ПЛИТА ОПОРНОЙ РАМЫ
PLATE OF SUPPORT FRAME

Изобретение относится к стругу, содержащему плиту опорной рамы, состоящую из прочно соединенной с телом струга средней части и двух подвижно соединенных с ней внешних частей, направляющие колодки на расположенном со стороны закладки конце каждой части плиты опорной рамы для ведения плиты опорной рамы в направляющих каналах для цепи струга и, по меньшей мере, одну взаимодействующую с плитой опорной рамы цепную колодку для каждого направления движения струга для присоединения его тяговой цепи.
Родовой струг с опорной рамой известен из DE 3106548 А1. У таких стругов опорная рама охватывает снизу содержащий со стороны закладки направляющие струга и цепи конвейер, в частности цепной скребковый конвейер, а цепь струга проходит на заднем конце плиты опорной рамы, также со стороны закладки, в направляющих каналах для цепи, установленных на конвейере. С помощью стругов с опорной рамой уголь, в частности, при малой мощности разрабатываемых пластов, может добываться рентабельно, поскольку тяговая цепь струга даже при мощностях менее 600 мм остается доступной на стороне закладки конвейера. У родового струга с опорной рамой, предлагаемого заявителем под названием «струг отрывного действия», цепь закреплена соответственно на цепных колодках, выполненных на направляющих колодках обеих внешних частей плиты опорной рамы. Внешние части плиты опорной рамы соединены с ее средней частью посредством образованной цепными звеньями шарнирной муфты со стороны закладки, причем проушины цепных звеньев входят соответственно в крюкообразные соединительные элементы или колодки, выполненные, с одной стороны, на направляющих колодках внешних шарнирных плит, а с другой стороны, - на направляющих колодках средней части плиты опорной рамы. Каждому соединительному крюку придана предохранительная деталь, с помощью которой соответствующее цепное звено фиксируют на этом соединительном крюке. Образованный цепными звеньями шарнир обеспечивает, правда, хорошую поворотную подвижность между внешними и средней частями плиты опорной рамы. Замена цепных звеньев, образующих шарнирное соединение со стороны закладки между частями плиты опорной рамы, а также присоединение тяговой цепи струга к цепным колодкам, однако, сложны и приводят к сравнительно длительным простоям родового струга с опорной рамой.
Задачей изобретения является создание струга с опорной рамой, который обеспечивал бы быстро и легко осуществляемое присоединение или замену тяговой цепи или шарнирного соединения со стороны закладки между частями плиты опорной рамы и, кроме того, заметное улучшение ходовой характеристики при предпочтительной передаче высоких тяговых усилий приводимой цепи на струг.
Эта и другие задачи решаются согласно изобретению за счет того, что обе цепные колодки выполнены на толкателе, который с возможностью замены вставлен или выполнен с возможностью вставки на заднем или расположенном со стороны закладки конце средней части плиты опорной рамы в выемку, ограниченную в обоих направлениях движения струга соответственно одной колодочной деталью, которая образует неотъемлемую составную часть средней части плиты опорной рамы, снабжена направляющей колодкой и имеет упорную поверхность для толкателя. У струга согласно изобретению толкатель, содержащий цепные колодки и движущийся в цепных направляющих каналах направляющей струга, расположенной со стороны закладки транспортного желоба, образует заменяемую деталь, которая при износе может быть заменена в комплекте с обеими цепными колодками. В то же время передача усилий у струга согласно изобретению не происходит больше тянущим образом на внешние части плиты опорной рамы, а толкатель взаимодействует толкающим образом со средней частью плиты опорной рамы, так что струг захватывается тяговой цепью, в основном, толкающим, а не тянущим образом. За счет толкателя, оказывающего на среднюю часть плиты опорной рамы и, тем самым, на тело струга толкающее действие, значительно улучшается ходовая характеристика струга. При этом дополнительное преимущество заключается в том, что также внешние части плиты опорной рамы, опережающие в направлении движения струга среднюю, нагруженную толкающими усилиями часть плиты опорной рамы, нагружены усилиями тяговой цепи струга не непосредственно, а только косвенно.
