RU2093677C1

RU2093677C1 - Operating member of tunneling machine

Info

Publication number: RU2093677C1
Authority: RU
Inventors: И.Г. Шмакин; Л.М. Шаев; А.Г. Скуров; Г.А. Гиршович
Original assignee: Тульский государственный технический университет
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1997-10-20

Abstract

FIELD: mining machinery. SUBSTANCE: each arm of tunneling machine operating member is made up of two pivotally interconnected moving and stationary parts. Stationary parts are secured on housing of transfer reduction unit. Movable parts are connected with housing of transfer reduction unit by means of pivotally mounted hydraulic jacks and are located in parallel to axis of rotation of transfer reduction unit. Axes of hinges which connect parts of arm are located in parallel to axes of rotation of shafts of cutting disks. EFFECT: high efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей технике, в частности, к механизации проходческих и очистных работ. The invention relates to mining equipment, in particular, to the mechanization of sinking and treatment.

Известны исполнительные органы комбайнов типа "Караганда-7/15" и "Урал-20КСА" [1, стр. 58-68] содержащие вал главного вращения, водило переносного вращения (раздаточный редуктор), рукояти, режущие диски и забурники. Недостатком этих органов является невозможность обработки всей площади поперечного сечения выработки режущими дисками. Для этого на комбайне необходимо иметь не только забурник, но и верхнее отбойное устройство, и бермовые органы. Known executive bodies of combines of the type "Karaganda-7/15" and "Ural-20KSA" [1, p. 58-68] containing the main rotation shaft, portable rotation carrier (transfer gear), handles, cutting discs and bumps. The disadvantage of these bodies is the impossibility of processing the entire cross-sectional area of the production of cutting discs. For this, the combine must have not only a borehole, but also an upper fender device and berm organs.

Известен исполнительный орган комбайна "Урал-10КСА" [[1, стр. 59-77, который по техническому решению близок к предложенному и принимается за прототип. Этот планетарно-дисковый орган включает раздаточный редуктор, являющийся водилом с закрепленными на нем по бокам двумя рукоятями, содержащими последовательно соединенные цилиндрические зубчатые колеса и режущие диски, установленные на выходных валах рукоятей в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости забоя, и совершающие планетарное движение относительно оси вращения раздаточного редуктора. Недостатком прототипа является невозможность обработки всей площади поперечного сечения выработки только режущими дисками. Known executive body of the combine "Ural-10KSA" [[1, p. 59-77, which by technical solution is close to the proposal and is taken as a prototype. This planetary-disk organ includes a transfer gear, which is a carrier with two handles fixed to it on the sides, containing sequentially connected cylindrical gears and cutting discs mounted on the output shafts of the handles in one vertical plane perpendicular to the face plane and performing planetary motion relative to the axis rotation of the transfer gear. The disadvantage of the prototype is the inability to process the entire cross-sectional area of the output only by the cutting discs.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей исполнительного органа. The aim of the invention is to expand the operational capabilities of the executive body.

Поставленная цель достигается тем, что в исполнительном органе проходческого комбайна, включающем раздаточный редуктор с корпусом и приводом и закрепленными на нем по бокам двумя рукоятями, расположенными симметрично относительно оси вращения раздаточного редуктора и содержащими последовательно соединенные цилиндрические зубчатые колеса и режущие диски, установленные на выходных валах рукоятей в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости забоя, каждая рукоять выполнена из двух шарнирно соединенных между собой подвижной и неподвижной частей, при этом неподвижные части закреплены на корпусе раздаточного редуктора, подвижные части соединены с корпусом раздаточного редуктора посредством шарнирно закрепленных гидродомкратов и расположены параллельно оси вращения раздаточного редуктора, а оси шарниров соединения частей рукояти расположены параллельно осям вращения валов режущих дисков. This goal is achieved by the fact that in the executive body of a roadheader, including a transfer gear with a housing and a drive and two handles fixed to it on the sides, located symmetrically with respect to the rotation axis of the transfer gear and containing serially connected cylindrical gears and cutting discs mounted on the output shafts handles in one vertical plane perpendicular to the face plane, each handle is made of two articulated joints hydrochloric and stationary parts, wherein the fixed portions fixed to the housing of the dispensing gear, the movable portion connected to the body of the dispenser through the gearbox hydraulic jacks hinged and arranged parallel to the rotation axis of the dispensing gear and hinge axis of the handle parts of the compound are arranged parallel to the axes of rotation of the cutting disk shaft.

