РАЗДВИЖНОЙ ФРЕЗЕРНЫЙ БАРАБАН ДЛЯ БУРИЛЬНОЙ МАШИНЫ
EXTENSION-TYPE CUTTER DRUM FOR DRILLING MACHINE

Описание
Предпосылки создания изобретения
Область техники изобретения
Настоящее изобретение относится к компоновке фрезерного барабана для использования в проходческом комбайне бурового типа, в частности к фрезерному барабану, имеющему выдвижные концевые барабаны для увеличения ширины резания фрезерного барабана для удаления твердого материала, оставшегося неподрубленным рабочими органами роторной фрезы на забое кровли и рабочего горизонта выработки.
Описание предшествующего уровня техники
Существующие буровые проходческие комбайны для подземных работ обычно используют параллельно чередующиеся рабочие органы роторов с режущими элементами, выполняющие вруб штрека, в общем, овальной формы в шахте. Цепные пилы или фрезерные барабаны непрерывного действия используют на уровнях кровли и рабочих горизонтов выработки для выравнивания или удаления не срезанных уступов, находящихся за пределами траектории резания рабочих органов роторов. Цепную пилу или фрезерный барабан на рабочем горизонте также используют для увеличения ширины вруба в штреке шахты.
Для облегчения откатки комбайна в положение перед забоем горной выработки и из него нижнюю цепную пилу или фрезерный барабан втягивают, выводя из контакта с боковыми стенами шахты, и поднимают, выводя из контакта с рабочим горизонтом. Верхнюю цепную пилу или барабан опускают, выводя из контакта с кровлей выработки.
Другие существующие буровые проходческие комбайны также увеличивают ширину вруба на рабочем горизонте за пределы траектории резания рабочих органов роторов увеличением ширины нижнего фрезерного барабана после его опускания в нужное положение на рабочем горизонте на основании забоя горной выработки, например, увеличивая длину компоновки фрезерного барабана на проходческих комбайнах непрерывного действия.
Существующие проходческие комбайны непрерывного действия также имеют компоновку фрезерного барабана, установленную с возможностью вращения на выступающем вперед стреловом элементе. Множества режущих зубьев выступают вперед от барабанного элемента. Барабанный элемент включает в себя секции среднего барабана и пару секций концевых барабанов. Секции среднего и концевых барабанов установлены телескопически для увеличения длины компоновки барабана за пределы ширины комбайна. Удлинение секций концевых барабанов совершается боковым перемещением стрелового элемента, имеющего элементы держателей, несущие с возможностью вращения секции концевых барабанов. Боковое перемещение выполняют компоновки гидравлических поршней и цилиндров, прикладывающие боковое давление на держатели стрелы.
Другой существующий проходческий комбайн непрерывного действия имеет выступающую вперед компоновку стрелы, поворотно скрепленную с рамой проходческого комбайна. Компоновка стрелы включает в себя пару параллельных выступающих вперед элементов держателей, поворотно соединенных с участком корпуса проходческого комбайна. Пара параллельных опорных элементов подвижно скреплена с соответствующими элементами держателей и выступает вбок от них. Фрезерный барабан опирается с возможностью вращения на передние концевые участки опорных элементов. Пара компоновок силовых цилиндров скреплена с соответствующими элементами держателей и каждый включает в себя выдвигаемый цилиндрический шток, скрепленный с опорным элементом. С приведением в действие компоновок силовых цилиндров секции концевых барабанов выдвигаются вбок от секции среднего барабана. Секции концевых барабанов являются независимо выдвигаемыми для увеличения эффективности подбора.
Согласно устройству существующих двухроторных буровых проходческих комбайнов, нижняя компоновка фрезерного барабана выравнивает материал на рабочем горизонте, оставшийся не срезанным рабочими органами роторов. Обычно фрезерный барабан включает в себя центральную или среднюю секцию барабана и пару секций концевых барабанов, отделенных от секции среднего барабана коробками передач. Коробки передач несут с возможностью вращения соответствующие секции фрезерного барабана.
Согласно одной двухроторной компоновке, каждая коробка передач установлена под осью ротора и отцентрована по ней. С данным устройством, когда концевые барабаны выдвигают для увеличения длины нижнего фрезерного барабана, чтобы увеличить ширину вруба, образуются промежутки в траектории резания между выдвинутыми концевыми барабанами и рабочими органами роторов. Это оставляет не срезанный материал или уступы, выступающие вверх из рабочего горизонта на забое горной выработки.
Обычное устройство данных существующих комбайнов включает в себя секцию фрезерного барабана, имеющую фиксированный участок и внешние выдвигаемые участки. Внешний выдвигаемый участок опирается на фиксированный участок и телескопически выдвигается из наружного конца фиксированного участка для увеличения ширины вруба. Вместе с тем, это помещает дополнительные нагрузки, например изгибающие моменты, на внешние концы фиксированного участка. Считается, что телескопическое перекрывание выдвигаемого и фиксированного участка, необходимое для несения дополнительных нагрузок в выдвинутой конфигурации, составляет, по меньшей мере, 1,5 диаметра телескопической части. Более того, подшипники и конструкции, несущие секцию фрезерного барабана, в целом должны выполняться более прочными с принятием в расчет данных дополнительных нагрузок.
Хотя удлинение компоновки фрезерного барабана на проходческом комбайне непрерывного действия является общепринятым, существует необходимость создания компоновки выдвигаемого фрезерного барабана на проходческом комбайне бурового типа с разделением усилий, требуемых для передачи крутящего момента и для выдвижения/втягивания удлинителя барабана относительно основного барабана. В частности, существует необходимость создания удлинителя барабана нижней компоновки фрезерного барабана, опирающегося независимо от основного барабана для относительного выдвижения и втягивания.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно одному аспекту варианта осуществления изобретения, создан проходческий комбайн, содержащий передвижную раму, имеющую передний концевой участок. Роторная компоновка включает в себя множество рабочих органов роторной фрезы, установленных с возможностью вращения впереди переднего концевого участка рамы и проходящих по ширине рамы под компоновкой ротора. Компоновка фрезерного барабана включает в себя секцию среднего барабана и пару секций концевых барабанов. Ведущий вал установлен с возможностью вращения поперек переднего концевого участка рымы. Секция среднего барабана и пара секций концевых барабанов расположены на ведущем валу. Секции концевых барабана соединены с возможностью передачи приводного усилия с ведущим валом для их вращения приводным валом. Секции концевых барабанов включают в себя неподвижный барабан и удлинитель барабана, перемещаемый вдоль оси на приводном валу для увеличения длины компоновки фрезерного барабана. Гидравлическое устройство с поршнем и цилиндром функционально расположено между приводным валом и удлинителем барабана для выдвижения и втягивания удлинителя барабана относительно фиксированного барабана. Устройство передачи крутящего момента функционально расположено между барабаном и удлинителем барабана для их совместного вращения.
