РЫЧАЖНОЕ РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ СТВОЛОВОЙ ПОГРУЗОЧНОЙ МАШИНЫ С УПРАВЛЯЕМЫМ ГРЕЙФЕРОМ
LEVER OPERATION EQUIPMENT OF SHAFT LOADER WITH CONTROLLED DIPPER

Изобретение относится к горному делу. Разработано для механизированной погрузки горной массы в транспортные средства, увеличения производительности труда и расширения области применения по диаметру стволов, проводимых буровзрывным способом.
Предлагаемое рычажное рабочее оборудование стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером позволяет механизировать процессы выгрузки и зачистки горной массы в последней фазе погрузки, а также расширить диапазон диаметров проходимых стволов.
Известно рычажное рабочее оборудование буропогрузочной машины КС-12 по Н.А. Малевич. «Машины и комплексы оборудования для проходки вертикальных стволов. М.: Недра, 1975, с.75-79. Область применения буропогрузочной машины КС-12: глубина стволов до 200 м, диаметр 4,5-8,0 м.
Рычажное рабочее оборудование стволовой буропогрузочной машины КС-12 состоит из стойки, смонтированной на тележке поворота, перемещающейся по круговому монорельсу; стрелы, шарнирно связанной со стойкой, поворотной рукояти, шарнирно смонтированной на конце стрелы; гидродомкратов для поворотов в вертикальной плоскости стрелы и рукояти, пневматической лебедки, смонтированной на верхнем конце рукояти и шестилопастного грейфера, подвешенного на канате к пневматической лебедке.
Достоинства рассматриваемого рабочего оборудования - это широкий диапазон диаметров обслуживаемых стволов, проходимых буровзрывным способом.
К недостаткам относятся: отсутствие поворота рабочего оборудования в горизонтальной плоскости - снижается маневренность и производительность; малые размеры стрелы и рукояти, не позволяющие монтировать рабочий орган (шестилопастной грейфер) на свободном конце рукояти для прямого захвата горной массы с последующей разгрузкой в проходческую бадью; подвеска на канате неуправляемого грейфера приводит к неустойчивому положению его на забое при зачерпывании - снижение производительности.
Наиболее близким по конструктивному устройству является рычажное рабочее оборудование стволовой погрузочной машины «Погрузчик», известной по Н.А.Малевич. Машины и комплексы оборудования для проходки вертикальных стволов: М.: Недра, 1975, с.57-59.
Рычажное рабочее оборудование погрузочной машины «Погрузчик» состоит из поворотной мачты с реечным механизмом с гидроприводом ее поворота, шарнирно смонтированной на мачте стрелы, связанной с ней шарнирно поворотной рукояти, пневматической лебедки, смонтированной на верхнем конце рукояти, подвешенного на канате к пневматической лебедке неуправляемого шестилопастного грейфера и гидродомкратов для поворотов стрелы и рукояти в вертикальной плоскости.
К достоинством рассматриваемого рабочего оборудования относятся: широкий диапазон диаметров проводимых стволов (4,5-8,0 м); гидродомкраты поворотов стрелы и рукояти, присоединенные к последним посредством двух рычагов каждый, позволяют осуществлять повороты на большие углы по сравнению с жестким шарнирным присоединением.
К недостаткам относятся: малые размеры по длине стрелы и рукояти, не позволяющие осуществлять монтаж шестилопастного грейфера непосредственно к нижнему концу рукояти для прямого зачерпывания горной массы и погрузки ее в транспортные средства; сравнительно малый угол поворота стрелы не позволяет получать большую амплитуду перемещения ее конца совместно с рукоятью и осуществлять погрузку горной массы грейфером, смонтированным на конце рукояти на всю высоту слоя разрушенной горной массы с одной установки погрузочной машины; подвеска шестилопастного грейфера на канате приводит к неустойчивому его положению на забое при зачерпывании неоднородно дробленой горной массы - снижение производительности и отсутствие возможности зачистки забоя в последней фазе погрузки - снижение производительности.
На основании вышеизложенного имеется необходимость в разработке конструктивной схемы рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером, позволяющего осуществлять захват, погрузку и зачистку горной массы управляемым грейфером на всю глубину слоя разрушения и широким диапазоном диаметров вертикальных стволов, проходимых буровзрывным способом.
