ГОРНОПРОХОДЧЕСКАЯ МАШИНА С АНКЕРОУСТАНОВЩИКОМ

Область техники
Техническое решение относится к горному машиностроению и используется в горнопроходческих машинах для проведения горных выработок комбайновым способом с установкой анкерной крепи.
Уровень техники
Из уровня техники известен, взятый в качестве ближайшего аналога, проходческий комплекс, включающий проходческий комбайн с рабочим органом, распорной балкой с цилиндрами распора, конвейером и манипуляторами со средствами бурения и анкерования, при этом, манипуляторы связаны с распорной балкой с возможностью поворота посредством вала, закрепленного на ней передним концом, задний конец которого закреплен с устройством поворота на раздвижных опорах, при этом вал связан с манипуляторами через подвижный стакан с неподвижным и подвижным шаблонами, имеющими регулируемые опоры для крепления манипуляторов, и с устройствами подачи относительно вала и подвижного шаблона относительно стакана, выполняя функции одновременной общей подачи нескольких бурильных головок к точкам бурения по шаблону согласно паспорту крепления и БВР при проведении горных выработок. Манипуляторы выполнены в виде параллелограммов, у которых одна общая сторона закреплена на неподвижном шаблоне, соединена регулируемой тягой с подвижным шаблоном, стороны которых в исходном положении параллельны оси вала крепильщика, и расположены в пределах его длины. Манипуляторы снабжены поворотно-захватными устройствами, которые взаимосвязаны с бурильными головками [1].
Недостатком данной конструкции является наличие в манипуляторе большого количества параллелограммов, которые являются недостаточно жесткими, чтобы каждый из них мог выдержать нагрузки во время бурения. Конструкция, в результате, получается сложной в изготовлении, трудоемкой в настройке на определенное расположение бурильных головок согласно паспорту крепления и в обслуживании, а ее эффективность от одновременного использования именно нескольких средств бурения и анкерования теряется. Кроме этого, наличие даже множества средств бурения и анкерования, их сложная настройка на определенное расположение не обеспечивают необходимый спектр бурения и установки анкеров в выработке, например, в борта выработки и грудь забоя в пространстве перед исполнительным органом проходческого комбайн.
Задача
Создать надежную конструкцию, простую в изготовлении и обслуживании, которая без специальных настроек и переналадок обеспечит возможность бурения и анкерования в любую точку по периметру выработки, а также к груди забоя.
В результате решения данной задачи будет получен технический результат, который заключается в создании простого механизма доставки устройства бурения и анкерования в рабочую зону перед исполнительным органом горнопроходческой машины и обеспечения всего необходимого спектра работ бурения и анкерования по периметру выработки, а также в грудь забоя.
Достижение заявленного технического результата обеспечит техническому решению потребительские свойства - снижение затрат на производство, настройку и обслуживание механизма доставки средств бурения и анкерования в рабочую зону, а также улучшение состояния техники безопасности.
Раскрытие технического решения
В уже известной из уровня техники горнопроходческой машине с анкероустановщиком, которая включает раму (1), к которой вдоль продольной оси (X) машины прикреплен исполнительный орган (7), а слева и справа присоединены ходовые тележки (2), по меньшей мере, одно устройство бурения и анкерования (6), поперечную балку (4), связанные с ней манипуляторы, выполненные в виде шарнирных параллелограммов (3) с приводом (3.3), у которых одна сторона закреплена неподвижно, поворотно-захватное устройство (5), которое кинематически связано с устройством бурения и анкерования (6), вал (8), установленный вдоль продольной оси (X) машины, связанный с поперечной балкой (4), в соответствии с полезной моделью предлагается шарнирные параллелограммы (3) присоединить снаружи машины по одному к каждой ходовой тележке (2) и расположить в плоскостях (V), параллельных продольной оси (X) машины, при этом, в качестве неподвижно закрепленной стороны каждого шарнирного параллелограмма (3) взять неподвижную часть соответствующей ходовой тележки (2), к которой шарнирно присоединить, по меньшей мере, два коромысла (3.1), кинематически связанные шатуном (3.2), между собой шатуны (3.2) шарнирных параллелограммов (3) ходовых тележек (2) машины кинематически связать поперечной балкой (4) с установленным на ней валом (8), который выполнить телескопическим, с возможностью раздвижки вдоль продольной оси (X) машины и возможностью перемещения вдоль поперечной балки (4), а поворотно-захватное устройство (5) установить на его конце со стороны забоя (9) с возможностью вращения, кинематически связанного с ним устройства бурения и анкерования (6) в плоскости (N), перпендикулярной продольной оси (X) машины, и наклона относительно этой плоскости в сторону забоя (9) и от него.