Согласно другому аспекту варианта осуществления изобретения, создан проходческий комбайн, включающий в себя передвижную раму, имеющую передний концевой участок, множество роторных компоновок, расположенных на расстоянии друг от друга на переднем концевом участке передвижной рамы, и компоновка фрезерного барабана, расположенная впереди переднего концевого участка. Множество роторных компоновок включает в себя множество рабочих органов роторной фрезы. Компоновка фрезерного барабана включает в себя ось вращения, расположенную поперек переднего концевого участка передвижной рамы, секцию первого концевого барабана, секцию второго концевого барабана и секцию среднего барабана, расположенные коаксиально с осью вращения и проходящие между первым и вторым валами. Секция первого концевого барабана включает в себя первый вал, проходящий вдоль оси вращения, первый концевой барабан, скрепленный с первым валом, удлинитель первого концевого барабана, расположенный коаксиально относительно оси вращения, первый поршень, смещaемый вдоль оси вращения между выдвинутой конфигурацией удлинителя первого концевого барабана и втянутой конфигурацией удлинителя первого концевого барабана, и первую соединительную муфту, передающую крутящий момент между первым концевым барабаном и удлинителем первого концевого барабана. Первый вал включает в себя первый канал, проходящий вдоль оси вращения. Первый поршень расположен в первом канале с возможностью вращения относительно него и закреплен неподвижно относительно удлинителя первого концевого барабана. Секция второго концевого барабана включает в себя второй вал, проходящий вдоль оси вращения и расположенный на расстоянии по оси от первого вала, второй концевой барабан, скрепленный со вторым валом, удлинитель второго концевого барабана, расположенный коаксиально относительно оси вращения, второй поршень, смещaемый вдоль оси вращения между выдвинутой конфигурацией удлинителя второго концевого барабана и втянутой конфигурацией удлинителя второго концевого барабана, и вторую соединительную муфту, передающую крутящий момент между вторым концевым барабаном и удлинителем второго концевого барабана. Второй вал включает в себя второй канал, проходящий вдоль оси вращения. Второй поршень расположен во втором канале с возможностью вращения относительно него и закреплен неподвижно относительно удлинителя второго концевого барабана.
Согласно дополнительному аспекту варианта осуществления изобретения, создан способ обслуживания компоновки фрезерного барабана проходческого комбайна. Компоновка фрезерного барабана включает в себя ось вращения, первый вал, проходящий вдоль оси вращения, первый концевой барабан, скрепленный с первым валом, второй вал, проходящий вдоль оси вращения и разнесенный по оси с первым валом, второй концевой барабан, скрепленный со вторым валом, средний барабан, расположенный коаксиально с осью вращения и проходящий между первым и вторым валами, первый приводной блок, соединяющий первый вал и средний барабан с возможностью передачи вращения, второй приводной блок, соединяющий второй вал и средний барабан с возможностью передачи вращения, первую опору, несущую с возможностью вращения первый вал и расположенную между первым концевым барабаном и средним барабаном, вторую опору, несущую с возможностью вращения второй вал и расположенную между вторым концевым барабаном и средним барабаном, и поворотный патрубок, расположенный с возможностью скольжения между второй опорой и вторым валом. Способ включает в себя отсоединение множества участков среднего барабана, смещение каждого указанного участка радиально от оси вращения, отсоединение первого приводного блока от первого вала, отсоединение второго приводного блока от второго вала, отделение второго приводного блока от второго вала и отделение поворотного патрубка от второго вала. Множество участков образует внешнюю периферийную поверхность, расположенную вокруг оси вращения. Отделение первого приводного блока от первого вала включает в себя смещение первого приводного блока вдоль оси вращения по направлению ко второму валу и затем смещение первого приводного блока радиально от оси вращения. Отделение второго приводного блока от второго вала включает в себя смещение второго приводного блока вдоль оси вращения по направлению к первому валу и затем смещение второго приводного блока радиально от оси вращения. Отделение поворотного патрубка от второго вала включает в себя смещение поворотного патрубка вдоль оси вращения к первому валу и затем смещение поворотного патрубка радиально от оси вращения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, составляющие часть данного описания, иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления изобретения и вместе с общим описанием, приведенным выше, и подробным описанием, приведенным ниже, предназначены для объяснения признаков изобретения.
На фиг.1 показан вид в плане бурового проходческого комбайна непрерывного действия, установленного в штреке шахты, с парой рабочих органов роторной фрезы для удаления материала из забоя подземной выработки, когда буровой проходческий комбайн продвигается вперед в штреке.
На фиг.2 показан вид сбоку бурового проходческого комбайна, показанного на фиг.1, с одним из рабочих органов роторной фрезы и компоновками верхнего и нижнего фрезерного барабана, удаляющими материал, не удаленный рабочими органами роторной фрезы на кровле и рабочем горизонте выработки.
На фиг.3 показан вид спереди бурового проходческого комбайна фиг.2 со штреком овальной формы, прорезанным комбинацией пары рабочих органов роторной фрезы и верхним и нижним фрезерными барабанами.
На фиг.4 показан схематичный фрагментарный вид в плане компоновки нижнего фрезерного барабана бурового проходческого комбайна фиг.1-3, показывающий привод барабана и его поворотную установку на переднем конце бурового проходческого комбайна.
На фиг.5 показан схематичный вид спереди коробки передач бурового проходческого комбайна и несущей рамы для рабочих органов роторной фрезы и верхнего и нижнего фрезерного барабана со снятыми рабочими органами роторной фрезы и нижним фрезерным барабаном.
На фиг.6 показан схематичный, фрагментарный вид сбоку переднего конца бурового проходческого комбайна с поворотным и приводным соединением нижнего фрезерного барабана на переднем конце машины и приводной вал роторной фрезы со снятыми рабочими органами роторной фрезы для наглядности.
На фиг.7 показан схематичный, фрагментарный вид сбоку переднего конца другой стороны бурового проходческого комбайна, показанного на фиг.6, с верхним и нижним фрезерным барабаном и приводным валом рабочего органа роторной фрезы.
На фиг.8a и 8b показан альтернативный вариант осуществления бурового проходческого комбайна, включающего в себя нижний фрезерный механизм.
На фиг.9a-9l показаны виды альтернативной компоновки нижнего фрезерного барабана.
На фиг.9m-9o показаны изометрические виды альтернативной компоновки нижнего фрезерного барабана фиг.9a-9l.
На фиг.10a-10l показаны схематические виды компоновки корпуса зубчатой передачи фрезерного барабана фиг.9a-9o.
На фиг.10m показан изометрический вид компоновки корпуса зубчатой передачи фиг.10a-10l.
На фиг.11a-11h показаны схематичные виды компоновки промежуточного вала компоновки нижнего фрезерного барабана фиг.9a-9o.
На фиг.12a-12d показаны схематичные виды концевого барабана компоновки нижнего фрезерного барабана фиг.9a-9o.
На фиг.13a-13d показаны схематичные виды удлинителя концевого барабана компоновки нижнего фрезерного барабана фиг.9a-9o.
На фиг.14a-14i показаны схематичные виды среднего барабана компоновки нижнего фрезерного барабана фиг.9a-9o.
На фиг.14j показан изометрический вид компоновки барабана фиг.14a-14i.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1-3 показан буровой проходческий комбайн 10 непрерывного действия, установленный на штреке 12 шахты, образованном боковыми стенами 14 и 16, кровлей 18 выработки и рабочим горизонтом 20, вырубаемым комбайном 10. Проходческий комбайн 10 продвигается в штреке 12 для удаления твердого материала из забоя горной выработки (не показано). Материал удаляется из забоя горной выработки, когда проходческий комбайн 10 продвигается в штреке 12, выполненном в конфигурации, показанной на фиг.3, имеющем закругленные боковые стены 14 и 16 и горизонтальные или плоские кровлю 18 выработки и рабочий горизонт 20. Добытый материал, удаляемый из забоя горной выработки, собирается на проходческий комбайн 10 и транспортируется назад по комбайну, где передается на обычное транспортное оборудование для транспортировки из шахты.
