RU2296861C1

RU2296861C1 - Self-propelled machine for operations in mines

Info

Publication number: RU2296861C1
Application number: RU2005131738/03A
Authority: RU
Inventors: Евгений Владимирович Основин (RU); Евгений Владимирович Основин
Original assignee: Евгений Владимирович Основин
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2007-04-10

Abstract

FIELD: mining industry, possible use for mechanization of operations in underground mines, in particular for evening out underground routes and crushing baked rock.

SUBSTANCE: self-propelled machine for operations in mines contains carrying frame with front and back engines, frame-mounted rotary boom with drum-type working organ and working organ of molded type with mechanisms for controlling its position height-wise and its rotation in horizontal plane. Carrying frame is made in form of two parts, interconnected by vertical joint, positioned between front and back engines. Rotary boom is mounted on front part of bearing frame in zone of front engines and is additionally equipped with mechanism for rotation in horizontal plane and with a handle held on the end of boom. Working organ of molded type is mounted on frame in front of front engines and is equipped with mechanism for reciprocal movement in transverse plane. Drum type working organ is mounted in front of molded type working organ, made in form of toothed milling cutter, consisting of immobile central support and two side drums in contact with it and mounted on a shaft with possible rotation, each one of which drums is provided with spiral coiling in central zone as well as with supports for teeth, located on surface of side drums along bifilar helix with varying step, and both spiral coiling and bifilar helixes of supports are made on each side drum directed oppositely, and there is a also a barrel mounted on each support for mounting a tooth, and each tooth of milling cutter is made conical, turned towards the front along direction of rotation of side drums of milling cutter and mounted in the barrel with possible rotation around its axis, while axes of barrels are turned in fan-like fashion relatively to spiral coiling in such a way that axes of barrels of internal zone of side drums are directed in opposite direction from central support of milling cutter, while some supports of teeth of peripheral zone of side drums of milling cutter are located on their end surface, and rotation speed of teeth is selected to exceed rotation speed of side drums of milling cutter.

EFFECT: increased universality of machine and reliability of technological process, improved quality of processing of roads in mines and removal of baked rock, increased maneuverability of machine and its working organs under limited conditions of mine, improved strength characteristics of machine structure.

4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и предназначено для механизации работ в подземных горных выработках рудников, в частности для выравнивания подземных трасс и поддира спекшейся горной массы.The invention relates to mining and is intended for the mechanization of work in underground mine workings of mines, in particular for leveling underground tracks and tearing sintered rock mass.

Известен бульдозер со сменными рабочими органами, предназначенный для земляных работ (см. патент Германии №2833658, кл. Е 02 F 3/96, 1978 г.). В этом бульдозере предусмотрена установка перед бульдозером зубчатого барабана для разрыхления земли. Такая конструкция не может использоваться в горных выработках со своей спецификой условий работы из-за громоздкости, низкой маневренности, малой мощности обработки грунта и конструктивных особенностей рабочих органов.Known bulldozer with interchangeable working bodies, designed for earthwork (see German patent No. 2833658, CL E 02 F 3/96, 1978). In this bulldozer, a gear drum is installed in front of the bulldozer to loosen the earth. Such a design cannot be used in mine workings with its own specific working conditions due to cumbersomeness, low maneuverability, low power of soil treatment and design features of working bodies.

