RU2122635C1

RU2122635C1 - Working member of tunneling machine

Info

Publication number: RU2122635C1
Application number: RU95104684A
Authority: RU
Inventors: Вадим Александрович Мизин; Олег Дмитриевич Криворотько; Юрий Александрович Пилипенко
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1998-11-27
Also published as: RU95104684A

Abstract

FIELD: mining machinery used in mining industry, in particular, tunneling machines. SUBSTANCE: working member has frame, chopping crown bit and drive. Drive reducing gear has two drive shafts, each of which is connected with its electric motor, and combining shaft on which block of two wheels movable in axial direction are mounted on splines. Wheel of small diameter is installed to be engaged with two drive shafts. Wheel of large diameter is installed for engagement only with one drive shaft. Such design of working member allows development of practically constant torque on shaft of working member with variation of rotary speed of chopping crown bits. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машинам, используемым в горной промышленности, в частности к проходческим комбайнам. The invention relates to machines used in the mining industry, in particular to roadheaders.

Известны проходческие комбайны с исполнительными органами бурового действия, привод которых осуществляется от двух электродвигателей, причем приводные валы редуктора кинематически связаны объединяющим валом (Базер Я.И. и др. Проходческие комбайны.- М.: Недра, 1974, с. 124 - 127). Driving combines are known with drilling actuators, the drive of which is carried out by two electric motors, and the drive shafts of the gearbox are kinematically connected by a unifying shaft (Bazer Y.I. et al. Driving combines.- M .: Nedra, 1974, p. 124-127) .

Такой вариант конструкции исполнительного органа не предусматривает изменение скорости вращения в зависимости от прочности разрушаемых пород. This design option of the executive body does not provide for a change in the rotation speed depending on the strength of the rock being destroyed.

Известны проходческие комбайны, исполнительные органы которых включают раму, резцовую коронку, редуктор, электродвигатель. В известных комбайнах привод исполнительного органа осуществляется от электродвигателя через редуктор, причем изменение скорости вращения резцовой коронки достигается переключением муфты редуктора или за счет сменных пар шестерен (Германов В.Е. и др. Стреловые проходческие комбайны.- М.: Недра, 1978, с. 11 - 12, 20 - 21, 27). Roadheaders are known, the executive bodies of which include a frame, a cutting crown, a gearbox, an electric motor. In well-known combines, the actuator is driven from the electric motor through the gearbox, and the change in the rotational speed of the cutting crown is achieved by switching the gearbox clutch or by interchangeable pairs of gears (Germanov V.E. and other Strelochny roadheaders.- M .: Nedra, 1978, p. . 11 - 12, 20 - 21, 27).

Такое исполнение конструкции редуктора приводит к тому, что при уменьшении скорости вращения резцовой коронки, за счет переключения муфты, или использования сменной пары шестерен возрастает момент на выходном валу исполнительного органа и, следовательно, увеличивается нагрузка на редуктор. This embodiment of the design of the gearbox leads to the fact that when reducing the speed of rotation of the cutting crown, due to the switching of the clutch, or the use of a removable pair of gears, the moment on the output shaft of the actuator increases and, therefore, the load on the gearbox increases.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является проходческий комбайн 4ПП-2 (Германов В.Е. и др. Стреловые проходческие комбайны. М.: Недра, 1978, с. 3 - 12, 27 - 30). Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved result is a 4PP-2 tunneling machine (V. Germanov et al. Arrowheading combines. M: Nedra, 1978, pp. 3-12, 27-30).

Комбайн 4ПП-2 имеет исполнительный орган, который включает раму с установленными на ней редуктором, электродвигателем и резцовой коронкой. Редуктор выполнен со сменной парой шестерен для изменения скорости вращения резцовой коронки при работе ее по породам с различной крепостью. The 4PP-2 combine has an executive body, which includes a frame with a gearbox, an electric motor, and a cutting crown mounted on it. The gearbox is made with a removable pair of gears to change the speed of rotation of the cutting crown when working on rocks with different strengths.

