РОТОРНЫЙ ЭКСКАВАТОР

Техническое решение относится к горному делу, а именно к устройствам для экскавации и перемещения горной массы, и может быть использовано для открытой добычи полезных ископаемых при разработке вскрышных пород с крепкими включениями.
Известно устройство для рыхления твердых грунтов (авт. св. СССР №644911, Е02F 3/24, Е02F 5/30, опубл. в БИ №4, 1979 г), включающее установленные на роторе подпружиненные резцы и шарнирно закрепленные ударники, взаимодействующие с хвостовиками резцов, связанными с ударниками посредством упругого элемента.
К недостаткам данного устройства следует отнести его энергетические параметры, недостаточные для эффективного разрушения крепких включений, и рычажно-пружинную конструкцию ударников, снижающую его надежность, которые ставят под сомнение эффективность работы заявленного устройства.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является роторный экскаватор (авт. св. СССР №238412, Е02f, опубл. в БИ №9, 1969 г), включающий ходовую часть, роторное колесо и стрелу, причем на оси роторного колеса шарнирно смонтирована выдвижная стрела, на которой закреплен динамический струг, представляющий собой двухвальный вибратор с направленной возмущающей силой.
К недостаткам данного устройства относятся:
- низкая эффективность разрушения крепких включений стругом, в котором в качестве генератора возмущающей силы зубьев используется вибратор;
- предлагаемая конструкция струга рассчитана только на выемку включений, залегающих в виде тонких слоев (пропластков).
Техническая задача предлагаемого решения заключается в повышении эффективности открытых горных работ за счет повышения интенсивности разрушения крепких включений ударом, а также за счет расширения функциональных возможностей вспомогательного рабочего органа.
Поставленная задача решается тем, что в роторном экскаваторе, включающем ходовую часть, рабочий орган в виде роторного колеса, стрелу и вспомогательный рабочий орган на телескопической рукояти, согласно техническому решению вспомогательный рабочий орган выполнен в виде ударных устройств, установленных на кронштейне, шарнирно закрепленном на конце вращающегося вокруг своей оси штока телескопической рукояти с возможностью рабочего движения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.
Выполнение вспомогательного рабочего органа с использованием высокоэффективных компактных ударных устройств, способных разрушать горные породы прочностью до 80÷100 МПа, позволит повысить эффективность роторных экскаваторов при разработке вскрышных пород с крепкими включениями.
Крепление кронштейна с ударными устройствами на конце вращающегося вокруг своей оси штока телескопической рукояти с помощью шарнира и управляющих механизмов (например, гидродомкратов) расширяет технологические возможности вспомогательного рабочего органа и экскаватора в целом и позволяет
ему разрушать как отдельно расположенные в массиве включения, так и их пластовые залегания.
Целесообразно ударные устройства установить с возможностью перемещения в плоскости, проходящей через оси ударных устройств. Это позволяет путем изменения расстояния между ударными устройствами в зависимости от прочности разрушаемых включений снижать удельную энергию разрушения, что расширяет возможности вспомогательного рабочего органа и повышает в целом эффективность работы вспомогательного рабочего органа и всего роторного экскаватора.
Сущность технического решения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежами, где на фиг.1 (вид сбоку), фиг.2 (вид сверху) изображен общий вид роторного экскаватора при разрушении пластовых включений; на фиг.3 (вид сверху), на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3 изображен общий вид роторного экскаватора при разрушении отдельных включений; на фиг.5, 6 изображен узел вспомогательного рабочего органа - кронштейн с ударными устройствами; на фиг.7 изображен вид А на фиг.6.
Роторный экскаватор (см. фиг.1-4) содержит ходовую часть (на чертеже не показана), стрелу 1 с осью 2, закрепленной на головной ее части. На оси 2 смонтированы рабочий орган в виде роторного колеса 3 и вспомогательный рабочий орган, состоящий из телескопической рукояти 4 с выдвижным и вращающимся вокруг своей оси штоком 5, кронштейна 6, присоединенного к штоку 5 с помощью шарнира 7 и гидродомкрата 8, и двух ударных устройств 9, закрепленных на кронштейне 6 с механизмом раздвижки, состоящим (см. фиг.5-7) из винта 10 с шестерней 11, опор 12, домкрата 13, шток-рейки 14, гаек 15 и ползуна 16. Для уравновешивания вспомогательного рабочего органа при его работе в режиме вращения предусмотрен противовес 17 (фиг.2, 4), представляющий
собой площадку, на которой размещено приводное устройство вспомогательного рабочего органа, а также при необходимости может быть размещен контргруз.
Роторный экскаватор работает следующим образом.
При пластовом залегании крепких включений вспомогательный рабочий орган настраивают для работы в струговом режиме. Для этого приводом вращения телескопическая рукаять выставляется на уровень залегания крепкого пропластка и с помощью муфты сцепления и тормоза (на фиг. не показаны) фиксируется на данном уровне. Ударные устройства 9 с помощью домкрата 13 со шток-рейкой 14, винта 10 с шестерней 11, гаек 15 и ползуна 16 устанавливаются на кронштейне 6 на необходимое расстояние друг от друга, учитывая прочность разрушаемого включения. Кронштейн 6 с ударными устройствами 9 с помощью гидродомкрата 8 и вращательного движения штока 5 устанавливается относительно вынимаемого пропластка таким образом, чтобы оси рабочих инструментов (зубьев) ударных устройств 9 были наклонены к касательной траектории движения стрелы 1 роторного экскаватора под углом α, составляющим 25÷30°. После этого включается механизм поворота стрелы 1 роторного экскаватора, выдвигается шток 5 телескопической стрелы 4 на величину h снимаемой стружки и начинается процесс выемки крепкого пропластка. При наличии в массиве одного пропластка можно одновременно включать роторное колесо и вспомогательный рабочий орган - струг. При двух и более пропластках сначала вынимаются пропластки с крепкими включениями при помощи вспомогательного рабочего органа, затем горный массив отрабатывается роторным колесом экскаватора.
При расположении крепких включений в виде отдельных валунов и зональных образований вспомогательный рабочий
орган устанавливается на вращательный режим работы. Телескопическая рукоять 4, играя роль рукояти экскаватора, вращается в вертикальной плоскости, параллельно плоскости вращения роторного колеса 3. После разрушения всех крепких включений производится экскавация горного массива роторным колесом экскаватора.