Известен скрепер для дорожных работ с фрезерным барабаном, установленным перед скрепером (см. патент Германии №4012280, кл. Е 01 Н 5/04, 1989 г.). Этот скрепер оснащен механизмами подъема и опускания и поворота в горизонтальной плоскости рабочих органов. Конструкция фрезерного барабана предусматривает использование дисковых фрез, расположенных на поверхности барабана со смещением. Этот скрепер обладает более высокой мощностью обработки грунта и более высокой маневренностью, чем предыдущая машина, но также не годится для работы в горных выработках: ему не развернуться в горных выработках и не добраться до труднодоступных мест, фрезерный барабан не сможет эффективно осуществлять поддир спекшейся горной массы, нарушения технологического процесса обработки трасс в горных выработках приведут к невозможности его использования.Known scraper for road works with a milling drum mounted in front of the scraper (see German patent No. 4012280, CL E 01 H 5/04, 1989). This scraper is equipped with mechanisms for raising and lowering and turning in the horizontal plane of the working bodies. The design of the milling drum involves the use of disk mills located on the surface of the drum with offset. This scraper has a higher processing power and higher maneuverability than the previous machine, but is also not suitable for working in mine workings: it cannot turn around in mine workings and cannot reach hard-to-reach places, the milling drum will not be able to effectively support the caked rock mass Violations of the technological process of processing routes in the mine workings will lead to the impossibility of its use.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является самоходная машина для работ в горных выработках, содержащая несущую раму с передними и задними движителями, закрепленные на раме поворотную стрелу с рабочим органом барабанного типа и рабочий орган отвального типа с механизмами регулирования его положения по высоте и поворота в горизонтальной плоскости (см. А.С. SU №250847, Е 21 F 17/00, 1964 г.). Эта машина более приспособлена к условиям рудников, но, как и предыдущие, слишком громоздка и маломаневренная, ее рабочие органы не справляются с поддиром спекшейся горной массы и в результате: или трассы остаются плохо очищенными, или машина ломается от перегрузки.The closest technical solution to the claimed invention is a self-propelled machine for work in mining, containing a supporting frame with front and rear propellers, mounted on the frame with a rotary boom with a working body of a drum type and a working body of a dump type with mechanisms for adjusting its height and rotation in horizontal plane (see A.S. SU No. 250847, E 21 F 17/00, 1964). This machine is more adapted to the conditions of mines, but, like the previous ones, is too bulky and poorly manoeuvrable, its working bodies can’t cope with the support of sintered rock mass and as a result: either the tracks remain poorly cleaned, or the machine breaks from overload.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи повышения универсальности машины и надежности протекания технологического процесса, улучшения качества обработки дорог в рудниках и уборки спекшейся горной массы, повышения маневренности машины и ее рабочих органов в ограниченных условиях горной выработки, усиления прочностных характеристик конструкции машины.The present invention is aimed at solving the technical problem of increasing the versatility of the machine and the reliability of the process, improving the quality of road processing in mines and cleaning sintered rock mass, increasing the maneuverability of the machine and its working bodies in limited mining conditions, strengthening the strength characteristics of the machine structure.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в самоходной машине для работ в горных выработках, содержащей несущую раму с передними и задними движителями, закрепленные на раме поворотную стрелу с рабочим органом барабанного типа и рабочий орган отвального типа с механизмами регулирования его положения по высоте и поворота в горизонтальной плоскости, несущая рама выполнена в виде двух частей, связанных между собой вертикальным шарниром, расположенным между передними и задними движителями, поворотная стрела установлена на передней части несущей рамы в зоне передних движителей и дополнительно снабжена механизмом ее поворота в горизонтальной плоскости и рукоятью, закрепленной на конце стрелы, при этом рабочий орган отвального типа установлен на раме фронтально перед передними движителями и снабжен механизмом возвратно-поступательного перемещения в поперечной плоскости, а рабочий орган барабанного типа установлен перед рабочим органом отвального типа, выполнен в виде зубчатой фрезы, состоящей из неподвижной центральной опоры и примыкающих к ней, установленных на валу с возможностью вращения двух боковых барабанов, каждый из которых оснащен в центральной зоне спиральной навивкой и опорами для зубьев, расположенными на поверхности боковых барабанов по двухзаходной спирали с переменным шагом, причем как спиральная навивка, так и двухзаходные спирали опор выполнены на каждом боковом барабане противоположно направленными, при этом на каждой опоре закреплен стакан для установки зуба, а каждый зуб фрезы выполнен коническим, развернут вперед по направлению вращения боковых барабанов фрезы и установлен в стакане с возможностью вращения вокруг своей оси, причем оси стаканов развернуты веерообразно по отношению к спиральной навивке таким образом, что оси стаканов внутренней зоны боковых барабанов направлены к центральной опоре фрезы, а оси стаканов периферийной зоны направлены в противоположную сторону от центральной опоры фрезы, при этом часть опор зубьев периферийной зоны боковых барабанов фрезы расположена на их торцевой поверхности, причем скорость вращения зубьев выбирается большей, чем скорость вращения боковых барабанов фрезы, а, кроме того, поворотная стрела может быть выполнена изогнутой книзу и снабжена механизмом изменения длины выноса фрезы, а рукоять поворотной стрелы может быть выполнена поворотной в вертикальной плоскости.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in a self-propelled machine for work in mine workings, which contains a supporting frame with front and rear propellers, a swinging boom mounted on the frame with a working body of a drum type and a working body of a dump type with mechanisms for adjusting its height and rotation position in the horizontal plane, the supporting frame is made in the form of two parts interconnected by a vertical hinge located between the front and rear movers, a rotary boom is installed on the front of the carrier frame in the area of the front movers and is additionally equipped with a mechanism for its rotation in the horizontal plane and a handle fixed to the end of the boom, while the working body of the dump type is mounted on the frame frontally in front of the front movers and is equipped with a reciprocating mechanism in the transverse plane, and the working body of the drum type is installed in front of the working body of the dump type, made in the form of a gear mill, consisting of a fixed central support and adjacent to it, mouth oval on the shaft with the possibility of rotation of two side drums, each of which is equipped with a spiral winding and tooth supports located on the surface of the side drums in a two-way spiral with a variable pitch, both spiral winding and two-way helix of the supports are made on each side the drum is oppositely directed, while on each support a glass is mounted for installing the tooth, and each tooth of the cutter is made conical, turned forward in the direction of rotation of the side drums of the cutters It is installed in the glass with the possibility of rotation around its axis, the axis of the glasses being fan-shaped in relation to the spiral winding so that the axis of the glasses of the inner zone of the side drums are directed to the central support of the cutter, and the axis of the glasses of the peripheral zone are directed in the opposite direction from the central support cutters, while part of the tooth supports of the peripheral zone of the side drums of the cutter is located on their end surface, and the rotation speed of the teeth is selected greater than the rotation speed of the side b rabanit cutter, and furthermore the rotary arm can be made curved downwardly and is provided with cutter mechanism for changing the length of the removal and rotatable in a vertical plane can be formed handle rotatable boom.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена самоходная машина для выравнивания дорог в рудниках, вид сбоку.Figure 1 shows a self-propelled machine for leveling roads in mines, side view.

