RU2661830C1

RU2661830C1 - Mining combine

Info

Publication number: RU2661830C1
Application number: RU2017133631A
Authority: RU
Inventors: Николай Андреевич Ковалев; Олег Олегович Исаев
Original assignee: Николай Андреевич Ковалев
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2018-07-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to coal-mining combines. Coal mining combine contains a body, supports and fixed rotary cutting blocks fixed to the ends of the body with screws mounted on them, while the transmission of torque to the shafts of each screw is carried out directly from the high toroidal multi-pole valve motor. Inside each of these motors there is a cavity. Additional electric motor of the same type is placed coaxially in the cavity, the shaft of which is connected to the hub of the screw through the shaft of the electric motor. In this case, the body of the additional electric motor is fixed and centered to the motor housing. Power and motor control is carried out from one converter located in the cutting unit.

EFFECT: technical result is a simplification of the combine design, a reduction in the labor input of its manufacture, an increase in the reliability of the work.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к добыче угля с помощью угледобывающих комбайнов, оснащенных рабочими органами типа фрез, обрабатывающих всю поверхность забоя.The invention relates to the mining industry, in particular to coal mining using coal miners equipped with working bodies such as milling cutters that process the entire surface of the face.

Одной из главных проблем при использования угольных комбайнов является их высокая стоимость и затраты при эксплуатации, а также необходимость повышения энерговооруженности для обеспечения высокой производительности при оптимальных условиях резания.One of the main problems when using coal combines is their high cost and operating costs, as well as the need to increase power supply to ensure high productivity under optimal cutting conditions.

Все современные угледобывающие комбайны, в том числе типа 7LS…7 (фирмы «JOY»), SL300…900 (фирмы «Eickhoff»), SL300 (фирмы Busyrus»), имеют традиционную схему приводов резания с установкой на них электродвигателей и редукторов, обеспечивающих необходимые для резания параметры по оборотам и крутящим моментам на шнеках.All modern coal-mining combines, including type 7LS ... 7 (JOY firms), SL300 ... 900 (Eickhoff firms), SL300 (Busyrus firms), have a traditional cutting drive scheme with electric motors and gearboxes installed on them, providing parameters necessary for cutting in terms of revolutions and torques on the screws.

Для обеспечения высокой производительности в приводах резания устанавливаются электродвигатели мощностью до 1250 кВт, что требует соответствующих высоконагруженных редукторов, имеющих сложные кинематические цепи, в том числе двойные планетарные редукторы, для получения необходимых параметров резания. Изготовление таких редукторов требует применения новейших высокозатратных технологий изготовления зубчатых передач и корпусов редукторов, специальных сложных систем смазки и ее охлаждения, применения дорогостоящих типов масел, а также высоких затрат при эксплуатации таких редукторов. Дополнительных затрат также требует обеспечение прочности и жесткости корпусов этих редукторов, работающих в условиях высоких внешних динамических нагрузок, что при эксплуатации приводит к микроизменениям их геометрических размеров, снижению надежности и увеличению износа зубчатых зацеплений.To ensure high performance in cutting drives, electric motors with power up to 1250 kW are installed, which requires appropriate high-loaded gearboxes with complex kinematic chains, including double planetary gearboxes, to obtain the necessary cutting parameters. The manufacture of such gearboxes requires the use of the latest high-cost technologies for manufacturing gears and gearboxes, special complex lubrication and cooling systems, the use of expensive types of oils, as well as the high costs of operating such gearboxes. Additional costs also require ensuring the strength and rigidity of the housings of these gearboxes operating under high external dynamic loads, which during operation leads to micro-changes in their geometric dimensions, reduced reliability and increased wear of gears.

Известен угледобывающий комбайн (патент РФ №2605858 от 06.12.2016), в котором решается ряд проблем, имеющих место в конструкции вышеуказанных комбайнов, за счет того, что каждый из корпусов блоков резания имеет цилиндрическую полость, в которой размещен полый вал шнека и электродвигатель, при этом на внешней поверхности полого вала шнека, который одновременно является валом высокомоментного тороидального многополюсного вентильного электродвигателя, установлен комплект постоянных магнитов, тем самым обеспечивая прямую передачу крутящего момента на режущий орган угледобывающего комбайна. Применение такого типа электродвигателя обеспечивает высокую удельную мощность в единице объема и постоянный крутящий момент независимо от скорости вращения. Данный комбайн принят в качестве прототипа.A coal mining combine is known (RF patent No. 260,5858 dated 12/06/2016), in which a number of problems that occur in the design of the above combines are solved due to the fact that each of the cutting block bodies has a cylindrical cavity in which the hollow shaft of the screw and the electric motor are located, at the same time, a set of permanent magnets is installed on the outer surface of the hollow shaft of the screw, which is also the shaft of a high-torque toroidal multi-pole valve electric motor, thereby providing direct transmission of torque that the cutting body of the coal miner. The use of this type of electric motor provides high power density per unit volume and constant torque regardless of rotation speed. This combine is adopted as a prototype.

