CC BY
38
УДК 622.232.83.054 © В.А. Лукьяненко, 2017
Исполнительный орган проходческой машины избирательного действия, продольно вращательного относительно забоя типа
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-2-20-22
ЛУКЬЯНЕНКО Владислав Александрович
Инженер-конструктор ГШО, 652055, г. Юрга, Россия, тел.: +7 (923) 510-00-34, e-mail: luk-vlads@mail.ru
В статье описана новая конструкция исполнительного органа проходческой машины избирательного действия, продольно вращательного относительно забоя типа. Рассмотрены его конструкция и возможные способы применения и размещения на различных типах проходческих машин, в частности на проходческом комбайне. Это дает возможность разместить сразу за исполнительным органом анкероустановщики и совместить по времени выполнение операции по разрушению горного массива с его креплением анкерной крепью.
Ключевые слова: проходческий комплекс, скорость проходки, исполнительный орган избирательного действия, совмещение операций крепления выработки и ее обработки.
Распространенные на сегодняшний день конструкции проходческих комбайнов предусматривают наличие стреловидных исполнительных органов избирательного действия с осевым или поперечным расположением режущих коронок. Данная компоновка проходческого комбайна обеспечивает хорошую подвижность (маневренность) комбайна, с помощью стреловидного исполнительного органа можно обеспечить довольно ровный и точный профиль выработки. Такой исполнительный орган, в принципе, может с одной позиции создавать любой приемлемый пространственный рельеф боковых поверхностей выработки. С другой стороны, именно такая конструкция исполнительного органа в виде стрелы, имеющей достаточно большой горизонтальный вылет, не позволяет разместить буровое оборудование - анкероустановщики таким образом, чтобы обеспечить совмещение по времени операций разрушения горного массива и крепления выработки (возведения анкерной крепи), с одной стороны, и выполнения правил безопасности (анкерование в призабойной зоне с отставанием от забоя не более 3 м, удержание кровли на расстоянии
не более 0,8 м от груди забоя), с другой. А ведь одним из основных резервов повышения скорости проходки является максимальное совмещение по времени с разрушением забоя других технологических операций, особенно возведения анкерной и арочной крепи. Чтобы решить эту проблему, необходимо серьезно изменить конструкцию исполнительного органа комбайна и его размещение на нем.
Предлагается следующая конструкция исполнительного органа проходческой машины избирательного действия, продольно вращательного относительно забоя типа (рис. 1).
Исполнительный орган проходческой машины включает поворотный комбинированный вертлюг 1, закрепленный на плите 2 по оси вращения полноповоротного водила 3, закрепленного с помощью цилиндрического шарнира 4 на плите 2 подающей рамы машины. По краям водила 3 по кругу располагаются цевки или зубчатая рейка 5. В радиальных направляющих водила 3 установлена промежуточная секция 6, связанная с води-лом 3 парой телескопирующихся гидроцилиндров 7. В радиальных направляющих промежуточной секции 6 установлен привод резания 8 с закрепленной на его выходном валу разрушающей коронкой 9. Привод резания 8 связан с промежуточной секцией 6 парой гидроцилиндров 10. Привод резания 8 разрушающей коронки 9 выполнен в виде отдельного узла, имеющего пенал 11, к которому прикреплен редуктор резания 12 и связанный с ним электродвигатель или гидромотор 13, ось которого перпендикулярна оси выходного вала редуктора резания 12 и, соответственно, оси вращения разрушающей коронки 9. Привод вращения водила 14, включающего электродвигатель или гидромотор 15 с тормозом 16 и связанный с ним редуктор 17, имеет на выходном валу закрепленное цевочное колесо или зубчатую шестерню 18 (на рис. 1 показано цевочное колесо) с промежуточной опорой 19 или без нее. Внутреннее пространство исполнительного органа проходческой машины, включая гидроцилиндры 7 и 10, закрыто теле-скопируемым защитным кожухом 20.
Работает исполнительный орган проходческой машины таким образом. Вращение от электродвигателя или гидромотора 13 посредством редуктора 12 передается разрушающей коронке 9. При этом привод резания 8, промежуточная секция 6 и связанные с ними гидроцилиндры 7 и 10 находятся в сложенном состоянии таким образом, чтобы расстояние от оси вращения разрушающей коронки 9 до расположенной параллельно ей оси
В
вращения водила 3 было равно или близко по значению половине диаметра разрушающей коронки 9. Это достаточное условие для обеспечения возможности полной обработки забоя по всей его площади. Вращение от электродвигателя или гидромотора 15 после разблокирования тормоза 16 посредством редуктора 17 передается цевочному колесу или зубчатой шестерне 18, которые входят во внутреннее или внешнее зацепление с цевками или зубчатой рейкой 5, расположенными по кругу внешнего диаметра водила 3. Из-за разности диаметров расположения цевок или зубчатой рейки 5 и цевочного колеса или зубчатой шестерни 18 имеется дополнительная редукция вращательного момента, передаваемая водилу 3 от его привода вращения 14. Про-
Рис. 2. Один из вариантов траектории движения разрушающей коронки во время и после ее забуривания в горный массив на глубину В
исходит вращение водила 3 вместе с закрепленной в его радиальных направляющих промежуточной секции 6, а также закрепленного уже в ее радиальных направляющих привода резания 8. Одновременно с запуском привода резания 8 и привода вращения водила 14 производится подача плиты 2 подающей рамы машины на забой. При этом происходит совмещение процесса фронтального забуривания разрушающей коронки 9 в забой и процесса ее перемещения по кругу параллельно груди забоя за счет вращения водила 3 с помощью его привода 14. Этим достигается плавность забуривания разрушающей коронки 9 на величину ее захвата по косой вдоль груди забоя. Возможен вариант забуривания разрушающей коронки 9 в горный массив без включенного привода вращения водила 14. Разрушение всей площади забоя требуемого профиля и сечения происходит на первом этапе за счет движения разрушающей коронки 9 либо по кругу, либо по спирали, вписанной в контур профиля сечения забоя (рис. 2), а на втором этапе - по любой необходимой для этого траектории.