Согласно одному особенно предпочтительному варианту толкатель содержит на обеих в направлении движения толкающих поверхностях на расстоянии от расположенных со стороны закладки цепных и направляющих колодок выступающую цапфу, которая входит в выполненное также на расстоянии от направляющей колодки углубление в соответствующей колодной детали. За счет взаимодействия цапф преимущественно прямоугольного сечения и углублений толкатель может быть фиксирован в выемке с геометрическим замыканием или, в основном, с геометрическим замыканием от бокового увода. Далее толкатель преимущественно опирается в направлении открытого дна выемки посредством, по меньшей мере, одного входящего в выемку выступа, преимущественно, однако, толкатель посредством двух удаленных друг от друга выступов может быть фиксирован от увода из выемки вниз, так что он во время движения струга не подвержен чрезмерному износу. Монтаж толкателя происходит предпочтительным образом сверху и посредством подходящего профиля направляющей струга, в частности, расположенного со стороны закладки нижнего профиля конвейера, толкатель может быть фиксирован от увода вверх. Фиксация вверх больше не происходит, следовательно, посредством какой-либо детали на плите опорной рамы. Предпочтительным образом плита опорной рамы может быть выполнена так, что ее средняя часть содержит секцию, к которой приварены обе ограничивающие выемку и заключающие ее между собой колодочные детали. Выемка может быть при этом открыта предпочтительным образом в сторону закладки и к нижней стороне. За счет составного сварного выполнения средней части плиты опорной рамы с состоящей из листовой стали и т.п. секции, а также, при необходимости, многоступенчатыми колодочными деталями отдельные элементы могут быть оптимально рассчитаны в отношении формы и выбора материала. Выступы для опирания толкателя в выемке со стороны дна могут быть выполнены тогда за одно целое или в виде приваренной детали на образованном секцией средней части плиты опорной рамы продольном краю выемки и входить в нее.
Далее каждая внешняя часть плиты опорной рамы может быть преимущественно снабжена очистной колодкой, которая, будучи выполнена, например, за одно целое, содержит соответствующую направляющую колодку для этой части плиты опорной рамы. Очистные колодки на обеих внешних частях плиты опорной рамы опережают соответствующую колодочную деталь средней части плиты опорной рамы в цепных направляющих каналах, так что они одновременно образуют защиту от износа для выполненных на средней части плиты опорной рамы колодочных деталей. Особенно предпочтительно при этом, если внешние части плиты опорной рамы содержат соответственно секцию, к которой приварена соответствующая очистная колодка, так что внешние части плиты опорной рамы могут состоять из разных материалов и/или оптимально согласованных с функцией элементов. В особенно предпочтительном варианте боковые края секций средней и внешней частей плиты опорной рамы выполнены на соединительном стыке с кривизной, причем преимущественно боковые края секции средней части плиты опорной рамы снабжены вогнутостью, а соответствующий боковой край секций внешних частей плиты опорной рамы - выпуклостью. Взаимодействие выпуклостей и вогнутостей боковых краев обеспечивает заметно более спокойное движение струга и заметно снижает, таким образом, вызванные плитой опорной рамы шумы и вредные шумовые воздействия. Кроме того, соответственно секция внешних частей плиты опорной рамы и секция средней части плиты опорной рамы могут быть выполнены на соединительном стыке преимущественно без нахлеста или с нахлестом.
Согласно одному, в частности, предпочтительному варианту колодочные детали и очистные колодки имеют на своих стыковых поверхностях соответственно попеременно выступающий носик и впадину, которые входят друг в друга для попеременного нахлеста колодочной детали и очистной колодки. За счет этого выполнения достигается дополнительное опирание внешних частей плиты опорной рамы, подвижных относительно средней части плиты опорной рамы, и улучшается очистная способность внешней части плиты опорной рамы, опережающей по отношению к соответствующему направлению движения.
Поскольку носики и впадины выполнены на колодочных деталях и очистной колодке, они могут быть рассчитаны соответственно прочными. Цепные и очистные колодки выдаются поэтому преимущественно по высоте за секции и/или выполнены ступенчатыми.
Для уменьшения износа тяговой цепи струга или соединенного с цепной колодкой цепного устройства колодочные детали и очистные колодки могут быть преимущественно снабжены на своей обратной стороне со стороны закладки или обращенной к заднему концу приемными карманами, которые обеспечивают погружение колена горизонтального звена соединенной с цепной колодкой тяговой цепи струга или соединенного, или соединяемого с цепной колодкой цепного устройства.