На фиг.2 - то же, вид сверху.Figure 2 is the same, top view.

На фиг.3 - то же, с передней частью несущей рамы, развернутой вокруг вертикального шарнира.Figure 3 - the same, with the front of the supporting frame, deployed around a vertical hinge.

На фиг.4 - фреза, вид спереди.Figure 4 is a mill, front view.

На фиг.5 - зубья фрезы, вид сбоку.Figure 5 - teeth of the cutter, side view.

Самоходная машина для работ в горных выработках включает несущую раму 1 и механизм ее перемещения, имеющий передние и задние движители 2 и 3. Несущая рама 1 выполнена в виде двух частей 4 и 5, связанных между собой вертикальным шарниром 6, расположенным между передними и задними движителями 2 и 3. На передней части 4 несущей рамы 1 в зоне передних движителей 2 установлена поворотная стрела 7 с рабочим органом барабанного типа, выполненным в виде зубчатой фрезы 8, а за ней фронтально по отношению к передней части 4 рамы 1 перед передними движителями 2 установлен рабочий орган отвального типа, выполненный в виде закругленного отвала 9. Поворотная стрела 7 оснащена механизмом ее поворота в вертикальной плоскости, выполненным в виде гидроцилиндра 10, и дополнительно снабжена механизмом 11 ее поворота в горизонтальной плоскости. Поворотная стрела также может быть оснащена механизмом 12 изменения длины выноса фрезы 8. На конце стрелы 7 установлена рукоять 13, которую можно закрепить жестко или также оснастить поворотным механизмом (на рисунке не показано). Поворотная стрела 7 может быть выполнена изогнутой книзу для обеспечения свободного пространства под нею для размещения фрезы 8.A self-propelled machine for working in mine workings includes a supporting frame 1 and a mechanism for moving it, having front and rear movers 2 and 3. The supporting frame 1 is made in the form of two parts 4 and 5, interconnected by a vertical hinge 6 located between the front and rear movers 2 and 3. On the front part 4 of the supporting frame 1 in the area of the front movers 2, a rotary boom 7 is installed with a drum type working body made in the form of a gear mill 8, and behind it frontally with respect to the front part 4 of the frame 1 in front of the front movers 2 the working member of the dump type is made, made in the form of a rounded blade 9. The rotary boom 7 is equipped with a mechanism for its rotation in the vertical plane, made in the form of a hydraulic cylinder 10, and is additionally equipped with a mechanism 11 for its rotation in the horizontal plane. The rotary boom can also be equipped with a mechanism 12 for changing the length of the cutter 8. The handle 13 is installed at the end of the boom 7, which can be fixed rigidly or can also be equipped with a rotary mechanism (not shown in the figure). The rotary boom 7 can be made curved down to provide free space under it to accommodate the cutter 8.

