PL200542B1 - Górnicze urządzenie urabiające - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy górniczego urz adzenia (10) urabia- j acego do urabiania surowców lub dr azenia tuneli b adz wyrobisk korytarzowych, które posiada co najmniej jedno nap edzane obrotowo narz edzie urabiaj ace (1), o ruchu udarowo post epowym. Urz adzenie (10) przydatne jest zw laszcza dla urabiania twardych ska l, przyk ladowo rud platyny, i posiada tulej e (6) osadzon a obrotowo w obudo- wie, przy czym w otworze tulejowym tulei usytuowany jest wa l mimo srodowy (4). Wa l (4) na jednym ko ncu po laczony jest z narz edziem urabiaj acym (1), a tak ze jest usytuowany obrotowo i mimo srodowo w stosunku do osi tulei oraz w stosunku do w lasnej osi (M E ). Urz adzenie posiada nap ed, którego wa l nap edowy sprz ezony jest z tulej a (6), oraz urz adzenie do przenoszenia ruchu obrotowego na wa l mimo srodowy (4). Zgodnie z wynalazkiem urz adzenie wyposa zone jest w przek ladni e cykloidaln a (20) zlokalizo- wan a na zewn atrz tulei (6), której wa l wej sciowy oraz wa l wyj sciowy wykonane s a jako wa ly mimo srodowe. Przek lad- nia cykloidalna (20) ma w jednym z przyk ladów wykonania tarcz e krzywkow a (7) z cykloidalnym ukszta ltowaniem zewn etrznym (8), po laczon a z wa lem mimo srodowym (4) z zachowaniem odporno sci na skr ecanie, która to tarcza obra- ca si e w zewn etrznym pier scieniu (11), posiadaj acym koncen- trycznie rozlokowane rolki zewn etrzne w postaci elementów tocznych (12). W zwi azku z ruchem tocznym tarczy krzywko- wej (7) w pier scieniu zewn etrznym (11) tarcza (7) obraca si e wokó l w lasnej osi podczas obrotu tulei (6), i tym samym wa l mimo srodowy (4) obraca si e ze zredukowan a pr edko sci a wokó l w lasnej osi (M E ). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest górnicze urządzenie urabiające do urabiania surowców lub drążenia tuneli bądź wyrobisk korytarzowych, posiadające co najmniej jedno napędzane obrotowo, udarowo-postępowe narzędzie urabiające, zwłaszcza dla urabiania twardych skał, przykładowo rud platyny lub miedzi, bądź drążenia tuneli i/lub wyrobisk korytarzowych, z tuleją osadzoną obrotowo w obudowie, przy czym w otworze tulejowym tulei usytuowany jest wał mimośrodowy, na jednym końcu połączony z narzędziem urabiającym, mimośrodowy w stosunku do osi tulei oraz osadzony obrotowo w stosunku do wł asnej osi, z napę dem, którego wał napędowy sprzężony jest z tuleją , oraz z urzą dzeniem do przenoszenia ruchu obrotowego na wał mimośrodowy.

Urządzenie urabiające tego typu znane jest na przykład z opisu patentowego EP-A-1138869. W przedmiotowym urządzeniu wał mimośrodowy osadzony jest w napędzanej tulei, na głowicy której osadzone jest narzędzie urabiające. Tuleja posiada przeciwwagę, zlokalizowaną centralnie pomiędzy łożyskami tulei, przewidzianą i obliczoną dla narzędzia urabiającego. Dla wzmocnienia łożyskowania wału mimośrodowego w tulei, zwłaszcza w odniesieniu do ruchu udarowo-postępowego przenoszonego przez wał mimośrodowy wykorzystuje się dodatkowe łożysko zlokalizowane w odgłowicowym odcinku tulei. Wprowadzenie rotacji na wał mimośrodowy w rozwiązaniu według EP-A-1138869 realizowane jest przez osobny napęd dla mimośrodu. Dla sprzężenia oddzielnego napędu z wałem mimośrodowym proponowane są różne rozwiązania. Jedno z nich przewiduje zastosowanie przekładni redukcyjnej, wyposażonej w zębatkę zewnętrzną, usytuowaną centrycznie do wału napędowego napędu, która napędza wał mimośrodowy poprzez wewnętrzną zębatkę połączonego z wałem mimośrodowym koła o uzębieniu wewnętrznym. W tym systemie istnieją dwa osobne napędy dla wału mimośrodowego i dla tulei, przy czym możliwa jest regulacja kierunku obrotów i liczby obrotów wału mimośrodowego. Alternatywne rozwiązanie proponuje sprzężenie tulei z napędem poprzez wał napędowy oraz zastosowanie na końcówce wału mimośrodowego ślizgowego łożyska hydrostatycznego przenoszącego osiowe siły nacisku. W tym rozwiązaniu liczba obrotów wału mimośrodowego jest identyczna z mimośrodowo indukowaną liczbą obrotów samotoku i w pewnych granicach może być regulowana przez hydrostatyczne łożysko ślizgowe. W trzecim znanym rozwiązaniu rotację na wał mimośrodowy wprowadza się z zewnętrz poprzez kardan, układ popychaczy lub układ kół zębatych.