Проходческий комбайн 10 имеет корпус или раму 22, должным образом установленную на гусеничном ходу 24. Гидравлические двигатели (не показано) установлены на раме 22 для перемещения проходческого комбайна 10 во время работы по добыче. Гидравлические двигатели могут управляться насосом 26 и блоком 28 управления, установленными на раме 22, как показано на фиг.1. Электродвигатели также можно использовать для перемещения проходческого комбайна 10.
Кольцевой конвейерный механизм 30 установлен в желобе 32, проходящем продольно на раме 22 комбайна от переднего конца 34 до задней поворотной секции 36 сброса. Задняя секция 36 сброса является поворотной на поперечной оси, как показано прерывистыми линиями на фиг.1. Конвейерная секция 34 переднего конца включает в себя поворотно установленную секцию 38, показанную на фиг.7, проходящую вперед от переднего конца рамы 22. Поворотная секция 38 принимает удаленный добываемый материал, перегружаемый рабочими органами роторной фрезы и компоновкой нижнего фрезерного барабана на секцию 34 переднего конца конвейера. Удаленный материал транспортируется назад конвейерным механизмом 30 на секцию 36 сброса, где передается, например, на конвейерную ленту или в вагонетку для транспортировки из шахты.
Как показано на фиг.1, передвижная рама 22 комбайна несет пару двигателей 40 и 42 ротора, имеющих приводные валы 44 и 46, проходящие вперед через главную коробку 48 передач к передним концам участков 50 и 52 валов. Участки 50 и 52 передних концов валов установлены разнесенными параллельными друг другу, впереди передвижной рамы 22. Роторные или буровые фрезы 54 и 56 фиксировано соединены с участками 50 и 52.
Как видно на фиг.2 и 3, каждый ротор 54 и 56 включает в себя множество рабочих органов 58 ротора. Каждый рабочий орган 58 ротора является телескопическим по длине, и множество режущих зубьев (не показано) установлено на каждом рабочем органе ротора. При таком устройстве крутящий момент от двигателей 40 и 42 ротора передается приводными валами 44 и 46 на роторы 54 и 56, вращающиеся в противоположные стороны. Рабочие органы 58 роторов 54 и 56 вращаются при продвижении проходческого комбайна 10 вперед для удаления твердого материала из забоя горной выработки.
Буровое действие рабочих органов 58 ротора создает в общем полукруглые боковые стены 14 и 16 на забое горной выработки с противоположных сторон комбайна 10, как видно на фиг.3 и 5. Также буровым действием образуются уступы (не показано), выступающие вверх от рабочего горизонта 20 и выступающие вниз от кровли 18 выработки. Компоновка 60 нижнего фрезерного барабана и компоновка 62 верхнего фрезерного барабана, показанные на фиг.2-4 и 7, удаляют данные уступы. Компоновки фрезерных барабанов 60, 62 опираются с возможностью вращения в поперечном направлении на переднем конце передвижной рамы 22, сзади роторов 54 и 56, над и под ними.
Компоновки 60 и 62 фрезерных барабанов имеют цилиндрическую конфигурацию с множеством режущих элементов, выступающих от поверхностей барабанов. Компоновки 60, 62 фрезерных барабанов можно использовать для удаления уступов, выступающих от кровли 18 и горизонта 20 в областях забоя горной выработки, находящихся за пределами пути траекторий резания рабочих органов 58 ротора.
Согласно настоящему изобретению, нижняя компоновка 60 фрезерного барабана является выдвигаемой по длине. Компоновка 60 втягивается для обеспечения перемещения проходческого комбайна 10 в положение напротив забоя горной выработки, и из данного положения. При нахождении напротив забоя горной выработки концевые участки компоновки 60 барабана выдвигаются для удаления с рабочего горизонта в основании забоя горной выработки материала, который не удален рабочими органами 58 ротора. Компоновка 62 верхнего фрезерного барабана является фиксированной по длине и выполняет аналогичную функцию удаления уступов, выступающих вниз от кровли выработки.
Компоновки 60, 62 верхнего и нижнего фрезерных барабанов 60 опираются с возможностью вращения на главную коробку 48 передач рамы 22 комбайна. Компоновки 60, 62 установлены на переднем конце 64 рамы 22 комбайна и поперек продольной оси рамы 22. Как показано на фиг.5, компоновка 62 верхнего фрезерного барабана является унитарной структурой, опирающейся с возможностью вращения своими концевыми участками 66 и 68 на сборки 70, 72 подшипников. Сборки 70, 72 подшипников несет верхний концевой участок коробки 48 передач. В данном положении компоновка 62 верхнего фрезерного барабана удаляет материал от забоя горной выработки на кровле 18 выработки, находящийся за пределами периферийных траекторий резания рабочих органов 58 ротора.
Вращение передается на компоновку 62 верхнего фрезерного барабана от главной коробки 48 передач через понижающую передачу 74 на фиг.7. Понижающая передача 74 является компонентом коробки 48 передач. Рама 76 на коробке 48 передач соединена с верхним концом пары выравнивающих цилиндров 78, показанных на фиг.5-7. Цилиндры 78 соединены сферическими опорами на своих нижних концах с рамой 22 комбайна. Выдвижение и втягивание цилиндров 78 вертикально перемещает передний конец коробки 48 передач относительно рамы 22 комбайна для удаления материала, когда комбайн 10 выкатывают по пути с уклоном вверх или вниз.
Компоновка 62 верхнего фрезерного барабана и несущая рама 64 опираются для вертикального перемещения на передний конец рамы 22 комбайна посредством работы пары пневмоцилиндров 79, схематично показанных на фиг.2, 3, 5 и 7. Цилиндры пневмоцилиндров 79 установлены на передней грани главной коробки 48 передач. Выдвигаемые штоки соединены с несущей рамой 64. При таком устройстве компоновка 62 верхнего фрезерного барабана поднимается и опускается относительно главной коробки 48 передач после приведения в действие пневмоцилиндров 79.
Положение компоновки 62 фрезерного барабана определяется диаметром ствола, прорезаемого роторами 54 и 56. В одном варианте осуществления проходческого комбайна 10 рабочие органы 58 роторов 54 и 56 выдвигаются по длине для проходки каналов диаметра в диапазоне от 8 до 10 футов (2,4-3,1 м).
Как показано на фиг.7, понижающая передача 74 для передачи привода на верхний фрезерный барабан 62 включает в себя ведомое зубчатое колесо 80, соединенное шлицами с валом 81, соединенным шлицами с фланцем 82 со срезной шпилькой. Фланец 82 фиксировано соединен посредством срезной шпильки 83 с ведомым фланцем 84. Фланец 84 фиксировано соединен с валом 85, опирающимся с возможностью вращения на коробку 48 передач. Вращение колеса 80 и вала 85 передается карданным валом (не показано), соединенным своими концевыми участками с валом 85 и валом 86.
Вал 86 соединен с возможностью передачи приводного усилия с коническим зубчатым колесом 87, находящимся в зацеплении с зубчатым колесом 88, в свою очередь передающим вращение через зубчатое колесо 90 и 92 на верхний фрезерный барабан 62. При таком устройстве компоновка 62 верхнего фрезерного барабана поперечно установлена на выбранной отметке на раме 22 комбайна. Вращение фрезерного барабана выравнивает или удаляет с кровли 18 выработки твердый материал, который не удален рабочими органами 58 ротора.