Выполнение рукоятей составными, с возможностью поворота подвижных частей относительно неподвижных при помощи гидродомкратов, существенно отличает предлагаемую конструкцию исполнительного органа от известных, как обеспечивающую обработку всей площади поперечного сечения выработки без дополнительных отбойных устройств. The implementation of the handles are composite, with the possibility of turning the movable parts relatively motionless with the help of hydraulic jacks, significantly distinguishes the proposed design of the executive body from the known ones, which provides processing of the entire cross-sectional area of the mine without additional fenders.

На фиг. 1 показано расположение исполнительного органа комбайна в поперечной плоскости выработки (вид со стороны комбайна на забой), на фиг. 2 - то же, в продольной плоскости выработки (вид на орган сбоку), на фиг. 3 - расположение сдвоенных исполнительных органов комбайна в проходимой выработке большего поперечного сечения (вид со стороны комбайна на забой) с указанием участков сечения выработки, обрабатываемых режущими дисками исполнительных органов. Исполнительный орган проходческого комбайна включает раздаточный редуктор 1 с корпусом и приводом. На корпусе раздаточного редуктора 1, который выполнен с возможностью вращения с переносной скоростью относительно оси 2, по бокам жестко закреплены симметрично расположенные относительно оси 2 неподвижные части 3 и 4 рукоятей, содержащие последовательно соединенные цилиндрические зубчатые колеса (на чертежах не показаны). С неподвижными частями 3 и 4 рукоятей соединены подвижные части 5 и 6 рукоятей, с возможностью поворота их относительно неподвижных частей 3 и 4 в шарнирах 7 и 8, оси которых расположены параллельно осям вращения валов режущих дисков. Подвижные части 5 и 6 рукоятей расположены параллельно оси 2 переносного вращения раздаточного редуктора 1 и тоже содержат последовательно соединенные цилиндрические зубчатые колеса, которые на чертежах не показаны. Подвижные части 5 и 6 рукоятей соединены с корпусом раздаточного редуктора 1 и, следовательно, с неподвижными частями 3 и 4 рукоятей посредством шарнирно закрепленных гидродомкратов 9 и 10. На выходных валах 11 и 12 подвижных частей 5 и 6 рукоятей установлены режущие диски 13 и 14, расположенные в одной вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости забоя 15. Режущие диски 13 и 14 выполнены с возможностью их вращения с выходными валами 11 и 12 с относительной скоростью в противоположных направлениях (см. стрелки на чертежах). Режущие инструменты дисков 13 и 14 могут быть расположены как по их периферии (см. фиг. 1 и 2), так и с их торцовых поверхностей (на чертежах не показано). Круглое поперечное сечение выработки ограничивается линией 16. Площади (участки) поперечного сечения выработки, обрабатываемые исполнительным органом у почвы на чертежах обозначены позициями 17 и 18. Вертикальная и горизонтальная оси симметрии круглой выработки обозначены позициями 19 и 20. Позицией 21 обозначен породный керн, образуемый в центральной части выработки. Площади (участки) поперечного сечения выработки, обрабатываемые исполнительным органом у кровли обозначены позицией 22. Позицией 23 обозначено возможное наклонное положение линий обработки профиля выработки у ее кровли. In FIG. 1 shows the location of the executive body of the combine in the transverse plane of the mine (view from the side of the combine for the face), FIG. 2 - the same, in the longitudinal plane of the working (side view of the organ), in FIG. 3 - the location of the dual Executive bodies of the combine in the passable development of a larger cross section (view from the side of the combine for the face), indicating the sections of the cross section of the working processed by the cutting discs of the executive bodies. The executive body of the tunneling machine includes a transfer gear 1 with a housing and a drive. On the case of the transfer gearbox 1, which is made to rotate at a portable speed relative to axis 2, the fixed parts 3 and 4 of the handles symmetrically located relative to axis 2 are rigidly fixed to the sides and contain cylindrical gears connected in series (not shown). The movable parts 5 and 6 of the handles are connected to the fixed parts 3 and 4 of the handles, with the possibility of turning them relative to the stationary parts 3 and 4 in hinges 7 and 8, the axes of which are parallel to the axis of rotation of the shafts of the cutting discs. The movable parts 5 and 6 of the handles are parallel to the axis 2 of the portable rotation of the transfer gear 1 and also contain serially connected spur gears, which are not shown in the drawings. The movable parts 5 and 6 of the handles are connected to the housing of the transfer gearbox 1 and, therefore, to the stationary parts 3 and 4 of the handles by means of articulated hydraulic jacks 9 and 10. On the output shafts 11 and 12 of the moving parts 5 and 6 of the handles, cutting disks 13 and 14 are installed, located in one vertical plane perpendicular to the face plane 15. The cutting discs 13 and 14 are made with the possibility of their rotation with the output shafts 11 and 12 with relative speed in opposite directions (see arrows in the drawings). The cutting tools of the disks 13 and 14 can be located both on their periphery (see Fig. 1 and 2), and from their end surfaces (not shown in the drawings). The circular cross-section of the excavation is limited by line 16. The areas (sections) of the cross-section of the excavation processed by the executive body near the soil in the drawings are indicated by 17 and 18. The vertical and horizontal axis of symmetry of the circular excavation are indicated by 19 and 20. The rock core formed in the central part of the development. The areas (sections) of the cross-section of the excavation processed by the executive body at the roof are indicated by 22. The reference numeral 23 indicates the possible oblique position of the processing lines of the production profile at its roof.