Dla urabiania twardej skały, jak ruda platyny, za pomocą udarowo-postępowych narzędzi urabiających wymagane są duże prędkości obwodowe narzędzia, a przy tym stosunkowo wysokie liczby obrotów wału mimośrodowego. Stosowanie drugiego, oddzielnego napędu - co jest znane ze stanu techniki - spełnia wprawdzie te wymagania, jednak stanowi zaburzenie zwartej i kompaktowej budowy organu urabiającego w związku z koniecznością zapewnienia dodatkowej przestrzeni dla drugiego napędu. Przyłączenie rotacji drugiego napędu do ekscentrycznie poruszającej się w stosunku do obudowy końcówki wału mimośrodowego według powyżej przedstawionych koncepcji nie spełnia wymagań dotyczących wystarczająco wysokiej liczby obrotów i wystarczająco wysokiego, możliwego do przeniesienia momentu obrotowego.

Ponadto znane jest, przykładowo z amerykańskiego opisu patentowego o numerze US 5103705, urządzenie górnicze do urabiania twardych skał, z tuleją osadzoną obrotowo w obudowie, na zewnątrz której zlokalizowana jest przekładnia z wałem wejściowym oraz wałem wyjściowym w postaci wału mimośrodowego.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie takiego urządzenia urabiającego, który przy zachowaniu zwartej konstrukcji oraz tylko jednego napędu umożliwi uzyskanie odpowiednio wysokich prędkości obwodowych narzędzia.

Zgodnie z wynalazkiem, dotyczącym urządzenia opisanego na wstępie, urządzenie to wyposażone jest w zlokalizowaną na zewnątrz tulei przekładnię cykloidalną, której wały wejściowy i wyjściowy są wałami mimośrodowymi, a przekładnia cykloidalna wyposażona jest w sprzęgło przeciążeniowe dla ochrony przekładni cykloidalnej i napędu przed przeciążeniami oraz dodatkowo dla ograniczania prędkości obrotowej wału mimośrodowego wokół jego własnej osi albo zmniejszenia momentu obrotowego. Przekładnia cykloidalna posiada tarczę krzywkową z cykloidalnym uzębieniem bądź też konturem na obwodzie zewnętrznym, która to tarcza usytuowana jest obrotowo w zewnętrznym pierścieniu, w którym rozlokowane są koncentrycznie elementy toczne, współpracujące z cykloidalnym konturem tarczy na zasadzie kontaktu kształtowego. Ekscentrycznie poruszający się w tulei wał mimośrodowy powoduje ruch planetarny tarczy krzywkowej w pierścieniu zewnętrznym, w wyniku czego tarcza krzywkowa swymi cykloidalnymi odcinkami krzywkowymi toczy się po koncentrycznie rozlokowanych

PL 200 542 B1 i stanowią cych rolki zewnę trzne elementach tocznych pierś cienia zewnę trznego, przez co wprawiane są w ruch rotacyjny wokół swej własnej osi. Ta rotacja ma kierunek przeciwny do rotacji wywieranej przez tuleję na wał mimośrodowy. Wiadomym jest, że w przekładniach cykloidalnych ruch toczny tarczy krzywkowej po rolkach przy każdym pełnym obrocie tulei powoduje przesuw tarczy krzywkowej o jeden cykloidalny odcinek dalej w pierś cieniu zewnę trznym. Ruch rotacyjny tarczy krzywkowej wokół jej osi może zostać przeniesiony na wał mimośrodowy, co powoduje jego rotację wokół własnej osi. Przy zastosowaniu przekładni cykloidalnej zgodnie z wynalazkiem wał mimośrodowy stanowi z jednej strony jej wał wejściowy z prędkością obrotową odpowiadającą liczbie obrotów tulei, a z drugiej strony również jej wał wyjściowy z prędkością obrotową wokół osi wału mimośrodowego. Wielkość przełożenia pomiędzy liczbą obrotów tulei a ruchem obrotowym wału mimośrodowego wokół jego własnej osi uzależniona jest od ilości odcinków krzywkowych tarczy krzywkowej. Szczególną zaletą przekładni cykloidalnej jest to, że za jej pomocą uzyskuje się możliwość przeniesienia wyraźnie wyższego momentu obrotowego na wał mimośrodowy, niż przy zastosowaniu znanych przekładni zębatych, ponieważ w przeciwieństwie do przekładni zębatych w przekładni cykloidalnej w każdym czasie zachodzi kontakt kilku odcinków cykloidalnych z elementami tocznymi. Dzięki temu poprzez przekładnię cykloidalną może być przenoszony moment obrotowy z wyraźnie wyższym bezpieczeństwem przeciążeniowym, mimo tego że na wał mimośrodowy przenoszone są uderzenia związane z udarowo-postępową pracą narzędzia urabiającego. Ponadto przekładnia cykloidalna zapewnia napęd obrotowy dla wału mimośrodowego, przy czym wykorzystywany jest tylko jeden napęd z jednym poborem mocy.

