ГОРНЫЙ КОМБАЙН
MINING MACHINE

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для проходки горизонтальных и наклонных горных выработок при добыче полезных ископаемых.
Известен комбайн проходческо-очистной, включающий ходовую часть, центрально расположенный конвейер, планетарно-дисковый исполнительный орган, верхнее отбойное устройство и бермовый орган. Планетарно-дисковый исполнительный орган, содержит привод с раздаточным редуктором, к которому присоединены две рукояти, снабженные промежуточными и выходными валами. На промежуточных валах рукоятей установлены внутренние, а на выходных - наружные режущие диски, с частичным перекрытием дисков друг другом и с возможностью формирования ими торовых поверхностей в забое [1].
Недостатком такого комбайна является наличие центрального забурника, вращательный момент которому задает раздаточный редуктор, обладающий малой окружной скоростью. Поэтому в процессе работы забурник не столько врезается в породный массив, сколько вдавливается в него, создавая препятствие всему режущему органу и комбайну в целом в продвижении в осевом направлении. В результате снижения скорости перемещения комбайна (подачи) режущие диски не могут выйти на оптимальную глубину резания резцов, что приводит к переизмельчению материала и повышенной запыленности рабочего пространства, что снижает качество добычи и ухудшает условия работы персонала.
Так же к недостаткам комбайна можно отнести наличие основных и дополнительных режущих дисков разных диаметров, что исключает любую возможность их взаимозаменяемости. При этом образующаяся в результате совместной работы режущих дисков исполнительного органа торовая поверхность имеет выпуклый профиль, который при внезапных газодинамических явлениях в массиве горных пород расширяет угол выброса соли и газа на больший объем пространства.
Задачей изобретения является повышение производительности комбайна и качества добываемой руды, а также повышение безопасности и улучшение условий труда персонала.
Технический результат достигается тем, что горный комбайн, включающий ходовую часть, центрально расположенный конвейер, верхнее отбойное устройство, бермовый орган и хотя бы один планетарно-дисковый исполнительный орган, содержащий привод с раздаточным редуктором с присоединенными к нему не менее чем двумя рукоятями, снабженными промежуточными и выходными валами с установленными на промежуточных валах внутренними, а на выходных - наружными режущими дисками, с частичным перекрытием дисков друг другом с возможностью формирования ими торовых поверхностей в забое, при этом внутренние режущие диски каждой рукояти выступают за наружные режущие диски в направлении забоя с возможностью формирования ими центральной торовой поверхности, с опережением торовой поверхности, формируемой наружными режущими дисками. Направление вращения внутреннего и наружного режущих дисков, установленных на одной рукояти, одинаково и направлено по часовой стрелке со стороны установки режущих дисков на рукоять. Плоскости резания режущих дисков в проекции на перпендикулярную плоскость могут быть смещены относительно друг друга. Кроме того, если оси внутренних режущих дисков в проекции на перпендикулярную плоскость смещены в сторону забоя относительно осей наружных режущих дисков, то диаметры наружных и внутренних режущих дисков могут быть равны, и в этом случае количество резцов на внутренних режущих дисках в два раза меньше, чем на наружных.
На фиг. 1 изображен общий вид комбайна; на фиг. 2 - общий вид планетарно-дискового исполнительного органа; на фиг. 3 - его вид А на фиг. 2.
Горный комбайн включает ходовую часть 1, на которой смонтирована рама с центрально расположенным конвейером 2. На передней части рамы перед конвейером 2 закреплен хотя бы один планетарно-дисковый исполнительный орган 3, у почвы - бермовый орган 4, а под кровлей - верхнее отбойное устройство 5.
Планетарно-дисковый исполнительный орган 3 содержит раздаточный редуктор 6, на выходных валах которого посажены рукояти 7 и 8. Каждая из рукоятей имеет промежуточный 9 и выходной 10 валы. На промежуточном валу 9 установлен внутренний режущий диск 11, а на выходном валу 10 - наружный режущий диск 12. При этом режущие диски 11 установлены на рукоятях с опережением режущих дисков 12 в сторону забоя 13 (в направлении подачи). Режущие диски 11 и 12 рукоятей 7 и 8 расположены с частичным перекрытием друг друга, а их плоскости 14 резания могут быть смещены, например, в шахматном порядке, относительно друг друга. Оси 15 внутренних режущих дисков 11 в проекции на перпендикулярную плоскость смещены в сторону забоя 13 относительно осей 16 наружных режущих дисков 12, при этом диаметры наружных 12 и внутренних 11 режущих дисков могут быть равны, и в этом случае количество резцов 17 на внутренних режущих дисках 11 в два раза меньше, чем на наружных 12.