Согласно одному особенно предпочтительному выполнению колодочные детали и очистные колодки снабжены на своей обратной стороне со стороны закладки или обращенной к заднему концу карманами для зацепления головок соединительных воротков. У струга согласно изобретению, следовательно, шарнирные соединения со стороны закладки между внешними и средней частями плиты опорной рамы образованы не цепью, а прочным соединительным воротком, вставленным в соответствующие карманы частей плиты опорной рамы. Особенно предпочтительно тогда, если используемый соединительный вороток идентичен соединительным вороткам, которыми соединяют отдельные секции конвейера, так что для струга с опорной рамой не требуется держать про запас в лаве отдельного или особенным образом выполненного соединительного воротка. Использование такого же соединительного воротка для конвейера и частей плиты опорной рамы струга имеет самостоятельное изобретательское значение.
Использование содержащего обе цепные колодки толкателя имеет то дополнительное преимущество, что подвешенные к цепным колодкам звенья тяговой цепи струга или цепного устройства могут быть фиксированы посредством единственного общего, закрепляемого на толкателе предохранительного элемента. Монтажные затраты значительно сокращаются за счет этого по сравнению с уровнем техники. Согласно одному особенно предпочтительному варианту в предохранительный элемент может быть интегрирован включающий электромагнит, взаимодействующий с коммутирующими контактами на цепных направляющих каналах или направляющей струга, чтобы, например, в конце лавы, как это само по себе известно, обеспечить обнаружение сигнала, с какого момента должна быть снижена тяговая скорость струга во избежание его захода со слишком высокой скоростью в приводную раму цепного конвейера. Также интеграция включающего электромагнита в предохранительный элемент имеет самостоятельное изобретательское значение. Особенно предпочтительно, если предохранительный элемент закреплен на толкателе посредством срезных штифтов и болтов, так что даже при ослаблении болтов он не может потеряться благодаря срезным штифтам.
Другие преимущества и варианты струга с опорной рамой приведены в нижеследующем описании примера выполнения, схематично изображенного на чертеже, на котором представлено:
фиг.1 - струг со смонтированным толкателем при виде сверху;
фиг.2 - разрез по линии II-II из фиг.1;
фиг.3 - разрез по линии III-III из фиг.1;
фиг.4 - при виде сверху задний, расположенный со стороны закладки конец средней части плиты опорной рамы с выемкой;
фиг.5 - подробный вид конца плиты опорной рамы со стороны закладки из фиг.1, частично с вырывом;
фиг.6 - разрез по линии VI-VI из фиг.5;
фиг.7 - разрез по линии VII-VII из фиг.5;
фиг.8 - вид сверху предохранительного элемента для фиксации звеньев цепи на цепных колодках;
- фиг.9 - разрез предохранительного элемента из фиг.8 по линии IX-IX из фиг.8.
Изображенный на фиг.1 струг 1, который может быть использован, в частности, при добыче угля в качестве угольного струга при мощностях пластов менее 1,5 м и при известных условиях менее 0,6 м, выполнен в виде струга с опорной рамой и включает в себя составную, выполненную симметрично по отношению к направлению движения струга 1 опорную раму 10 с двумя внешними частями 11 плиты и одной средней частью 12 плиты, направляющей угольный струг 1 на забойном конвейере, который может быть выполнен, в частности, в виде цепного скребкового конвейера. Тело 2 струга, отделяющее добываемую породу, в частности уголь в очистном забое, состоит из среднего корпуса 3, жестко закрепленного на средней части 12 плиты опорной рамы, в частности приваренного к ней и снабженного регулируемым по высоте верхним резцедержателем 4, а также двумя боковыми резцедержателями 5, которые сочленены с корпусом 3 струга с возможностью поворота и из которых в зависимости от направления движения струга 1 за счет их встречного поворота каждый раз только один находится в рабочем состоянии, тогда как другой повернут в положение, в котором он в данном направлении движения струга не совершает добычной работы. Обе внешние части 11 плиты опорной рамы шарнирно соединены с обоими резцедержателями 5, установленными с возможностью поворота относительно корпуса 3 струга и, тем самым, относительно средней части 12 плиты опорной рамы. Обе внешние части 11 плиты опорной рамы установлены поэтому, в целом, с возможностью поворота к средней части 12. Конструкция резцедержателей 5, корпуса 3 струга и верхнего резцедержателя 4, а также поворотное закрепление внешних частей 11 плиты опорной рамы на резцедержателях 5 здесь более подробно не поясняются, поскольку это не образует объекта настоящего изобретения.