W preferowanym wykonaniu urządzenia urabiającego według wynalazku sprzęgło przeciążeniowe może być wykonane z działającego zwłaszcza jako hamulec sprzęgła poślizgowego. W zależności od konstrukcji przekładni cykloidalnej może być tu zastosowane sprzęgło poślizgowe działające promieniowo bądź też osiowo.

W pierwszym wykonaniu wedł ug wynalazku przekł adnia cykloidalna posiada co najmniej jedną tarczę krzywkową, połączoną z wałem mimośrodowym z zachowaniem odporności na skręcanie, cykloidalną na swoim obwodzie zewnętrznym, usytuowaną obrotowo w zewnętrznym pierścieniu, w którym rozlokowane są koncentrycznie elementy toczne jako rolki zewnętrzne. Cykloidalny kontur na obwodzie zewnętrznym tarczy krzywkowej dzieli tę tarczę na odcinki krzywkowe o cykloidalnym konturze, przy czym każdy cykloidalny odcinek odpowiada jednemu zębowi zębatki cykloidalnej. Tarcza cykloidalna obraca się koncentrycznie wokół osi wału mimośrodowego, podczas gdy elementy toczne pierścienia zewnętrznego zlokalizowane są koncentrycznie wokół osi tulei. Zastosowanie elementów tocznych i geometrii cykloidalnej odcinków krzywkowych gwarantuje czysty ruch obwiedniowy tarczy krzywkowej w pierścieniu zewnętrznym, bez występowania poślizgów i znaczących strat na tarciu. Rotacja tarczy krzywkowej nadawana jej przez przekładnię cykloidalną wprowadzana jest bezpośrednio na wał mimośrodowy. Przy zastosowaniu wcześniej opisanej konstrukcji przekładni cykloidalnej sprzęgło przeciążeniowe może być przyporządkowane pierścieniowi zewnętrznemu, który osadzony jest obrotowo i koncentrycznie w stosunku do osi tulei, przez co sprzęgło przeciążeniowe działa jako osiowy hamulec. Pierścień zewnętrzny może być przy tym korzystnie połączony poprzez skręcanie z kapeluszokształtnym elementem nośnym dla sprężynowych wykładzin ciernych, które są dociskane z regulowaną siłą do tarczy hamulcowej połączoną z obudową z zachowaniem odpornoś ci na skrę canie. W przypadku, gdy nie występuje zjawisko przeciążenia, pierścień zewnętrzny z elementami tocznymi utrzymuje się w swojej pozycji, a wielkość przełożenia pomiędzy rotacją tulei i wału mimośrodowego zależy wyłącznie od ilości odcinków krzywkowych. W przypadku zaistnienia przeciążenia pierścień zewnętrzny obraca się wraz z obracającą się tuleją, tak, że liczba obrotów wału mimośrodowego wokół jego własnej osi może się zmniejszyć, nawet do zera.

W drugim sposobie wykonania przekładni cykloidalnej według wynalazku na wale mimoś rodowym osadzona jest obrotowo co najmniej jedna tarcza krzywkowa, której obwód zewnętrzny ma kształt cykloidalny, i która obraca się w pierścieniu zewnętrznym posiadającym koncentrycznie rozlokowane elementy toczne. Tarcza krzywkowa jest ponadto wyposażona w wybrania sworzniowe, w które wchodzą sworznie zabierakowe tarczy zabierakowej osadzonej na wale mimośrodowym. Przeniesienie momentu obrotowego osiągane jest jako ruch toczny.

W drugim sposobie wykonania przekł adni cykloidalnej wedł ug wynalazku sprzę g ł o przeciążeniowe jest korzystnie przyporządkowane tarczy zabierakowej. W szczególnie prostym wykonaniu sprzęgło przeciążeniowe posiada zespół mocujący, za pomocą którego tarcza zabierakowa zamocowana jest na wale mimośrodowym. Zespół mocujący zlokalizowany jest przy tym korzystnie pomiędzy bębnowym osiowym przedłużeniem tarczy zabierakowej a zewnętrzną powierzchnią wału mimośro4

PL 200 542 B1 dowego, tworząc hamulec promieniowy. W alternatywnym wykonaniu tarcza zabierakowa może być obrotowo osadzona na wale mimośrodowym, a zespół ten działający jako hamulec osiowy połączony jest z końcówką wału mimośrodowego tworząc sprzęgło przeciążeniowe, które obejmuje wykładziny cierne dociskane do tyłu tarczy zabierakowej. Dla umożliwienia ustawienia punktu włączenia sprzęgła przeciążeniowego sprężyny sprzęgła przeciążeniowego mają postać sprężyn talerzowych, których siła docisku regulowana jest za pomocą śrub i tarcz napinających.

Ponadto korzystnym jest, gdy urządzenie urabiające wyposażone jest w wiele narzędzi urabiających, zwłaszcza noży, zamocowanych w zlokalizowanych obwodowo oprawach, które są wymiennie osadzone na końcówce wału mimośrodowego. Konstrukcja jest najprostsza, gdy ilość elementów tocznych jest dokładnie o jeden większa od ilości odcinków krzywkowych.

Wynalazek został bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schematycznie w ujęciu z boku zasadę funkcjonowania wydobycia rud platyny za pomocą urządzenia wyposażonego w organ urabiający posiadający udarowo-postępowe narzędzia urabiające napędzane obrotowo przez przekładnię cykloidalną; fig. 2 przedstawia schematycznie przekładnię cykloidalną w widoku z boku; fig. 3 przedstawia schematycznie przekrój wzdłużny przez urządzenie urabiające z przekładnią cykloidalną i sprzęgłem przeciążeniowym zgodnie z pierwszym przykładem wykonania; fig. 4 przedstawia schematycznie przekrój wzdłużny przez urządzenie urabiające z przekładnią cykloidalną i zabezpieczeniem przeciążeniowym według drugiego przykładu wykonania; zaś fig. 5 przedstawia alternatywny przykład wykonania zabezpieczenia przeciążeniowego przekładni cykloidalnej przedstawionej na fig. 4.

Figura 1 przedstawia urządzenie urabiające 10 posiadające obrotowe, udarowo-postępowe narzędzie urabiające 1, służące do kruszenia skały podczas eksploatacji w przodku wydobywczym 2 złoża rudy platyny 3. Narzędzie 1, którym może być zarówno zwykły nóż, jak i nóż obrotowy, zamocowane jest w obudowie 5 obracającej się wokół osi środkowej ME wału mimośrodowego 4 i podczas rotacji urządzenia urabiającego 10 wykonuje udarowo-postępowe, falowe ruchy eksploatacyjne, których zarys przedstawiono w postaci różnych frontów wydobywczych 2, 2', 2. Falowy, udarowo-postępowy ruch końcówki noża urabiającego narzędzia 1 wytwarzany jest dzięki mimośrodowemu osadzeniu wału mimośrodowego 4 w tulejowym otworze tulei 6, która może być napędzana przez nie przedstawiony na fig. 1 i fig. 2 napęd szybkobieżny, co w szczegółach zostanie objaśnione później. Rotacja tulei 6 wokół osi tulejowej MH wywołuje mimośrodowy ruch obrotowy wału mimośrodowego 4 wokół osi tulejowej MH, tak, że narzędzie 1 zamocowane w obudowie 5 porusza się udarowo kolejno ku i od przodka wydobywczego 2. Dla uzupełnienia ruchu udarowego narzędzia 1 o ruch rotacyjny wałowi mimośrodowemu 4 została przyporządkowana tarcza krzywkowa 7 przekładni cykloidalnej 20. Jak przedstawiono na fig 1 i fig. 2 tarcza krzywkowa 7 posiada na swym zewnętrznym obwodzie 8 cykloidalny kontur oraz regularne, cykloidalne uzębienie ze wzajemnie identycznie wykonanymi, stykającymi się ze sobą odcinkami krzywkowymi 9, 9', 9, 9', 9. Tarcza krzywkowa 7 zlokalizowana jest wewnątrz pierścienia zewnętrznego 11, który ulokowany jest koncentrycznie w stosunku do osi tulejowej MH i wyposażony w również koncentrycznie do niej rozmieszczone rolki 12 współpracujące z odcinkami krzywkowymi 9, 9', 9, 9', 9''''. W wyniku ruchu okrężnego obrotowo napędzanej tulei 6 tarcza krzywkowa 7 wykonuje ruch wewnątrz zewnętrznego pierścienia 11 przechodząc przy tym swoimi odcinkami krzywkowymi 9, 9', 9, 9', 9'''' przez rolki 12. Kierunek ruchu okrężnego tarczy krzywkowej 7 w pierś cieniu zewnę trznym 11 odpowiada kierunkowi obrotów H tulei 6. Tarcza krzywkowa 7 posiada mniejszą średnicę od średnicy okręgu utworzonego przez rolki 12 i w tym przykładzie wykonania tarcza krzywkowa 7 posiada o jeden mniej odcinków krzywkowych 9 niż pierścień zewnętrzny 11 ma łożysk rolkowych 12. Z każdym obrotem tulei 6 w kierunku H mimośrodowo w niej ułożyskowany wał mimośrodowy 4 również wykonuje ruch okrężny, przy czym odcinki krzywkowe 9, 9', 9, 9', 9'''' przemieszczają się po rolkach 12 o jeden odcinek krzywkowy w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów H tulei 6. Ten przeciwnie skierowany ruch obrotowy tarczy krzywkowej 7 wymuszony przez przekładnię cykloidalną 20 zostaje przeniesiony na wał mimośrodowy 4, który przez to wprawiony jest w ruch obrotowy o kierunku E zaznaczonym strzałką wokół osi wału mimośrodowego ME. Rotacja wału mimośrodowego 4 w kierunku przeciwnym do kierunku obrotów H tulei 6 jest spowalniana w proporcji określonej przez ilość odcinków krzywkowych 9 tarczy krzywkowej 7. Wał mimośrodowy 4 stanowi zarówno wał wejściowy dla przekładni cykloidalnej 20, jak i jej wał wyjściowy, przy czym liczba obrotów na wejściu przekładni cykloidalnej 20 odpowiada mimośrodowemu obiegowi wału mimośrodowego 4, zaś liczba obrotów na wyjściu przekładni cykloidalnej 20 odpowiada rotacji własnej wału mimośrodowego 4 wokół osi ME. Fig. 1 i fig. 2 pokazują, że w każdej pozycji tarczy krzywkowej 7 zachodzi styk kilku odPL 200 542 B1 cinków krzywkowych 9, 9', 9, 9' z rolkami 12 zewnętrznego pierścienia 11 i tylko niektóre odcinki krzywkowe 9'''' nie uczestniczą, w przenoszeniu sił. Dzięki temu przekładnia cykloidalna 20 pozwala na równomierne przenoszenie wysokiego momentu obrotowego, tak że przenoszenie sił w porównaniu z przekładniami zębatymi jest tu dużo lepsze już przy zastosowaniu pojedynczej tarczy krzywkowej. Jakość przenoszenia sił poprawia się przy zastosowaniu kilku tarcz krzywkowych, co jednocześnie sprzyja zmniejszaniu obciążeń pojedynczej tarczy. Udarowe działanie narzędzia 1 może być wyregulowane w zależności od potrzeb urządzenia urabiającego na bazie relacji średnicy i/lub mimośrodu wału mimośrodowego 4 w stosunku do osi tulejowej MH.