Направление вращения обоих режущих дисков - внутреннего 11 и наружного 12, установленных на одноименной рукояти, одинаково. При этом направление вращения режущих дисков 11 и 12 каждой рукояти направлено от оси 18 переносного вращения исполнительного органа 3 к периферии по часовой стрелке, если смотреть на каждую рукоять со стороны установки режущих дисков.
Горный комбайн работает следующим образом.
Привод планетарно-дискового исполнительного органа 3 задает переносное вращение раздаточному редуктору 6 с рукоятями 7 и 8, а раздаточный редуктор 6 передает вращательный момент установленным на их промежуточных 9 и выходных 10 валах внутренним 11 и наружным 12 режущим дискам.
Посредством ходовой части 1 комбайн двигается на забой 13, внедряя в него режущие диски 11 и 12 обеих рукоятей 7 и 8, которые в совокупности с переносным вращением вокруг оси 18 самих рукоятей, разрушают массив забоя 13. Верхнее отбойное устройство 5 формирует кровлю выработки. Бермовый орган 4, в свою очередь, формирует почву и стенки выработки, а так же подбирает разрушенную породу и грузит ее на конвейер 2, по которому она транспортируется и перегружается на следующее за комбайном транспортное средство.
Каждый их наружных режущих дисков 12 рукоятей 7 и 8 формирует собственную торовую поверхность в забое 13. Благодаря тому, что внутренние режущие диски 11 рукоятей 7 и 8 выступают за наружные режущие диски 12 в направлении забоя 13, формируемая ими центральная торовоя поверхность, опережает торовую поверхность, формируемую наружными режущими дисками 12. В результате в забое 13 формируется торовая поверхность вогнутого профиля. Вогнутый профиль отрабатываемой поверхности забоя 13 имеет большее преимущество при внезапных газодинамических явлениях в массиве горных пород, так как сужает угол выброса соли и газа, что снижает его разрушительную силу.
Расположение режущих дисков 11 и 12 с частичным перекрытием друг друга и со смещением плоскостей 14 резания относительно друг друга, например, в шахматном порядке, позволяет оптимизировать толщину стружки, снимаемую каждым резцом 17, исключая ее нулевые значения, тем самым улучшает качество добычи по гранулометрическому составу.
Однонаправленное вращение режущих дисков 11 и 12 одноименной рукояти уравновешивает исполнительный орган 3 и комбайн в целом. При этом наружный режущий диск 12 любой из рукоятей, оказывающийся у почвы, совершает разрушающее движение в массиве забоя 13 от оси 18 к периферии, переходящее в подгребающее движение, подающее весь отбитый материал к бермовому органу 4, что улучшает его погрузочную способность. Бермовый орган 4, в свою очередь, формирует почву и стенки выработки, а так же подбирает разрушенную породу и грузит ее на конвейер 2, по которому она транспортируется и перегружается на следующее за комбайном транспортное средство.
Если торовая поверхность вогнутого профиля формируется в забое 13 за счет смещения осей 15 внутренних режущих дисков 11 в сторону забоя 13 относительно осей 16 наружных режущих дисков 12, диаметры всех режущих дисков могут быть одинаковы. При этом количество резцов 17 на внутренних режущих дисках 11 требуется в два раза меньше, чем на наружных 12, так как окружная скорость переносного вращения вокруг оси 18 внутренних режущих дисков 11 меньше, чем наружных 12. Это позволит иметь режущие диски одного диаметра в качестве запасных с количеством кулаков, равным количеству резцов на наружном режущем диске 12. В случае же необходимости замены внутреннего режущего диска 11 резцы следует устанавливать на режущий диск через один кулак, таким образом их будет в два раза меньше, чем требуется устанавливать на наружный режущий диск 12. Кроме того, при износе единичных кулаков можно устанавливать резцы через один кулак в работоспособные кулаки и устанавливать такой режущий диск на промежуточный вал 9 рукояти, чем продлить его жизненный цикл в качестве внутреннего режущего диска 11.
Таким образом, горный комбайн предложенной конструкции обладает более высокой производительностью по сравнению с аналогами, при этом регулированием скорости подачи и степенью частичного перекрытия друг другом режущих дисков можно достичь добычи оптимальной кусковатости, повысив качество добытой руды и снизив запыленность в рабочей зоне. Формирование в процессе добычи руды торовой поверхности вогнутого профиля повышает безопасность горных работ.
Источник информации
1. Пат. 2319835 RU. Комбайн проходческо-очистной.