Отвал 9 оснащен механизмом его поворота в вертикальной плоскости, выполненным в виде гидроцилиндра 14, механизмом 15 поворота в горизонтальной плоскости и реечным механизмом 16 возвратно-поступательного перемещения в поперечной плоскости относительно своего фронтального положения для частичного сдвигания отвала 9 вправо или влево относительно продольной оси Х-Х машины.The blade 9 is equipped with a mechanism for its rotation in the vertical plane, made in the form of a hydraulic cylinder 14, a mechanism 15 for turning in the horizontal plane and a rack and pinion mechanism 16 for reciprocating movement in the transverse plane relative to its frontal position to partially shift the blade 9 to the right or left relative to the longitudinal axis X- X cars.

Фреза 8 в рабочем положении располагается перед отвалом 9. Она состоит из неподвижной центральной опоры 17 и примыкающих к ней, установленных на валу с возможностью вращения вокруг оси Y-Y двух боковых барабанов 18 и 19. Каждый из них оснащен в своей центральной зоне спиральной навивкой 20 и опорами 21 для зубьев 22, расположенными на поверхности боковых барабанов 18 и 19 по двузаходной спирали 23 и 24 с переменным шагом. Спиральная навивка 20 и двузаходные спирали 23 и 24 опор 21 выполнены на каждом боковом барабане 18 и 19 противоположно направленными. На каждой опоре 21 закреплен стакан 25 для установки зуба 22. Каждый зуб 22 фрезы 8 выполнен коническим, развернут вперед по направлению вращения боковых барабанов 18 и 19 фрезы 8 и установлен в стакане 25 с возможностью вращения вокруг оси Z-Z. Оси Z-Z стаканов 25 развернуты веерообразно по отношению к спиральной навивке 20 таким образом, что оси Z-Z стаканов 25 внутренней зоны боковых барабанов 18 и 19 направлены к центральной опоре 17 фрезы 8, а оси Z-Z стаканов 25 периферийной зоны барабанов 18 и 19 направлены в противоположную сторону от центральной опоры 17 фрезы 8. Часть опор 21 зубьев 22 периферийной зоны боковых барабанов 18 и 19 фрезы 8 расположена на ее торцевой поверхности 26. Фреза 8 имеет механизм (на рисунке не показан) регулировки скорости вращения зубьев 22 относительно скорости вращения ее боковых барабанов 18 и 19. Скорость вращения зубьев 22 выбирается большей, чем скорость вращения боковых барабанов 18 и 19 фрезы 8.The mill 8 in the working position is located in front of the blade 9. It consists of a fixed central support 17 and adjacent to it, mounted on the shaft with the possibility of rotation around the YY axis of the two side drums 18 and 19. Each of them is equipped with a spiral winding 20 and supports 21 for teeth 22 located on the surface of the side drums 18 and 19 along a double-helix 23 and 24 with a variable pitch. The spiral winding 20 and two-way spirals 23 and 24 of the supports 21 are made on each side drum 18 and 19 in opposite directions. A cup 25 for mounting a tooth 22 is fixed on each support 21. Each tooth 22 of the cutter 8 is made conical, is turned forward in the direction of rotation of the side drums 18 and 19 of the cutter 8, and is mounted in the cup 25 for rotation around the Z-Z axis. The axis ZZ of the cups 25 is fan-shaped with respect to the spiral winding 20 so that the axis ZZ of the cups 25 of the inner zone of the side drums 18 and 19 are directed towards the central support 17 of the cutter 8, and the axis ZZ of the cups 25 of the peripheral zone of the drums 18 and 19 are directed in the opposite direction from the central support 17 of the mill 8. A part of the supports 21 of the teeth 22 of the peripheral zone of the side drums 18 and 19 of the mill 8 is located on its end surface 26. The mill 8 has a mechanism (not shown) for adjusting the speed of rotation of the teeth 22 relative to the speed of rotation e side drums 18 and 19. The teeth 22 selects rotation speed greater than the speed of rotation of the side drums 18 and 19, the cutter 8.