Компоновка 60 нижнего фрезерного барабана служит аналогичной цели удаления твердого материала с рабочего горизонта 20 выработки, который не удален рабочими органами 58 ротора. Как видно на фиг.4 и 6, компоновка 60 нижнего фрезерного барабана опирается с возможностью вращения на коробку 94 передач, поворотно установленную на нижней части главной коробки 48 передач. Компоновка 60 нижнего фрезерного барабана включает в себя секцию 96 среднего барабана и пару выдвигаемых секций 98, 100 концевых барабанов. Секция 96 среднего барабана, показанная на фиг.4, имеет внешние участки 102 и 104 с кольцевой кромкой, и секции 98 и 100 концевых барабанов имеют внутренние участки 106 и 108 с кольцевой кромкой, соответственно. Секции 96, 98 и 100 барабана включают в себя множество режущих элементов, показанных на фиг.8 и 9, выступающих наружу от секций барабана.
Как показано на фиг.6, компоновка 60 нижнего фрезерного барабана опирается на коробку 94 передач для поворотного перемещения в контакт с рабочим горизонтом 20 и из него. Коробка 94 передач поворотно соединена с нижним концевым участком переднего конца главной коробки 48 передач. Коробка 94 передач выступает вперед от коробки 48 передач в промежутки между секцией 96 среднего барабана и секциями 98, 100 концевых барабанов. Положение поворота компоновки 60 нижнего фрезерного барабана в контакт с рабочим горизонтом и из него определяется диаметром ствола, прорезаемого роторами 54 и 56.
Как видно на фиг.4, коробка 94 передач, на которую опирается с возможностью вращения компоновка 60 нижнего фрезерного барабана, включает в себя разнесенные корпусы 110 и 112, выступающие вперед в промежутки, отделяющие секцию 96 среднего барабана от секций 98 и 100 концевых барабанов. Корпусы 110 и 112 проходят назад от секций барабана к вилкообразным держателям 114 и 116, поворотно соединенным с главной коробкой 48 передач.
Держатели 114 и 116 соединены с кронштейнами 118 и 120, проходящими от участка нижнего конца коробки 48 передач. Вкладыши 122 удерживаются в кронштейнах 118 и 120 и в них размещается палец в сборе, в общем обозначенный позицией 124. Палец 124 в сборе соединяет вилкообразные держатели 114 и 116 с кронштейном 118 и 120.
Палец 124 в сборе включает в себя первую пару коротких пальцев 126, установленных во вкладыши 122. Пальцы 126 имеют сквозной канал для размещения длинных пальцев 128 с конусными концевыми участками 130. Пальцы 128 проходят через коробку 48 передач. При таком устройстве коробка 94 передач включает в себя корпусы 110 и 112, несущие компоновку 60 нижнего фрезерного барабана установленных для поворотного перемещения вокруг пальца 124 в сборе на главной коробке 48 передач комбайна.
Конвейер 38 также поворотно соединен с удлиненными пальцами 128, как показано на фиг.4 и 7. Как видно на фиг.4, конвейер 38 включает в себя пару выступающих назад кронштейнов 131. Кронштейны 131 включают в себя сквозные каналы на одной оси с вкладышами 122 для размещения пальцев 128. Поддерживающий ролик 132 на переднем конце конвейера 38 несет с возможностью вращения один конец цепи конвейера, проходящей по конвейерному лотку 32. Цепь конвейера не показана на фиг.4.
Предпочтительно, коробка 94 передач фрезерного барабана поворотно соединена с кронштейнами 118 и 120 на главной коробке 48 передач, как показано на фиг.4 и 6, для установки компоновки 60 нижнего фрезерного барабана в положение, нужное для работы рабочих органов 58 ротора, выдвинутых для резки стволов в 9 футов (2,7 м) и 10 футов (3,1 м) в диаметре. Общая ось поворота коробки передач 94 на главной коробке 48 передач используется для диаметров режущих рабочих органов 58 ротора как для резки стволов 9 футов (2,7 м), так и 10 футов (3,1 м) в диаметре.
Рабочие органы 58 ротора можно также использовать для проходки, например, диаметра 8 футов (2,4 м). Для приспособления к диаметру 8 футов (2,4 м) коробка 94 передач перемещается от кронштейнов 118 и 120. Затем кронштейны 118 и 120 снимают с коробки 48 передач и заменяют вторым комплектом кронштейнов 134. Кронштейны 134 образуют ось поворота над осью поворота, образованной кронштейнами 118 и 120. Один из кронштейнов 134 показан прерывистыми линиями на фиг.6. Кронштейны 134 прикреплены болтами к низу главной коробки 48 передач комбайна. Каждый кронштейн 134 включает в себя ось поворота 136 (показана на фиг.6) для размещения пальца 124 в сборе, который несет коробку 94 передач для поворота на коробке 48 передач.
При повороте коробки 94 передач поворачивается компоновка 60 нижнего фрезерного барабана относительно главной коробки 48 передач. Поворот совершается действием пары цилиндров 138 в сборе. Только один цилиндр 138 в сборе показан на фиг.5 и 6, но следует понимать, что цилиндр 138 установлен на каждой стороне рамы 22 комбайна.
Каждый цилиндр 138 в сборе включает в себя цилиндр 140, поворотно соединенный в основании с кронштейном 142, выступающим от главной коробки 48 передач. Выдвигаемый шток 144 выступает из участка 140 цилиндра и соединяется наружным концевым участком с кронштейном 146, установленным на нажимной плите 148, установленной на переднем концевом участке коробки 94 передач. Нажимная плита 148 проходит в своей нижней концевой части, окружая компоновку 60 нижнего фрезерного барабана, как показано на фиг.6. При таком устройстве выдвижение и втягивание штоков 144 относительно цилиндров 140 поворачивает коробку 94 передач вокруг главной коробки 48 передач для подъема и опускания компоновки 60 нижнего фрезерного барабана в зацепление с рабочим горизонтом 20 и из него. Положения поворота компоновки 60 барабана для проходки диаметров 8 футов (2,4 м), 9 футов (2,7 м) и 10 футов (3,1 м) показаны прерывистыми линиями на фиг.6.
На фиг.4-6 показана кинематическая связь компоновки 60 нижнего фрезерного барабана с двигателем 40 ротора. Как показано на фиг.6, блок 150 редуктора установлен на коробке 48 передач участка рамы 22 комбайна. Блок 150 редуктора соединен с возможностью передачи приводного усилия обычным способом с ведущим валом 44 двигателя 40 ротора, показанного на фиг.1.
Блок 150 редуктора включает в себя ведомое зубчатое колесо 152, соединенное на шлицах с валом 153, который, в свою очередь, соединен на шлицах с фланцем 154 на срезных шпильках. Фланец 154 фиксировано соединен посредством срезной шпильки 155 с ведомым фланцем 156. Фланец 156 фиксировано соединен с валом 157.
Вал 157 закреплен с возможностью вращения в коробке 48 передач и соединен с возможностью передачи приводного усилия с комплектом 158 конических зубчатых колес, закрепленным с возможностью вращения в вертикальной раздаточной коробке 159, установленной на раме комбайна главной коробки 48 передач. Данное устройство аналогично устройству понижающей передачи 74, описанной выше для передачи приводного усилия на компоновку 62 верхнего фрезерного барабана.
От вала 157 вращение передается через комплект 158 конических зубчатых колес на вертикальный вал (не показано), закрепленный с возможностью вращения в раздаточной коробке 159. Осевая линия 160 вертикального вала показана на фиг.6. Второй комплект 162 конических зубчатых колес соединен с нижним концом вертикального вала в коробке передач 159. Ведущий вал 164, проходящий от комплекта 162 конических зубчатых колес, соединен карданным шарниром (не показано) с ведущим валом 166 комплекта 168 конических зубчатых колес на фиг.4.