Задачей настоящего изобретения является разработка более совершенной конструкции рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером, позволяющего осуществлять погрузку на всю глубину (толщину) слоя разрушенной горной массы с зачисткой забоя в последней фазе погрузки и иметь возможность применения при проходке вертикальных стволов с широким диапазоном диаметров, а также увеличения производительности.
Согласно изобретению поставленные задачи достигаются тем, что рычажное рабочее оборудование стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером, включающее монтажную плиту со смонтированными на ней поворотной мачтой, реечным гидродомкратным механизмом ее поворота и гнездом под шаровой шарнир, смонтированную шарнирно на поворотной мачте удлиненную стрелу, связанную с ней шарнирно удлиненную телескопически раздвижную рукоять, управляемый шестилопастной грейфер, посредством шарового шарнира к нижнему концу телескопически выдвижной части удлиненной рукояти, гидродомкраты для поворотов в вертикальной плоскости удлиненных стрелы и рукояти, два управляющих гидродомкрата шестилопастным грейфером, два гидродомкрата передвижных шарнирных кронштейнов, гидродомкрат телескопической раздвижки удлиненной рукояти и гидродомкрат раздвижки удлиненной стрелы, отличающееся тем, что удлиненная стрела выполнена телескопически раздвижной и она состоит из основной и телескопически выдвижной частей, выполненных в виде прямоугольных пустотелых призм со взаимно параллельными гранями и входящих одна в другую. Между собой они связаны гидродомкратом телескопической раздвижки, смонтированным внутри телескопически выдвижной части с возможностью максимальной раздвижки основной и телескопически выдвижной частей удлиненной стрелы. В верхнем внутреннем зазоре между основной и телескопически выдвижной частями стрелы расположены направляющий паз для перемещения шарнирных кронштейнов и размещения гидродомкратов их перемещения и направляющие брусья для направленного перемещения телескопически выдвижной части. При этом гидродомкрат перемещения шарнирного кронштейна гидродомкрата поворота удлиненной телескопически раздвижной рукояти смонтирован на телескопически выдвижной части удлиненной стрелы и совместно с ней совершает телескопические перемещения. Величина выдвижения телескопической части удлиненной стрелы ограничена длиной хода передвижного шарнирного кронштейна от крайнего заднего положения до концевого стягивающего хомута (пояса жесткости) основной части удлиненной телескопически раздвижной стрелы.
Существенными отличиями являются:
1. Рычажное рабочее оборудование стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером, включающее монтажную плиту со смонтированными на ней поворотной мачтой, реечным гидродомкратным механизмом ее поворота и гнездом под шаровой шарнир, смонтированную шарнирно на поворотной мачте удлиненную стрелу, связанную с ней шарнирно удлиненную телескопически раздвижную рукоять, смонтированный на нижнем конце телескопически выдвижной части рукояти посредством шарового шарнира управляемый шестилопастной грейфер, гидродомкраты для поворотов удлиненных стрелы и телескопически раздвижной рукояти, два управляющих гидродомкрата шестилопастным грейфером, два гидродомкрата передвижных шарнирных кронштейнов, гидродомкрат телескопической раздвижки удлиненной рукояти и гидродомкрат раздвижки удлиненной стрелы, имеет удлиненную телескопически раздвижную стрелу, позволяющую осуществлять погрузку горной массы в вертикальных стволах разного диаметра.
2. Рычажное рабочее оборудование имеет телескопически удлиненную стрелу, состоящую из основной и телескопически выдвижной частей, выполненных в виде прямоугольных пустотелых конструкций (призм со взаимно параллельными гранями), входящих одна в другую. Между собой они связаны гидродомкратом телескопической раздвижки, смонтированным внутри телескопически выдвижной части с возможностью максимальной раздвижки основной и телескопически выдвижной частей стрелы.