Это становится возможным путем сочетания вращения водила 3 и произвольного изменения вылета (расстояния между осью вращения разрушающей коронки 9 и оси вращения водила 3) разрушающей коронки 9 за счет радиального перемещения в направляющих водила 3 промежуточной секции 6 и радиального перемещения в направляющих промежуточной секции 6 привода резания 8 с помощью последовательного или поочередного выдвижения или втягивания гидроцилиндров 7 и 10, подавая рабочую жидкость соответственно то в поршневую, то в штоковую полости указанных гидроцилиндров. Для передачи электроэнергии, управляющих сигналов, рабочей жидкости, воды и смазки с неподвижной плиты 2 на поворотное водило 3 предусмотрен расположенный по центру оси вращения водила 3 комбинированный поворотный вертлюг 1.
Такая конструкция исполнительного органа кроме ее компактности обеспечивает снижение числа циклов не менее чем в 10 раз и высокую точность воспроизведения заданного контура выработки, получаемого путем перемещения разрушающей коронки, работающей в режиме
Рис. 3. Проходческий комбайн с исполнительным органом избирательного действия, продольно вращательного относительно забоя типа
попутного фрезерования по кротчайшей траектории -спирали или круга. Кроме того, структурная схема описываемого исполнительного органа позволяет при применении исполнительного органа указанной конструкции на проходческом комбайне разместить сразу за ним одну (две) пару анкероустановщиков, тем самым обеспечив возможность совмещения операции по разрушению забоя с его креплением - возведением анкерной крепи так, как это было сделано, например, на немецком проходческом комбайне АУ5А. Такое совмещение серьезно сокращает время проведения вспомогательных операций
при проведении горных выработок и, соответственно, повышает общий темп проходки.
Проходческий комбайн такой компоновки с применением исполнительного органа избирательного действия, продольно вращательного относительно забоя типа показан на рис. 3.
В конце хочется отметить, что применять исполнительный орган избирательного действия, продольно вращательного относительно забоя типа возможно не только на проходческих комбайнах, но и на проходческих щитах (одинарных и сдвоенных), а также в конструкциях стволо-проходческих комбайнов.
Список литературы
1. Малевич Н.А. Горнопроходческие машины и комплексы. М.: Недра, 1980. 384 с.
2. Семенченко А.К., Кравченко В.М., Шабаев О.Е. Теоретические основы анализа и синтеза горных машин и процесса их восстановления как динамических систем. Донецк: РВА ДонНТУ, 2002. 302 с.
3. Реш М. Опыт проходки выработок комбайнами избирательного действия и требования к ним // Глюкауф. 1991. № 7/8.
4. Матуше Т., Штратманн Т. Проходка горизонтальных выработок арочного сечения с одновременным анкеро-ванием (AVSA) // Глюкауф. 2002. № 2 (3). С. 7-13.
coal mining equipment
UDC 622.232.83.054 © V.A. Lukyanenko, 2017
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2017, № 2, pp. 20-22 Title
selective tunneling machine with cutting tool of axial rotary type relative to the shaft foot
doi: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2017-2-20-22 Authors' Information
Lukyanenko V.A., Design Engineer Mining Equipment, Yurga, 652055, Russian Federation, tel.: +7 (923) 510-00-34, e-mail: luk-vlads@mail.ru
Abstract
The article describes the new design of the executive body of tunneling machine of selective action, longitudinally with respect to the rotational face type. We have considered its design and possible uses and placing on the different types of heading machines, in particular in the roadheader. This makes it possible to place just behind the executive body roof bolter and combine over time the operation to destroy the mountain range with its fastening bolt support.
Keywords
Tunneling system, The rate of penetration, The executive body of selective action, Generating alignment mounting operations and processing.
References
1. Malevich N.A. Gornoprohodcheskie mashiny i kompleksy [Mining machinery and complexes]. Moscow, Nedra Publ., 1980, 384 pp.
2. Semenchenko A.K., Kravchenko V.M. & Shabaev O.E. Teoreticheskie osnovy analiza i sinteza gornyh mashin i protsessa ih vosstanovleniya kak dinamicheskih sistem [Theoretical basis of mining machinery analysis and design, their rehabilitation as dynamic systems]. Donetsk, RVA DonNTU Publ., 2002, 302 pp.
3. Resh M. Opyt prohodki vyrabotok kombajnami izbiratel'nogo dejstviya i trebovaniya k nim [Tunnel driving using selective machinery and requirements to such machinery]. Gluckauf, 1991, no. 7/8.
4. Matushe T., Strattmann T. Prohodka gorizontal'nyh vyrabotok arochnogo secheniya s odnovremennym ankerovaniem (AVSA) [Arched excavations with simultaneous anchoring (AVSA)]. Gluckauf, 2002, no. 2(3), pp. 7-13.
22
ФЕВРАЛЬ, 2017, "УГОЛЬ"
