Фиг 1
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Державне підприємство “Український інститут промислової власності” вул. Глазунова, 1 м. Київ-42, 01601
МПК Е 21 С 25/04
Тиртичний С.В., студент 5-го курса,
Шабаєв О.Є.,д.т.н., проф.
Семенченко А.К.,д.т.н., проф.
Хіценко М.В.,к.т.н., доц.
Донецький національний технічний університет
вул. Артема, 58, м. Донецьк, Україна, 83001
Патент на корисну модель "Виконавчий орган прохідницького комбайну"
Корисна модель відноситься до галузі гірничої промисловості, а саме до підвищення ефективності роботи при проходці підготовчих виробок прохідницьких комбайнів з аксіальним коронками.
Відомий виконавчий орган прохідницького комбайна (див. патент № 2126888, кл. Е 21 D 9 / 08, опублікований 27.02.1999), який містить корпус, ходової та вантажні механізми, стрілу з встановленими на ній ріжучої коронкою, приводом ріжучої коронки і телескопічною бурильної машиною. Стріла забезпечена поворотною опорою із механізмом обертання опори навколо її горизонтальної поздовжньої осі, причому стріла виконана П-подібної форми і шарнірно закріплена на поворотній опорі з керуванням гідродонкратамі, коронка і телескопічна бурильна машина виконана у вигляді об'єднаного блоку, шарнірно закріпленого на стрілі й забезпеченого механізмом повороту даного блоку площині між балками стріли, при цьому двигун приводу ріжучої коронки розташований ексцентрично щодо її осі, а сама коронка виконана з осьовим наскрізним каналом в якому переміщається штанга телескопічною бурильної машини. При роботі комбайна в режимі виїмки обертання електродвигуна через редуктор з муфтою перемикання передається ріжучої коронці. Переміщення ріжучої коронки із забою вироблення у вертикальній площині проводиться підняттям і опусканням шарнірно закріпленої на опорі стріли гідродонкратамі, з'єднаними з кронштейном. При цьому бурова штанга встановлена співвісно з ріжучою коронкою, знаходиться усередині каналу, не виступаючи за межі зовнішнього торця ріжучої коронки. Переміщення ріжучої коронки в горизонтальній площині по забою вироблення проводиться таким чином. Поворотна опора повертається навколо осі на кут 90 за допомогою механізму повороту, виконаного наприклад, на основі гідроциліндра рейкового типу. При цьому на той самий кут повертається поєднана з опорою стріла і жорстко закріплений на опорі кронштейн.
Аналог не дозволяє забезпечити високі глибини одноразової зарубки, що не забезпечує високі кількісні показники продуктивності і ресурсу в слідстві значної кількості послідовно виконуваних окремих операцій з обробки перетину вибою.
Найбільш близьким аналогом за технічною суттю є виконавчий орган прохідницького комбайна (см. патент № 2122635, кл. Е21 D9/08, опублікований 27.11.1998), який містить корпус, різцьовим коронку, редуктор, електродвигун. Редуктор має два приводні вали, кожен з яких з'єднаний зі своїм електродвигуном, який об'єднує вал, на якому встановлено на шліцах рухливий в осьовому напрямку блок з двох коліс, при цьому колесо меншого діаметра встановлено з можливістю взаємодії з двома приводними валами, а колесо більшого діаметра - тільки з одним привідним валом. Передаточне відношення редуктора при взаємодії колеса меншого діаметру об'єднує валу з двома приводними валами в два рази менше, ніж при взаємодії колеса більшого діаметра об'єднує вала тільки з одним привідним валом. При роботі комбайна по м'яких порід привід редуктора здійснюється від двох електродвигунів, при роботі з міцним породам привід редуктора здійснюється одним електродвигуном. За м'яких порід швидкість обертання виконавчого органу в два рази більше, ніж при роботі виконавчого органу з міцним породам, а крутний момент, при цьому, не змінюється, тому що при роботі по міцних породах задіяний тільки один двигун. У результаті редуктор відчуває однакові навантаження як при роботі виконавчого органу з міцним породам, так і при роботі з м'яких порід, що дозволяє забезпечити оптимальні режими різання, раціональне навантаження приводу.
Найбільш близький аналог не дозволяє забезпечувати високі глибини одиничної зарубки, що не дозволяє забезпечує високі кількісні показники продуктивності та ресурсу у зв'язку з наявністю великої кількості операцій для обробки всього перерізу забою, що зумовлено малою в порівнянні з діаметром виконавчого органу величиною можливої одноразової зарубки.