Кроме этого предлагается:
- неподвижную часть соответствующей ходовой тележки (2) выполнить в виде
оси (2.1) ее ведомого колеса (2.2), выступающей (L) наружу с возможностью шарнирного размещения на ней коромысла (3.1) и дополнительно введенной в конструкцию оси (2.4) с возможностью шарнирного размещения на ней еще одного коромысла (3.1);
- привод каждого шарнирного параллелограмма (3) выполнить в виде гидродомкрата, который шарнирно связан с рамой (1) и, по меньшей мере, с одним коромыслом (3.1);
- перемещение телескопического вала (8) вдоль поперечной балки (4) осуществлять гидродомкратом (4.1).
Причинно-следственная связь между техническим результатом и вновь введенными существенными признаками поясняется следующим. Присоединение шарнирных параллелограммов снаружи машины по одному к неподвижной части соответствующей ходовой тележки и расположение их в плоскостях (V), параллельных продольной оси (X) машины, до минимума упрощает эту часть механизма подачи устройства бурения и анкерования в рабочую зону. Плоско-параллельное перемещение шатунов шарнирных параллелограммов вдоль выработки обеспечивает часть необходимого расстояния доставки устройства бурения и анкерования к рабочей зоне, а взаимосвязь шатунов с поперечной балкой над горнопроходческой машиной, позволяет установить на поперечной балке телескопический вал, который обеспечивает раздвижку вдоль продольной оси (X) машины, и добавляет расстояние, необходимое для доставки средств бурения и анкерования в пространство перед исполнительным органом горнопроходческой машины. Возможность перемещения телескопического вала вдоль поперечной балки расширяет спектр возможных работ поперек выработки, т.е. в грудь забоя. Поворотно-захватное устройство, установленное на конце телескопического вала, со стороны забоя доставляется в пространство выработки перед исполнительным органом, где нет какого-либо оборудования и ничего не ограничивает функции поворотно-захватного устройства, например, возможность вращения, кинематически связанного с ним устройства бурения и анкерования в плоскости (N), перпендикулярной продольной оси (X) машины, и наклона относительно этой плоскости как в сторону забоя, так и от него.
Таким образом, совокупность вновь введенных существенных признаков формулы обеспечивает достижение заявленного технического результата, а именно: создание простого механизма доставки устройства бурения и анкерования в рабочую зону перед исполнительным органом горнопроходческой машины и обеспечения всего необходимого спектра работ по периметру выработки, а также в грудь забоя.
Совместно с уже известными существенными признаками заявляемое техническое решение обеспечивает потребительские свойства, а именно: снижение затрат на производство, настройку и обслуживание механизма доставки средств бурения и анкерования в рабочую зону, а также улучшение состояния техники безопасности, т.к. бурение и анкерование выработки осуществляется в зоне, где не присутствует обслуживающий персонал и не находится оборудование, сразу после выемки горной массы исполнительным органом горнопроходческой машины.
Краткое описание чертежей
Сущность технического решения представлена на чертежах, где:
- на фиг. 1 показана горнопроходческая машина с анкероустановщиком с манипулятором в виде шарнирных параллелограммов - вид сбоку;
- на фиг. 2 показана горнопроходческая машина с анкероустановщиком с манипулятором в виде шарнирных параллелограммов - вид сверху;
- на фиг. 3 показан вертикальный разрез ведомого колеса ходовой тележки по шарниру соединения оси ведомого колеса с коромыслом;
- на фиг. 4 показан вертикальный разрез ходовой тележки по шарниру соединения с коромыслом дополнительно введенной в конструкцию оси.