Недостатки такой конструкции заключаются в следующем:
1. При разрушении комбайном пород различной крепости определяющим фактором его эффективного применения является окружная скорость резцов, а следовательно, скорость вращения резцовой коронки. Снижение скорости вращения резцовой коронки, при работе по крепким породам, приводит к пропорциональному увеличению момента на выходном валу исполнительного органа и, следовательно, увеличению нагрузки на редуктор.The disadvantages of this design are as follows:
1. When combining rocks of various strengths is destroyed, the determining factor for its effective use is the peripheral speed of the incisors, and therefore the rotation speed of the incisor crown. The decrease in the rotational speed of the cutting crown, when working on hard rocks, leads to a proportional increase in torque on the output shaft of the actuator and, consequently, an increase in the load on the gearbox.

2. Нерациональное нагружение редуктора, рост его габаритов и металлоемкости. 2. Irrational loading of the gearbox, the growth of its dimensions and metal consumption.

В основу изобретения поставлена задача создания исполнительного органа, в котором обеспечивается практически постоянный момент на его выходном валу при изменении скорости вращения резцовых коронок путем изменения передаточного отношения редуктора и числа одновременно работающих двигателей и за счет этого получение оптимальных режимов резания, рационального нагружения привода, обеспечение компактности редуктора, снижение его металлоемкости, повышение общей надежности комбайна. The basis of the invention is the task of creating an executive body, which provides an almost constant moment on its output shaft when changing the speed of rotation of the cutting crowns by changing the gear ratio of the gearbox and the number of simultaneously working motors and thereby obtaining optimal cutting conditions, rational loading of the drive, ensuring compactness gearbox, reducing its metal consumption, increasing the overall reliability of the combine.

Поставленная задача решается тем, что в исполнительном органе проходческого комбайна, содержащем раму, резцовые коронки, редуктор, последний согласно изобретению имеет два приводных вала, каждый из которых соединен со своим электродвигателем, и объединяющий вал, на котором установлен на шлицах подвижный в осевом направлении блок из двух колес, при этом колесо меньшего диаметра может обеспечивать взаимодействие двух приводных валов с объединяющим валом, а колесо большего диаметра - только одного приводного вала с объединяющим. The problem is solved in that in the executive body of a roadheader containing a frame, cutter crowns, a gearbox, the latter according to the invention has two drive shafts, each of which is connected to its own electric motor, and a combining shaft on which an axially movable unit is mounted on the splines of two wheels, while a wheel of a smaller diameter can provide interaction between two drive shafts with a unifying shaft, and a wheel of a larger diameter can provide only one drive shaft with a unifying shaft.

Передаточное отношение редуктора при взаимодействии колеса меньшего диаметра объединяющего вала с двумя приводными валами может быть в два раза меньше, чем при взаимодействии колеса большего диаметра объединяющего вала только с одним приводным валом. The gear ratio of the gearbox during the interaction of a wheel with a smaller diameter of the connecting shaft with two drive shafts can be half as much as when the wheel of a larger diameter of the connecting shaft interacts with only one drive shaft.

Такое решение позволяет обеспечить работу исполнительного органа по мягким породам при большей скорости вращения резцовой коронки и двух электродвигателях, а по крепким породам при меньшей скорости вращения резцовой коронки и одном электродвигателе. При этом остается практически постоянным момент на выходном валу исполнительного органа, обеспечивается рациональное нагружение привода, его компактность, снижается металлоемкость. This solution allows the executive body to work on soft rocks at a higher rotation speed of the cutting crown and two electric motors, and on strong rocks at a lower rotation speed of the cutting crown and one electric motor. At the same time, the moment on the output shaft of the executive body remains almost constant, rational loading of the drive is ensured, its compactness, and metal consumption is reduced.

Заложенный в конструкцию исполнительного органа принцип резервирования позволяет, в случае выходе из строя одного из электродвигателей, обеспечить работоспособность комбайна на одном электродвигателе и пониженной скорости вращения. Все это в целом повышает общую надежность комбайна. The principle of redundancy incorporated in the design of the executive body allows, in case of failure of one of the electric motors, to ensure the operability of the combine on one electric motor and a reduced rotation speed. All this in general increases the overall reliability of the combine.

