BR112019003355B1

BR112019003355B1 - Montagem de corte para uma máquina de escavação de rocha e máquina de escavação de rocha

Info

Publication number: BR112019003355B1
Application number: BR112019003355-6A
Authority: BR
Inventors: Nagy Daher; Richard Boyd; Edward Bagnall; Stuart Reeves
Original assignee: Joy Global Underground Mining Llc
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2023-02-14
Also published as: EP3500730A1; PE20240611A1; CA3209189A1; RU2763487C2; EP3500730B1; CL2020003217A1; EP4273364A2; AU2017313836A1; AU2017313836B2; US20180051562A1; CN109891051A; BR112019003355A2; CA3033879A1; PE20190493A1; FI3500730T3; PL3500730T3; CN118065895A; RU2019107583A3; WO2018035425A1; EP4273364A3

Abstract

"MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO DE ROCHA COM LANÇA ARTICULADA, SISTEMA DE MANUSEIO DE MATERIAL INDEPENDENTE E MONTAGEM DE CORTE" Uma montagem de corte para uma máquina de escavação de rocha incluindo uma armação. A montagem de corte inclui uma lança suportada na armação e um dispositivo de corte. Em alguns aspectos, a lança inclui uma primeira porção e uma segunda porção, e a primeira porção inclui uma primeira estrutura e uma segunda estrutura deslizante em relação à primeira estrutura. A segunda porção inclui um primeiro membro acoplado de maneira pivotante à segunda estrutura, e um segundo membro acoplado de maneira pivotante ao primeiro membro. O dispositivo de corte é suportado no segundo membro. Em alguns aspectos, um dispositivo de manuseio de material é suportado de maneira independente da lança e é móvel entre uma posição retraída e uma posição estendida de maneira independente da lança.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente provisório, co- pendente US 62/377,150, depositado em 19 de agosto de 2016 e pedido de patente provisório US 62/398,834, depositado em 23 de setembro de 2016. Seus conteúdos por inteiro são aqui incorporados como referência.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[0002] A presente divulgação se refere a máquinas de mineração e escavação, e em particular a um dispositivo de corte para uma máquina de mineração ou escavação.

[0003] A mineração e escavação de rocha dura tipicamente requer a aplicação de grande energia em uma porção de uma face de rocha, a fim de induzir o fraturamento da rocha. Uma técnica convencional inclui a operação de uma cabeça de corte com múltiplas picaretas de mineração. Devido à dureza da rocha, as picaretas devem ser substituídas frequentemente, resultando em extenso tempo de parada de máquina e da operação de mineração. Outra técnica inclui a perfuração de vários furos em uma face de rocha, a inserção de dispositivos explosivos nos orifícios e a detonação dos dispositivos. As forças explosivas fraturam a rocha, e os restos rochosos são então removidos e a face de rocha é preparada para outra operação de perfuração. Esta técnica consome tempo e expõe os operadores a riscos significativos de lesões devido ao uso de explosivos e ao enfraquecimento da estrutura rochosa circundante. Ainda outra técnica utiliza elemento(s) de corte de rolo que rola(m) ou rotacionam em torno de um eixo geométrico que é paralelo à face de rocha, conferindo grandes forças sobre a rocha para causar a fratura.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0004] Em um aspecto, uma montagem de corte para uma máquina de escavação de rocha tendo uma armação inclui uma lança suportada na armação e um dispositivo de corte. A lança inclui uma primeira porção e uma segunda porção. A primeira porção inclui uma primeira estrutura e uma segunda estrutura deslizante em relação à primeira estrutura. A segunda porção inclui um primeiro membro acoplado de maneira pivotante à segunda estrutura, e um segundo membro acoplado de maneira pivotante ao primeiro membro. O dispositivo de corte é suportado no segundo membro.

[0005] Em outro aspecto, uma montagem de corte para uma máquina de escavação de rocha tendo uma armação inclui uma lança e um dispositivo de corte. A lança inclui uma primeira extremidade suportada na armação e uma segunda extremidade. A lança inclui ainda uma primeira porção adjacente à primeira extremidade e uma segunda porção adjacente à segunda extremidade. A segunda porção é suportada para movimento em relação à primeira extremidade por um acoplamento telescópico e é pivotável em relação à primeira porção em torno de um eixo geométrico. O dispositivo de corte é suportado na segunda extremidade da lança.

[0006] Em ainda outro aspecto, uma máquina de escavação de rocha inclui um chassi, uma lança suportada no chassi, um dispositivo de corte suportado na lança, e um dispositivo de manuseio de material suportado no chassi de maneira independente da lança. Pelo menos uma porção da lança é móvel em relação ao chassi entre uma posição retraída e uma posição estendida. O dispositivo de manuseio de material é móvel em relação ao chassi entre uma posição retraída e uma posição estendida de maneira independente da lança.

[0007] Outros aspectos tornar-se-ão aparentes pela consideração da descrição detalhada e figuras.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0008] A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma máquina de mineração.

[0009] A Figura 2 é uma vista lateral de uma máquina de mineração da Figura 1.

[0010] A Figura 3 é uma vista superior da máquina de mineração da Figura 1.

[0011] A Figura 4 é uma vista superior da máquina de mineração da Figura 1 com uma lança em uma posição pivotada.

[0012] A Figura 5 é uma vista frontal da máquina de mineração da Figura 1.

[0013] A Figura 6 é uma vista lateral de uma porção da lança em uma posição retraída.

[0014] A Figura 7 é uma vista lateral de uma porção da lança em uma posição estendida.

[0015] A Figura 8 é um vista em corte transversal de uma porção da lança da Figura 2, vista ao longo da seção 8--8.

[0016] A Figura 9 é um vista em corte transversal de uma porção da lança da Figura 2, vista ao longo da seção 9--9.

[0017] A Figura 10 é uma vista ampliada da porção 10--10 da vista em corte transversal da Figura 8.

[0018] A Figura 11 é um vista em corte transversal de uma porção da máquina de mineração da Figura 5, vista ao longo da seção 11--11.

[0019] A Figura 12 é uma vista lateral de uma porção da máquina de mineração com uma lança em uma posição mais baixa.

[0020] A Figura 13 é uma vista em perspectiva de uma porção da máquina de mineração da Figura 12 com a lança em uma posição mais baixa.

[0021] A Figura 14 é uma vista lateral de uma porção da máquina de mineração com uma lança em uma posição mais elevada.

[0022] A Figura 15 é uma vista em perspectiva de uma porção da máquina de mineração da Figura 14 com a lança em uma posição mais elevada.

[0023] A Figura 16 é uma vista ampliada em perspectiva de uma cabeça de corte.

[0024] A Figura 17 é uma vista ampliada em perspectiva da cabeça de corte da Figura 16, com a lança em uma posição mais baixa.

[0025] A Figura 18 é um vista esquemática superior de uma porção da máquina de mineração da Figura 4, com uma cabeça de corte engajando uma parede de rocha.

[0026] A Figura 19 é um vista em corte transversal da cabeça de corte da Figura 16, vista ao longo da seção 19--19.

[0027] A Figura 20 é um vista em corte transversal da máquina de mineração da Figura 5, vista ao longo da seção 11--11, com a cabeça de coleta em uma posição retraída.

[0028] A Figura 21 é uma vista ampliada lateral de uma máquina de mineração da Figura 2 com a cabeça de coleta em uma posição retraída.

[0029] A Figura 22 é um vista em corte transversal da máquina de mineração da Figura 5, vista ao longo da seção 11--11, com a cabeça de coleta em uma posição estendida.

[0030] A Figura 23 é uma vista ampliada lateral de uma máquina de mineração da Figura 2 com a cabeça de coleta em uma posição estendida.

[0031] A Figura 24 é um vista em corte transversal de uma porção da máquina de mineração da Figura 1.

[0032] Antes de quaisquer concretizações serem explicadas em detalhe, deve ser apreciado que a revelação não é limitada em sua aplicação aos detalhes construtivos e arranjo dos componentes dispostos na descrição a seguir ou ilustrados nas figuras. A divulgação é capaz de outras concretizações e de ser praticada ou de ser realizada de várias maneiras. De acordo, deve ser apreciado que a fraseologia e terminologia aqui utilizadas são para o propósito descritivo e não devem ser consideradas como limitativas. O uso de “incluindo”, “compreendendo” ou “tendo” e variações se destina a abranger os itens listados a seguir e seus equivalentes, bem como itens adicionais. O uso de “incluindo,” “compreendendo” ou “tendo” e variações aqui se destina a abranger os itens listados a seguir e seus equivalentes, assim como itens adicionais. Os termos “montado,” “conectado” e “acoplado” são utilizados de maneira ampla e abrangem montagem, conexão e acoplagem tanto diretas quanto indiretas. Ainda, “conectado” e “acoplado” não estão restritos a conexões e acoplamentos físicos ou mecânicos, e podem incluir conexões ou acoplamentos elétricos ou fluidos, tanto diretos ou indiretos. Da mesma maneira, comunicações e notificações eletrônicas podem ser realizadas utilizando quaisquer meios conhecidos incluindo conexões diretas, conexões sem fio, etc.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0033] As Figuras 1-4 ilustram uma máquina de mineração 10 (por exemplo, uma máquina de desenvolvimento de entrada) incluindo um chassi 14, uma lança 18, uma cabeça de corte 22 para engajar uma face de rocha 30 (Figura 18), e um sistema de manuseio de material 34. Na concretização ilustrada, o chassi 14 é suportado em um mecanismo de lagarta 42 para movimento em relação a um piso (não mostrado). O chassi 14 inclui uma extremidade primeira ou dianteira e uma extremidade segunda ou traseira, e um eixo geométrico longitudinal de chassi 50 se estende entre a extremidade dianteira e a extremidade traseira. A lança 18 é suportada no chassi 14 por uma plataforma giratória ou junção giratória 54. A junção giratória 54 (Figura 2) é rotacionável em torno de um eixo geométrico de giro 58 que é perpendicular ao eixo geométrico de chassi 50 (por exemplo, um eixo geométrico vertical perpendicular à superfície de suporte) para pivotar a lança 18 em um plano que é geralmente paralelo ao eixo geométrico de chassi 50 (por exemplo, um plano paralelo horizontal à superfície de suporte). Na concretização ilustrada, o chassi 14 inclui atuadores ou cilindros de rotação 66 para pivotar a junção giratória 54 e a lança 18 lateralmente em torno do eixo geométrico de giro 58.

[0034] Como mostrado nas Figuras 2-4, a máquina 10 também inclui um membro de suporte de serviço ou ponte 68 se estendendo entre o chassi 10 e a lança 18. Na concretização ilustrada, a ponte 68 inclui uma primeira porção 68a acoplada ao chassi 14, uma segunda porção 68b acoplada à lança 18, e uma porção intermediária 68c acoplada entre a primeira porção 68a e a segunda porção 68c. A segunda porção 68b está substancialmente alinhada com o eixo geométrico de giro 58 mas não rotaciona com a lança 18. Em algumas concretizações, um rolamento (não mostrado) permite movimento deslizante entre a segunda porção 68b e a lança 18. A porção intermediária 68c pode ser rigidamente fixada em cada extremidade à primeira porção 68a e à segunda porção 68b, respectivamente, ou um acoplamento (por exemplo, um junção esférica) pode permitir algum movimento relativo. A ponte 68 suporta e/ou guia várias linhas de serviço (por exemplo, conduítes, cabos, fios, mangueiras e tubos - não mostrados) entre o chassi 14 e a lança 18. As linhas de serviço podem incluir anéis coletores elétricos, uniões rotativas ou coletores nos pontos de conexão.

[0035] Como mostrado na Figura 2, a lança 18 inclui uma primeira porção ou porção de base 70 e uma segunda porção ou porção de punho 74 suportando a cabeça de corte 22. Em referência às Figuras 6 e 7, na concretização ilustrada, a porção de punho 74 é acoplada de maneira pivotante à porção de base 70 por uma junção de pino 78. A porção de base 70 inclui uma estrutura primeira ou estacionária 86 fixada à junção giratória 54 e uma estrutura segunda ou móvel 90. A estrutura estacionária 86 é pivotável com a junção giratória 54 e inclui uma abertura 94 (Figura 8) recebendo a estrutura móvel 90. A estrutura móvel 90 é móvel em relação à estrutura estacionária 86 de uma maneira telescópica ao longo de um eixo geométrico de base 98. Atuadores lineares ou atuadores deslizantes 102 (por exemplo, cilindros de fluido) podem estar acoplados entre a estrutura estacionária 86 e a estrutura móvel 90 para moverem a estrutura móvel 90 entre uma posição retraída (Figura 6) e uma posição estendida (Figura 7). Os atuadores deslizantes 102 podem estar acoplados às superfícies externas da estrutura estacionária 86 e à estrutura móvel 90. Em algumas concretizações, um sensor (por exemplo, um transdutor - não mostrado) mede o curso ou posição dos atuadores deslizantes 102.

[0036] Como mostrado na Figura 8, a estrutura móvel 90 é suportada em relação à estrutura estacionária 86 por montagens de rolamento 110. Na concretização ilustrada, seis montagens de rolamento 110 estão localizadas em um plano comum normal ao eixo geométrico de base 98, com duas montagens de rolamento 110 encostando nas superfícies mais elevada e mais baixa da estrutura móvel 90 e uma montagem de rolamento 110 encostando em cada superfície lateral da estrutura móvel 90.

[0037] Como mostrado na Figura 9, um conjunto adicional de montagens de rolamento 110 pode estar posicionado em um segundo plano normal ao eixo geométrico de base 98 e axialmente desalinhado a partir do plano ilustrado na Figura 8. Na concretização ilustrada, o segundo conjunto inclui quatro montagens de rolamento 110, com uma montagem de rolamento 110 encostando em cada superfície da estrutura móvel 90. Em outras concretizações, a porção de base 70 pode incluir menos ou mais montagens de rolamento 110, e as montagens de rolamento 110 podem estar posicionadas em planos adicionais ao longo do comprimento do eixo geométrico de base 98. As montagens de rolamento 110 podem ser posicionadas de maneira diferente. Na concretização ilustrada, as montagens de rolamento 110 são acessíveis a partir de uma superfície externa da lança 18; em outras concretizações, as montagens de rolamento 110 podem ser acessíveis apenas a partir de uma porção interior da lança 18.

[0038] Como mostrado na Figura 10, cada montagem de rolamento 110 inclui um suporte principal 118 fixado à porção de base 70 e uma chumaceira 122 encostando em uma superfície da estrutura móvel 90. Adicionalmente, um membro de rolamento esférico 126 está acoplado ao suporte principal 118 para permitir movimento pivotante da chumaceira 122 em relação ao suporte principal 118. A chumaceira 122 inclui um ou mais bolsos ou câmaras ou galerias 130 formados em uma superfície da chumaceira 122 adjacente à estrutura móvel 90. O suporte principal 118 inclui uma porta 134 e uma passagem 138 provendo comunicação entre a porta 134 e galerias 130. A porta 134 pode receber um lubrificante (por exemplo graxa) através de um alimentador manual ou um sistema de lubrificação automática, e o lubrificante pode ser transferido às galerias 130 para lubrificar a interface entre a chumaceira 122 e a estrutura móvel 90. Adicionalmente, na concretização ilustrada, uma superfície de rolamento rígida, de baixa fricção 146 é fixada a uma superfície externa da estrutura móvel 90. A superfície de rolamento 146 pode ser fixada de maneira removível à estrutura móvel 90 (por exemplo, por fixadores) ou fixada por fusão (por exemplo, por solda). As montagens de rolamento 110 provêm uma interface de baixa fricção e são capazes de transmitir grandes forças causadas pela operação de corte.

[0039] Adicionalmente, um feixe de calços 150 pode ser posicionado entre o suporte principal 118 e a estrutura estacionária 86 para ajustar a posição do suporte principal 118. Um feixe de molas (não mostrado) pode ser posicionado entre o suporte principal 118 e o membro de rolamento esférico 126 para prover uma carga ou pré-carga inicial para assegurar que a chumaceira 122 mantenha contato positivo com a estrutura móvel 90 durante a operação. Em outras concretizações, outros tipos de montagens de rolamento podem ser utilizados.

[0040] Como mostrado na Figura 11, a porção de punho 74 é pivotável em relação à porção de base 70 devido à operação de um ou mais atuadores de fluido (por exemplo, cilindro hidráulico) ou atuadores de elevação 162. Na concretização ilustrada, a extensão e retração dos atuadores de elevação 162 dão causa que a porção de punho 74 pivote em torno de um eixo geométrico transverso 166 que é perpendicular ao eixo geométrico de base 98. A porção de punho 74 pode ser pivotada entre uma posição primeira ou mais baixa (Figuras 12 e 13) e uma posição segunda ou mais elevada (Figuras 14 e 15), ou uma posição intermediária entre a posição mais baixa e a posição mais elevada. Dito de outro modo, os atuadores de elevação 162 acionam a porção de punho 74 para pivotar em um plano que é paralelo ao eixo geométrico de base 98 e o plano se estende de maneira geral entre uma extremidade mais elevada da máquina 10 e uma extremidade mais baixa da máquina 10.

[0041] Na concretização ilustrada, cada atuador de elevação 162 inclui uma primeira extremidade e uma segunda extremidade, com a primeira extremidade acoplada à estrutura móvel 90 da porção de base 70 e a segunda extremidade acoplada à porção de punho 74. Cada atuador 162 se estende através da porção de base 70 da lança 18, de tal modo que os atuadores 162 estão posicionados na estrutura móvel 90. De acordo, o eixo geométrico transverso 166 pode estar desalinhado do eixo geométrico de base 98 de tal modo que o eixo geométrico transverso 166 e o eixo geométrico de base 98 não intersectam um ao outro. Na concretização ilustrada, a máquina 10 inclui dois cilindros de elevação 162; em outras concretizações, a máquina 10 pode incluir menos ou mais atuadores 162.

[0042] Como mostrado nas Figuras 16 e 17, a porção de punho 74 inclui um primeiro membro 174 próximo a uma primeira extremidade 178 e um segundo membro 182 próximo a uma segunda extremidade 186, e um eixo geométrico de punho 190 que se estende entre a primeira extremidade 178 e a segunda extremidade 186. A primeira extremidade 178 da porção de punho 74 é acoplada à estrutura móvel 90 da porção de base 70 e, portanto, a porção de punho 74 translaciona ou telescopia com a estrutura móvel 90 em uma direção paralela ao eixo geométrico de base 98. A cabeça de corte 22 (Figura 16) é posicionada adjacente à segunda extremidade 186 da porção de punho 74.

[0043] A cabeça de corte 22 é posicionada adjacente à uma extremidade distal da lança 18. Como mostrado na Figura 16, na concretização ilustrada a cabeça de corte 22 inclui um membro de corte ou broca ou disco de corte 202 tendo uma borda periférica 206, e uma pluralidade de brocas de corte 210 (Figura 19) estão posicionadas ao longo da borda periférica 206. A borda periférica 206 pode ter um perfil arredondado (por exemplo, circular), as brocas de corte 210 podem estar posicionadas em um plano comum definindo um plano de corte 214 (Figura 18). O disco de corte 202 pode ser rotacionável em torno de um eixo geométrico de cortador 218 que é geralmente perpendicular ao plano de corte 214. Na concretização ilustrada, o eixo geométrico de cortador 218 está alinhado ao eixo geométrico de punho 190 (Figura 18).

[0044] Como mostrado na Figura 18, a porção de punho 74 inclui uma junção universal ou junção em U 226 acoplando o primeiro membro 174 e o segundo membro 182. Em particular, o primeiro membro 174 inclui um par de primeiras abas paralelas 234 e o segundo membro 182 inclui um par de segundas abas paralelas 238. Um primeiro eixo mecânico 242 se estende entre as primeiras abas 234 e um segundo eixo mecânico 246 se estende entre as segundas abas 238 e está acoplado ao primeiro eixo mecânico 242. Em algumas concretizações, o segundo eixo mecânico 246 é rigidamente acoplado ao primeiro eixo mecânico 242. O primeiro eixo mecânico 242 define um primeiro eixo geométrico 250 que é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico de punho 190, e o segundo eixo mecânico 246 define um segundo eixo geométrico 254. O segundo eixo geométrico 254 pode estar substancialmente perpendicular ao eixo geométrico de cortador 218 (Figura 16). O primeiro eixo geométrico 250 e o segundo eixo geométrico 254 estão orientados de maneira perpendicular um ao outro. A junção universal 226 permite que o segundo membro 182 pivote em relação ao primeiro membro 174 em torno do primeiro eixo geométrico 250 e segundo eixo geométrico 254. Outros aspectos das junções universais são entendidos pelo técnico no assunto e não serão discutidos em maiores detalhes. Entre outras coisas, a incorporação da junção universal 226 permite à cabeça de corte 22 precessar em torno dos eixos geométricos 250, 254 da junção universal 226, e a junção 226 é capaz transferir cargas de cisalhamento e torque.

[0045] A cabeça de corte 22 engaja a face de rocha 30 por cortando por baixo a face de rocha 30. O disco de corte 202 atravessa por um comprimento da face de rocha 30 em uma direção de corte 266. Uma porção de ataque do disco de corte 202 engaja a face de rocha 30 em um ponto de contato e é orientada em um ângulo 262 em relação a uma tangente da face de rocha 30 no ponto de contato. O disco de corte 202 é orientado em um ângulo agudo 262 em relação a uma tangente de face de rocha 30, de tal modo que uma borda traseira do disco de corte 202 (isto é, uma porção do disco 202 que é posicionada atrás da porção de ataque com relação à direção de corte 266) é espaçada da face 30. O ângulo 262 provê liberação entre a face de rocha 30 e uma porção traseira do disco de corte 202.

[0046] Em algumas concretizações, o ângulo 262 está entre aproximadamente 0 graus e aproximadamente 25 graus. Em algumas concretizações, o ângulo 262 está entre aproximadamente 1 grau e aproximadamente 10 graus. Em algumas concretizações, o ângulo 262 está entre aproximadamente 3 graus e aproximadamente 7 graus. Em algumas concretizações, o ângulo 262 é de aproximadamente 5 graus.

[0047] Em referência novamente às Figuras 16 e 17, a porção de punho 74 inclui ainda um sistema de suspensão para controlar o movimento do segundo membro 182 em relação ao primeiro membro 174. Na concretização ilustrada, o sistema de suspensão inclui múltiplos atuadores de suspensão 270 (por exemplo, cilindros hidráulicos). Os atuadores de suspensão 270 podem ser independentemente operados para manter um ângulo desalinhado 274 desejado (Figura 18) entre o primeiro membro 174 e o segundo membro 182. Adicionalmente, os atuadores de suspensão 270 podem ser preenchidos com fluido e agirem de maneira similar à molas para contrariar as forças de reação exercidas na cabeça de corte 22 pela face de rocha 30.

[0048] Na concretização ilustrada, o sistema de suspensão inclui quatro cilindros de fluido 270 espaçados uns dos outros em torno do eixo geométrico de punho 190 por um intervalo angular de aproximadamente 90 graus. Os cilindros 270 se estendem em uma direção que é geralmente paralela ao eixo geométrico de punho 190, mas os cilindros 270 estão posicionados próximos à extremidade de cada do primeiro eixo mecânico 242 e segundo eixo mecânico 246 da junção universal 226. Cada cilindro de fluido 270 inclui uma primeira extremidade acoplada ao primeiro membro 174 e uma segunda extremidade acoplada ao segundo membro 182. As extremidades de cada cilindro 270 podem ser conectadas ao primeiro membro 174 e ao segundo membro 182 por acoplamentos esféricos para permitir movimento pivotante. O sistema de suspensão transfere a força de corte como um momento pela junção universal 226, e controla a rigidez entre o primeiro membro 174 e o segundo membro 182.

[0049] Em outras concretizações, o sistema de suspensão pode incluir menos ou mais atuadores de suspensão 270. Os atuadores de suspensão 270 podem estar posicionados em uma configuração diferente entre o primeiro membro 174 e o segundo membro 182. Em ainda outras concretizações, o sistema de suspensão pode incorporar um ou mais elemento(s) mecânico(s) de mola, tanto ao invés de, ou em adição aos cilindros de fluido 270. De acordo, em algumas concretizações, um coletor de fluido 184 (por exemplo, um coletor sanduíche - Figuras 16 e 17) pode estar posicionado entre o primeiro membro 174 e a junção universal 226 para prover comunicação de fluido aos atuadores de suspensão 270.

[0050] Como mostrado na Figura 19, a cabeça de corte 22 está posicionada adjacente a uma segunda extremidade 186 da porção de punho 74 (Figura 16). O disco de corte 202 é rigidamente acoplado a um carregador 282 que é suportado em um eixo mecânico 286 para rotação (por exemplo, por rolamentos de rolos cônicos ou retos 288) em torno do eixo geométrico de cortador 218. A cabeça de corte 22 inclui ainda uma carcaça 290. Na concretização ilustrada, a carcaça 290 está posicionada entre a segunda extremidade 186 da porção de punho 74 e o eixo mecânico 286, e a carcaça 290 é formada como uma estrutura separada que é acoplada de maneira removível à segunda extremidade 186 da porção de punho 74 (por exemplo, por fixadores) e é acoplada de maneira removível ao eixo mecânico 286 (por exemplo, por fixadores). Em algumas concretizações, a carcaça 290 é formada como seções múltiplas separadas que são acopladas em conjunto.

[0051] A carcaça 290 suporta um elemento de excitação 302. O elemento de excitação 302 inclui um eixo mecânico de excitação 306 e uma massa excêntrica 310 posicionada no eixo mecânico de excitação 306. O eixo mecânico de excitação 306 é acionado por um motor 314 e é suportado para rotação (por exemplo, por rolamentos de rolos cônicos ou retos 316) em relação à carcaça 290. A rotação da massa excêntrica 310 induz uma oscilação excêntrica na carcaça 290, no eixo mecânico 286, e no disco de corte 202. O elemento de excitação 302 e cabeça de corte 22 podem ser similares ao membro excitador e broca de corte descritos na publicação US 2014/0077578, publicada em 20 de março de 2014, o qual seu inteiro conteúdo é aqui incorporado como referência. Na concretização ilustrada, o disco de corte 202 é suportado para rotação livre em relação ao eixo mecânico 286; isto é, o disco de corte 202 é não é nem prevenido de rotacionar nem positivamente acionado para rotacionar exceto pela oscilação induzida causada pelo elemento de excitação 302 e/ou pela reação das forças exercidas no disco de corte 202 pela face de rocha 30.

[0052] Em referência à Figura 20, o sistema de manuseio de material 34 inclui uma cabeça de coleta 316 e um transportador 318. A cabeça de coleta 316 inclui um avental ou plataforma 322 e braços rotativos 326 (Figura 5). Ao passo que a máquina 10 avança, o material cortado é impelido na plataforma 322, e os braços rotativos 326 movem o material cortado para o transportador 318 para transportar o material para uma extremidade traseira da máquina 10. O transportador 318 pode ser um transportador de corrente acionado por uma ou mais rodas dentadas 330. Na concretização ilustrada, o transportador 318 é acoplado à cabeça de coleta 316 por uma junção de pino 334 e é suportado para movimento em relação ao chassi 14 por um rolo 338 (Figura 24). Em outras concretizações, os braços podem deslizar ou varrer através de uma porção da plataforma 322 (em vez de rotacionar) para direcionar material cortado para o transportador 318. Além disso, em outras concretizações, o sistema de manuseio de material 34 pode também incluir um par de braços articulados, cada um do qual suporta uma caçamba para remover material de uma área em frente à máquina 10 e direcionar o material para a plataforma 322.

[0053] Como mostrado na Figura 21, a cabeça de coleta 316 e o transportador 318 estão juntos acoplados e são suportados para movimento em relação ao chassi 14. Especificamente, a cabeça de coleta 316 e transportador 318 estão acoplados ao chassi 14 por uma ligação 350 e um atuador de recolhimento 354. Embora apenas uma ligação 350 e um atuador de recolhimento 354 sejam mostrados na Figura 21, deve ser apreciado que a máquina 10 pode incluir uma ligação 350 e um atuador de recolhimento 354 similares em cada lado da máquina 10.

[0054] Na concretização ilustrada, uma primeira extremidade da ligação 350 é acoplada de maneira pivotante ao chassi 14 (por exemplo, próxima a uma extremidade mais elevada na frente do chassi 14) e uma segunda extremidade da ligação 350 é acoplada de maneira pivotável à cabeça de coleta 316. O atuador de recolhimento 354 é acoplado entre o chassi 14 e a ligação 350 de tal modo que operação do atuador de recolhimento 354 move a cabeça de coleta 316 e o transportador 318 em relação ao chassi 14 (movimento que é comumente referido como “recolhimento”). A cabeça de coleta 316 e chassi 14 podem ser movidos entre uma posição retraída (Figuras 20 e 21) e uma posição estendida (Figuras 22 e 23), e qualquer posição intermediária entre a posição retraída e a posição estendida. O curso dos atuadores de recolhimento 354 pode ser medido com um sensor (por exemplo, um transdutor interno - não mostrado). Em algumas concretizações, os atuadores de recolhimento 354 incluem pistões flutuantes para manter a borda dianteira da plataforma 322 contra o solo.

[0055] Em geral, o acoplamento entre a porção de punho 74 e a porção de base 70 está posicionado para a frente (isto é, distal) em relação ao acoplamento telescópico entre a estrutura estacionária 86 e a estrutura móvel 90. Como resultado, a porção articulada da lança 18 é mais compacta, reduzindo assim a área entre a cabeça de corte 22 e a borda dianteira da cabeça de coleta 316. De acordo, o sistema de manuseio de material 34 está acoplado ao chassi 14 de maneira independente da lança 18. Como um resultado, o sistema de manuseio de material 34 pode ser estendido e retraído de maneira independente da lança 18. Por exemplo, a lança 18 pode ser estendida em relação ao chassi 14, e o sistema de manuseio de material 34 pode ser estendido por uma distância que é maior que, menor que, ou igual à extensão da lança 18. Isso proporciona um controle versátil das operações de corte e coleta. Em algumas concretizações, o sistema de manuseio de material 34 pode ser estendido e retraído através de uma distância linear de aproximadamente 500 mm, e a lança 18 pode ser estendida e retraída através de uma distância similar.

[0056] Embora a cabeça de corte 22 tenha sido descrita acima em relação a uma máquina de mineração (por exemplo, máquina de desenvolvimento de entrada), é entendido que um ou mais aspectos independentes da lança 18, da cabeça de corte 22, do sistema de manuseio de material 34, e/ou outros componentes podem ser incorporados em outro tipo de máquina e/ou podem ser suportados em uma lança de outro tipo de máquina. Exemplos de outros tipos de máquinas podem incluir (mas não estão limitados a máquinas furadeiras, de broca mecânica com fixação pontual, de tunelamento ou de perfuração, máquinas de mineração contínuas, máquinas de mineração de frente longa, e escavadores.

[0057] Embora vários aspectos tenham sido descritos em detalhe com referência a certas concretizações, variações e modificações existem dentro do âmbito e escopo de um ou mais aspectos independentes, conforme descrito. Várias características e vantagens são apresentadas nas reivindicações.

Claims

1. MONTAGEM DE CORTE PARA UMA MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO (10) DE ROCHA, a máquina de escavação de rocha incluindo uma armação, a montagem de corte caracterizada pelo fato de compreender: uma lança (18) suportada na armação, a lança (18) incluindo uma primeira porção (70) e uma segunda porção (74), a primeira porção (70) incluindo uma primeira estrutura (86) e uma segunda estrutura (90) deslizante em relação à primeira estrutura (86), a segunda porção (74) incluindo um primeiro membro (174) acoplado de maneira pivotante à segunda estrutura (90), e um segundo membro (182) acoplado de maneira pivotante ao primeiro membro (174), a lança (18) incluindo ainda um primeiro atuador(162) de fluido para girar o primeiro membro (174) em relação à primeira porção (70), um segundo atuador (102) de fluido para acionar o movimento de deslizamento da segunda estrutura (90) em relação à primeira estrutura (86) e pelo menos um membro de pressão (270) acoplado entre o primeiro membro (174) e o segundo membro (182); e um dispositivo de corte suportado no segundo membro (182), em que o segundo membro (182) é acoplado de forma articulada ao primeiro membro (174) por uma junção universal (226) e em que o pelo menos um membro de pressão (270) é uma pluralidade de membros de pressão (270) e a segunda porção (74) inclui ainda uma pluralidade de membros de pressão (270) acoplados entre o primeiro membro (174) e o segundo membro (182).

2. MONTAGEM DE CORTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a primeira porção (70) estar suportada em uma plataforma giratória (54) para pivotar lateralmente em relação armação em torno de um eixo geométrico pivotante (58), em que a segunda porção (74) é pivotável em relação à primeira porção (70) em torno de um eixo geométrico transverso (166) orientado de maneira perpendicular em relação ao eixo geométrico pivotante (58).

3. MONTAGEM DE CORTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o movimento deslizante da segunda estrutura (90) mover a segunda porção (74) na direção e se afastando de um eixo geométrico pivotante (58) da lança (18).

4. MONTAGEM DE CORTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dispositivo de corte incluir um disco de corte (202) tendo uma borda de corte (206) posicionada em um plano de corte (214), o plano de corte (214) orientado em uma direção perpendicular a um eixo geométrico longitudinal da segunda porção (74) da lança (18).

5. MONTAGEM DE CORTE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dispositivo de corte incluir um disco de corte (202) e um dispositivo de excitação (302), o dispositivo de excitação (302) incluindo uma massa excêntrica (310) suportada para rotação de uma maneira excêntrica e posicionada próxima ao disco de corte (202), em que rotação da massa excêntrica (310) induz oscilação do dispositivo de corte.

6. MONTAGEM DE CORTE PARA UMA MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO (10) DE ROCHA, a máquina de escavação de rocha incluindo uma armação, a montagem de corte caracterizada pelo fato de compreender: Uma lança (18) incluindo uma primeira extremidade suportada na armação e uma segunda extremidade, a lança (18) incluindo uma primeira porção (70) adjacente à primeira extremidade e uma segunda porção (74) adjacente à segunda extremidade, a segunda porção (74) suportada para movimento em relação à primeira extremidade por um acoplamento telescópico e pivotável em relação à primeira porção (7) em torno de um eixo geométrico (166), a segunda porção (74) incluindo um primeiro membro (174) e um segundo membro (182), o primeiro membro (174) acoplado diretamente à primeira porção (70), o segundo membro (182) acoplado de forma articulada ao primeiro membro (174) e posicionado adjacente à segunda extremidade, a lança (18) incluindo ainda pelo menos um atuador (162) de fluido para girar o primeiro membro (174) em relação à primeira porção (70), o pelo menos um atuador (162) de fluido sendo posicionado dentro do acoplamento telescópico, a lança (18) incluindo ainda pelo menos um membro de pressão (270) acoplado entre o primeiro membro (174) e o segundo membro (182); e um dispositivo de corte suportado na segunda extremidade da lança (18).

7. MONTAGEM DE CORTE, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de o acoplamento telescópico estar posicionado entre a primeira extremidade da lança (18) e o eixo geométrico (166).

8. MONTAGEM DE CORTE, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o segundo membro (182) suporta o dispositivo de corte, o segundo membro (182) acoplado de maneira pivotante ao primeiro membro (174) por uma junção universal (226).

9. MONTAGEM DE CORTE, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de a segunda porção (74) ser pivotável em um primeiro plano entre uma posição elevada e uma posição rebaixada, em que a primeira extremidade é suportada para pivotar lateralmente em relação à armação em um segundo plano orientado de maneira perpendicular ao primeiro plano.

10. MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO (10) DE ROCHA compreendendo: um chassi (14); uma lança (18) suportada no chassi (14), pelo menos uma porção da lança (18) móvel em relação ao chassi (14) entre uma posição retraída e uma posição estendida; um dispositivo de corte suportado na lança (18); e caracterizada pelo fato de que um dispositivo de manuseio de material (14) é suportado no chassi (14) e móvel independentemente da lança (18), o dispositivo de manuseio de material (34) móvel em relação ao chassi (14) entre uma posição retraída e uma posição estendida de maneira independente da lança (18), e em que o dispositivo de manuseio de material (34) inclui uma caçamba, pelo menos um braço (326) e um transportador (318), a caçamba tendo uma borda de ataque para receber material, o pelo menos um braço (326) engatando o material e impelindo o material em direção ao transportador (318), o transportador (318) transportando o material em direção a uma extremidade traseira do chassi (14).

11. MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO DE ROCHA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de a lança (18) incluir uma primeira porção (70) acoplada ao chassi (14) e uma segunda porção (74) acoplada de maneira pivotável à primeira porção (70), a segunda porção (74) pivotante em torno de um eixo geométrico transverso (166) entre uma porção mais elevada e uma posição mais baixa.

12. MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO DE ROCHA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de o dispositivo de manuseio de material (34) incluir uma caçamba tendo uma borda de ataque, o dispositivo de manuseio de material (34) móvel de maneira independente da lança (18) para posicionar a borda de ataque adjacente ao dispositivo de corte quando a lança (18) está na posição mais baixa.

13. MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO DE ROCHA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de o dispositivo de manuseio de material (34) incluir uma caçamba tendo uma borda de ataque, o dispositivo de manuseio de material (34) móvel de maneira independente da lança (18) para posicionar a borda de ataque a aproximadamente a mesma distância de uma extremidade do chassi (14) quanto do dispositivo de corte.

14. MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO DE ROCHA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de o chassi (14) incluir uma plataforma giratória (54) suportando a lança (18) para movimento pivotante em torno do eixo geométrico pivotante (58), em que a lança (18) inclui uma primeira estrutura (86) e uma segunda (90) estrutura deslizante em relação à primeira estrutura (86) para mover o dispositivo de corte em direção a e para longe da plataforma giratória (54).

15. MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO DE ROCHA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de o dispositivo de manuseio de material (34) estar acoplado a uma ligação acoplada de maneira pivotante ao chassi (14), em que a ligação é pivotada em relação ao chassi (14) por um atuador (354) de fluido para mover o dispositivo de manuseio de material (34) entre a posição retraída e a posição estendida.

16. MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO DE ROCHA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de o chassi (14) incluir uma plataforma giratória (54) suportando a lança (18) para movimento pivotante em torno de eixo geométrico pivotante (58), e compreendendo ainda um membro de suporte de serviço (68) para suportar linhas de serviço, o membro de suporte de serviço (68) se estendendo entre o chassi (14) e a lança (18).

17. MÁQUINA DE ESCAVAÇÃO DE ROCHA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de o dispositivo de corte incluir um disco de corte (202) e um dispositivo de excitação (302), o dispositivo de excitação (302) incluindo uma massa excêntrica (310) suportada para rotação em uma maneira excêntrica e posicionada próxima ao disco de corte (202), em que rotação da massa excêntrica (310) induz oscilação no dispositivo de corte.