3. Во внутреннем зазоре между основной и телескопически выдвижной частями удлиненной стрелы на внутренней горизонтальной поверхности основной части смонтированы направляющий паз для перемещения шарнирных кронштейнов и размещения гидродомкратов их перемещения и направляющие брусья для направленного перемещения выдвижной части. Гидродомкрат перемещения шарнирного кронштейна гидродомкрата поворота удлиненной телескопически раздвижной рукояти смонтирован на телескопически выдвижной части стрелы и вместе с ней совершает телескопические перемещения. При этом величина выдвижения телескопической части стрелы ограничена длиной хода передвижного шарнирного кронштейна от крайнего заднего положения до концевого стягивающего хомута (пояса жесткости) основной части удлиненной телескопически раздвижной стрелы.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
Фиг.1. Общая конструктивная схема рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером.
Фиг.2. Поперечное сечение удлиненной телескопически раздвижной рукояти (сечение А-А фиг.1).
Фиг.3. Поперечное сечение удлиненной телескопически раздвижной стрелы (сечение В-В фиг.1).
Фиг.4. Гидрокинематическая схема рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером.
На фиг.1 представлена общая конструктивная схема рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером. Оно состоит из монтажной плиты 1 со смонтированными на ней: поворотной мачтой 2, реечным гидродомкратным механизмом 3 поворота мачты 2 и гнездом 4 под шаровой шарнир. К поворотной мачте 2 шарнирно присоединена удлиненная телескопически раздвижная стрела 5, к которой шарнирно прикреплена удлиненная телескопически раздвижная рукоять 6, к последней шарнирно присоединен управляемый грейфер 7. Поворот телескопически раздвижной удлиненной стрелы 5 в вертикальной плоскости осуществляется при помощи гидродомкрата 8, а поворот удлиненной телескопически раздвижной рукояти в этой же плоскости гидродомкратом 9. Управление шестилопастным грейфером 7 осуществляется при помощи двух управляющих гидродомкратов 10, производящих его повороты в горизонтальной и вертикальной плоскостях с фиксацией заданного положения.
Удлиненная телескопически раздвижная стрела 5 состоит из основной 11 и телескопически выдвижной 12 частей. Удлиненная телескопически раздвижная рукоять 6 состоит из основной 13 и телескопически выдвижной 14 частей.
Гидродомкрат 8, служащий для поворота стрелы 5, шаровым шарниром 15 присоединен к монтажной плите 1, а вторым концом к передвижному шарнирному кронштейну 16. Гидродомкрат 9 для поворота рукояти 6 одним концом присоединен к передвижному шарнирному кронштейну 17, а вторым концом одинарным шарниром к верхнему концу рукояти 6.
Удлиненная телескопически раздвижная рукоять 6 состоит из основной 13 и телескопически выдвижной 14 частей. К телескопически выдвижной части 14 жестко присоединены две стойки 18, к которым посредством шаровых шарниров 19 присоединены управляющие гидродомкраты 10. Последние своими нижними концами одинарными шарнирами присоединены к траверсе 20 шестилопастного управляемого грейфера 7. Грейфер при помощи шарового шарнира 21 присоединен к нижнему концу телескопически выдвижной части 14 удлиненной телескопически раздвижной рукояти 6.
В процессе погрузки горной массы и при телескопической раздвижке рукояти возможность проворота телескопической части рукояти исключается сквозным шлицом 22, жестко смонтированным на телескопически выдвижной части 14 рукояти и перемещающимся по сквозному пазу основной части 13 рукояти 6.
Ограничение перемещения шарнирного кронштейна 17 осуществляется концевым стяжным хомутом 23, смонтированным на конце основной части 11 стрелы 5.
На фиг.1 представлены три различных положения рычажного рабочего оборудования: I - нейтральное положение - телескопически раздвижная стрела в сдвинутом состоянии занимает горизонтальное положение, а телескопически раздвижная рукоять - вертикальное; II - телескопически раздвижная рукоять в раздвинутом состоянии перед зачерпыванием горной массы; III - телескопически раздвижная стрела в раздвинутом состоянии для погрузки горной массы в стволах большего диаметра.