Предлагаемый планетарно-дисковый исполнительный орган проходческого комбайна работает следующим образом. The proposed planetary-disk executive body of a roadheader works as follows.

Режущие диски 13 и 14 с инструментами, выходя из исходного положения, совершают три вида движения: относительное вокруг осей своих валов 11 и 12, переносное вокруг оси 2 раздаточного редуктора 1 и подачу на забой 15 вдоль оси 2 (см. стрелки на фиг. 2). При таком движении инструментов режущих дисков 13 и 14 исполнительный орган производит скол породы с открытой поверхности забоя последовательными срезами, так и с образуемого уступа (в случае установки инструментов с торцов дисков). В результате, при исходном расположении подвижных частей 5 и 6 рукоятей параллельно оси 2 раздаточного редуктора 2 и не работающих гидродомкратах 9 и 10, образуется круглое сечение выработки, ограничиваемое линией 16 (фиг. 1). Если необходимо получить поперечное сечение в виде арочной формы, то исполнительный орган дополнительно обрабатывает площади (участки) 17 и 18 поперечного сечения, расположенные у почвы с каждой стороны от вертикальной оси 19 симметрии выработки. В этом случае режущий диск 14 с подвижной частью 6 рукояти и гидродомкратом 10 остается в исходном положении и обрабатывает сводчатую часть сечения выработки у ее кровли, а режущий диск 13 с подвижной частью 5 рукояти, при выдвигании штока гидродомкрата 9, за время поворота раздаточного редуктора 1 вокруг оси 2 на 45^o, обрабатывает правую горизонтальную прямолинейную часть 17 забоя у почвы выработки (см. пунктирное изображение исполнительного органа при его повороте на 45^o от вертикальной оси 19 выработки). При этом, в случае непрерывной подачи исполнительного органа на забой 15 в направлении оси 2, к трем выше отмеченным движениям режущего диска 13 добавляется еще одно поворотное его движение относительно шарнира 7, за счет поворота подвижной части 5 рукояти относительно неподвижной 3, а скорость выдвигания штока гидродомкрата 9 и, следовательно, поворота подвижной части 5 рукояти с режущим диском 13 согласована со скоростью переносного движения раздаточного редуктора 1. При дальнейшем повороте раздаточного редуктора 1 от 45^o до 90^o от оси 19, шток гидродомкрата 9 выдвигается в гидроцилиндр, а режущий диск 13 с подвижной частью 5 рукояти, возвращаясь в исходное положение, обрабатывает правую вертикальную прямолинейную часть забоя 17 у почвы выработки. После поворота исполнительного органа на 90^o режущий диск 13 займет исходное положение и в этом положении дальше обрабатывает сводчатую часть сечения выработки. Режущий диск 14 в это время, при повороте органа от горизонтальной оси 20 выработки на 90^o в направлении к почве, работает в режиме управления его гидродомкратом 10 и, следовательно, обработки левой части 18 забоя у почвы выработки, а затем по обработке круглой части ее сечения. При этом также, как и для режущего диска 13, за время поворота органа на 45^o шток гидродомкрата 10 выдвигается и диск 14 обрабатывает левую вертикальную прямолинейную часть забоя 18 у почвы выработки, а затем, за время дальнейшего поворота органа от 45^o до 90^o от оси 20, шток гидродомкрата вдвигается в гидроцилиндр и обрабатывается левая горизонтальная прямолинейная часть 18 забоя у почвы выработки.The cutting disks 13 and 14 with the tools, leaving their initial position, perform three types of movement: relative around the axes of their shafts 11 and 12, portable around the axis 2 of the transfer gearbox 1 and feeding to the face 15 along axis 2 (see arrows in Fig. 2 ) With such a movement of the tools of the cutting discs 13 and 14, the executive body cleaves the rock from the open face of the face in successive sections, and from the formed ledge (in the case of installing tools from the ends of the disks). As a result, with the initial location of the movable parts 5 and 6 of the handles parallel to the axis 2 of the transfer gear 2 and the inoperative hydraulic jacks 9 and 10, a round section of the working is formed, limited by line 16 (Fig. 1). If it is necessary to obtain