Комплект 168 конических зубчатых колес несет коробка 94 передач и он соединен с возможностью передачи приводного усилия посредством планетарного редуктора 170 с компоновкой 60 барабана. Вращение от планетарного редуктора 170 передается на ведущую шестерню 172. С ведущей шестерни 172 вращение передается через среднюю шестерню 174 на ведущую шестерню 176 барабана, закрепленную с возможностью вращения в коробке 94 передач для передачи вращения на компоновку 60 нижнего фрезерного барабана.
На фиг.8a-14l показан альтернативный вариант осуществления бурового проходческого комбайна 1000 непрерывного действия. Поскольку общая конфигурация альтернативного варианта осуществления в целом аналогична показанной на фиг.1-7, только отличия должны быть подробно объяснены.
На фиг.8a и 8b показан альтернативный вариант осуществления бурового проходческого комбайна, включающего в себя кинематическую связь, например, от ведущего вала 164, показанного на фиг.6, посредством ведущего вала 1002, к компоновке 1100 фрезерного барабана (фиг.8a). На фиг.8b показан участок правой стороны нижней балки 1110, несущей компоновку 1100 нижнего фрезерного барабана на переднем конце передвижной рамы 22.
На фиг.9a-9o показана компоновка 1100 нижнего фрезерного барабана, включающая в себя нижнюю балку 1110, правую секцию 1200 концевого барабана, секцию 1300 центрального или среднего барабана и секцию 1400 левого концевого барабана. Нижняя балка 1110 может быть отрегулирована по вертикали относительно передвижной рамы 22 гидравлическими цилиндрами 1112 (см. фиг.8b). Приводной узел 1500 и компоновка 1600 промежуточного вала несут секции барабана для вращения относительно передвижной рамы 22. Приводной узел 1500 предпочтительно расположен между секциями 1400 и 1300 барабана, и компоновка 1600 промежуточного вала предпочтительно расположена между секциями 1200 и 1300 барабана. Также показано, что положения узла 1500 и компоновки 1600 промежуточного вала можно реверсировать. Удлинитель 1250 секции правого концевого барабана расположен на наружном конце секции 1200, и удлинитель 1450 секции левого концевого барабана расположен на наружном конце секции 1400.
Множество режущих элементов, таких как резцы, зубки и т.п., прикреплены к периферийной поверхности каждой из секций 1200, 1300, 1400 барабана и удлинителей 1250, 1450 барабанов и выступают от них наружу. Режущие элементы могут быть сменными. Вращение секций 1200, 1300, 1400 барабана и удлинителей 1250, 1450 барабана удаляет уступы твердого материала на рабочем горизонте 20, оставшиеся не срезанными роторами 54, 56. Компоновка 1100 нижнего фрезерного барабана режет рабочий горизонт 20, примыкающий к забою горной выработки, образуя при этом, в общем, горизонтальную поверхность на рабочем горизонте 20 и образуя вертикальные участки 17 боковых стен 14, 16, как показано на фиг.5.
Удлинители 1250, 1450 барабанов могут располагаться по оси между втянутой конфигурацией, то есть показанной на фиг.9a-9n, и выдвинутой конфигурацией, то есть показанной на фиг.9o, относительно секций 1200, 1400 барабана, соответственно. Также на фиг.9o показана шарнирная дверка 1004, относящаяся к проходческому комбайну 1000. При открывании гидроприводом дверки 1004, то есть отодвигая дверку 1004 от проходческого комбайна 1000 и придвигая к нему, возможно регулирование защитного щита для соответствия длине компоновки 1100 нижнего фрезерного барабана и тем самым согласование формы боковых стен 14, 16.
Как показано на фиг.10a-10m, приводной узел 1500 включает в себя корпус 1510, опирающийся на участок левой стороны нижней балки 1110. Крутящий момент для приводного узла 1100 нижнего фрезерного барабана передается посредством, например, ведущего вала 1002, показанного на фиг.8a, на вилку 1520 кардана. Как показано, в частности, на фиг.10g-10j, вилка 1520 кардана соединена для вращения с входным валом 1522, который опирается в корпусе 1510 на подшипники 1524a, 1524b. Комплект 1526 зубчатых колес в правом углу предпочтительно включает в себя первое коническое зубчатое колесо 1526a, соединенное для вращения с входным валом 1522, и второе коническое зубчатое колесо 1526b, соединенное для вращения с зубчатым валом 1528. Зубчатый вал 1528 опирается на подшипники 1530a, 1530b для вращения относительно корпуса 1510. Предпочтительно, зубчатый вал 1528 включает в себя малое зубчатое колесо 1528a, сцепляющееся для передачи приводного усилия с промежуточным зубчатым колесом 1532, закрепленным на промежуточном валу 1534, который также опирается в корпусе 1510, например, на подшипники 1536a, 1536b. В свою очередь промежуточное зубчатое колесо 1532 сцепляется для передачи приводного усилия с выходным зубчатым колесом 1538, закрепленным на выходном валу 1540, который также опирается в корпусе 1510, например, на подшипники 1541a, 1541b. Соответственно, вилка 1520 кардана, входной вал 1522, комплект 1526 зубчатых колес правого угла, зубчатый вал 1528, промежуточное зубчатое колесо 1532 и выходное зубчатое колесо 1538 передают приводной крутящий момент, такой как от ведущего вала 1002, на выходной вал 1540. Более того, данная система зубчатых колес и валов опирается для вращения относительно корпуса 1510 на подшипники, являющиеся предпочтительно подшипниками качения.
Далее объяснены три основные функции выходного вала 1540 с конкретными ссылками на фиг.10j. Во-первых, выходной вал 1540 несет с возможностью передачи приводного усилия барабан 1410 левой концевой секции 1400. Во-вторых, выходной вал 1540 подает приводной крутящий момент на секции 1300, 1200 барабана. В-третьих, выходной вал 1540 несет с возможностью выдвижения удлинитель 1450 секции 1400 левого концевого барабана.
Предпочтительно, выходной вал 1540 выполнен с креплением 1540a, например крепежным фланцем, к которому крепится левый концевой барабан 1410, например, болтами или другим крепежом. Крепление 1540a показано на фиг.10j вблизи наружного конца выходного вала 1540, но может располагаться в любом подходящем положении на выходном валу 1540. Соответственно, приводной крутящий момент, создаваемый на выходном валу 1540 посредством выходного зубчатого колеса 1538, передается на левый концевой барабан 1410.
Предпочтительно приводной блок 1542 расположен на внутреннем конце выходного вала 1540. Приводной блок 1542 скреплен с выходным валом 1540 и создает стыковочную поверхность для передачи приводного крутящего момента на секцию 1300 барабана. Предпочтительно, система 1544 уплотнения расположена по оси между приводным блоком 1542 и трубчатым удлинителем 1545, соединенным с корпусом 1510. Система 1544 уплотнения, которая может включать в себя механическое торцевое уплотнение, предпочтительно соединена напрямую с выходным валом 1540, например, вместо соединения с приводным блоком 1542. Если приводной блок 1542 не скреплен с выходным валом 1540 и отделен от него, может быть улучшен доступ для проверки, обслуживания или замены системы 1544 уплотнения.