Самоходная машина для работ в горных выработках работает следующим образом. В транспортном положении отвал 9 и стрела 7 с фрезой 8 подняты вверх. Перед началом работы посредством гидроцилиндра 14 отвал 9 опускается в рабочее положение, с помощью механизма 15 выставляется угол поворота отвала 9 к фронтальной плоскости машины, а с помощью механизма 16 отвал 9 сдвигается плоскопараллельным движением вправо или влево. Стрела 7 посредством гидроцилиндра 10 опускается вниз до соприкосновения фрезы 8 с грунтом. Фреза 8 выставляется вперед механизмом 12 на оптимальное расстояние до отвала 9. Во время работы фрезы 8 глубина обработки грунта регулируется гидроцилиндром 10.Self-propelled machine for work in mining works as follows. In the transport position, the blade 9 and the boom 7 with the cutter 8 are raised up. Before starting work, the blade 9 is lowered into the working position by means of the hydraulic cylinder 14, the angle of rotation of the blade 9 is set using the mechanism 15 to the frontal plane of the machine, and using the mechanism 16, the blade 9 is shifted by plane-parallel movement to the right or left. The boom 7 by means of the hydraulic cylinder 10 is lowered down to the contact of the cutter 8 with the ground. The cutter 8 is set forward by the mechanism 12 to the optimal distance to the blade 9. During the operation of the cutter 8, the depth of the soil treatment is regulated by the hydraulic cylinder 10.

При работе фрезы 8 скорость вращения ее барабанов 18 и 19 значительно меньше скорости вращения зубьев 22 вокруг оси Z-Z. Именно высокий крутящий момент зубьев 22, угол наклона которых направлен в разные стороны по отношению к поверхности барабанов 18 и 19 и соответственно и к поверхности грунта, обеспечивает эффективное разрушение спекшейся горной породы. Такая конструкция фрезы 8 и машины в целом обеспечивает разрушение пород, не уступающее по прочности бетонным плитам. При работе машины с помощью механизма 11 стрела 7 с фрезой 8 совершает колебательные движения в поперечной плоскости, захватывая большие площади обработки. Вращением передней части 4 машины вокруг вертикального шарнира 6 обеспечивается доступ не только в разветвляющиеся туннели рудников, но и в любые труднодоступные места, что значительно повышает маневренность машины, а в сочетании с конструктивными особенностями стрелы 7, фрезы 8 и отвала 9 обеспечивает надежное протекание технологического процесса в сложных условиях рудников.When the cutter 8 is operating, the speed of rotation of its drums 18 and 19 is significantly less than the speed of rotation of the teeth 22 around the Z-Z axis. It is the high torque of the teeth 22, the angle of inclination of which is directed in different directions with respect to the surface of the drums 18 and 19 and, accordingly, to the surface of the soil, provides effective destruction of sintered rock. This design of the cutter 8 and the machine as a whole ensures the destruction of rocks, not inferior in strength to concrete slabs. When the machine is using the mechanism 11, the boom 7 with the milling cutter 8 oscillates in the transverse plane, capturing large areas of processing. By rotating the front part 4 of the machine around the vertical hinge 6, access is provided not only to the branching tunnels of the mines, but also to any hard-to-reach places, which significantly increases the maneuverability of the machine, and in combination with the design features of the boom 7, cutter 8 and blade 9 ensures a reliable process flow in difficult mining conditions.

