ОЧИСТНОЙ КОМБАЙН ДЛЯ ТОНКИХ ПЛАСТОВ

Область техники
Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в очистных комбайна с вынесенной системой подачи для выемки горной массы из тонких пластов при отработке лав косыми заездами.
Уровень техники
Из уровня техники известен очистной комбайн КА200, который включает приводные редукторы, электродвигатель, два исполнительных органа с вертикальной осью вращения, которые расположены симметрично по концам машины на выдвижных турелях [1].
Недостатком данной конструкции является то, что исполнительный орган крепится на выдвижной турели, длина которой достаточно большая, так как турель должна перекрыть желоб конвейера, что создает большую длину плеча приложения силы от усилия резания, которое возникает на исполнительном органе. В результате узлы в цепочке: исполнительный орган - турель - редуктор - электродвигатель, быстро выходят из строя и подвержены частым ремонтам.
Из уровня техники известен, взятый в качестве ближайшего аналога, очистной комбайн, который включает шнековые исполнительные органы, приводные редукторы, двухсторонний фланцевый электродвигатель, расположенный между приводными редукторами и жестко соединенный фланцами с их корпусами, портал, жестко соединенный с корпусами приводных редукторов, несущую балку, установленную противоположно порталу между корпусами приводных редукторов и жестко соединенную с ними, выполненную из двух частей, установленных с зазором к фланцам приводных редукторов, устройство предварительной нагрузки, встроенное в узел соединения портала с приводным редуктором и выполненное с возможностью придания силового влияния на соединительные элементы конструкции, при этом устройство предварительной нагрузки выполнено в виде стяжного механизма, связанного с частями несущей балки с возможностью изменения величины зазора между ними [2].
Недостатком данной конструкции является то, что поворотный редуктор является плечом, на конце которого установлен исполнительный орган, на котором концентрируются изгибающие усилия от сил резания резцами. Далее от него усилие передается на приводной редуктор, соединение которого с электродвигателем подвергается воздействию возникших изгибающих моментов и крепежные элементы фланцевого соединения, например, болтового, постоянно работают на растяжение, а между фланцами возникает все больший зазор. Это приводит к перекосам плоскостей фланцев редукторов относительно фланцев электродвигателя, что в свою очередь приводит к утрате соосности валов двигателя и входных валов приводных редукторов и ухудшению зацепления в элементах трансмиссии. В ближайшем аналоге компенсировать перекосы и устранить зазоры предлагается специальным компенсирующим устройством в виде стяжного механизма, установленного в несущей балке специально разделенной на две части для возможности установки компенсирующего устройства. В результате, чем большее усилие резания мы хотим получить, установив более мощный электродвигатель, тем будет возникать все больший изгибающий момент на плече, каким является поворотный редуктор, тем все мощнее нужно будет компенсирующее устройство, с помощью которого необходимо будет постоянно подтягивать фланцы.
Задача
Создать жесткую конструкцию комбайна, которая позволит устанавливать достаточно мощный электродвигатель привода резания очистного комбайна и сохранить тенденцию к увеличению его мощности на сколько это позволит толщина вынимаемого пласта горной массы.
В результате решения поставленной задачи будет получен технический результат: это минимизация воздействия изгибающих усилий от сил резания, возникающих на исполнительном органе, на фланцевые соединения и зацепления в элементах трансмиссии привода резания очистного комбайна за счет изменения конструкции комбайна без использования специальных компенсирующих устройств.
Достижение технического результата обеспечит потребительские свойства изобретения: увеличение нагрузки на лаву, упрощение конструкции комбайна, что уменьшает затраты на обслуживание.
Сущность полезной модели
В известном из уровня техники очистном комбайне, который включает, по меньшей мере, два исполнительных органа с вертикальной осью вращения (1) и (2), двухсторонний электродвигатель (5), к которому присоединены приводные редукторы (3) и (4), корпуса (3.1) и (4.1) которых соединены порталом (6) и несущей балкой (7), расположенной противоположно порталу между корпусами (3.1) и (4.1) приводных редукторов (3) и (4), в соответствии с заявляемым техническим решением предлагается:
1
2
верт
верт
1
2
- исполнительные органы с вертикальной осью вращения (1) и (2), прикрепить к противоположной от электродвигателя стороне (3.2) и (4.2) корпуса (3.1) и (4.1) каждого приводного редуктора (3) и (4), таким образом, чтобы плоскости V и V, проведенные через вертикальные оси вращения (O) и (О) каждого исполнительного органа параллельно продольной оси (X) электродвигателя (5), не выступали за поперечный габарит (А) последнего.
Кроме этого предлагается:
1
2
верт
верт
1
2
- плоскости V и V, проведенные через вертикальные оси вращения (O) и (О) каждого исполнительного органа, образовали единую плоскость.