a cross section in the form of an arched shape, the executive body additionally processes the areas (sections) 17 and 18 of the cross section located at the soil on each side of the vertical axis of symmetry 19 of the excavation. In this case, the cutting disk 14 with the movable part 6 of the handle and the hydraulic jack 10 remains in the initial position and processes the vaulted part of the cross-section of the development at its roof, and the cutting disk 13 with the movable part 5 of the handle, when the rod of the hydraulic jack 9 is extended, during the rotation of the transfer gear 1 around the axis 2 by 45 ^o , processes the right horizontal rectilinear part 17 of the face near the excavation soil (see the dotted image of the actuator when it is rotated 45 ^o from the vertical axis 19 of the excavation). In this case, in the case of a continuous supply of the actuator to the face 15 in the direction of the axis 2, another three rotary movements relative to the hinge 7 are added to the three noted movements of the cutting disc 13, due to the rotation of the movable part 5 of the handle relative to the stationary 3, and the stem extension speed hydraulic jack 9 and therefore the movable part of the rotation arm 5 with the cutting blade 13 is compatible with the speed of motion of the portable dispensing gear 1. At further rotation of the gear unit of the dispenser 1 from 45 ^o to 90 ^o from the axis 19, the rod r drodomkrata 9 extends in the cylinder, and the cutting blade 13 to the movable arm 5, returning to its original position, processes right vertical rectilinear part 17 at the bottom footwall. After the Executive body is rotated 90 ^{°, the} cutting disc 13 will take its initial position and in this position it further processes the vaulted part of the working section. The cutting disk 14 at this time, when the body rotates from the horizontal axis 20 of the excavation by 90 ^o towards the soil, it works in the control mode of its hydraulic jack 10 and, therefore, processes the left side 18 of the face near the soil of the excavation, and then processes its circular part sections. In this case, as well as for the cutting disk 13, during the rotation of the body by 45 ^{o the} hydraulic jack 10 is extended and the disk 14 processes the left vertical rectilinear part of the face 18 near the excavation soil, and then, during the further rotation of the organ from 45 ^o to 90 ^o from the axis 20, the rod of the hydraulic jack is inserted into the hydraulic cylinder and the left horizontal rectilinear part 18 of the face near the working soil is processed.

Следовательно, каждый режущий диск со своим гидродомкратом на угле поворота органа в 90^o обрабатывает свой бермовый участок выработки у почвы, а на остальном угле поворота органа в 270^o обрабатывает круглую (цилиндрическую) часть забоя. В принципе возможны и другие циклограммы работы режущих дисков 13 и 14 с гидродомкратами 9 и 10 по обработке забоя выработки. Исходное расположение подвижных частей 5 и 6 рукоятей параллельно оси 2 вращения раздаточного редуктора 1 является наиболее рациональным, так как обеспечивает не только полную обработку бермовых участков сечения выработки, но и разрушение образуемого в центральной части выработки породного керна 21.Therefore, each cutting disk with its hydraulic jack at an angle of rotation of the organ at 90 ^o processes its own Berm section of development near the soil, and at the rest of the angle of rotation of the organ at 270 ^o processes the round (cylindrical) part of the face. In principle, other cyclograms of the operation of the cutting disks 13 and 14 with hydraulic jacks 9 and 10 for processing the working bottom are possible. The initial arrangement of the moving parts 5 and 6 of the handles parallel to the axis 2 of rotation of the transfer gearbox 1 is the most rational, since it provides not only the complete processing of the Berm sections of the production cross section, but also the destruction of the core core 21 formed in the central part of the development.