На фиг.2 представлено поперечное сечение телескопически раздвижной удлиненной рукояти (сечение А-А фиг.1). Рукоять 6 состоит из основной 13 и телескопически выдвижной 14 частей, выполненных в виде трубчатых конструкций, входящих одна в другую. Они связаны между собой посредством гидродомкрата 24 телескопической раздвижки удлиненной рукояти 6, а также при помощи шлица 22, жестко смонтированного на телескопически выдвижной части 14 и продольного сквозного паза 25, выполненного на основной части 13 рукояти 6.
На фиг.3 представлено поперечное сечение удлиненной телескопически раздвижной стрелы 5 (сечение В-В фиг.1). Стрела 5 состоит из основной 11 и телескопически выдвижной 12 частей. Основная 11 и телескопически выдвижная 12 части выполнены в виде прямоугольных пустотелых призм со взаимно параллельными гранями и входящих одна в другую. Телескопическая раздвижка стрелы 5 осуществляется посредством гидродомкрата телескопической раздвижки 26. В верхнем зазоре между основной 11 и телескопически выдвижной 12 частями размещается продольный направляющий паз 27 для передвижных шарнирных кронштейнов 16 и 17 гидродомкратов 8 и 9 поворота стрелы и рукояти и направляющие брусья 28, ограничивающие вертикальное перемещение (перекос) телескопически выдвижной части 12 внутри основной части 11. Направляющий паз 27 образован направляющими продольными фигурными брусьями 29 и сквозным продольным пазом 30 в верхней грани основной части 11 удлиненной стрелы 5. Перемещение шарнирного кронштейна 16 в направляющем пазу 27 осуществляется при помощи гидродомкрата 31.
На фиг.4 представлена гидрокинематическая схема рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером.
Гидродомкраты поворотов 8 и 9 соответственно удлиненных телескопически раздвижных стрелы 5 и рукояти 6 своими нижними концами присоединены к передвижным шарнирным кронштейнам соответственно 16 и 17. Применение передвижных шарнирных кронштейнов значительно увеличивает углы поворотов стрелы 5 и рукояти 6. Перемещение шарнирного кронштейна 16 в направляющем пазу 27 осуществляется гидродомкратом 31, смонтированным на внутренней поверхности верхней горизонтальной грани основной части 11 стрелы. Шарнирный кронштейн 17 перемещается в том же направляющем пазу 27 при помощи гидродомкрата 32, смонтированного на телескопически выдвижной части 12 удлиненной стрелы 5. Величина максимальной телескопической раздвижки стрелы 5 ограничивается длиной хода передвижного шарнирного кронштейна 17 (от крайнего заднего положения до концевого (переднего) пояса жесткости (стяжного хомута) 23 (фиг.1).
Телескопическая раздвижка удлиненной стрелы 5, состоящей из основной 11 и телескопически выдвижной 12 частей, осуществляется при помощи гидродомкрата раздвижки 26, смонтированного внутри телескопически выдвижной части 12. Гидродомкрат раздвижки 26 одинарными шарнирами одним концом присоединен к внутренней задней поверхности основной части 11, а другим - к внутренней передней поверхности телескопически выдвижной части 12 с возможностью максимальной телескопической раздвижки.
Раздвижка удлиненной телескопически раздвижной рукояти 6 осуществляется гидродомкратом раздвижки 24, смонтированным внутри телескопически выдвижной части 14 с возможностью максимальной телескопической раздвижки основной 13 и телескопически выдвижной 14 частей рукояти 6.
Принцип работы рычажного рабочего оборудования стволовой погрузочной машины с управляемым грейфером.
В начальной стадии погрузки рычажное рабочее оборудование, занимая крайнее верхнее положение сомкнутой телескопически раздвижной стрелы и вертикальное положение сомкнутой телескопически раздвижной рукояти, располагается над забоем на расстоянии, несколько превышающем высоту проходческой бадьи или другого транспортного средства. Опускание грейфера на забой, захват горной массы и подъем осуществляется за счет телескопической раздвижки рукояти и поворота всего рабочего оборудования к месту расположения проходческой бадьи.
Дальнейшая выгрузка горной массы из забоя ствола производится как за счет телескопической раздвижки рукояти, так и за счет изменения угля наклона стрелы.
При проведении стволов больших диаметров в процессе погрузки горной массы включается телескопическая раздвижность удлиненной телескопически раздвижной стрелы.