После окончания работы машина переводится в транспортное состояние, посредством гидроцилиндра 10 стрела 7 с фрезой 8 поднимается вверх, а при необходимости фреза 8 может быть повернута вокруг рукояти 13 (на рисунке не показано), что значительно уменьшает продольные габариты машины для ее транспортировки. Отвал 9 поднимается с помощью гидроцилиндра 14 и выставляется под углом к оси Х-Х таким образом, чтобы его поперечные габариты не выступали за пределы поперечных габаритов машины.After the work is completed, the machine is transferred to the transport state, by means of the hydraulic cylinder 10, the boom 7 with the cutter 8 rises up, and if necessary, the cutter 8 can be rotated around the handle 13 (not shown in the figure), which significantly reduces the longitudinal dimensions of the machine for its transportation. The blade 9 is raised using the hydraulic cylinder 14 and is set at an angle to the axis X-X so that its transverse dimensions do not protrude beyond the transverse dimensions of the machine.

Такая конструкция машины и ее рабочих органов дает возможность значительно уменьшить габариты по сравнению с известными машинами, не снижая при этом прочностных характеристик, надежности протекания технологического процесса, а увеличивая ее маневренность и повышая универсализацию.This design of the machine and its working bodies makes it possible to significantly reduce the size in comparison with known machines, without reducing the strength characteristics, reliability of the process, and increasing its maneuverability and increasing versatility.

Таким образом, заявленное изобретение решает техническую задачу повышения универсальности машины и надежности протекания технологического процесса, улучшения качества обработки дорог в рудниках и уборки спекшейся горной массы, повышения маневренности машины и ее рабочих органов в ограниченных условиях горной выработки, усиления прочностных характеристик конструкции машины.Thus, the claimed invention solves the technical problem of increasing the versatility of the machine and the reliability of the process, improving the quality of road processing in mines and cleaning sintered rock mass, increasing the maneuverability of the machine and its working bodies in limited mining conditions, and strengthening the strength characteristics of the machine structure.

Claims

1. Self-propelled machine for work in mining, containing a supporting frame with front and rear propellers, mounted on the frame with a rotary boom with a working body of a drum type and a working body of a dump type with mechanisms for regulating its height and rotation in a horizontal plane, characterized in that the carrier frame is made in the form of two parts interconnected by a vertical hinge located between the front and rear propellers, a rotary boom is mounted on the front of the carrier frame in the single movers and is additionally equipped with a mechanism for its rotation in the horizontal plane and a handle fixed to the end of the boom, while the blade of the type mounted on the frame frontally in front of the front movers and equipped with a reciprocating mechanism in the transverse plane, and the drum type the working body of the dump type is made in the form of a gear mill, consisting of a fixed central support and adjacent to it, mounted on the shaft with the possibility of rotation I have two side drums, each of which is equipped with a spiral winding and tooth supports in the central zone located on the surface of the side drums along a two-way spiral with a variable pitch, and both the spiral winding and the two-way helix of the supports are made on each side drum in opposite directions on each support, a cup for tooth installation is fixed, and each cutter tooth is made conical, turned forward in the direction of rotation of the cutter side drums and installed in the cup with the possibility of growth around its axis, and the axis of the glasses are fan-shaped in relation to the spiral winding so that the axis of the glasses of the inner zone of the side drums are directed to the central support of the cutter, and the axis of the glasses of the peripheral zone are directed to the opposite side from the central support of the cutter, with some of the tooth supports the peripheral zone of the side drums of the cutter is located on their end surface, and the speed of rotation of the teeth is selected greater than the speed of rotation of the side drums of the cutter.

2. Self-propelled machine for work in the mine workings according to claim 1, characterized in that the rotary boom is made curved downward.

3. Self-propelled machine for work in the mine workings according to claim 1, characterized in that the handle of the rotary boom is rotatable in a vertical plane.

4. Self-propelled machine for work in mining according to claim 1, characterized in that the rotary boom is equipped with a mechanism for changing the length of the cutter removal.