На чертеже изображен вид сверху на исполнительный орган (продольный разрез). The drawing shows a top view of the executive body (longitudinal section).

Исполнительный орган состоит из рамы 1, резцовых коронок 2, 3, редуктора 4, последний имеет два приводных вала 5, 6, каждый из которых соединен со своим электродвигателем 7, 8. Редуктор также содержит блок из двух колес 9 и 10, установленных на объединяющем валу 11 с возможностью осевого перемещения на шлицах, при этом колесо 9 меньшего диаметра обеспечивает кинематическую связь приводных валов 5, 6 через шестерни 12, 13 с объединяющим валом 11, а колесо 10 большего диаметра через шестерню 14 обеспечивает кинематическую связь приводного вала 5 с объединяющим валом 11. The executive body consists of a frame 1, cutter crowns 2, 3, gear 4, the latter has two drive shafts 5, 6, each of which is connected to its own electric motor 7, 8. The gearbox also contains a block of two wheels 9 and 10 mounted on a unifying the shaft 11 with the possibility of axial movement on the splines, while the wheel 9 of a smaller diameter provides a kinematic connection of the drive shafts 5, 6 through gears 12, 13 with a connecting shaft 11, and the wheel 10 of a larger diameter through a gear 14 provides a kinematic connection of the drive shaft 5 with m shaft 11.

Колеса 9, 10 и шестерни 12, 13, 14 выбираются с таким количеством зубьев, что при взаимодействии колеса 9 меньшего диаметра с шестернями 12 и 13 передаточное отношение редуктора в два раза (возможно и в 1,7 - 2,2 раза) меньше, чем при взаимодействии колеса 10 большего диаметра с шестерней 14. При работе комбайна по мягким породам привод редуктора осуществляется от двух электродвигателей 7, 8, при этом в зацеплении находятся колесо 9 и шестерни 12, 13, при работе по крепким породам привод редуктора осуществляется одним электродвигателем 7, при этом в зацеплении находятся колесо 10 и шестерня 14 (на чертеже показано пунктиром), а двигатель 8 при этом отключается. По мягким породам скорость вращения исполнительного органа в два раза больше, чем при работе исполнительного органа по крепким породам, а крутящий момент, при этом, не изменяется, т.к. при работе по крепким породам задействован только один электродвигатель, а именно электродвигатель 7. В результате редуктор испытывает одинаковые нагрузки как при работе исполнительного органа по крепким породам, так и при работе органа по мягким породам, что позволяет обеспечить оптимальные режимы резания, рациональное нагружение привода. The wheels 9, 10 and gears 12, 13, 14 are selected with such a number of teeth that when the wheel 9 of a smaller diameter interacts with gears 12 and 13, the gear ratio of the gearbox is two times (possibly 1.7 - 2.2 times) less than when the wheel 10 of a larger diameter interacts with gear 14. When the combine is working on soft rocks, the gear drive is driven by two electric motors 7, 8, while the gear 9 and gears 12, 13 are engaged, when working on hard rocks, the gear drive is driven by one electric motor 7, while engaged ahodyatsya wheel 10 and pinion 14 (shown in phantom in the drawing), and the engine 8 while disconnected. For soft rocks, the speed of rotation of the executive body is two times higher than during the work of the executive body for hard rocks, and the torque does not change, because when working on hard rocks, only one electric motor is involved, namely, electric motor 7. As a result, the gearbox experiences the same loads both when the executive body is working on hard rocks and when the body is working on soft rocks, which ensures optimal cutting conditions, rational loading of the drive.

Claims

1. The executive body of a roadheader, including a frame, a cutter crown, a gearbox, an electric motor, characterized in that the gearbox has two drive shafts, each of which is connected to its own electric motor, and a connecting shaft, on which an axially movable unit is mounted on the splines two wheels, while a smaller wheel is installed with the possibility of interaction with two drive shafts, and a larger wheel with only one drive shaft.

2. The body according to claim 1, characterized in that the gear ratio of the gearbox during the interaction of the wheels of a smaller diameter of the connecting shaft with two drive shafts is two times less than when the wheels of a larger diameter of the connecting shaft interact with only one drive shaft.