1 - рама;
2 - ходовая тележка;
2.1 - ось;
2.2 - ведомое колесо;
2.3 - шарнирное соединение;
2.4 - ось;
3 - шарнирный параллелограмм;
3.1 - коромысло;
3.2 - шатун;
3.3 - привод;
4 - поперечная балка;
4.1 - гидродомкрат;
5 - поворотно-захватное устройство;
6 - устройство бурения и анкерования;
7 - исполнительный орган;
8 - вал;
9 - забой.
Промышленная применимость
Осуществление технического решения показано на примерах (фиг. 1-4), которые не являются исключительными, но наглядно демонстрируют возможность достижения заявленного технического результата.
Горнопроходческая машина с анкероустановщиком включает раму (1), к которой вдоль продольной оси (X) прикреплен исполнительный орган (7), а слева и справа присоединены ходовые тележки (2). К ходовым тележкам (2) с наружной стороны машины в плоскостях (V), параллельных продольной оси (X) машины, присоединяют манипуляторы, которые выполнены в виде шарнирных параллелограммов (3) с приводом (3.3). Неподвижно закрепленной стороной каждого шарнирного параллелограмма (3) выбирают неподвижную часть соответствующей ходовой тележки горнопроходческой машины с шарнирными узлами для установки коромысел (3.1). Как пример, неподвижную часть выполняют в виде оси (2.1) ее ведомого колеса (2.2), выступающей (L) наружу. На этой выступающей части оси (2.1) шарнирно (2.3) размещают одно коромысло (3.1) (фиг. 3). Второе коромысло (3.1) устанавливают на дополнительно введенной оси (2.4), неподвижно закрепленной снаружи соответствующей ходовой тележки горнопроходческой машины (фиг. 4). Далее два коромысла (3.1), кинематически связывают шатуном (3.2), образуя шарнирный параллелограмм (3) с каждой стороны машины (фиг. 1). Привод каждого шарнирного параллелограмма (3) выполняют в виде гидродомкрата (3.3), который шарнирно связан с рамой (1) и, по меньшей мере, с одним коромыслом (3.1). Шатуны (3.2) шарнирных параллелограммов (3) ходовых тележек (2) разных сторон кинематически соединяют над горнопроходческой машиной поперечной балкой (4) (фиг. 2), на которую со стороны забоя (9) устанавливают телескопический вал (8) с поворотно-захватным устройством (5) на конце. Телескопический вал (8) выполняют с возможностью перемещаться вдоль поперечной балки (4), обеспечивая спектр работ в грудь забоя (9), приводом при этом служит гидродомкрат (4.1) (фиг. 2). Поворотно-захватное устройство (5) обеспечивает вращение, кинематически связанного с ним устройства бурения и анкерования (6) в плоскости (N), перпендикулярной продольной оси (X) машины, а также наклон относительно этой плоскости как в сторону забоя (9), так и от него, обеспечивая спектр работ как в борта выработки, так и в грудь забоя (9).
Работает горнопроходческая машина с анкероустановщиком следующим образом. Перед подачей устройства бурения и анкерования (6) в рабочую зону работы горнопроходческой машины по извлечению горной массы прекращают, а исполнительный орган (7) опускают на грунт выработки вдоль продольной оси (X) горнопроходческой машины.
Затем включают гидродомкраты (3.3) по сторонам машины и вводят в работу коромысла (3.1) манипуляторов, выполненных в виде шарнирных параллелограммов (3), по сторонам ходовых тележек (2), передавая движение через шатуны (3.2) поперечной балке (4). В свою очередь поперечная балка (4), с установленным на ней телескопическим валом (8), снабженным на конце со стороны забоя (9) поворотно-захватным устройством (5), подается вперед к забою, как за счет шарнирного параллелограмма (3), так и за счет раздвижки телескопического вала (8). Устройство бурения и анкерования (6) занимает положение перед исполнительным органом (7). Далее с помощью поворотно-захватного устройства (5) устройство бурения и анкерования (6) устанавливают в необходимое положение, и в процессе работы перемещают его по сечению выработки в нужные точки, обеспечивая бурение и анкерование в любую точку по периметру выработки и в грудь забоя (9).
Заявляемую горнопроходческую машину с анкероустановщиком можно изготовить известными средствами с использование современных технологий, поэтому техническое решение является промышленно применимым и обеспечивает заявленный технический результат.
Источники информации:
1. Патент №2172405RU, приоритет от 16.03.1998, опубликовано 20.08.2001, бюл. №23.