Третья основная функция выходного вала 1540, то есть несение удлинителя 1450 левой концевой секции барабана для осевого смещения между его выдвинутой и втянутой конфигурациями, обеспечивается отдельно от передачи приводного крутящего момента на левый концевой барабан 1410. В осевом канале 1540b в наружном конце выходного вала 1540 размещается гидравлический цилиндр 1546. Предпочтительно, гидравлический цилиндр 1546 соединен с выходным валом 1540 болтами или другим крепежом 1546a, и, следовательно, весь гидравлический цилиндр 1546 можно заменить как единый блок с удалением болтов 1546a. Как легко понять, гидравлический цилиндр 1546 включает в себя корпус 1548 цилиндра и поршень 1550, по существу, расположенный в корпусе 1548 цилиндра с возможностью вращения относительно него. Поршень 1550 предпочтительно соединен штоком 1552 поршня, также по существу расположенным в корпусе 1548 цилиндра с возможностью вращения относительно него, с удлинителем 1450 левой концевой секции барабана. Как показано на фиг.10j, крепление 1552a, то есть крепежный фланец, на наружном конце штока 1552 поршня можно использовать для скрепления, например, болтами или другим крепежом удлинителя 1450 секции левого концевого барабана со штоком 1552 поршня. Гидравлическая жидкость, требуемая для смещения поршня 1550 в корпусе 1548 цилиндра и тем самым выдвижения или втягивания удлинителя 1450 секции левого концевого барабана, может подаваться в корпус 1548 цилиндра по трубопроводам 1554, проходящим через выходной вал 1540.
Как показано на фиг.11a-11h, компоновка 1600 промежуточного вала включает в себя корпус 1610, закрепленный на участке правой стороны нижней балки 1110. В сравнении с корпусом 1510 приводного узла 1500, корпус 1610 не включает в себя кинематической цепи. Вместе с тем, как конкретно показано на фиг.11d, вал промежуточного вала 1640 аналогичный выходному валу 1540 опирается в корпусе 1610, например, на подшипники 1612a, 1612b. Предпочтительно, промежуточный и выходной валы 1640, 1540 являются взаимозаменяемыми.
Три основные функции промежуточного вала 1640 описаны далее со ссылками на фиг.11d. Во-первых, промежуточный вал 1640 несет с возможностью передачи приводного усилия правый концевой барабан 1210 секции 1200. Во-вторых, поворотный патрубок 1620 взаимодействует с промежуточным валом 1640 для подачи гидравлической жидкости, требуемой для работы удлинителей 1250, 1450 барабанов. В-третьих, промежуточный вал 1640 несет с возможностью выдвижения удлинитель 1250 секции 1200 правого концевого барабана.
Предпочтительно, промежуточный вал 1640 выполнен с креплением 1640a, то есть крепежным фланцем, к которому крепится правый концевой барабан 1210, например, болтами или другим крепежом. Крепление 1640a показано на фиг.11d вблизи наружного конца промежуточного вала 1640, но может быть расположено в любом подходящем положении на промежуточном валу 1640. Предпочтительно приводной блок 1642 расположен на внутреннем конце промежуточного вала 1640. Приводной блок 1642 скреплен с промежуточным валом 1640 и создает сопрягающуюся поверхность так, что приводной крутящий момент можно передавать от секции 1300 среднего барабана через промежуточный вал 1640 на правый концевой барабан 1210.
Поворотный патрубок 1620 включает в себя неподвижный участок 1622, предпочтительно соединенный с корпусом 1610, и скользящий участок 1624, перемещаемый относительно, по меньшей мере, одного неподвижного участка 1622 и промежуточного вала 1640. Скользящий участок 1624 поворотного патрубка 1620 может включать в себя кольцевую катушку, имеющую множество (два показано) каналов 1624a, 1624b гидравлической жидкости и множество (шесть показано) кольцевых уплотнений 1626a - 1626f. Предпочтительно, каждый из каналов 1624a, 1624b гидравлической жидкости включает в себя внутреннюю кольцевую канавку, внешнюю кольцевую канавку и, по меньшей мере, канал, соединяющий внутреннюю и внешнюю кольцевые канавки. Кольцевые уплотнения расположены между скользящим участком 1624, корпусом 1610, валом 1624 промежуточного зубчатого колеса для изоляции каждой пары внутренних/внешних кольцевых канавок. Поворотный патрубок 1620 облегчает перемещение гидравлической жидкости между источником гидравлической жидкости под давлением, предпочтительно расположенным на передвижной раме 22, в гидравлические цилиндры для управления работой удлинителей 1250, 1450 барабанов. Предпочтительно, система 1644 уплотнения расположена в направлении по оси между приводным блоком 1642 и поворотным патрубком 1620. Система 1644 уплотнения, которая может включать в себя механическое торцевое уплотнение, предпочтительно соединена напрямую с промежуточным валом 1640, то есть противоположно соединению с приводным блоком 1642. Если приводной блок 1642 не скреплен с промежуточным валом 1640 и отделен от него, можно улучшить доступ для проверки, обслуживания или замены системы 1644 уплотнения. Если система 1644 уплотнения не скреплена с промежуточным валом 1640 и отделена от него, можно улучшить доступ для проверки, обслуживания или замены поворотного патрубка 1620.
Третья основная функция промежуточного вала 1640, то есть несение удлинителя 1250 секции правого концевого барабана для осевого смещения между его выдвинутой и втянутой конфигурациями, обеспечивается отдельно от передачи приводного крутящего момента на правый концевой барабан 1210. В осевом канале 1640b в наружном конце промежуточного вала 1640 размещен гидравлический цилиндр 1646. Предпочтительно, гидравлический цилиндр 1646 скреплен с промежуточным валом 1640 болтами или другим крепежом 1646a, и, следовательно, весь гидравлический цилиндр 1646 можно заменить, как единый блок, удалив болты 1646a. Как легко понять, гидравлический цилиндр 1646 включает в себя корпус 1648 цилиндра и поршень 1650, расположенный в корпусе 1648 цилиндра с возможностью вращения относительно него. Поршень 1650 предпочтительно соединен штоком 1652 поршня, также расположенным в корпусе 1648 цилиндра с возможностью вращения относительно него, с удлинением 1250 правого концевого барабана. Как показано на фиг.11d, крепление 1652a, например крепежный фланец, на наружном конце штока поршня 1652 можно использовать для скрепления, например, болтами или другим крепежом удлинителя 1250 секции правого концевого барабана со штоком 1652 поршня. Гидравлическая жидкость, требуемая для смещения поршня 1650 в корпусе 1648 цилиндра и тем самым выдвижения или втягивания удлинителя 1250 секции правого концевого барабана, может подаваться в корпус 1648 цилиндра по трубопроводам 1654, проходящим через промежуточный вал 1640 и гидравлически связанным с соединительной муфтой в каналы 1624a, 1624b гидравлической жидкости поворотного патрубка 1620.
Что касается выходного и промежуточного валов 1540, 1640, многие их компоненты могут быть взаимозаменяемыми, включая в себя приводные блоки 1542, 1642, системы 1544, 1644 уплотнения, корпусы 1548, 1648 цилиндров, поршни 1550, 1650 и штоки поршней 1552, 1652. При выполнении многих компонентов взаимозаменяемыми, то есть выполнении их по существу идентичными, можно уменьшить стоимость изготовления и сократить объем хранения запасных частей и т.д.
На фиг.12a-12d подробно показан правый концевой барабан 1210. Главные цилиндрические корпусы барабанов 1210, 1410 можно изготовить по существу идентичными, но затем ориентация и рисунок режущих элементов, расположенных на них, последовательно отличают правый концевой барабан 1210 от левого концевого барабана 1410. Соответственно, для целей следующего описания, левый концевой барабан 1410 можно, за исключением указанного, принять аналогичным правому концевому барабану 1210.