Ознаки найбільш близького аналога, які збігаються з ознаками корисної моделі, які з'являються: корпус з приводом та різцева коронка закріплені на вихідному валу редуктора.
В основу корисної моделі поставлено задача вдосконалення конструкції за рахунок того, що між різцовими коронками розташован ланцюг, встановлений з можливістю зачеплення з приводними зірочками, змонтованими на вихідному валу редуктора приводу, який забезпечує досягнення технічного результату корисної моделі - підвищення глибини первісної зарубки.
Поставлена задача досягається тим, що на виконавчий орган прохідницького комбайну, що включає корпус з приводом, на якому на вихідному валу закріплені різцеві коронки, згідно корисної моделі між різцовими коронками розташован ланцюг, встановлений з можливістю зачеплення з приводними зірочками, змонтованими на вихідному валу редуктора приводу .
Ці елементи складають суть корисної моделі, тому, що ланцюг в рази збільшує ефективність обробки вибою.
Причинно-наслідковий зв'язок ознак, які складають суть корисної моделі з її технічним результатом, що досягається, пояснює наступне, ріжуча ланцюг обертається за рахунок зірочок закріплених на вихідному валу приводного редуктора. Всі вищевказані ознаки є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату.
Сутність запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, де на фиг.1 показана кінематична схема.
Виконавчий орган прохідницького комбайну складається з наступних основних вузлів: корпусу 1, різцевих коронок 2, оснащених ріжучим робочим інструментом 3, трьох ступінчастий редуктор приводу органу 4, який включає - перші вали редуктора 5, на якому розташовані шестерні перших передач 6, другий вал редуктора 7 на якому змонтовані шестерня конічної передачі 8 і колесо першої передачі 9, третій вал редуктора 10, на якому закріплені конічне колесо 11 і шестерня третьої передачі 12, четвертий вал редуктора 13 на якому змонтовано колесо третьої передачі 14. Також до складу приводу входять два приводних електродвигуна 15 і два зубчасті муфти 16. Корпус 1 є елементом, який об’єднує усі інші елементи конструкції приводу. Крім цього між різцьовим коронками 2 розташована ріжуча ланцюг 17, закріплена на приводних зірочках 18. Приводні зірочки закріплені на шліцах (на кресленні не показані) вихідного валу редуктора приводу. На корпусі закріплено натяжний пристрій який представляє собою обвідні зірки 19 і гвинтовий механізм 20. Також до складу входять три пари гідроциліндрів: гідроциліндри насунення на забій (на кресленні не показані), гідроциліндри повороту в горизонтальній площині (на кресленні не показані) та гідроциліндри повороту у вертикальній площині (на кресленні не показані).
Працює привід виконавчого органу здійснюється наступним чином. Від двох приводних електродвигунів 15 крутний момент через муфти 16 передавався на перший вал редуктора 5. В обертання приводилися шестерні перших передач 6, які за коштами зубчастої передачі через колесо першого передачі 9 передавали момент на другий вал редуктора 7. В обертання наводилася конічна шестерня 8 передавальна момент на колесо конічної передачі 11, через шліцьові з'єднання якого, передавався на третій вал редуктора 10. Починала обертатися шестерня третьої передачі 12 і колесо третьої передачі 14. Через шлицевое з'єднання, передавався на вихідний вал редуктора 13, наслідком чого було обертання приводних зірочок 18 і ріжучих коронок 2. Приводні зірочки приводили в рух ріжучу ланцюг 17. Натяг ріжучої ланцюга здійснювалося за рахунок переміщень обвідних зірочок 19 гвинтовим механізмом 20. Руйнування забою здійснюється шляхом чергування режимів зарубки (фронтальної та вертикальної) і бічного різу. Ці рухи забезпечуються за рахунок трьох пар гідроциліндрів: циліндра насунення на забій, гідроциліндрів повороту в горизонтальній площині і гідроциліндрів повороту у вертикальній площині. Зарубка здійснюється в найбільш слабке місце забою. Фронтальна зарубка здійснюється за рахунок гідроциліндрів подачі на забій. При цьому завдяки наявності ріжучої ланцюга маємо можливість здійснювати одноразову зарубку на задану глибину яка обмежується лише діаметром виконавчого органу. Після цього за рахунок гідроциліндрів повороту в горизонтальній площині здійснюється бічний різ на ширину виробки. Потім за коштами гідроциліндрів повороту у вертикальній площині здійснюється вертикальна зарубка, яка також завдяки наявності ріжучої ланцюга виконується за один прохід. Ці операції повторюються до отримання необхідної форми і перетину виробки.
Перевагою такої конструкції є також те, що ланцюг є пасивним.