Figura 3 przedstawia schematycznie urządzenie urabiające 10 wyposażone w przekładnię cykloidalną 20 według pierwszego przykładu wykonania, przy czym zastosowano takie same numery odnośników, jak przy opisie fig. 1 i fig. 2. W obudowie 21 znajduje się tuleja 6, która jest osadzona obrotowo na łożysku rolkowym 22 od strony narzędzia urabiającego, a od strony napędu - na łożysku rolkowym samonastawnym 23, przy czym tuleja 6 posiada od strony narzędzia urabiającego nasadkę tulejową 24, a od strony napędu połączona jest z zachowaniem odporności na skręcania zębatką bębnową 25. Tuleja 6 napędzana jest za pomocą osadzonego na wale napędowym 15 napędu szybkobieżnego 16 koła zębatego 17, które swym zewnętrznym uzębieniem zazębia się z zewnętrznym uzębieniem zębatki bębnowej. Podczas pracy urządzenia urabiającego 10 tuleja obraca się wokół osi MH zbiegającej się z osią obudowy 21.

W otworze tulejowym tulei 6 zamocowany jest mimoś rodowo wał mimoś rodowy 4 za pomocą łożyska rolkowego samonastawnego 26 usytuowanego ekscentrycznie w nasadce tulejowej 24 od strony narzędzia urabiającego i za pomocą łożyska rolkowego samonastawnego 27 osadzonego ekscentrycznie w zębatce bębnowej 25. Ułożyskowanie to sprawia, że wał mimośrodowy może wykonywać ruch rotacyjny wokół osi wału mimośrodowego ME podczas wykonywania ruchu obrotowego tulei 6. Od strony czołowej na lewej końcówce 28 wału mimośrodowego, jak pokazano na fig. 3, zamocowana jest za pomocą śrub 29 obudowa 5, na której wymiennie mogą być montowane narzędzia urabiające 1. Pomiędzy stroną czołową obudowy 21 a tyłem obudowy 5, jak również pomiędzy pierścieniem łożyskowym 29 zamykającym nasadkę tulejową 24 od strony czołowej, a tyłem obudowy 5 zlokalizowane są wypusty uszczelniające 30, 31 szczelnie rozdzielające wewnętrzną komorę obudowy 21 od jej części zewnętrznej. Dla wyważenia tulei 6 nasadce tulejowej 24 zamocowana jest przeciwwaga 34, dostosowana do pozycji otworu tulejowego i ciężaru wału mimośrodowego, a więc usytuowana w pobliżu narzędzia urabiającego 1 oraz przedniej końcówki wału mimośrodowego.

Na drugiej końcówce 32 wału mimośrodowego, wewnątrz obudowy 21 i na zewnątrz tulei 6 oraz na stałe połączonego z nią bębna tulejowego 25 zlokalizowana jest przekładnia cykloidalna 20 według pierwszego przykładu wykonania wynalazku. W przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 3 przekładnia cykloidalna 20 posiada tarczę krzywkową 7 zamocowaną z zachowaniem odporności na skręcanie na końcówce 32 wału mimośrodowego, posiadającą cykloidalny kontur, względnie uzębienie na obwodzie zewnętrznym 8. Kontur uzębienia cykloidalnego z cykloidalnymi odcinkami krzywkowymi 9 przedstawiono przykładowo na fig. 1 i fig. 2. Tarcza krzywkowa 7 obraca się wewnątrz pierścienia zewnętrznego 11, wyposażonego w łożyska rolkowe 12 stanowiące elementy toczne dla odcinków krzywkowych 9, przy czym rolki 12, jak wspomniano powyżej, rozlokowane są równomiernie na obwodzie toru kołowego. Do górnego łożyska rolkowego 12 (fig. 3) sięga jeden z odcinków tarczy krzywkowej 7, podczas gdy dolne łożysko rolkowe 12' nie jest obciążone i pozostaje swobodne.