Правый концевой барабан 1210 имеет кольцевое устройство, расположенное вокруг оси вращения R. Правый концевой барабан 1210 включает в себя цилиндрический корпус 1212, имеющий внешнюю кольцевую стенку 1212a и внутреннюю кольцевую стенку 1212b. Режущие элементы закреплены на внешней кольцевой стенке 1212a цилиндрического корпуса и выступают от нее. Пунктирными линиями на фиг.12c указана окружность резания, образуемая режущими элементами при вращении барабана 1210 на оси R вращения.
Как конкретно показано на фиг.12d, внешняя кольцевая стенка 1212a предпочтительно имеет, по существу, постоянный наружный диаметр, тогда как внутренний конец 1210a внутренней кольцевой стенки 1212b имеет больший внутренний диаметр, чем наружный конец 1210b внутренней кольцевой стенки 1212b. Таким образом, радиальная толщина стенки концевого барабана 1210 больше на наружном конце 1210b, чем на внутреннем конце 1210a. Обращенная к оси поверхность 1212c проходит радиально внутри кольцевой стенки 1212b и отделяет различные толщины стенок концевого барабана 1210. Поверхность 1210c точно стыкуется с креплением 1650a на наружном конце соединяющего штока 1650, может быть скреплена с ним болтами или другим крепежом.
Концевой барабан 1210 снабжен изогнутыми участками наружного конца 1210b, исключенными, чтобы оставить, по меньшей мере, одну челюсть 1214 барабана выступающую вдоль оси наружу. Как показано на фиг.12a-12d, две изогнутые челюсти 1214a, 1214b барабана расположены симметрично вокруг оси R вращения. Число, круговая форма (при условии отсутствия подреза), изогнутая длина, осевая длина, по меньшей мере, одной челюсти 1214 могут изменяться в случае, если, по меньшей мере, одна челюсть 1214 является подходящей для передачи приводного крутящего момента на удлинитель 1250 секции правого концевого барабана. Хотя показано, что одна челюсть барабана может выступать вдоль оси наружу, необходимо включение в состав нескольких челюстей барабана, расположенных для создания, в общем, уравновешенного вращения концевого барабана 1210 вокруг оси R вращения.
Предпочтительно, поперечные грани 1216a, 1216b каждой, по меньшей мере, одной челюсти 1214 имеют повышенную твердость, созданную, например, закалкой или нагартовкой. Соответственно, поперечные грани 1216a, 1216b являются подходящими для силового зацепления, вследствие вращения вокруг оси R вращения, с соответствующими гранями на удлинителе 1250 секции правого концевого барабана.
Ниже описаны показанные на фиг.13a-13d детали удлинителя 1250 секции правого концевого барабана. Основные корпусы удлинителей 1250, 1450 концевых барабанов можно изготовить, по существу, идентичными, но затем ориентация и рисунок режущих элементов, расположенных на них, последовательно придадут отличия удлинителю 1250 секции правого концевого барабана от удлинителя 1450 секции левого концевого барабана. Соответственно, для целей следующего описания, удлинитель 1450 секции левого концевого барабана можно считать в остальном аналогичным удлинителю 1250 секции правого концевого барабана.
Удлинитель 1250 секции правого концевого барабана имеет кольцевое устройство, также расположенное вокруг оси R вращения. Удлинитель 1250 секции правого концевого барабана включает в себя, по меньшей мере, один изогнутый участок цилиндрического корпуса 1252, который образует частичную внешнюю кольцевую стенку 1252a и частичную внутреннюю кольцевую стенку 1252b.
Как конкретно показано на фиг.13d, частичная внешняя кольцевая стенка 1252a предпочтительно имеет, по существу, постоянный внешний диаметр, тогда как внутренний конец 1250a частичной внутренней кольцевой стенки 1252b может иметь меньший внутренний диаметр, чем наружный конец 1250b частичной внутренней кольцевой стенки 1252b. Таким образом, радиальная толщина стенки удлинителя 1250 секции правого концевого барабана может быть меньше на наружном конце 1250b, чем на внутреннем конце 1250a. Обращенный по оси фланец 1252c закреплен на внутренней кольцевой стенке 1252b и может разделять стенки различной толщины удлинителя 1250 секции правого концевого барабана. Фланец 1250c точно стыкуется креплением 1640a промежуточного вала 1640 и может быть скреплен с ним болтами или другим крепежом.
По меньшей мере, один изогнутый участок цилиндрического корпуса 1252 создает, по меньшей мере, одну челюсть 1254 удлинителя барабана, выступающую внутрь вдоль оси. Как показано на фиг.13a-13d, две изогнутые челюсти 1254a, 1254b удлинителя барабана симметрично расположены вокруг оси R вращения. Число, круговая форма (при условии отсутствия подреза), изогнутая длина, осевая длина, по меньшей мере, одной челюсти 1254 удлинителя барабана могут изменяться в случае, если, по меньшей мере, одна челюсть 1254 удлинителя барабана является подходящей для приема приводного крутящего момента от правого концевого барабана 1210. Хотя показано, что одна челюсть может выступать вдоль оси внутрь, необходимо включение в состав нескольких челюстей удлинителя барабана, расположенных для создания, в общем, уравновешенного вращения удлинителя 1250 концевого барабана вокруг оси вращения R.
Предпочтительно, поперечные грани 1256a, 1256b каждой, по меньшей мере, одной челюсти 1254 имеют повышенную твердость, созданную, например, закалкой или нагартовкой. Соответственно, поперечные грани 1256a, 1256b являются подходящими для силового зацепления, вследствие вращения вокруг оси R вращения, с поперечными гранями 1216a, 1216b на правом концевом барабане 1210.
Режущие элементы скреплены с частичной внешней кольцевой стенкой 1252a, по меньшей мере, одним изогнутым сегментом цилиндрического участка корпуса и выступают от нее и могут также быть скреплены с фланцем 1250c и выступать от него. Пунктирные линии на фиг.13c показывают окружность резания, образуемую режущими элементами, когда удлинитель 1250 секции правого концевого барабана вращается на оси R вращения.
Гидравлический цилиндр 1646 в промежуточном валу 1640 смещает удлинитель 1250 правого концевого барабана в осевом направлении между выдвинутой и втянутой конфигурациями, то есть так, что имеется относительное осевое скольжение между поперечными гранями 1216a, 1216b, 1256a, 1256b. Правый концевой барабан 1210 приводит во вращение удлинитель 1250 вокруг оси R вращения, то есть вследствие силового контакта между поперечными гранями 1216a, 1216b, 1256a, 1256b. Таким образом, отдельные усилия создаются для передачи крутящего момента и для выдвижения/втягивания удлинителя относительно барабана.
Ниже описаны детали секции 1300 барабана со ссылками на фиг.14a-14j. Секция 1300 среднего барабана включает в себя цилиндрический корпус, образованный множеством (показаны два) участков 1310a, 1310b корпуса среднего барабана. Предпочтительно, участки 1310a, 1310b скреплены болтами обычным способом один с другим для образования полой трубы. Число и длина дуги участков корпуса среднего барабана могут изменяться при условии, чтобы секция 1300 среднего барабана подходила для передачи приводного крутящего момента с выходного вала 1540 на промежуточный вал 1640. Кроме того, необходимо, чтобы секция 1300, как блок, была, в общем, вращательно уравновешена вокруг оси вращения R.
