Изобретение относится к области горного дела и строительства, в частности к устройствам для фрезерной обработки горной породы и других твердых материалов, например, добываемых продуктов в подземных или наземных горных выработках, асфальтовых или бетонных частей при строительстве дорог или зданий.

Изобретение относится к оборудованию для проведении горных выработок арочного сечения при подземной разработке полезных ископаемых. .

Изобретение относится к оборудованию для проведения горных выработок арочного сечения при подземной разработке полезных ископаемых. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к горному проходческому комбайну

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для проведения горных выработок по углю и смешанному забою с крепкими и абразивными породными прослойками и отдельными включениями

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в проходческо-очистных комбайнах для разрушения горных пород рабочим инструментом роторных и планетарно-дисковых исполнительных органов

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для разрушения горного массива рабочим инструментом проходческо-очистных комбайнов

Изобретение относится к проходческим комплексам для проведения и крепления горных выработок. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности крепильщика, снижении погрешностей при возведении постоянного крепления, в повышении мобильности и увеличении области применения как с минимальным, так и в максимальном сечениях горных выработок. Проходческий комплекс включает проходческий комбайн с рабочим органом, с закрепленным на нем крепильщиком с распорной балкой и цилиндрами распора; поворотный вал на балке распорной с устройством поворота на конвейере комбайна; манипуляторы со средствами бурения и анкерования с постоянным анкерным креплением. Распорная балка снабжена выдвижными телескопами, манипуляторы со средствами постоянного крепления закреплены на выдвижных телескопах распорной балки. Поворотный вал выполнен в виде грузоподъемной телескопической стрелы с подъемно-распорными цилиндрами. Распорная балка в транспортном положении не выступает за габариты комбайна. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области горного машиностроения и может быть использовано в конструкциях горных машин. Технический результат направлен на уменьшение габаритов и увеличение ресурса работы комбайна проходческого. Комбайн проходческий содержит исполнительный орган, крепеподъемник, платформу с ограждением, электрооборудование, место управления комбайном, питатель, конвейер, ходовую часть. В расположенном в ходовой части и приводимом в движение гидроцилиндрами поворота поворотном устройстве сферический роликоподшипник установлен на опорной оси внутри двустороннего упорного подшипника скольжения. Упорный подшипник скольжения состоит из четырех рядов (по два ряда с каждой стороны) расположенных по окружности сегментов из износостойкой стали и закрепленных потайными винтами. 4 ил.

Изобретение относится к врубовым машинам непрерывного действия. Режущее устройство врубовой машины содержит опорный элемент, удлиняемую режущую головку, установленную на переднем конце опорного элемента, содержащую центрально расположенную основную часть и по меньшей мере одну удлинительную барабанную часть, расположенную на конце режущей головки снаружи в осевом направлении от указанной основной части режущей головки, удлинительная барабанная часть имеет осевой внутренний торец, расположенный смежно с основной частью режущей головки. Осевой наружный торец содержит внутреннюю торцевую конструкцию, прикрепленную к основной части режущей головки, наружный цилиндр, прикрепленный к указанной внутренней торцевой конструкции. Внутренний цилиндр, прикрепленный к указанной внутренней торцевой конструкции, расположен внутри наружного цилиндра соосно с ним. Выдвижной цилиндр имеет внутренний круговой расширенный торец, часть которого помещена между указанными внутренним и наружным цилиндрами. Торцевая крышка имеет выступ, в котором соосно с ним расположен наружный торец внутреннего цилиндра. Между цилиндрами образованы первое и второе пространства. Когда текучая среда проходит через эти пространства, выдвижной цилиндр перемещается в выдвинутое положение или во втянутое положение. Целью изобретения является создание удлиненной барабанной части, в которой усилие выдвижения и усилие блокирования больше, чем в обычных режущих головках. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в проходческо-очистных комбайнах для разрушения забоя рабочим инструментом планетарно-дисковых исполнительных органов. Способ разрушения горного массива перекрестными резами реализуется планетарно-дисковыми исполнительными органами проходческо-очистного комбайна. Массив разрушают последовательными пересекающимися резами радиально-тангенциального и тангенциально-радиального направлений рабочим инструментом дисков, вращающихся в противоположные стороны. Диски устанавливают под углом к плоскости, образованной продольной осью органа разрушения и радиальным направлением относительно оси. Техническим результатом является снижение напорного усилия комбайна и необходимой тяговой способности гусеничного органа перемещения комбайна, разрушающего забой перекрестными резами. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих месторождений твердых полезных ископаемых, в частности скального и полускального типов. Техническим результатом является повышение производительности, надежности и расширение технологической эффективности разрушения пород различной степени крепости и связности посредством регулирования усилия резания в зоне обработки и формирования в поверхностном слое обрабатываемого массива зон разрушения с учетом прочностных характеристик породы. Способ включает позиционирование автоматизированного комплекса глубокой разработки относительно забоя с учетом направления залегания рудного тела. Контроль параметров горной породы осуществляют посредством датчиков контроля физико-механических характеристик горных пород для настраивания усилия резания горной породы с учетом скорости вращения рабочего органа и скорости перемещения рабочего органа в вертикальной плоскости по глубине резания и направлению резания с помощью гидромеханизмов телескопического выдвижения и механизма поворота головной секции. Ширина захвата плоскости рудного тела по горизонтали обеспечивается посредством механизма позиционирования комплекса относительно направляющих, причем информация о контурах разрушенной горной массы поступает от датчиков контроля контуров горной массы на системный блок управления. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Настоящее описание относится к врубовой головке для горной машины и, в частности, к механизму для передачи усилия врубовой головке горного агрегата, такого как горный комбайн непрерывного действия. Технический результат состоит в возможности использования одного и того же двигателя для приведения в действие различных частей резального барабана, так как прямозубые зубчатые колеса могут входить в зацепление с различными частями барабана. Агрегат для разработки рудного пласта содержит: двигатель, имеющий вал, резальный барабан, который содержит указанный двигатель и прикреплен к кольцевым зубчатым колесам. Первичный планетарный зубчатый механизм, соединяющий двигатель и резальный барабан и включающий солнечное зубчатое колесо, соединенное с валом, для передачи усилия планетарным зубчатым колесам, входящим в зацепление с внутренним кольцевым зубчатым колесом. Вторичный планетарный зубчатый механизм, включающий солнечное колесо, принимающее усилие от кольцевого внутреннего зубчатого колеса и передающее вращательное усилие неорбитальным планетарным зубчатым колесам. Прямозубое колесо, прикрепленное к каждой стороне каждого неорбитального планетарного зубчатого колеса, причем каждое прямозубое зубчатое колесо входит в зацепление с кольцевым зубчатым колесом, прикрепленным к резальному барабану. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх