BR112019005854B1 - Máquina para escavar rocha suportando um dispositivo de corte de rocha - Google Patents

Abstract

"MÁQUINA PARA ESCAVAR ROCHA SUPORTANDO UM DISPOSITIVO DE CORTE DE ROCHA" A máquina para escavar rocha inclui uma estrutura, um dispositivo de corte e uma lança. O dispositivo de corte inclui um disco de corte tendo uma borda de corte, e o disco de corte é rotacionável em torno de um eixo geométrico de dispositivo de corte. A lança suporta o dispositivo de corte e inclui uma primeira extremidade, uma segunda extremidade, e um eixo geométrico de lança substancialmente paralelo ao eixo geométrico de dispositivo de corte. A lança inclui ainda uma primeira porção e uma segunda porção. A primeira porção está acoplada à estrutura para rotação em torno de um primeiro eixo geométrico de pivotagem entre uma posição elevada e uma posição rebaixada. A segunda porção está acoplada ao dispositivo de corte, e a segunda porção é pivotável em torno de um segundo eixo de pivotagem entre uma posição elevada e uma posição rebaixada.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido de patente reivindica o benefício dos pedidos provisórios previamente depositados e co-pendentes US62/398,744, depositado em 23 de setembro de 2016, US62/398,717, depositado em 23 de setembro de 2016 e US 62/398,834, depositado em 23 de setembro de 2016. Os inteiros conteúdos destes documentos são aqui incorporados como referência.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[0002] A presente divulgação refere-se 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 normalmente requerem a aplicação de grande energia em uma porção de uma face da rocha de modo a induzir fratura na rocha. Uma técnica convencional inclui a operação de uma cabeça de corte tendo múltiplas picaretas de mineração. Devido à dureza da rocha, as picaretas devem ser substituídas frequentemente, resultando em extenso tempo de parada de máquina e operação de mineração. Outra técnica inclui a perfuração de vários furos em uma face de rocha, inserindo de dispositivos explosivos nos orifícios e detonando os dispositivos. As forças explosivas fraturam a rocha, e os restos rochosos são então removidos e a face da rocha é preparada para outra operação de perfuração. Essa 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 rotaciona(m) em torno de um eixo geométrico que é paralelo à face de rocha, impondo grandes forças na rocha para dar causa ao fraturamento.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0004] Em um aspecto, uma máquina para escavar rocha inclui um estrutura, um dispositivo de corte, e uma lança. O dispositivo de corte inclui um disco de corte tendo uma borda de corte, e o disco de corte é rotacionável em torno de um eixo geométrico de dispositivo de corte. A lança suporta o dispositivo de corte e inclui uma primeira extremidade, uma segunda extremidade, e um eixo geométrico de lança substancialmente paralelo ao eixo geométrico de dispositivo de corte. A lança inclui ainda uma primeira porção e uma segunda porção. A primeira porção está acoplada à estrutura para rotação em torno de um primeiro eixo geométrico de pivotagem entre uma posição elevada e uma posição rebaixada. A segunda porção está acoplada ao dispositivo de corte, e a segunda porção é pivotável em torno de um segundo eixo de pivotagem entre uma posição elevada e uma posição rebaixada.

[0005] Em outro aspecto, uma máquina para escavar rocha inclui um chassi, uma lança suportada pelo chassi, um dispositivo de corte suportada pela lança, e um estabilizador. O chassi inclui pelo menos um dispositivo de acionamento de tração. O dispositivo de corte inclui um disco de corte tendo uma borda de corte, e o disco de corte é rotacionável em torno de um eixo geométrico de dispositivo de corte. O estabilizador suporta o chassi em relação a uma superfície de mina. O estabilizador inclui uma sapata, uma atuador, e um membro de suporte. A sapata está configurada para engajar a superfície de mina, e o atuador inclui uma primeira extremidade acoplada ao chassi e uma segunda extremidade acoplada à sapata. O membro de suporte inclui uma primeira extremidade acoplada ao chassi e uma segunda extremidade acoplada a pelo menos um de a sapata e o atuador.

[0006] Outros aspectos tornar-se-ão aparentes pela consideração da descrição e figuras.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0007] A Figura 1A é uma vista em perspectiva de uma máquina de mineração.

[0008] A Figura 1B é uma vista em perspectiva de um chassi e uma armação de escavação da máquina de mineração da Figura 1A.

[0009] A Figura 1C é uma vista em perspectiva da máquina de mineração da Figura 1A com estabilizadores em uma primeira posição.

[0010] A Figura 1D é uma vista em perspectiva da máquina de mineração da Figura 1A com estabilizadores em uma segunda posição.

[0011] A Figura 1E é uma vista lateral de uma lança e cabeça de corte.

[0012] A Figura 1F é uma vista lateral da máquina de mineração da Figura 1A com uma lança em uma posição elevada.

[0013] A Figura 1G é uma vista lateral da máquina de mineração da Figura 1A com a lança em uma posição alinhada.

[0014] A Figura 1H é uma vista lateral da máquina de mineração da Figura 1A com a lança em uma posição rebaixada.

[0015] A Figura 1I é uma vista lateral da máquina de mineração da Figura 1A com uma porção de punho em uma primeira posição mais baixa.

[0016] A Figura 1J é uma vista lateral da máquina de mineração da Figura 1A com a porção de punho em uma segunda posição mais baixa.

[0017] A Figura 1K é uma vista em perspectiva de um chassi com estabilizadores de acordo com outra concretização.

[0018] A Figura 2 é uma vista lateral de uma cabeça de corte.

[0019] A Figura 3 é uma vista em corte transversal da cabeça de corte da Figura 2, vista ao longo da seção 3--3 ilustrada na Figura 1A.

[0020] A Figura 4 é uma vista explodida da cabeça de corte da Figura 2.

[0021] A Figura 5 é uma vista explodida de uma porção da cabeça de corte da Figura 4.

[0022] A Figura 6 é uma vista explodida de uma porção da cabeça de corte da Figura 2.

[0023] A Figura 7 é uma vista explodida de uma porção da cabeça de corte da Figura 6.

[0024] A Figura 8 é uma vista esquemática da cabeça de corte da Figura 2 engajando uma face de rocha.

[0025] A Figura 9 é uma vista em perspectiva de uma cabeça de corte de acordo com outra concretização.

[0026] A Figura 10 é uma vista em corte transversal da cabeça de corte da Figura 9, vista ao longo da seção 10--10.

[0027] A Figura 11 é uma vista em corte transversal lateral da cabeça de corte da Figura 9 e uma lança de acordo com uma concretização.

[0028] A Figura 12 é uma vista em perspectiva de uma cabeça de corte de acordo com outra concretização.

[0029] A Figura 13 é uma vista em corte transversal lateral da cabeça de corte da Figura 12, vista ao longo da seção 13--13.

[0030] A Figura 14 é uma vista em perspectiva de uma cabeça de corte de acordo com outra concretização.

[0031] A Figura 15 é uma vista em corte transversal da cabeça de corte da Figura 12, vista ao longo da seção 15--15.

[0032] A Figura 16 é uma vista em corte transversal da cabeça de corte da Figura 12, vista ao longo da seção 15--15.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0033] Antes de quaisquer concretizações serem explicadas em detalhe, deve ser apreciado que a revelação não é limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e arranjo dos componentes dispostos na descrição a seguir ou ilustrados nas figuras. A revelação é capaz de outras concretizações e de ser praticada ou 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 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 hidráulicos, 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.

[0034] Adicionalmente, deve ser apreciado que as concretizações da invenção podem incluir componentes ou módulos de hardware, software, e eletrônicos que, para o propósito de discussão, podem estar ilustrados e descritos como se a maioria dos componentes fosse implementada apenas em hardware. Contudo, um técnico no assunto, e com base na leitura desta descrição detalhada, reconheceria que, em pelo menos uma concretização, aspectos da invenção podem ser implementados em software (por exemplo, armazenados em meio não transitório legível por computador) executável por uma ou mais unidades de processamento, conforme tal um microprocessador, um circuito integrado específico de aplicativo (“ASICs”), ou outro dispositivo eletrônico. Como tal, deve ser notado que uma pluralidade de dispositivos baseados em hardware e software, bem como uma pluralidade de diferentes componentes estruturais podem ser utilizadas para implementar a invenção. Por exemplo, “controladores” descritos no relatório descritivo podem incluir um ou mais processadores eletrônicos ou unidades de processamento, um ou mais módulos de meios legíveis por computador, uma ou mais interfaces de entrada/saída e várias conexões (por exemplo, um barramento de sistema) conectando os componentes.

[0035] A Figura 1A ilustra uma máquina de escavação de rocha ou máquina de mineração 10 (por exemplo, uma máquina de desenvolvimento de entrada) incluindo um chassi 14, uma lança 18, um dispositivo de escavação de rocha ou dispositivo de corte ou cabeça de corte 22 para engajar uma face de rocha 30 (Figura 1G), e um sistema de manejo de material 34. Na concretização ilustrada, o chassi 14 é suportado em um dispositivo de acionamento de tração (por exemplo, uma lagarta 38) para movimento em relação a um piso (não mostrado). Na concretização ilustrada, a lagarta 38 inclui uma esteira de lagarta do tipo rolante 42 para distribuir o peso da máquina e minimizar a potência e desgaste de tração. Rolos ao longo de um percurso inferior da esteira de lagarta 42 desenvolve forças resistivas menores e suportam a máquina 10 conforme se move. Em algumas concretizações, a lagarta 38 pode ser controlada para mover a máquina 10 a velocidades de viagem de aproximadamente 20 metros por minuto. Em outras concretizações, a lagarta 38 pode mover a máquina em velocidades menores ou maiores. 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.

[0036] Na concretização ilustrada, a lança 18 é suportada em uma torre ou plataforma giratória ou junção pivotante 54 para pivotar em relação ao chassi 14. A junção pivotante 54 é suportada para rotação (por exemplo, por um rolamento de giro, não mostrado) em torno de um eixo geométrico de suporte giratório 58 que é perpendicular ao eixo geométrico de chassi 50 (por exemplo, o eixo geométrico de suporte giratório 58 é perpendicular à superfície de suporte) para pivotar a lança 18 em um plano isto é de maneira geral paralelo o eixo geométrico de chassi 50 (por exemplo, um plano paralelo à superfície de suporte). Na concretização ilustrada, atuadores de giro ou cilindros 66 se estendem e retraem para pivotar a junção pivotante 54 e a lança 18 em torno do eixo geométrico de suporte giratório 58.

[0037] Conforme mostrado na Figura 1B, a junção pivotante 54, a lança 18, a cabeça de corte 22, e o sistema de manejo de material 34 são suportados em uma armação de escavação comum 52 que é móvel em relação ao chassi 14. Na concretização ilustrada, a armação de escavação 52 inclui projeções 56 se estendendo lateralmente que são recebidas dentro de ranhuras 60 do chassi 14. As projeções 56 podem se mover (por exemplo, rolar ou deslizar) para dentro das ranhuras 60, e atuadores de fluido (por exemplo, cilindros 40) estão acoplados entre o chassi 14 e a armação de escavação 52 para mover a armação de escavação 52. Em outras concretizações, o movimento da armação de escavação 52 pode ser alcançado de maneira diversa. O movimento da armação de escavação 52 permite a cabeça de corte 22 e o sistema de manejo de material 34 sejam movidos de maneira paralela ao eixo geométrico de chassi 50 e avançados em direção à face de rocha 30 enquanto o chassi 14 permanece fixado em posição em relação ao solo. Em algumas concretizações, a armação de escavação 52 permite a cabeça de corte 22 avançar um total de 1 metro em relação ao chassi 14 antes que o chassi 14 deva ser avançado/reposicionado; em outras concretizações, a distância de escavação total pode ser maior ou menor. Em algumas concretizações, retrair a armação de escavação 52 enquanto a máquina 10 está movendo as lagartas 38 provê um centro de gravidade favorável para atividades de viagem.

[0038] Suportar a junção pivotante 54 na armação de escavação 52 reduz a necessidade de componentes auxiliares adicionais e estrutura de suporte atrás da lança 18, que podem ser necessários com outros tipos de configurações de lança. De acordo, motores elétricos e hidráulicos, bombas, válvulas, e conduítes podem ser suportados diretamente na lança 18, provendo uma máquina mais simples, compacta e confiável.

[0039] Conforme mostrado nas Figuras 1C e 1D, dispositivos de estabilização são acoplados ao chassi 14 para seletivamente fixar o chassi 14 em relação à uma superfície de mina (por exemplo, um piso de mina ou teto de mina). Os dispositivos de estabilização podem elevar o chassi 14 para tirar a carga das lagartas 38 e segurar o chassi 14 de maneira genericamente estável durante as operações de corte, assim suportando o chassi 14 contra as cargas causadas pela aplicação de força de cortes pela cabeça de corte 22 (Figura 1A). Na concretização ilustrada, os dispositivos de estabilização incluem macacos 62 e estabilizadores 64. Os macacos 62 estendem para baixo a partir do chassi 14 para engajar uma superfície de suporte ou piso, e os macacos 62 estão posicionados adjacentes a cada dos quatro cantos do chassi 14. Os macacos 62 podem ser atuados de maneira independente para nivelar o chassi 14 ou posicioná-lo em uma orientação desejada. Em outras concretizações, os macacos podem se estender em uma direção diferente, e menos ou mais macacos 62 podem estar acoplados ao chassi 14.

[0040] Os estabilizadores 64 se estendem para cima a partir do chassi 14 para engajar um teto ou superfície de parede suspensa. pendurada de parede. Cada estabilizador 64 inclui uma sapata 68 para engajando com a superfície, um cilindro de fluido 72, e um ligamento de suporte ou braçadeira 76. O cilindro de fluido 72 inclui uma extremidade acoplada de maneira pivotante à sapata 68 e outra extremidade acoplada de maneira pivotante ao chassi 14. A braçadeira 76 inclui uma extremidade acoplada de maneira pivotante à sapata 68 e uma extremidade do cilindro de fluido 72, e outra extremidade acoplada de maneira pivotante ao chassi 14. Na concretização ilustrada, cada braçadeira 76 é telescopiável e pode se estender na sua extensão conforme o cilindro de fluido 72 eleva a sapata 68. Anormalidades ou defeitos na superfície de teto podem ser evitadas pelo ajuste da extensão da braçadeira telescopiável 76 antes da sapata 68 estar em carga contra a superfície. A atuação do cilindro de fluido 72 causa a sapata associada 68 a engajar e exercer um carga contra a superfície de teto, assim aumentando as cargas de reação exercidas pelo macacos 62 na direção oposta (contra o piso). A braçadeira 76 provê estabilidade e distribui uma porção da força de reação a outra porção do chassi 14.

[0041] Fazendo referência à Figura 1K, em outra concretização, uma extremidade inferior do cilindro de fluido 472 está acoplada de maneira pivotante ao chassi 14 em uma localização diferente, assim provendo um compartilhamento desejado da configuração de estabilização de carga com os macacos 62. Adicionalmente, uma ligação telescopiável ou membro cruzado 478 (por exemplo, um cilindro de fluido) está acoplada entre a sapatas 468 dos estabilizadores 464 para prevenir movimento lateral da sapatas 468 enquanto a sapatas 468 estão carregadas contra a superfície de mina. Adicionalmente, cada braçadeira 476 pode estar acoplada de maneira pivotante à sapata associada 468 por um acoplamento esférico, e o membro cruzado 478 pode estar acoplado de maneira pivotante às sapatas 468 e às braçadeiras 476 por acoplamento esféricos. Cada braçadeira 476 pode incluir uma porção flexível capaz de torsão 480 (por exemplo, para permitir um alcance pré-determinado de movimento de torção da braçadeira 476). Os estabilizadores 464 podem ser atuados de maneira independente para engajar a superfície de teto, mesmo se a superfície é desigual.

[0042] Em operação, as lagartas 38 movem a máquina 10 para uma posição desejada, e os macacos 62 e estabilizadores 64 são atuados para nivelar o chassi 14 e agarrar ou fixar a máquina contra o piso e/ou teto. A armação de escavação 52 pode ser avançada ou movimentada para escavar (por exemplo, pelos cilindros 40) em uma direção paralela ao eixo geométrico de chassi 50 (Figura 1), em direção à parede ou formação de rocha. Após cada passagem de corte, a armação de escavação 52 pode ser alcançada a uma distância aproximadamente igual a uma profundidade de corte (por exemplo, 50 mm, 100 mm). As cargas de corte podem ser transferidas ao solo via dispositivos de estabilização.

[0043] Fazendo referência novamente à Figura 1A, o sistema de manejo de material 34 inclui um pá ou cabeça de coleta 42 e um transportador 44. A cabeça de coleta 42 inclui um avental ou plataforma 46 e braços rotativos 48. Conforme a operação de mineração avança, o material de corte é impelido para a plataforma 46, e os braços rotativos 48 movem o material de corte para o transportador 44 para transportar o material para uma extremidade traseira da máquina 10. Em outras concretizações, o braços podem deslizar ou varrer através de uma porção da plataforma 46 (ao invés de rotacionar) para direcionar o material de corte para o transportador 44. O transportador 44 pode ser um transportador de correntes acionado por um ou mais rodas dentadas. Na concretização ilustrada, o transportador 44 está acoplado à cabeça de coleta 42 e é suportado para movimento com a cabeça de coleta 42 em relação ao chassi 14.

[0044] Conforme mostrado na Figura 1A, a lança 18 inclui uma porção primeira ou de base 70, uma porção segunda ou de punho 74 suportando a cabeça de corte 22, e uma porção intermediária 78 posicionado entre a porção de base 70 e a porção de punho 74. Na concretização ilustrada, a porção de base 70 está acoplada de maneira pivotante à junção pivotante 54 (por exemplo, por um junção de pino), e a porção de base 70 é pivotada ou “guiada” em relação à junção pivotante 54 pelos primeiros atuadores 80 (por exemplo, cilindros de fluido). A extensão e retração dos primeiros atuadores 80 pivotam a porção de base 70 em torno de um eixo geométrico de guia ou primeiro eixo geométrico de pivotagem 82. O primeiro eixo geométrico de pivotagem 82 pode ser transversal ao eixo geométrico de suporte giratório 54 de tal maneira que extensão e retração dos primeiros atuadores 80 causa a porção de base 70 a mover entre uma posição mais alta e um posição mais baixa. Adicionalmente, a porção intermediária 78 está acoplada de maneira pivotante à porção de base 70 (por exemplo, por um junção de pino), e a porção intermediária 78 é pivotada em relação à porção de base 70 por segundos atuadores 84 (por exemplo, segundos cilindros de fluido). A extensão e retração dos segundos atuadores 84 pivota a porção intermediária 78 em torno de um segundo eixo de pivotagem 86 desalinhado do primeiro eixo geométrico de pivotagem 82. Na concretização ilustrada com os elementos de lança orientados conforme mostrado, o segundo eixo de pivotagem 86 é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico de guia ou primeiro eixo geométrico de pivotagem 82.

[0045] Em outras concretizações (não mostradas), uma porção de base da lança pode ao invés ser acoplada à estrutura e suportada para movimento pivotante em torno de um eixo geométrico lateral ou eixo geométrico de guia, e uma junção pivotante pode ser formada em uma porção da lança. É entendido que outras concretizações podem incluir várias configurações de porções articulantes para a lança.

[0046] Adicionalmente, a porção de punho 74 inclui abas 90 (Figura 2) que são acopladas de maneira pivotante à porção intermediária 78 (por exemplo, por um junção de pino). A porção de punho 74 é pivotada em relação à porção intermediária 78 por atuadores de punho 92 (por exemplo, cilindros de fluido). A extensão e retração dos atuadores de punho 92 pivota a porção de punho 74 em torno de um eixo geométrico de punho 94 desalinhado do primeiro eixo geométrico de pivotagem 82 e o segundo eixo de pivotagem 86. Na concretização ilustrada, o segundo eixo de pivotagem 86 é substancialmente perpendicular ao primeiro eixo geométrico de pivotagem 82 e é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico de punho 94.

[0047] Conforme mostrado nas Figuras 1E-1H, em algumas concretizações, a lança 18 pode ser posicionado para alinhar a porção de base 70, a porção intermediária 78, e a porção de punho 74. A lança 18 pode permanecer em uma configuração assim ou reta por uma porção significante da operação de corte, e a posição da cabeça de corte 22 posição pode se primariamente controlada pela atuação de atuadores de giro 66 (Figura 1F) e atuadores de guia 80. Conforme mostrado na Figuras 1I e 1J, quando se corta abaixo de um limite inferior da configuração reta de lança, um ângulo de guia (isto é, a orientação da porção de base 70 em relação à junção pivotante 54) pode ser mantida em seu limite inferior enquanto a porção de punho 74 é articulada ou guiada pelos atuadores de punho 92. Em algumas concretizações, a porção de punho 74 pode ser articulada ou guiada mesmo quando a porção de base 70 está acima do limite inferior da configuração reta de lança. Em algumas concretizações, a porção de base 70 pode ser pivotada em torno do primeiro eixo geométrico de pivotagem 82 entre aproximadamente 11 graus abaixo da horizontal e aproximadamente 35 graus acima da horizontal. Em algumas concretizações, a porção de punho 74 pode ser pivotada em relação à porção intermediária 78 em torno do eixo geométrico de punho 94 para cima em aproximadamente 50 graus, provendo uma quantidade significante de articulação adicional.

[0048] Conforme mostrado na Figura 1E, na concretização ilustrada, o primeiro eixo geométrico de pivotagem 82 e o eixo geométrico de punho 94 podem ser posicionados ao longo de uma linha reta 96 alinhada com a cabeça de corte 22, assim permitindo uma transição entre corte via atuação dos atuadores de guia 80 e corte via atuação dos atuadores de punho 92. Em outras concretizações, uma combinação de lança e controle de guia de punho pode ser usada. Além disso, a porção de punho 74 e porção intermediária 78 da lança 18 e seus atuadores associados provêm resiliência ou uma função de condicionamento para atuar conforme um mecanismo de suspensão durante o corte. Os atuadores 80, 84, 92 podem articular as porções de lança para prover um perfil de corte desejado, e pode, além disso, agir conforme molas para reagir às forças de corte exercidas na lança 18.

[0049] Conforme mostrado na Figura 1J, na concretização ilustrada, a porção de punho distal 74 pode ser angulada para baixo para posicionar a cabeça de corte 22 próxima a um piso enquanto também extraindo o disco de corte 102 próximo à borda de ataque da pá 42. As superfícies inferiores da lança 18 também mantêm liberação significativa em relação à pá 42, auxiliando o fluxo de material através da pá 42 e para o transportador 44 (Figura 1A). Um ângulo de pivotagem íngreme para a porção de punho 74 e sua proximidade entre o elemento de corte e uma borda de ataque da pá plataforma 46 facilita o carregamento de material de corte na plataforma 46. O ângulo de pivotagem íngreme provê um perfil face-ao-piso que se assemelha um filete de raio grande para prevenir material de ficar preso entre a borda dianteira da pá 42 e a face 30. O piso pode ser cortado por baixo, por exemplo, por declinar mais ainda a porção de base 70 e reduzindo a inclinação da porção de punho 74. A lança 18 é compacta enquanto também sendo altamente versátil e articulável para habilitar a cabeça de corte 22 penetrar material de corte previamente depositado no piso de maneira a mover o material para longe da face 30 e liberar o espaço. Ainda, devido a pá 42 e a lança 18 serem ambas montadas na armação de escavação 52, a geometria relativa entre os componentes é mantida independentemente da posição da armação de escavação 52.

[0050] Conforme mostrado na Figura 2, a cabeça de corte 22 inclui um carcaça 98 suportada em uma extremidade da porção de punho 74 e está espaçada da porção intermediária 78 (Figura 1). Na concretização ilustrada, a carcaça 98 é formada conforme uma estrutura separada que é acoplada de maneira removível à porção de punho 74 (por exemplo, por fixadores). A cabeça de corte 22 está posicionada adjacente a uma extremidade distal da lança 18 (Figura 1). Conforme mostrado na Figuras 2 e 3, a cabeça de corte 22 inclui um membro de corte ou broca ou disco de corte 102 tendo uma borda periférica 106, e um pluralidade de brocas de corte 110 está posicionada ao longo da borda periférica 106. A borda periférica 106 pode ter um perfil arredondado (por exemplo, circular) com as brocas de corte 110 orientadas em um plano comum ou plano de corte 114.

[0051] Fazendo referência agora à Figura 3, o disco de corte 102 é rigidamente acoplado a um carregador 122 que é suportado em um eixo mecânico 126. O eixo mecânico 126 inclui uma primeira porção 138 e uma segunda porção 140. A primeira porção 138 é suportada para rotação em relação à carcaça 98 por um ou mais rolamentos de eixo mecânico 134 (por exemplo, rolamentos de rolos cônicos), e a primeira porção 138 rotaciona em torno de um primeiro eixo geométrico 142. A segunda porção 140 do eixo mecânico 126 se estende ao longo de um segundo eixo geométrico 144 isto é oblíquo ou não-paralelo ao primeiro eixo geométrico 142. Na concretização ilustrada, o segundo eixo geométrico 144 forma um ângulo agudo 146 em relação ao primeiro eixo geométrico 142.

[0052] Em algumas concretizações, o ângulo 146 maior que aproximadamente 0 graus e menos que aproximadamente 25 graus. Em algumas concretizações, o ângulo 146 está entre aproximadamente 1 grau e aproximadamente 15 graus. Em algumas concretizações, o ângulo 146 está entre aproximadamente 1 grau e aproximadamente 10 graus. Em algumas concretizações, o ângulo 146 está entre aproximadamente 1 grau e aproximadamente 7 graus. Em algumas concretizações, o ângulo 146 é aproximadamente 3 graus.

[0053] A segunda porção 140 suporta o carregador 122 e o disco de corte 102 para rotação em torno do segundo eixo geométrico 144. Em particular, o carregador 122 é suportado para rotação em relação ao eixo mecânico 126 por rolamentos carregadores 148 (por exemplo, rolamentos de rolos cônicos). Na concretização ilustrada, o segundo eixo geométrico 144 representa um eixo geométrico de corte em torno do qual o disco de corte 102 rotaciona, e o segundo eixo geométrico 144 é perpendicular ao plano de corte 114. Além disso, na concretização ilustrada, o segundo eixo geométrico 144 intersecta o primeiro eixo geométrico 142 no centro da face dianteira do disco de corte 102, ou no centro do plano de corte 114 definido pelas brocas de corte 110.

[0054] Um elemento de excitação 150 está posicionado na carcaça 98 adjacente à primeira porção 138 do eixo mecânico 126. O elemento de excitação 150 inclui um eixo mecânico de excitação 154 e uma massa excêntrica 158 posicionada no eixo mecânico de excitação 154. O eixo mecânico de excitação 154 e a massa excêntrica 158 podem ser suportados em uma carcaça de excitador 162. O eixo mecânico de excitação 154 é suportado para rotação em relação à carcaça de excitador 162 por rolamentos de excitador 166 (por exemplo, rolamentos de rolo, tais como rolamentos de rolo esféricos, rolamentos de rolo de alinhamento compacto, e/ou rolamentos de rolos toroidais). O eixo mecânico de excitação 154 está acoplado a um motor de excitação 170 e o eixo mecânico de excitação 154 é acionado para rotacionar em torno de um eixo geométrico de excitação 174. A massa excêntrica 158 está desalinhada do eixo geométrico de excitação 174. Na concretização ilustrada, o eixo geométrico de excitação 174 está alinhado com o primeiro eixo geométrico 142. Em outras concretizações, o eixo geométrico de excitação 174 pode estar orientado de maneira paralela ao, e desalinhado do primeiro eixo geométrico 142. Em ainda outras concretizações, o eixo geométrico de excitação 174 pode ser inclinado ou orientado a um ângulo oblíquo em relação ao primeiro eixo geométrico 142. O eixo geométrico de excitação 174 pode também estar posicionado de ambas maneira desalinhada e inclinada em relação ao primeiro eixo geométrico 142.

[0055] Na concretização ilustrada, o motor de excitação 170 é suportado na porção de punho 74, e o eixo mecânico de excitação 154 está conectado a um eixo mecânico de saída do motor de excitação 170 por um acoplador 178 se estendendo entre uma extremidade do eixo mecânico de excitação 154 e o motor de excitação 170. Além disso, na concretização ilustrada, a carcaça de excitador 162 inclui seções múltiplas (162a, 162b, 162c) fixadas umas às outras e fixadas ao eixo mecânico 126. Isto é, a carcaça de excitador 162 rotaciona com o eixo mecânico 126 e é suportada para rotação em relação à carcaça 98. Em outras concretizações, a carcaça de excitador 162 pode ser formada integralmente com o eixo mecânico 126.

[0056] A rotação da massa excêntrica 158 em torno do eixo geométrico de excitação 174 induz uma oscilação excêntrica na carcaça 98, no eixo mecânico 126, no carregador 122, e no disco de corte 102. Em algumas concretizações, o elemento de excitação 150 e cabeça de corte 22 são similares ao membro de excitação e broca de corte descritos na publicação US2014/0077578, publicada em 20 de março de 2014, seu inteiro conteúdo é aqui incorporado como referência. Na concretização ilustrada, o carregador 122 e o disco de corte 102 são livremente rotacionáveis em relação ao eixo mecânico 126; isto é, o disco de corte 102 não é impedido de girar nem positivamente acionado para girar, exceto pela oscilação induzida causada pelo elemento de excitação 150 e/ou pelas forças de reação exercidas no disco de corte 102 pela face de rocha 30. Em outras concretizações nas quais o eixo geométrico de excitação 174 está desalinhado e/ou inclinada em relação ao primeiro eixo geométrico 142, a rotação da massa excêntrica 158 causaria tanto excitação ou oscilação em ambas uma direção radial (perpendicular ao primeiro eixo geométrico 142) e uma direção axial (paralela ao primeiro eixo geométrico 142).

[0057] Na configuração alinhada de lança descrita acima em relação à Figura 1E, o eixo geométrico de excitação 174 pode estar alinhado para estender através do eixo geométrico de punho 94 e do primeiro eixo geométrico de pivotagem 82. O disco de corte 102 pode prover liberação em relação à face de rocha 30 se a lança 18 é pivotada em torno do primeiro eixo geométrico de pivotagem 82 na configuração alinhada, ou se a porção de base 70 está bloqueado e a porção de punho 74 é pivotada.

[0058] Em referência às Figuras 6 e 7, uma extremidade da carcaça de excitador 162 está fixada a uma superfície de engrenagem 190 (por exemplo, uma engrenagem de dente reto, um correia dentada, etc.). Adicionalmente, a cabeça de corte 22 inclui um segundo motor 194 suportado adjacente à extremidade da carcaça de excitador 162. O segundo motor 194 inclui eixo mecânico de saída (não mostrado) acoplado a um pinhão 198 que entrelaça com, ou engaja a superfície de engrenagem 190. A operação do segundo motor 194 aciona o pinhão 198, assim rotacionando a superfície de engrenagem 190. A rotação da superfície de engrenagem 190 rotaciona a carcaça de excitador 162 e o eixo mecânico 126 em torno do primeiro eixo geométrico 142. Como um resultado, a segunda porção 140 do eixo mecânico 126 também rotaciona, assim alterando a orientação do segundo eixo geométrico 144 em torno do qual o disco de corte 102 rotaciona. Por exemplo, o disco de corte 102 na Figura 3 está orientado para cortar em uma direção descendente; para ajustar a liberação de cortador para alterar a direção de corte (por exemplo, para uma direção ascendente), o eixo mecânico 126 pode ser rotacionado em 180 graus.

[0059] Na concretização ilustrada, o segundo eixo geométrico 144 intersecta o primeiro eixo geométrico 142 no centro da face dianteira do disco de corte 102 (isto é, o centro do plano de corte 114 definido pela borda periférica 106 na concretização ilustrada), ou muito próximo ao centro do plano 114. Como um resultado, o centro do disco de corte 102 permanece em uma posição fixa (ou quase fixa) em relação conforme o eixo mecânico 126 rotaciona, evitando translação do disco de corte 102 conforme o eixo mecânico 126 é rotacionado. Em outras concretizações, um pequeno desalinhamento entre o eixos geométricos 142, 144 pode existir.

[0060] Além disso, na concretização ilustrada, a cabeça de corte 22 inclui uma união rotativa ou suporte giratório de fluido 206 para prover comunicação de fluido entre uma fonte de fluido e os componentes na cabeça de corte 22. O suporte giratório 206 pode transmitir vários tipos de fluidos, incluindo lubrificante, fluido hidráulico, água, ou outro meio para lavar rocha cortada e/ou arrefecer o disco de corte 102. Em algumas concretizações, o suporte giratório 206 está posicionado entre o motor de excitação 170 e o eixo mecânico de excitação 154, e o acoplador 178 se estende através o suporte giratório 206. Em outras concretizações, os componentes podem ser posicionados em uma maneira diferente.

[0061] A Figura 8 ilustra um vista esquemática da cabeça de corte 22 engajando a face de rocha 30 de uma maneira de corte subjacente. O disco de corte 102 atravessa um extensão da face de rocha 30 em uma direção de corte 214. Uma porção de ataque 218 do disco de corte 102 contata a face de rocha 30 em um ponto de contato. O plano de corte 114, que é orientado de maneira perpendicular ao segundo eixo geométrico 144, forma um ângulo geralmente agudo 222 em relação a uma tangente à face de rocha 30 de tal maneira que uma porção traseira 226 do disco de corte 102 (isto é, uma porção do disco que é posicionada atrás da porção de ataque 218 em relação à direção de corte 214) é espaçada da face de rocha 30. O ângulo 222 provê liberação entre a face de rocha 30 e a porção traseira 226.

[0062] Pela rotação do eixo mecânico 126, um operador pode modificar a orientação do segundo eixo geométrico 144 e, portanto, a orientação do disco de corte 102. Um plano (por exemplo, o plano da seção transversal da Figura 3) contendo ambos o primeiro eixo geométrico 142 e o segundo eixo geométrico 144 também contém uma largura ou diâmetro 202 da borda periférica 106. O diâmetro 202 se estende entre o ponto no disco de corte 102 isto é mais próximo à 30 em relação ao primeiro eixo geométrico 142 (isto é, a porção de ataque 218) e o ponto no disco de corte 102 que é mais distante da 30 em relação ao primeiro eixo geométrico 142 (isto é, a porção traseira 226). Para cortar em uma direção desejada, o operador rotaciona o eixo mecânico 126 de tal maneira que o plano contendo o primeiro eixo geométrico 142 e segundo eixo geométrico 144 está alinhado com a direção de corte desejada.

[0063] A cabeça de corte 22 é omnidirecional, sendo capaz de cortar de maneira eficiente em qualquer direção e alterar a direção de corte. Um controlador pode coordenar a translação do disco de corte 102 através da face 30 e a rotação da segunda porção 140 do eixo mecânico 126 durante as alterações da direção de corte altera para prevenir interferência axial entre o disco de corte 102 e a face 30. Adicionalmente, a estrutura da lança 18 com múltiplos eixos geométricos pivotantes é compacto e versátil, simplificando a suspensão e controle da porção de punho 74 e reduzindo a frequência com que a posição e orientação da cabeça de corte 22 devem ser reconfiguradas.

[0064] Embora a intersecção do primeiro eixo geométrico 142 e o segundo eixo geométrico 144 tenha sido descrita acima conforme sendo localizada em um centro do plano de corte 114, é possível que a intersecção do eixos geométricos 142, 144 possa estar desalinhada por uma pequena distância do plano de corte 114. Em tal condição, o centro do plano de corte 114 moverá conforme o eixo mecânico 126 é rotacionado, resultando em uma pequena translação do disco de corte 102. O disco de corte 102 pode ainda cortar rocha em tal condição, e as características de corte podem mudar dependendo da distância de desalinhamento entre a ponto de intersecção e o plano de corte 114, e as características da rocha a ser cortada (por exemplo, energia especifica, ou a energia necessária para escavar um volume unitário de rocha).

[0065] As Figuras 9 e 10 ilustram a cabeça de corte 22 separadas da lança. Conforme mostrado na Figura 10, a carcaça de excitador 562 pode ter um formato e construção diferentes da carcaça de excitador 162 descrita acima em relação à Figura 3. Adicionalmente, Figura 11 ilustra a cabeça de corte 422 acoplada a uma porção de punho 474 de acordo com outra concretização. Ao invés de abas, a porção de punho 474 inclui um eixo mecânico 490 que é suportado para movimento pivotante em relação à seção estacionária 492. O acoplador 574 é mais longo que o acoplador 174 descrito acima em relação à Figura 3 de maneira a acomodar a distância adicional entre o motor de excitação 170 e o eixo mecânico de excitação 154.

[0066] As Figuras 12 e 13 ilustram uma cabeça de corte 822 de acordo com ainda outra concretização. Muitos aspectos da cabeça de corte 822 são similares à cabeça de corte 22, e características similares são identificadas com números de referência similares, mais 800. A cabeça de corte 822 inclui um motor de excitação 970 que é suportado na carcaça 898 em vez de ser suportada em uma porção de uma lança. Adicionalmente, o segundo motor 994 está posicionado fora da carcaça 898 em vez de estar posicionado adjacente a uma extremidade da carcaça 898.

[0067] As Figuras 14 e 15 ilustram uma cabeça de corte 1222 de acordo com ainda outra concretização. Muitos aspectos da cabeça de corte 1222 são similares à cabeça de corte 22, e características similares são identificadas com números de referência similares, mais 1200.

[0068] Conforme mostrado na Figura 15, a cabeça de corte 1222 inclui um motor único 1370 para acionar um eixo mecânico de excitação 1354 para rotacionar uma massa excêntrica 1358 em torno de um eixo geométrico de excitação 1374. Na cabeça de corte 1222 inclui ainda um eixo mecânico 1326 suportando um disco de corte 1302. Em particular, o eixo mecânico 1326 inclui uma primeira porção 1338 e uma segunda porção 1340. A primeira porção 1338 é suportada para rotação (por exemplo, por rolamentos de eixo mecânico 1334) em relação a uma carcaça 1298. A primeira porção 1338 se estende ao longo de um primeiro eixo geométrico 1342, e a segunda porção 1340 se estende ao longo de um segundo eixo geométrico 1344 isto é oblíquo ou não-paralelo em relação ao primeiro eixo geométrico 1342. Na concretização ilustrada, o segundo eixo geométrico 1344 forma um ângulo agudo 1346 em relação ao primeiro eixo geométrico 1342. O disco de corte 1302 está acoplado a um carregador 1322 que é suportado para rotação na segunda porção 1340. Na concretização ilustrada, o carregador 1322 não é diretamente acionado para rotacionar, mas é suportado para rotação livre em relação à segunda porção 1340 (por exemplo, por rolamentos carregadores 1348).

[0069] Na concretização ilustrada, a carcaça 1298 pode estar acoplada a uma carcaça de excitador 1362 (por exemplo, por uma placa adaptadora 1364), mas a primeira porção 1338 do eixo mecânico 1326 (por exemplo, uma primeira extremidade ou extremidade próxima do eixo mecânico 1326) não é diretamente fixada para rotação com a carcaça de excitador 1362. O eixo mecânico 1326 não é diretamente acionado para rotacionar, mas ao invés é suportado para rotação livre em relação à carcaça 1298 e em relação à carcaça de excitador 1362. Na concretização ilustrada, o eixo mecânico 1326 rotaciona em torno de um eixo geométrico (por exemplo, o primeiro eixo geométrico 1342) que é concêntrico com o eixo geométrico de excitação 1374. Em outras concretizações, o eixo geométrico de rotação do eixo mecânico 1326 pode estar desalinhado e/ou inclinado em relação ao eixo geométrico de excitação 1374. Ainda, na concretização ilustrada, o centro de gravidade da segunda porção 1340 do eixo mecânico 1326 e os componentes suportados neles (por exemplo, o disco de corte 1302, o carregador 1322, o rolamentos carregadores 1348, etc.), combinados, situam-se em um eixo geométrico que é concêntrico com o primeiro eixo geométrico 1342.

[0070] A cabeça de corte 1222 não inclui um segundo motor para acionar a rotação do eixo mecânico 1326. A porção do eixo mecânico 1326 suportando o disco de corte 1302 (isto é, a segunda porção 1340) é oblíqua ou não paralela em relação à primeira porção 1338. Conforme mostrado na Figura 16, devido ao disco de corte 1302 ser livre para rotacionar em torno do segundo eixo geométrico 1344, um componente radial da força de reação de corte F atua na segunda porção 1340 no ponto onde o segundo eixo geométrico 1344 intersecta um plano de corte 1314 do disco 1302. Como um resultado, qualquer carga radial aplicada ao disco de corte 1302, tal como as forças de reação causadas pelo impacto do disco de corte 1302 contra uma formação de rocha, criarão um momento no eixo mecânico 1326 e darão causa ao eixo mecânico 1326 rotacionar em torno do primeiro eixo geométrico 1342 de maneira que a segunda porção 1340 esteja orientada para longe da força aplicada. A magnitude do momento é igual ao componente radial da força de corte F multiplicada por uma distância D entre a linha de ação da força de corte F (isto é, a intersecção do segundo eixo geométrico 1344 com o plano de corte 1314) e a intersecção do primeiro eixo geométrico 1342 com o plano de corte 1314. O produto do componente radial e a distância D cria um torque de direção T. A porção de ataque 1418 do disco de corte 1302 (isto é, a porção do disco 1302 que se projeta mais longe em uma direção paralela ao primeiro eixo geométrico 1342) é, portanto, automaticamente orientada para engajar a rocha, mesmo se a direção de viagem da cabeça de corte 1222 for alterada. É entendido que o componente radial da força de reação pode não estar precisamente alinhado com a direção de viagem em todos os momentos, mas os dois estarão substancialmente alinhados. Também é possível que os rolamentos de eixo mecânico 1334 podem gerar alguma fricção para resistir a pequenas alterações na direção da viagem. Os rolamentos de eixo mecânico 1334 também exercem forças de reação R1, R2 no eixo mecânico 1326 em resposta à força de corte F.

[0071] Fazendo referência novamente à Figura 15, a cabeça de corte 1222 inclui ainda um ou mais bicos de pulverização 1404, um suporte giratório de fluido 1406, e uma passagem de fluido 1408 se estendendo através do eixo mecânico 1326. Na concretização ilustrada, o suporte giratório de fluido 1406 recebe um spray fluido, tal como água, de uma fonte de fluido (por exemplo, uma bomba - não mostrada). A passagem de fluido 1408 provê comunicação de fluido entre o suporte giratório 1406 e o bico de pulverização 1404 posicionado no eixo mecânico 1326 adjacente ao disco de corte 1302. Fluido pressurizado é pulverizado a partir do bico 1404. Na concretização ilustrada, o bico 1404 está fixado a uma extremidade do eixo mecânico 1326 e orientado em direção à porção de ataque 1418 do disco 1302. Conforme o eixo mecânico 1326 rotacionar, o bico 1404 manterá sua orientação para emitir fluido na direção do impacto.

[0072] A cabeça de corte 1222 evita a necessidade de um segundo motor e dos componentes hidráulicos que o acompanha, e também inclui componentes mecânicos simples para alcançar uma função de “direção”. Adicionalmente, um diâmetro menor disco de corte 1302 pode ser utilizado, e o controle da lança (Figura 1) suportando a cabeça de corte 1222 é menos complexo.

[0073] Embora os dispositivos de corte tenham sido descritos acima em relação à uma máquina de mineração (por exemplo, uma máquina de desenvolvimento de entrada), é entendido que um ou mais aspectos independentes dos dispositivos de corte e/ou outros componentes pode(m) ser incorporado(s) em outro tipo de máquina e/ou pode(m) ser(em) suportado(s) em uma lança de outro tipo de máquina. Exemplos de outro tipo de máquinas podem incluir (mas não estão limitados a) máquinas de brocas, de cabeçalhos de estradas, de tunelamento ou perfuração, máquinas de mineração contínuas, máquinas de mineração de frente longa, e escavadoras.

[0074] Embora vários aspectos tenham sido descritos em detalhe com referência a certas concretizações, existem variações e modificações dentro do escopo e âmbito de um ou mais aspectos independentes, como descrito. Várias características e vantagens são apresentadas nas reivindicações.

Claims (25)

1. MÁQUINA PARA ESCAVAR ROCHA compreendendo: uma estrutura (14); e uma lança (18) suportando o dispositivo de corte (22, 422, 822, 1222), a lança (18) incluindo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade, e um eixo geométrico de lança paralelo ao eixo geométrico de dispositivo de corte, caracterizada pelo fato de que um dispositivo de corte (22, 422, 822, 1222) incluindo um eixo mecânico (126, 926, 1326) um disco de corte (102, 902, 1302) suportado para rotação em relação ao eixo mecânico (126, 926, 1326), o disco de corte (102, 902, 1302) tendo uma borda de corte, o disco de corte (102, 902, 1302) rotacionável em torno de um eixo geométrico de dispositivo de corte; e a lança (18) incluindo ainda uma primeira porção (70, 470) e uma segunda porção (74, 474), a primeira porção (70, 470) acoplada à estrutura (14) para rotação em torno de um primeiro eixo geométrico de pivotagem (82) entre uma posição elevada e uma posição rebaixada, a segunda porção (74, 474) acoplada ao dispositivo de corte (22, 422, 822, 1222), a segunda porção (74, 474) pivotável em torno de um segundo eixo de pivotagem (86) entre uma posição elevada e uma posição rebaixada, e um dispositivo de excitação incluindo um eixo mecânico de excitação (154, 1354) e uma massa excêntrica (158, 1358) posicionada adjacente a uma extremidade do eixo (126, 926, 1326) do dispositivo de corte (22, 422, 822, 1222) e girando em torno de um eixo geométrico de excitação (174, 1374), rotação do eixo mecânico de excitação (154, 1354) e massa excêntrica (158, 1358) induzindo uma oscilação do eixo (126, 926, 1326) do dispositivo de corte (22, 422, 822, 1222) e do disco de corte (102, 902, 1302).

2. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a primeira porção (70, 470) da lança (18) incluir uma porção de base (70) e uma porção intermediária acoplada entre a porção de base (70) e a segunda porção (74, 474), a porção intermediária pivotável em relação à porção de base (70) em torno de um terceiro eixo geométrico de pivotagem (86) orientado em um ângulo oblíquo em relação ao primeiro eixo geométrico de pivotagem (82).

3. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de ainda compreender um chassi (14) incluindo um dispositivo de acionamento de tração (38) para engajar uma superfície de suporte, o chassi (14) incluindo uma extremidade dianteira e uma extremidade traseira, e um eixo geométrico de chassi (50) se estendendo entre eles, a estrutura suportada no chassi (14) para movimento em uma direção paralela ao eixo geométrico de chassi (50).

4. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de ainda compreender um dispositivo de manuseio de material incluindo uma pá (42) que recebe material de corte de um espaço dianteiro da estrutura em relação à uma direção de avanço, a pá (42) incluindo uma borda de ataque, em que o dispositivo de corte é capaz de ser posicionado adjacente à borda de ataque da pá (42).

5. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de a primeira extremidade da lança (18) estar acoplada à estrutura por um acoplamento de giro pivotável (54) em torno de um eixo geométrico para mover a lança (18) em uma direção lateral.

6. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de a primeira porção (70, 470) ser pivotável em torno do primeiro eixo geométrico de pivotagem (82) através de um ângulo de pelo menos trinta graus, em que a segunda porção (74, 474) é pivotável em torno do segundo eixo de pivotagem (86) através de um ângulo de pelo menos 45 graus e é pivotável de maneira independente do movimento pivotante da primeira porção (70, 470).

7. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o eixo mecânico é suportado na segunda porção da lança para rotação em torno de um eixo geométrico de eixo mecânico (142), em que o eixo geométrico de lança intersecta o primeiro eixo geométrico de pivotagem (82) e o segundo eixo de pivotagem (86), o eixo geométrico de lança alinhado com o eixo geométrico de eixo mecânico quando a lança está em uma configuração reta.

8. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de o eixo mecânico incluir uma primeira porção (138) e uma segunda porção (140) conectada a uma extremidade da primeira porção (138), a primeira porção (138) rotacionável em torno de um eixo geométrico de eixo mecânico (142), a segunda porção (140) se estendendo ao longo de um segundo eixo geométrico (144), que é, oblíqua em relação ao eixo geométrico de eixo mecânico (142), o disco de corte suportado na segunda porção (140) para rotação em torno do eixo geométrico de dispositivo de corte.

9. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de ainda compreender um primeiro atuador (80) para pivotar a lança em torno do primeiro eixo geométrico de pivotagem (82) e um segundo atuador (92) para pivotar a segunda porção (74, 474) em torno do segundo eixo de pivotagem (86), em que o segundo atuador (92) pode ser controlado para pivotar a segunda porção (74, 474) quando o primeiro atuador (80) alcança uma extensão máxima ou mínima.

10. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de o eixo mecânico (142) ser suportado para rotação livre em relação à lança (18).

11. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8 ou 10, caracterizada pelo fato de ainda compreender um primeiro atuador (80) para pivotar a lança (18) em torno do primeiro eixo geométrico de pivotagem (82) e um segundo atuador (92) para pivotar a segunda porção (74, 474) em torno do segundo eixo de pivotagem (86), em que o primeiro atuador (80) e o segundo atuador (92) inclui cilindros de fluido para condicionar a primeira porção (70, 470) e a segunda porção (74, 474) da lança (18) contra forças de reação exercidas na lança (18) pela rocha.

12. MÁQUINA PARA ESCAVAR ROCHA, compreendendo: um chassi (14) incluindo pelo menos um dispositivo de acionamento de tração; um dispositivo de corte (22, 422, 822, 1222) incluindo um disco de corte (102, 902, 1302) tendo uma borda de corte, o disco de corte rotacionável em torno de um eixo geométrico de dispositivo de corte; e uma lança (18) suportado pelo chassi (18), o dispositivo de corte (22, 422, 822, 1222) suportado pela lança (18); caracterizada pelo fato de que a máquina compreende ainda: um primeiro estabilizador (64, 464) para suportar o chassi (14) em relação a uma superfície de mina, o primeiro estabilizador (64, 464) incluindo uma primeira sapata (68, 468), um primeiro atuador (72, 472), e um primeiro membro de suporte (76, 476), a primeira sapata (68, 468) configurada para engajar a superfície de mina, o primeiro atuador (72, 472) incluindo uma primeira extremidade acoplada ao chassi (14) e uma segunda extremidade acoplada à primeira sapata (68), o primeiro membro de suporte (76, 474) incluindo uma primeira extremidade acoplada ao chassi (14) e uma segunda extremidade acoplada a pelo menos um dentre a primeira sapata (68, 468) e o primeiro atuador (72, 472); e um segundo estabilizador (64, 464) para suportar o chassi (14) em relação à superfície da mina e operável independentemente do primeiro estabilizador (64, 464), o segundo estabilizador (64, 464) incluindo uma segunda sapata (68, 468), um segundo atuador (72, 472), e um segundo membro de suporte (76, 476), a segunda sapata (68, 468) configurada para engajar na superfície da mina, o segundo atuador (72, 472) incluindo uma primeira extremidade acoplada ao chassi (14) e uma segunda extremidade acoplada à segunda sapata (68), o segundo membro de suporte (76, 476) incluindo uma primeira extremidade acoplada ao chassi (14) e uma segunda extremidade acoplada a pelo menos uma dentre a segunda sapata (68, 468) e o segundo atuador (72, 472).

13. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de a lança incluir uma primeira porção (70, 470) e uma segunda porção (74, 474), a primeira porção rotacionável em torno de um primeiro eixo geométrico de pivotagem (82) entre uma posição elevada e uma posição rebaixada, a segunda porção (74, 474) acoplada ao dispositivo de corte, a segunda porção (74, 474) pivotável em torno de um segundo eixo de pivotagem (94) entre uma posição elevada e uma posição rebaixada.

14. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma pluralidade de macacos (62) acoplada ao chassi (14), cada um dos macacos (62) incluindo uma sapata (68, 468) que é extensível para engajar uma superfície de suporte e suspender o chassi (14) para longe da superfície de suporte para remover carregamento no dispositivo de acionamento de tração, em que cada estabilizador (64, 464) está orientado para se estender em uma direção oposta aos macacos (62) para engajar uma superfície de teto.

15. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de cada membro de suporte (76, 476) incluir um ligamento telescopiável que é extensível e retrátil conforme o atuador (72, 472) associado é estendido e retraído.

16. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizada pelo fato de a segunda extremidade do membro de suporte estar acoplada de maneira pivotante a ambas a sapata (68, 468) associada e a segunda extremidade do atuador (72, 472) associado, e a primeira extremidade de cada membro de suporte associado está espaçado da primeira extremidade do atuador (72, 472) associado.

17. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma armação de escavação (52) acoplada ao chassi (14) e suportada para movimento em uma direção paralela a um eixo geométrico longitudinal do chassi (50).

18. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de ainda compreender um dispositivo de manuseio de material fixado à armação de escavação (52) e incluindo um transportador (44) e uma pá (42), a pá (42) que recebe material de corte de um espaço dianteiro da estrutura em relação à uma direção de avanço, a pá (42) direcionando o material de corte em direção ao transportador (44).

19. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 18, caracterizada pelo fato de uma primeira extremidade da lança (18) ser suportada por um acoplamento de giro (54) pivotável em torno de um eixo geométrico para mover a lança (18) em uma direção lateral.

20. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 19, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um membro cruzado (478) acoplado entre o primeiro estabilizador e o segundo estabilizador.

21. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato de que o membro cruzado (478) é telescópico.

22. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato de que uma extremidade da membro cruzado (478) é acoplado à primeira sapata (468) por um acoplamento esférico e outra extremidade do membro cruzado (478) é acoplada à segunda sapata (468) por um acoplamento esférico.

23. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 22, caracterizada pelo fato de que a segunda extremidade do primeiro membro de suporte é acoplada à primeira sapata (468) por um acoplamento esférico, em que a segunda extremidade do segundo membro de suporte é acoplada à segunda sapata (468) por um acoplamento esférico.

24. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 23, caracterizada pelo fato por uma porção de cada membro de suporte incluir um membro flexível (480) capaz de torção.

25. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 24, caracterizada pelo fato de que a segunda extremidade do primeiro membro de suporte é acoplada à primeira sapata (468) por um acoplamento esférico, em que a segunda extremidade do segundo membro de suporte é acoplada à segunda sapata (468) por um acoplamento esférico.