Недостатком данного комбайна является необходимость при работе в сложных горно-геологических условиях по резанию и при отработке мощных угольных пластов применения дополнительного редуктора с целью увеличения выходного крутящего момента и получения необходимых параметров по оборотам шнека.The disadvantage of this combine is the need for working in difficult mining and geological conditions for cutting and when mining powerful coal seams, using an additional gearbox in order to increase the output torque and obtain the necessary parameters for the auger speed.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции комбайна для его работы в сложных горно-геологических условиях и при отработке мощных пластов (5...8 м), снижение трудоемкости его изготовления и затрат при эксплуатации, увеличение надежности работы, обеспечение необходимых параметров резания в безредукторной конструкции комбайна.The technical result of the invention is to simplify the design of the harvester for its operation in difficult mining and geological conditions and when developing powerful seams (5 ... 8 m), reducing the complexity of its manufacture and operating costs, increasing the reliability, ensuring the necessary cutting parameters in a gearless combine design.

Технический результат достигается за счет того, что передача крутящего момента на валы каждого шнека осуществляется напрямую от высокомоментного тороидального многополюсного вентильного электродвигателя, при этом внутри каждого из этих электродвигателей («внешних») имеется полость, в которой соосно размещается дополнительный электродвигатель («внутренний») такого же типа, вал которого соединен со ступицей шнека через вал «внешнего» электродвигателя, при этом питание и управление электродвигателями осуществляется от одного преобразователя, размещенного в блоке резания.The technical result is achieved due to the fact that the transmission of torque to the shafts of each screw is carried out directly from a high-torque toroidal multi-pole valve electric motor, while inside each of these electric motors ("external") there is a cavity in which an additional electric motor ("internal") is coaxially placed of the same type, the shaft of which is connected to the hub of the screw through the shaft of the "external" electric motor, while the power and control of the electric motors is carried out from a single conversion callter located in the cutting unit.

Сущность предлагаемого изобретения представлена на фиг. 1, где показан общий вид комбайна и вид на забой, фиг. 2, где показан блок резания, вид на забой и в плане, фиг. 3, где показан блок резания в разрезе А-А (фиг. 1).The essence of the invention is presented in FIG. 1, which shows a general view of the combine and a view of the face, FIG. 2, where a cutting unit is shown, a view of the bottom and in plan, FIG. 3, which shows the cutting unit in section AA (Fig. 1).

Общий вид предлагаемого угледобывающего комбайна показан на фиг. 1. Комбайн состоит из корпуса 1, по концам которого закреплены поворотные блоки резания 2, на выходных валах которых установлены шнеки 3. Регулировка шнеков по высоте осуществляется гидроцилиндрами 4. На фиг. 1 также показаны кровля пласта 5, почва 6 и опоры комбайна 7.A general view of the proposed coal miner is shown in FIG. 1. The harvester consists of a housing 1, at the ends of which rotary cutting units 2 are fixed, screws are installed on the output shafts 3. The screws are adjusted in height by hydraulic cylinders 4. In FIG. 1 also shows the roof of the formation 5, the soil 6 and the support of the combine 7.

На фиг. 2 показана конструкция блока резания, где 3 - это шнек, 8 - корпус блока резания 2, 9 - частотный преобразователь с системой управления, установленный в корпусе 10, выполненном в исполнении РВ, 11 - камеры вводов. В корпусе 8 установлен привод резания.In FIG. 2 shows the design of the cutting unit, where 3 is the screw, 8 is the housing of the cutting unit 2, 9 is a frequency converter with a control system installed in the housing 10, made in the design of the PB, 11 is the input chamber. The housing 8 has a cutting drive.