Zewnętrzny pierścień 11 z łożyskami rolkowymi 12 zlokalizowany jest koncentrycznie w stosunku do osi MH i może być połączony poprzez skręcenie z obudową 21 urządzenia urabiającego 10. Niemniej w zaprezentowanym przykładzie wykonania przekładni cykloidalnej 20 przyporządkowane jest sprzęgło przeciążeniowe 40 pełniące funkcję hamulca osiowego i utrzymujące zewnętrzny pierścień 11, usytuowany obrotowo w obudowie 21 w odpowiedniej pozycji, przy czym na rysunku nie przedstawiono sposobu jego mocowania. Sprzęgło przeciążeniowe 40 obejmuje przy tym kapeluszokształtny element nośny 41 połączony z pierścieniem zewnętrznym 11 z zachowaniem odporności na skręcanie, przykładowo złączem śrubowym, który to element wyposażony jest w część 42 o kształcie tarczy, która od tyłu posiada wykładziny cierne 44, oraz w część 43 w kształcie bębna, na której wspiera się zespół sprężyn talerzowych 45, za pomocą którego płyta dociskowa 47 wyposażona w drugą wykł adzinę cierną 46 dociskana jest do tarczy hamulcowej 48. Ko ł pakowata tarcza hamulcowa 48 połączona jest złączem śrubowym na stałe z końcówką 33 obudowy 21. Siła nacisku zespołu sprężyn talerzowych 45 działa w kierunku na pierwszą wykładzinę cierną 44, tak że element nośny 41 dociskany jest do tarczy hamulcowej 48 z siłą regulowaną za pomocą śrub napinających 49 i tarczy

PL 200 542 B1 napinającej 50 i przenoszoną poprzez wykładziny cierne 44, 46, przy czym z taką samą siłą względnie takim samym momentem hamowania trzymany jest obrotowo usytuowany zewnętrzny pierścień 11. W przypadku, gdy moment obrotowy przenoszony przez wał mimośrodowy 4 na tarczę krzywkową 7 i dalej na łożyska rolkowe 12 zewnętrznego pierścienia 11 jest wyż szy od nastawionej wartości momentu hamowania, element nośny 41 może się przemieszczać w stosunku do tarczy hamulcowej 48. Zewnętrzny pierścień 11 obraca się przy tym w stosunku do obudowy 21 wraz z ruchem obiegowym tarczy krzywkowej 7, co prowadzi do obniżenia liczby obrotów wału mimośrodowego 4. Zgodnie z tą zasadą sprzęgło przeciążeniowe 40 może służyć do nastawiania liczby obrotów wału mimośrodowego 4, o ile kontrolowany jest poślizg pomiędzy tarczą hamulcową a elementem nośnym.

Figura 4 przedstawia drugi przykład wykonania urządzenia urabiającego 110 z przekładnią cykloidalną 120 według drugiej odmiany wykonania. Identyczne lub podobne podzespoły oznaczono odnośnikami liczbowymi zwiększonymi o 100. Obrotowa konfiguracja tulei 106 i wału mimośrodowego 104 w obudowie 121 jest identyczna, jak w przykł adzie wykonania na fig. 3 i nie wymaga ponownego omawiania. Końcówka 132 wału mimośrodowego od strony napędu w porównaniu do wcześniejszego przykładu wykonania została przedłużona w przybliżeniu prawie aż do końcówki 133 obudowy 121. Na końcówce 132 wału mimośrodowego na zewnątrz zębatki bębnowej 125 tworzącej tulejową końcówkę tulei 106 znajduje się tarcza krzywkowa 107, która poprzez pierścień łożyska tocznego 113 osadzona jest obrotowo na wale mimośrodowym 104 bądź na końcówce 132 wału mimośrodowego. Tarcza krzywkowa 107 również posiada cykloidalny kontur zewnętrzny 108 z cykloidalnym uzębieniem utworzonym przez odcinki cykloidalne 109 współpracujące z łożyskami rolkowymi 112 rozlokowanymi w zewnę trznym pierś cieniu 111. Zewnę trzny pierś cień 111 jest trwale po łączony z obudową 121 lub wykonany jest jako pierścień kołnierzowy. Tarcza krzywkowa 107 obraca się, jak przedstawiono na fig. 1 i fig. 2, zgodnie z obiegiem wał u mimo ś rodowego 104 w pierś cieniu zewnę trznym 111 i ś lizga się swymi odcinkami krzywkowymi 109 po rolkach 112, przy czym tarcza krzywkowa 107 wprawiana jest w ruch obrotowy skierowany przeciwnie do kierunku obrotów tulei 106, której kierunek obrotów jest taki sam jak ruch obiegowy mimośrodu wału mimośrodowego 104. Rotacja tarczy krzywkowej 107 wokół osi wału mimośrodowego ME, która powstaje na zasadzie wymuszenia przez ruch ślizgowy zębatki cykloidalnej na rolkach 112, odprowadzana jest przez przekładnię cykloidalną 120 do tarczy zabierakowej 114, a stamtąd przenoszona jest na wał mimośrodowy 104, tak, że wał mimośrodowy 104, co opisano powyżej, wprawiany jest w wymuszony ruch obrotowy wokół osi ME, a więc jest napędzany obrotowo. Dla celów przenoszenia tarcza krzywkowa 107 wyposażona jest w koncentrycznie rozmieszczone wokół osi wału mimośrodowego ME wybrania sworzniowe 118, w które wchodzą sworznie 119 zamocowane na promieniowym elemencie 151 tarczy zabierakowej 114. Na sworznie 119 mogą być nasadzone elementy toczne, które powodują zmniejszenie tarcia pomiędzy wybraniami sworzniowymi 118 a sworzniami 119. Tarcza zabierakowa 114 posiada osiowe bębnowe przedłużenie 152 dochodzące do promieniowego elementu 151, które wykorzystuje się do przykręcenia jej do wału mimośrodowego 104 w ten sposób, ż e przedmiotowe przedłużenie 152 mocowane jest do zewnętrznej strony końcówki wału mimośrodowego 132 za pomocą zespołu mocującego 153. Przy zastosowaniu zespołu mocującego 153 sprzęgło przeciążeniowe może pełnić funkcję hamulca promieniowego, ponieważ poprzez zespół mocujący 153 można nastawić wstępnie maksymalną wartość momentu obrotowego, który może być przeniesiony z tarczy zabierakowej 114 na końcówkę 132 wału mimośrodowego. Przykładowo zespół mocujący 153 może posiadać pierścienie stożkowe 154, 155, których odległość można zmieniać za pomocą nie narysowanych śrub, i które współpracują ze stożkowymi gniazdami 156, 157 służącymi do zamocowania tarczy zabierakowej 114 na końcówce 132 wału mimośrodowego. Również tu siła tarcia może być zwiększona przez wykładziny cierne lub tym podobne.