В случае образования керна 21 его разрушение производится путем периодического вдвигания штоков гидродомкратов 9 и 10 на полную величину их хода так, что подвижные части 5 и 6 рукоятей отклоняются от исходного положения, параллельно оси 2, в направлении к центру выработки только на вполне определенный угол, а затем снова возвращаются в исходное положение. При этом инструменты режущих дисков 13 и 14 не пересекаются друг с другом. При сдвоенных исполнительных органах на комбайне возможно получение выработок большого поперечного сечения (см. фиг. 3). Но при этом необходимо обрабатывать не только бермовые участки 17 и 18 сечения выработки у ее почвы, а также участки 22 у кровли. Обработка участков 22 сечения выработки у ее кровли (см. также и пунктирное изображение линий 23 на фиг. 3) осуществляется режущими дисками исполнительных органов по описанному выше принципу и конкретным циклограммам работы каждого диска со своим гидродомкратом. Например, в частности, один из дисков каждого органа может работать в нерегулируемом режиме закрытого гидродомкрата и обрабатывать только круглый (центральный) профиль сечения выработки, а другой диск в режиме управляемого гидродомкрата и обработки бермовых участков выработки у ее почвы и кровли. In the case of the formation of core 21, its destruction is carried out by periodically sliding the hydraulic jacks 9 and 10 by the full amount of their stroke so that the moving parts 5 and 6 of the handles deviate from the initial position, parallel to axis 2, in the direction to the production center only by a well-defined angle, and then return to their original position. However, the tools of the cutting discs 13 and 14 do not intersect with each other. With dual executive bodies on the combine, it is possible to obtain workings of a large cross section (see Fig. 3). But at the same time, it is necessary to process not only the Berm plots of sections 17 and 18 of the working section near its soil, but also the plots 22 at the roof. The processing of sections 22 of the working section at its roof (see also the dotted image of lines 23 in Fig. 3) is carried out by the cutting discs of the executive bodies according to the principle described above and to specific cyclograms of the operation of each disc with its own hydraulic jack. For example, in particular, one of the discs of each organ can operate in an unregulated mode of a closed hydraulic jack and process only the round (central) profile of the cross section of the mine, and the other disk in the mode of controlled hydraulic jack and the processing of Berm sections of the mine near its soil and roof.

Таким образом, предложенная конструкция расширяет эксплуатационные возможности исполнительного органа проходческого комбайна, не требуя для обработки забоя наличия дополнительных специальных режущих устройств в виде бермовых фрез, верхних отбойных барабанов, забурников. Предлагаемое решение обеспечивает также унификацию исполнительных органов комбайнов с рукоятями, проставками и стреловидного типа. Thus, the proposed design extends the operational capabilities of the executive body of a roadheader, without requiring additional special cutting devices in the form of berm cutters, upper breaker drums, boreholes for face processing. The proposed solution also provides for the unification of the executive bodies of combines with handles, spacers and swept type.

Claims

An executive body of a roadheader, including a transfer gear with a housing and a drive and two handles fixed to it on the sides, located symmetrically with respect to the axis of rotation of the transfer gear and containing serially connected cylindrical gears and cutting discs mounted on the output shafts of the handles in one vertical plane perpendicular face planes, characterized in that, in order to expand operational capabilities, each handle is made of two hinges interconnected movable and fixed parts, while the fixed parts are fixed to the case of the transfer gear, the moving parts are connected to the case of the transfer gear by pivotally mounted hydraulic jacks and are parallel to the axis of rotation of the transfer gear, and the axis of the hinges of the parts of the handle are parallel to the axis of rotation of the shafts of the cutting discs .