На фиг. 3 показан блок резания, в котором установлен «внешний» высокомоментный тороидальный многополюсный вентильный электродвигатель 13, выполненный в исполнении РВ. Электродвигатель 13 установлен в корпусе на центрирующих расточках А и Б, крепится к нему болтами 14 и состоит из корпуса 15, комплекта статора (катушек) 16, вала 17, подшипников 18, комплектов ротора электродвигателя (магнитов) 19 и 20, соединения вала электродвигателя со ступицей шнека (типа «квадрат») 21, камеры вводов 22, каналов 23 для подвода кабелей к комплектам статора. В свободную центральную полость электродвигателя 13 устанавливается «внутренний» электродвигатель 24. Оба электродвигателя одинаковы по типу и аналогичны по конструкции. Электродвигатель 24 установлен на центрирующей расточке «В» на корпусе 15 и крепится к нему болтами 25. Вал «внутреннего» электродвигателя 26 с забойной стороны соединяется с валом 17 при помощи соединения 27 (типа «квадрат»), через которое крутящий момент передается на шнек. С завальной стороны на корпусе 8 устанавливается монтажная крышка 28.In FIG. 3 shows a cutting unit in which an “external” high-torque toroidal multi-pole valve motor 13, made in the design of the PB, is installed. The electric motor 13 is installed in the housing on the centering bores A and B, is bolted to it 14 and consists of the housing 15, a set of stator (coils) 16, a shaft 17, bearings 18, rotor kits of an electric motor (magnets) 19 and 20, a motor shaft connection with the auger hub (of the "square" type) 21, input chambers 22, channels 23 for supplying cables to the stator sets. In the free central cavity of the electric motor 13, an "internal" electric motor 24 is installed. Both electric motors are identical in type and similar in design. The electric motor 24 is mounted on the centering bore "B" on the housing 15 and is attached to it by bolts 25. The shaft of the "internal" electric motor 26 is connected to the shaft 17 from the bottom side by means of a connection 27 (type "square"), through which torque is transmitted to the screw . On the obstruction side, a mounting cover 28 is mounted on the housing 8.

Такая конструкция привода резания обеспечивает суммирование крутящих моментов двух электродвигателей на шнеке, что значительно увеличивает производительность работы комбайна при обеспечении необходимых параметров резания практически для любых горно-геологических условий по крепости и мощности угольных пластов.This design of the cutting drive provides the summation of the torques of two electric motors on the screw, which significantly increases the performance of the combine while providing the necessary cutting parameters for almost any mining and geological conditions in terms of strength and power of coal seams.

Предлагаемый комбайн имеет наиболее простую конструкцию привода резания в сравнении со всеми существующими в настоящее время угледобывающими комбайнами за счет отсутствия редуктора, что обеспечивает повышение надежности и долговечности. В связи с отказом от необходимости применения в предлагаемом комбайне новейших высокозатратных технологий изготовления зубчатых передач и корпусов редукторов, специальных сложных систем смазки и ее охлаждения, а также применения дорогостоящих типов масел обеспечивается резкое снижение трудоемкости и стоимости изготовления, а также уменьшается сложность ремонта и затраты при эксплуатации.The proposed combine has the simplest cutting drive design in comparison with all currently existing coal mining combines due to the absence of a gearbox, which ensures increased reliability and durability. In connection with the rejection of the need to use the latest high-cost technologies for the manufacture of gears and gear cases, special complex lubrication and cooling systems, as well as the use of expensive types of oils, a sharp reduction in the complexity and cost of production is provided, as well as the complexity of repairs and costs when operation.

Таким образом, комбайн данной конструкции позволит осуществить заявляемый технический результат и все признаки, отличающие предлагаемое изобретение от прототипа необходимы и достаточны для его осуществления.Thus, the harvester of this design will allow to implement the claimed technical result and all the signs that distinguish the invention from the prototype are necessary and sufficient for its implementation.

Claims

A coal mining machine comprising a housing, supports and rotary cutting units fixed at the ends of the housing with screws installed on them, while the transmission of torque to the shafts of each screw is carried out directly from a high-torque toroidal multi-pole valve electric motor, characterized in that inside each of these ("external ") Of electric motors there is a cavity in which an additional (" internal ") electric motor of the same type is located coaxially, the shaft of which is connected to the hub of the screw through the shaft" in eshnego "motor, wherein the housing" internal "motor attached to the housing and is centered" outside "of the motor, and the power and motor control is carried out from one transducer disposed in the cutting unit.