Согласно изобретению средняя часть 12 плиты 10 опорной рамы снабжена на расположенном со стороны закладки конце открытой к стороне закладки выемкой 13, как это лучше всего видно на фиг.4. Сторона закладки относится при этом к рабочему состоянию струга 1, в котором резцы тела 2 струга скользят вдоль очистного забоя, и с подвиганием очистного забоя вся добычная установка подвигается в направлении фронта очистных работ. Обращенная к очистному забою сторона образует сторону очистного забоя, а противоположная сторона - сторону закладки, на которой закладочный материал снова заваливает предварительно очищенное призабойное пространство, поддерживаемое открытым посредством секций крепи, как это известно специалисту с области подземных горных работ. Выемка 13 на расположенном со стороны закладки конце средней части 12 плиты опорной рамы ограничена на продольной стороне со стороны очистного забоя боковым краем 14 состоящей из листовой стали секции 15 и поперек нее в обоих направлениях движения струга 1 выполненными на обеих колодочных деталях 17 упорными поверхностями 16, которые обращены к выемке 13, выполнены зеркально-симметричными по отношению друг к другу и приварены к секции 15 на расстоянии друг от друга. Обе колодочные детали 17, как видно, в частности, из фиг.2, 3, 6, выполнены ступенчатыми и снабжены на стороне закладки за одно целое направляющей колодкой 18, которая, в частности, своей обращенной к очистному забою передней поверхностью 19 направляется по направляющему профилю (не показан) цепного скребкового конвейера или направляющей струга и т.п.
Движение струга 1 в соответствующее направление вызвано тяговой цепью 6, приводимой в том или ином направлении двумя присоединенными к концам забоя приводами (не показаны). В изображенном примере цепи 6 речь идет о нитке цепи соответственно с одной звездочкой 7 для каждого направления движения, несколькими вертикальными звеньями 8 разной длины, которые по сравнению со звеньями обычной цепи 6 струга выполнены в виде специальных звеньев, и с несколькими горизонтальными звеньями 9, которые представляют собой стандартные звенья цепи струга. Передача усилий с цепи 6 на струг 1 происходит согласно изобретению посредством толкателя 40, который вставлен в выемку 13 средней части 12 плиты опорной рамы и снабжен двумя цепными колодками 41 с крюкообразными выступами 42, как это видно, в частности, на фиг.1 и 5. Цепные колодки 41, выполненные преимущественно за одно целое на состоящем из отливки или поковки толкателе 40, аналогично колодочным деталям 17 на средней части 12 плиты опорной рамы имеют ступенчатую конструкцию, причем передние поверхности 43 выполненных на цепных колодках 41 направляющих колодок 47 могут также служить для ведения по профилю цепного скребкового конвейера (не показан).
Выполненный прочным и такой же высоты, что и колодочные детали 17, толкатель 40 снабжен на обеих указывающих в направлении движения толкающих поверхностях 44 выдающейся за них цапфой 45, которая в монтажном состоянии входит в соответствующее углубление 19 колодочных деталей 17, так что толкатель 40 фиксирован в выемке 13 от бокового увода посредством геометрического замыкания. Оба углубления 19 находятся на расстоянии от направляющих колодок 18 колодочных деталей 17 и примыкают к боковому краю 14 секции 15. На соответствующем расстоянии выполнены также прямоугольные цапфы 45 на цепных колодках 41 толкателя 40. Для опирания толкателя 40 в открытой вниз выемке 13 на боковом краю 14 секции 15 выдаются два выступа 20, на которые толкатель 40, как показано, в частности, на фиг.7, опирается через внутренний уступ 45 на боковой поверхности 46 толкателя 40 со стороны очистного забоя. Выступы 20 также могут иметь, в основном, прямоугольное сечение и выполнены за одно целое с секцией 15 или приварены к ней. В монтажном состоянии вставленный в выемку 13 толкатель 40 удерживается вверх от увода во время движения струга посредством взаимодействующей с направляющими колодками 47, 18 направляющей планки. Введенные в толкатель 40 посредством тяговой цепи 6 усилия вводятся исключительно толкающим образом через упорную поверхность 44 толкателя 40 и упорную поверхность 16 соответствующей колодочной детали 17 в среднюю часть 12 плиты опорной рамы струга и, тем самым, в струг.