Внутренняя поверхность секции 1300 предпочтительно образует сопрягающиеся поверхности 1320, 1330 для совместного зацепления приводных блоков 1542, 1642, соответственно. Например, как показано на фиг.14e и 14f, каждая из поверхностей 1320, 1330 образует квадратное отверстие, и участки приводных блоков 1542, 1642 каждый имеет, в общем, квадратные сечения (например, см. фиг.10a). Также показано, что сопрягающиеся поверхности 1320, 1330 могут образовывать отверстия различной формы и приводные блоки 1542, 1642 могут иметь соответствующие сечения различной формы. Кроме того, небольшие различия (например, приблизительно 0,030-0,40 дюймов(0,8-1,0 мм)) в размере отверстий относительно размера сечения могут дать допуск для несовмещения между приводными блоками 1542, 1642.
Режущие элементы скреплены с секцией 1300 среднего барабана и выступают наружу от нее. В общем, диаметр окружности резания, образуемой режущими элементами, когда секция 1300 вращается на оси R вращения, одинаков с диаметром окружностей резания секций 1200, 1400 барабана.
Секция 1300 среднего барабана разнесена по оси с секцией 1200 правого барабана участком корпуса 1510 приводного узла 1500. Аналогично, секция 1300 среднего барабана разнесена по оси с секцией 1400 левого барабана корпусом 1610 компоновки 1600 промежуточного зубчатого колеса.
Предпочтительно, сменные гидравлические шланги 1350, 1352 создают гидравлическую связь между каналами 1554 в выходном валу 1540 и каналами 1654 в промежуточном валу 1640. Гидравлические шланги 1350, 1352, предпочтительно расположенные в полой трубе, образованной в секции 1300, включают в себя первые соединительные муфты 1350a, 1352a с каналами 1554 и включают в себя вторые соединительные муфты 1350b, 1352b с каналами 1654. Таким образом, одну пару каналов 1624a, 1624b гидравлической жидкости в поворотном патрубке 1620 можно использовать для целевого и одновременного управления выдвижением или втягиванием удлинителей 1250, 1450 правого и левого барабанов. Альтернативно, дополнительные каналы гидравлической жидкости в поворотном патрубке 1620 и дополнительные отдельные каналы в валах 1540 промежуточного зубчатого колеса могут быть гидравлически связаны посредством сменных гидравлических шлангов 1350, 1352 с каналами 1554 в выходном валу 1540 с независимым средством управления выдвижением или втягиванием удлинителей 1250, 1450 правого и левого барабанов. Более того, дополнительный поворотный патрубок (не показано) может быть расположен в корпусе 1510 для гидравлической связи напрямую с каналами 1554 в выходном валу 1540, тем самым исключая необходимость иметь гидравлические шланги 1350, 1352.
Если участки 1310a, 1310b корпуса среднего барабана раскрепить, например отвинтить болты, затем отделить один от другого и индивидуально удалить, можно улучшить доступ к сменным гидравлическим шлангам 1350, 1352 и внутренним концам выходного и промежуточного валов 1540, 1640. Затем, как рассмотрено выше, дополнительно можно улучшить доступ для проверки, обслуживания или замены поворотного патрубка 1620 и внутренних систем 1544, 1644 уплотнения.
Со ссылками на фиг.14g-14i ниже описана предпочтительная процедура разборки секции 1300 среднего барабана.
Вначале первый один из участков 1310a, 1310b корпуса среднего барабана устанавливают так, чтобы иметь возможность сбросить его вниз, например, при разделении шва между горизонтально ориентированными участками 1310a, 1310b корпуса среднего барабана (см. фиг.14h). Затем удаляют болты или другой крепеж, скрепляющий вместе участки 1310a, 1310b корпуса среднего барабана. Если нижние участки 1310a, 1310b корпуса среднего барабана не сбрасываются вниз, то необходимо, по меньшей мере, частично повторно скрепить вместе участки 1310a, 1310b корпуса среднего барабана и затем повернуть секцию 1300 среднего барабана на 180° вокруг оси R вращения. Это выполняют, поскольку первый один из участков 1310a, 1310b корпуса среднего барабана скреплен только со вторым одним из участков 1310a, 1310b корпуса среднего барабана, тогда как второй один из участков 1310a, 1310b корпуса среднего барабана остается опирающимся на крепления 1340, 1342 относительно приводных блоков 1542, 1642, соответственно. Например, начиная со среднего барабана 1300, установленного, как показано на фиг.14h, участок 1310a корпуса среднего барабана должен отделиться от участка 1310b корпуса среднего барабана, когда раскреплены болты соединения участков 1310a, 1310b корпуса среднего барабана. Затем участок 1310b корпуса среднего барабана можно повернуть на 180° для установки в положение, показанное на фиг.14i, с фиксаторами 1340, 1342, поддерживающими участок 1310b корпуса среднего барабана относительно приводных блоков 1542, 1642. Затем из фиксаторов 1340, 1342 можно высвободить участок 1310b корпуса среднего барабана, и участок 1310b корпуса среднего барабана должен упасть с приводных блоков 1542, 1642. Повторная сборка осуществляется в порядке, обратном вышеупомянутой процедуре разборки.
Описанные выше буровые проходческие комбайны создают ряд преимуществ. Например, при создании поршней выдвижения/втягивания, работающих в гидравлических цилиндрах, расположенных на оси вращения, становится возможным разделение усилий для передачи крутящего момента для выдвижения/втягивания удлинителей относительно барабанов и увеличение количества телескопического осевого перекрывания. Соответственно, это создает более надежную систему без необходимости иметь больший диаметр нижнего режущего механизма и без увеличения числа телескопических деталей, которые должны концентрически располагаться вокруг оси вращения.
Предусмотрен также ряд модификаций. Например, другой внешний источник гидравлической жидкости под давлением можно альтернативно или дополнительно использовать для выдвижения/втягивания удлинителей барабанов относительно барабанов. Дополнительный источник можно соединить напрямую с каждым из гидравлических цилиндров, например, через гидравлические соединительные муфты через соответствующие правую и левую секции барабана, только когда необходимо выдвижение или втягивание, когда буровой проходческий комбайн не работает. Такое устройство может исключить поворотный патрубок и трубопроводы в выходном и промежуточном валах или, с подходящим гидравлическим контуром, может создать резервную запасную систему на случай отказа поворотного патрубка. Дополнительный источник может являться предпочтительным для малого количества рабочих циклов, то есть выдвижений и втягиваний удлинителей барабанов, или градуировки фрезерного барабана, например обслуживания и т.п.
В другой предусмотренной модификации создан механический останавливающий упор (упоры) для фиксирования положения удлинителей барабана относительно барабанов. Механический останавливающий упор (упоры), например блоки для поддержания выдвинутой конфигурации удлинителей барабана, можно закреплять на месте болтами так, чтобы давление в гидравлической системе, например в гидравлических цилиндрах, поворотном патрубке и т.п., могло сбрасываться. В то время, когда вновь необходимо изменить конфигурацию удлинителей барабана, механический останавливающий упор (упоры) можно открепить и удалить.
Хотя изобретение раскрыто со ссылками на некоторые предпочтительные варианты осуществления, многочисленные модификации, замены и изменения описанных вариантов осуществления возможны без отхода от области и объема изобретения, заданных в прилагаемой формуле изобретения, и их эквивалентов. Соответственно, предполагается, что изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, но имеет полный объем, заданный формулировками следующей формулы изобретения.