1
2
1
2
верт
верт
1
2
верт
верт
1
2
Причинно - следственная связь между техническим результатом и новыми существенными признаками поясняется следующим. Присоединение исполнительного органа непосредственно к приводному редуктору и исключение из конструкции очистного комбайна поворотного редуктора, исключает большое плечо воздействия изгибающих усилий от сил резания, возникающих на исполнительном органе, и значительно усиливает конструкцию. Расположение осей вращения двух исполнительных органов таким образом, чтобы плоскости V и V, проведенные через вертикальные оси вращения (O) и (О) каждого исполнительного органа параллельно продольной оси (X) электродвигателя, не выступали за поперечный габарит (А) последнего, делает усилия от сил резания на места соединения электродвигателя с редуктором и редуктора с исполнительным органом не изгибающими, а сжимающими. Выполнение же плоскостей V и V, проведенные через вертикальные оси вращения (O) и (О) каждого исполнительного органа, как единой плоскости, вообще сводит величину изгибающих усилий практически к нулю. Таким образом, превратив изгибающие усилия в сжимающие, достигается заявленный технический результат: минимизировано воздействие изгибающих усилий от сил резания на исполнительном органе на фланцевые соединения узлов привода, что в свою очередь сводит к минимуму риск утраты соосности валов двигателя и входных валов приводных редукторов и ухудшения зацепления в элементах трансмиссии. В результате это позволит решить поставленную задачу: установить достаточно мощный электродвигатель и сохранить тенденцию к увеличению его мощности на столько, на сколько позволит мощность вынимаемого пласта угля и обеспечить техническому решению потребительские свойства: увеличение нагрузки на лаву, т.е. увеличение добычи угля.
Краткое описание чертежей
Сущность технического решения представлена на чертежах, где:
- на фиг. 1 показан общий вид комбайна - вид сверху;
- на фиг. 2 показан общий вид комбайна с вынесенной системой подачи, установленного на конвейер;
- на фиг. 3 показан общий вид комбайна со встроенной системой подачи.
1 -исполнительный орган с вертикальной осью вращения;
2 -исполнительный орган с вертикальной осью вращения;
3 -приводной редуктор;
3.1 - корпус приводного редуктора;
3.2 - противоположная от электродвигателя сторона корпуса редуктора;
4 - приводной редуктор;
4.1 - корпус приводного редуктора;
4.2 - противоположная от электродвигателя сторона корпуса редуктора;
5 - электродвигатель;
6 - портал;
7 - несущая балка;
1
O - ось вращения исполнительного органа;
2
O - ось вращения исполнительного органа;
1
верт
1
V - плоскость, проведенная через ось вращения О исполнительного органа;
1
верт
2
V - плоскость, проведенная через ось вращения О исполнительного органа;
X - продольная ось электродвигателя;
А - поперечный габарит электродвигателя.
Промышленная применимость
Осуществление заявляемого технического решения производится следующим образом.
1
2
верт
верт
1
2
верт
верт
1
2
верт
верт
1
2
1
2
1
2
Очистной комбайн, состоит из двухстороннего электродвигателя (5), к котрому присоединены приводные редукторы (3) и (4). К корпусам этих редукторов (3.1) и (4.1) жестко прикрепляют портал (6) и несущую балку (7), установленную противоположно порталу (6) между корпусами (3.1) и (4.1) приводных редукторов (3) и (4). Исполнительные органы (1) и (2) с вертикальной осью вращения (O) и (О) присоединяют непосредственно к корпусам (3.1) и (4.1) соответствующего приводного редуктора (3) и (4) со стороны выходного вала редуктора, т.е. с противоположной от электродвигателя стороны (3.2) и (4.2). При этом предлагаемая конструкция комбайна такова, что после присоединения исполнительных органов (1) и (2) с вертикальной осью вращения, они располагаются таким образом, что плоскости V и V, проведенные через вертикальные оси вращения (O) и (О) каждого отдельного исполнительного органа параллельно продольной оси (X) электродвигателя (5), не выступают за поперечный габарит (А) электродвигателя (5). На практике чаще всего очистные комбайны с вертикальными исполнительными органами конструируют так, что плоскости V и V, проведенные через вертикальные оси вращения (O) и (О) каждого отдельного исполнительного органа параллельно продольной оси (X) электродвигателя (5) равноудалены от этой оси, т.е. плоскости V и V образуют единую плоскость (фиг. 1). На фигурах дан пример именно такого исполнения очистного комбайна для тонких пластов.
Заявляемая конструкция очистного комбайна для тонких пластов делает усилия от сил резания не изгибающими, а сжимающими, что позволяет только за счет изменения конструкции без дополнительных компенсирующих устройств решить поставленную задачу - устанавливать более мощный электродвигатель, габариты которого ограничиваются только толщиной вынимаемого пласта угля. Заявляемое техническое решение может использоваться как в очистных комбайнах с вынесенной (фиг. 2), так и со встроенной системой подачи (фиг. 3).
Источники информации
1. Лекции по «Технологии и оборудованию горного производства» для АКиТ (16 часов), стр. 14-15 http://gmi.nmu.org.ua/ua/kadrj/kiahar/kuhar_ua.files/togv/ Лекция 5 Очистные узкозахватные комбайны и струги.pdf
2. Патент Украины №87607, приоритет от 26.12.2007 г., опубл. 27.07.2009 г., бюл. №14.