Figura 5 przedstawia alternatywne wykonanie sprzęgła zabezpieczającego 240, przyporządkowanego przekładni cykloidalnej 220, która posiada tarczę krzywkową 207 osadzoną na wale mimośrodowym 204 poprzez pierścień łożyskowy 213 oraz pierścień zewnętrzny 211 z łożyskami rolkowymi 212, co pod względem konstrukcyjnym odpowiada budowie przekładni cykloidalnej przedstawionej na fig. 4. Tarcza krzywkowa 207 posiada wybrania sworzniowe 218, w które wchodzą sworznie 219, koncentrycznie rozmieszczone i połączone z tarczą zabierakową 214 z zachowaniem odporności na skręcanie. Tarcza zabierakowa 214 posiada na obwodzie wewnętrznym gniazdo 260 i wraz z nim z zachowaniem niewielkiego luzu osadzona jest na końcówce 232 wału mimośrodowego. Tarcza zabierakowa 214 obejmuje część tarczową 261, na przedzie której wystają sworznie zabierakowe 219, a do jej tylnej strony przylega płyta dociskowa 263 wyposażona w wykładziny cierne 264. Płyta dociskowa 263 dociskana jest do tylnej strony części tarczowej 261 za pomocą sprężyn talerzowych 265, przy czym siła

PL 200 542 B1 docisku tych sprężyn talerzowych 265 może być regulowana przez śruby rozprężne 266, rozprężną sprężynę talerzową 268 i tarczę napinającą 267, która zamocowana jest na trwale poprzez skręcenie na stożkowym odcinku 234 końcówki 232 wału mimośrodowego. Także w tym przypadku sprzęgło przeciążeniowe 240 działa jako sprzęgło poślizgowe i przy wzroście momentu obrotowego ponad wartość nastawioną na sprężynach talerzowych 265 następuje przerwanie przenoszenia sił z tarczy zabierakowej 214 na wał mimośrodowy 204, tak że liczba jego obrotów ulega zredukowaniu.

W ramach wyż ej opisanego wynalazku moż e istnieć wiele jego wariantów, mieszczą cych się w ramach przedstawionych zastrzeżeń patentowych. Konfiguracja i konstrukcja sprzęgła przeciążeniowego jest podana tylko przykładowo, przy czym możliwych jest wiele modyfikacji. Na rysunkach jest każdorazowo przedstawiona tylko jedna tarcza krzywkowa, a może ich być więcej. W ramach zastrzeżeń patentowych mieszczą się również inne konstrukcje przekładni cykloidalnych, o ile posiadają mimośrody w roli wałów wlotowych i wylotowych, a przekładnia cykloidalna zastosowana jest w związku z wykorzystaniem narzędzi o ruchu udarowo-postępowym. Urządzenie według wynalazku może być również wykorzystane do eksploatacji innych surowców, przykładowo innych rud, miedzi, potasu lub soli kamiennej, a także do drążenia tuneli lub wyrobisk korytarzowych w twardych formacjach skalnych.