Теперь следует снова сослаться на фиг.1-3. Внешние части 11 плиты опорной рамы соединены со средней частью 12 плиты опорной рамы соответственно с возможностью поворота. Внешние части 11 плиты опорной рамы опираются для этого со стороны очистного забоя через цапфы (не показаны) на резцедержатели 5. Передача усилий, введенных толкателем 40 в среднюю часть 12 плиты опорной рамы, на внешние части 11 плиты опорной рамы, так что они в данном направлении движения, оказывая, в основном, очистное действие, опережают среднюю часть 12 плиты опорной рамы, происходит, в основном, через очистные колодки 21, которые со стороны закладки приварены к секциям 22 внешних частей 11 плиты опорной рамы. Очистные колодки 21 выдаются за соответствующие секции 22, 15, в основном, на ту же высоту, что и колодочные детали 17, так что передача усилий может происходить через достаточно широкие стыковые поверхности 23 колодочных деталей 17 и стыковые поверхности 24 очистных колодок 21. Как видно, в частности, на фиг.2 и 3, обе очистные колодки 21 снабжены выступающими направляющими колодками 25, чтобы направлять по направляющему профилю цепного скребкового конвейера и т.п. также внешние части 11 плиты опорной рамы, а очистные колодки 21 и колодочные детали 17 попеременно накладываются друг на друга на стыковых поверхностях 23, 24 посредством выступающих носиков 26 и кромок 27 на соответствующих стыковых поверхностях 23, 24. Носики 26 на очистных колодках 21, входящие во впадины 28 на стыковой поверхности 23 колодочной детали 17, обеспечивают в то же время боковое опирание очистных колодок 21 и, тем самым, внешних частей 11 плиты опорной рамы относительно средней части 12 плиты опорной рамы. Носики 26 выполняют здесь, следовательно, двойную функцию, а именно опирание в вертикальном направлении и одновременное боковое опирание.
Секция 15 средней части 12 плиты опорной рамы имеет вогнутые и указывающие в направлении движения боковые края 30, а примыкающие к ним боковые края 29 секций 22 внешних частей 11 плиты опорной рамы выполнены выпуклыми и без нахлеста с боковыми краями 30, чтобы минимизировать шумы струга 1 при движении.
Как уже упоминалось выше, горизонтальное звено 9 цепи 6 уложено вокруг крюкообразного выступа 42 на цепной колодке 41 толкателя 40. Вертикальные звенья 8 прилегают, как показано, в частности, на фиг.1, непосредственно к обратной стороне толкателя 40, колодочной детали 17 средней части 12 плиты опорной рамы и очистной колодки 21 внешних частей 11 плиты опорной рамы. Вертикальные звенья 9 входят, как показано, в частности, на фиг.5 и 6, одним коленом в углубления 32 на обратной со стороны закладки стороне колодочных деталей 17 (фиг.16) и в углубления 31 на обратной стороне очистных колодок без передачи усилий от горизонтальных звеньев 9 или соединяющих их вертикальных звеньев 8 на колодочные детали 17, или очистные колодки 21. В направлении движения, однако, колодочные детали 17 и очистные колодки 21 соединены посредством соединительных воротков 35, которые входят в соответствующие приемные карманы 33, 34, выполненные на обратной стороне очистных колодок 21 и колодочных деталей 17.
Для фиксации вертикальных звеньев 8, уложенных вокруг крюкообразных выступов 42 на цепных колодках 41 толкателя 40, служит закрепленная на толкателе 40 предохранительная деталь 50, подробно изображенная на фиг.8 и 9. Предохранительная деталь 50 включает в себя два раздвоенных конца 51 с пазами 52, в каждый из которых может входить закругление закрепленного на цепной колодке вертикального звена, так что оба конца ветви тяговой цепи фиксируются на толкателе посредством единственной предохранительной детали 50. Фиксация предохранительной детали 50 на толкателе происходит посредством двух крепежных болтов 54, которые проходят через два отверстия в средней части 53 предохранительной детали 50 и могут быть фиксированы подходящим образом на толкателе в пазах-карманах. Для удержания предохранительной детали 50 в ее предохранительном положении на толкателе даже при ослаблении крепежных болтов 54 предусмотрены два срезных штифта 55, которые проходят через отверстия 56 в средней части 53 и входят в подходящие углубления 48 в толкателе 40 (фиг.5). Другой особенностью, имеющей самостоятельное изобретательское значение, является то, что в среднюю часть 53 предохранительной детали 50 интегрирован включающий электромагнит 60, взаимодействующий с соответствующими коммутирующими контактами на секциях желоба или секциях направляющей струга для фиксации, например, положений струга или индикации достижения стругом конца лавы.
Для специалиста из предшествующего описания следуют многочисленные модификации, подпадающие под объем охраны формулы изобретения. Звенья цепи могут быть выполнены также иным образом. Также геометрия выемки, а еще соответствующие направляющие колодки на колодочных деталях, очистных колодках и цепных колодках могут быть согласованы с контуром и положением соответствующей направляющей планки со стороны конвейера.