Claims (15)

1. Górnicze urządzenie urabiające do urabiania surowców lub drążenia tuneli bądź wyrobisk korytarzowych, posiadające co najmniej jedno napędzane obrotowo, udarowo-postępowe narzędzie urabiające, zwłaszcza dla urabiania twardych skał, przykładowo rud platyny, bądź drążenia tuneli i/lub wyrobisk korytarzowych, z tuleją osadzoną obrotowo w obudowie, przy czym w otworze tulejowym tulei usytuowany jest wał mimośrodowy, na jednym końcu połączony z narzędziem urabiającym, mimośrodowy w stosunku do osi tulei oraz osadzony obrotowo w stosunku do własnej osi, z napędem, którego wał napędowy sprzężony jest z tuleją, oraz z urządzeniem do przenoszenia ruchu obrotowego na wał mimośrodowy, znamienne tym, że urządzenie zawiera zlokalizowaną na zewnątrz tulei (6, 106) przekładnię cykloidalną (20, 120, 220) wyposażoną w sprzęgło przeciążeniowe (40, 140, 240), której wał wejściowy oraz wał wyjściowy przekładni ma postać wału mimośrodowego (4, 104, 204).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że sprzęgło przeciążeniowe (40, 140, 240) ma postać sprzęgła poślizgowego.

3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że przekładnia cykloidalna (20) posiada co najmniej jedną tarczę krzywkową (7) połączoną z wałem mimośrodowym (4) z zachowaniem odporności na skręcanie, posiadającą cykloidalne ukształtowanie zewnętrzne i usytuowaną obrotowo w zewnę trznym pierś cieniu (11), który ma koncentrycznie rozlokowane elementy toczne (12).

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że sprzęgło przeciążeniowe (40) przyporządkowane jest zewnętrznemu pierścieniowi (11), który osadzony jest koncentrycznie i obrotowo w stosunku do osi tulejowej (MH).

5. Urządzenie według zastrz. 3 albo 4, znamienne tym, że zewnętrzny pierścień (11) połączony jest z zachowaniem odporności na skręcanie z elementem nośnym (41) posiadającym dociskane sprężynami wykładziny cierne (44, 46), przy czym siła nacisku na tarczę hamulcową (48) połączoną z obudową (21) z zachowaniem odporności na skręcanie jest regulowana.

6. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że przekładnia cykloidalna (120, 220) posiada co najmniej jedną tarczę krzywkową (107, 207), obrotowo usytuowaną na wale mimośrodowym (104, 204), cykloidalną na swym obwodzie zewnętrznym (108, 208) i obracającą się w zewnętrznym pierścieniu (111, 211) z koncentrycznie rozlokowanymi elementami tocznymi (112, 212), przy czym tarcza krzywkowa (107, 207) wyposażona jest w sworzniowe wybrania (118, 218) w które wchodzą sworznie (119, 219) tarczy zabierakowej (114, 214) sprzężonej z wałem mimośrodowym.

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że sworzniowe wybrania (118, 218) oraz sworznie (119, 219) są rozmieszczone koncentrycznie i/lub na sworzniach są osadzone elementy toczne.

8. Urządzenie według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że sprzęgło przeciążeniowe (140, 240) przyporządkowane jest do tarczy zabierakowej (114, 214).

PL 200 542 B1

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że sprzęgło przeciążeniowe (140) posiada zespół mocujący (153), za pomocą którego tarcza zabierakowa (114) zamocowana jest na wale mimośrodowym (104).

10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że zespół mocujący (153) usytuowany jest pomiędzy osiowym bębnowym przedłużeniem (152) tarczy zabierakowej (114) a zewnętrzną powierzchnią wału mimośrodowego (104).

11. Urządzenie według zastrz. 6 albo 7 albo 8, znamienne tym, że tarcza zabierakowa (214) jest osadzona obrotowo na wale mimośrodowym (104), a zespół sprzęgła połączony z końcówką (232) wału mimośrodowego tworzy sprzęgło przeciążeniowe (240).

12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że zespół sprzęgła posiada na płycie dociskowej (263) wykładziny cierne (264), dociskane za pomocą sprężyn do tarczy zabierakowej (214).

13. Urządzenie według zastrz. 7 albo 8 albo 9 albo 10 albo 11 albo 12, znamienne tym, że sprężyny sprzęgła przeciążeniowego są sprężynami talerzowymi (45, 265), których siła docisku regulowana jest za pomocą śrub napinających (49, 266) oraz tarcz napinających (50, 267, 268).

14. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7 albo 8 albo 9 albo 10 albo 11 albo 12 albo 13, znamienne tym, że wiele narzędzi, zwłaszcza noży zamocowanych jest obwodowo w oprawie (5), która wymiennie połączona jest z drugim końcem (28) wału mimośrodowego.

15. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4 albo 5 albo 6 albo 7 albo 8 albo 9 albo 10 albo 11 albo 12 albo 13 albo 14, znamienne tym, że tarcza krzywkowa posiada wiele odcinków krzywkowych (9, 9', 9), przy czym ilość elementów tocznych (12, 112, 212) jest dokładnie o jeden większa od ilości odcinków krzywkowych (9, 9', 9).