SU937725A1 - Гидравлическое копир-устройство проходческого щита - Google Patents

Description

Изобертение относитс  к горнопроходческой технике, в частности к роторному Исполнительному органу проходческого щита, предназначенного по преимуществу дл  работы по крепким породам.

Известно копир-устройстцр дл  проходки тоннелей в средних и крепких горных породах, включающее гидродомкрат , на ползуне которого крепитс  электродвигатель с диском. На диске установлены шарнирно резцы. Выдвижением гидроцилиндра управл ет золотник, взаимодействующий с кулачком, причем кулачок вращаетс  синхронно с ротором рабочего органа . При прохождении криволинейной выработки во избежание заклинивани  оболочки щита при развороте последнего копир-устройство осуществл ет дополнительную подработку стенки тоннел  в сторону поворота, придава , сечению выработки форму, приближенную к эллипсу. При вращении ротора золотник взаимодействует с кулачком , в результате чего копир-инструмент выдвигаетс  гидродомкратом из вращающегос  ротора в определенной точке окружности выработки, снимает стружку на заданную толщину и на заi;данном угле поворота ротора, а затем вт гиваетс  в исходное положение. Указанный цикл повтор етс  с каждым : оборотом ротора исполнительного органа щита Cl.

Недостатками описанного устройства  вл ютс  сложность и ненадежность его конструкции, обусловленные наличием в забойной зоне, насыщенной

пылью и гр зью, электродвигател  л

шарнирных механизмов, а также ограниченный диапазон применени  устройства по фактору крепости пород так как резцы эффективно работают по породам крепостью 500-600 кгс/см.Кроме того, один копир-инструментне обеспечивает необходимой маневренности щита при проходке по крепким породам ввиду ограниченности толщины снимаемой стружки. По указанным причинам эти копир-устройства не нашли практического применени .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  гидравлическое копир-устройство проходческого щита, содержащее копир-инструменты и их гидроцилиндры подачи, установленные на роторе , гидронасос, гидрозолотники управлени  гидроцилиндрами подачи.

кулачок управлени  гидрЬзо отникШЯИ и соединительные трубопроводы 2J,

Недостатком известного копир-устройства  вл етс  резкое снижение мамевренности адита, оснащенного устройством , при проведении криволинейных выработок в крепких породах. Так как рабочие грани копир-резцов устан влены на одинаковом рассто нии от центра вращени  ротора, то толщина стружки, .снимаемой резцами, одннакова ДЯ  обоих резцов и равна величине дополнительной подработки стенки выработки . Допустима  толщина стружки на породоразрушающий инструмент по услови м прочности составл ет дл  крепких пород 10-15 мм. В то же врем  дл  обеспечени  маневренности щита, в зависимости от радиусакривизны проводимой выработки, величина подработки стенки выработки составл ть до100 мм. В результате этого при проведении выработкив крепких породах устройство не обеспечивает требуемой величины подработки стенки выработки и поэтому . подработка стенки выработки осуществл етс  буровзрывным способом. Радиальное смещение копир-инструментов один относительно другого без смещени  в осевом направлении приводит к резкому увеличению нагрузок на один из копир-инструментов и поэтому такое смещение не примен етс . Другой недостаток этого устройства заключаетс  в его сложности, вызванной введением в схему трех компенсаторов , механизма управлени , св занного непосредственно с ним гидронасоса с механизмом возвратно-поступательного движени  и др. Кроме того , при количестве копир-резцов, отличном от двух (например, при трех или при двух копир резцах, расположенных диаметрально) , предлагаемое устройство не работоспособно.

Цель изобретени  - повышение маневренности проходческого щита при проведении криволинейной выработки в крепких породах путем увеличени  подработки стенки выработки.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в гидравлическом копир-устройстве проходческого щита с роторным исполнительным органом, содержащем копир-инструменты и их гидроцилиндры подачи, установленные на роторе,. гидронасос, гидрозолотники и соединительные трубопроводы. На роторе щита установлено несколько копиринструментов йо смещением(их один относительно другого как в осевом, так и в радиальном направлении ,

На фиг.1 изображена схема взаимного расположени  ротора проходческого щита и узлов копир-устройстйа, вид со стороны забо ; на фиг.2 - то :ке, вид сбоку; на фиг.3 - принципиальна  схема копир-устройства; на фиг.4 - схема взаимного распапожейи  копир-инструментапри расширении выработки копир-устройством (копиринструменты условно совмещены в одной плоскости).

Гидравлическое копир-устройство проходческого щита содержит копиринструменты 1-3, соединенные.со штоками гидроцилИн ров подачи 4-6 и установленные на роторе 7 со смещением друг относительно друга в осевом направлении на величину S, не меньшую максимальной подачи t ротора 7 за один оборот.

Режуща  кромка копир-инстурмента 1 в выдвинутом положении находитс  на рассто нии R от оси вращени  ротора 7. При этом R-( больше радиуса выработки, пройденной исполнительным органом проходческого щита, на величину h, равную толщине стружки, снимаемой копир-инструментом 1, и не превышающую значени  максимальной допустимой толщины стружки.Копир-инструмент 2 смещен в радиальном направлении относительно копир-инструмента 1 к периферии ротора 7 на величину h и в выдвинутом |положении его ре;куща  кромка находитс  на рассто нии ,,+h от оси вращени  ротора 7. Аналогично относительно копир-инструмента 2 смещен а радиальном направлении кспир-инструмент 3 режуща  - кромка которого в выдвинутом положении находитс  на рассто нии RJ от оси вращени  ротора 7. .Копир-устройство содержит также трубопроводы 8, соедин ющие гидроцилиндры подачи 4-6 и гидрозолотники 9-И, управл ющие гидроцилиндрами подачи, кулач ок 12 управлени  гидрозолотниками 9-11, кинематически соединенный с валом 13 исполнительного органа, гидромуфту 14 дл  передачи рабочей жидкости на вращающийс  ротор 7, гидронасос 15, напорный 16 и сливной 17 трубопроводы, соедин ющие гидрозолотники 9-11 с гидронасосом 15 и баком С рабочей жидкостью 18, гидроаккумул тор-19, подключенный к напорному трубопроводу 16, и предохранительный клапан 20. Гидравлическа  система копирустройства заполнена рабочей жидкостью .

Гидравлическое копир-устройство проходческого щита работает следующи образом.

Рабоча  жидкость из гидронасоса 15 по напорному трубопроводу 16 подаетс  на гидрозолотники 9-11. При вращении ротора 7 проходческого щита вращаетс  вал 13 исполнительного органа и соединенный с ним кулачок 12. В результате взаимодействи  кулачка 12 и гидрозолотников 9-11 при определенных положени х ротора 7

очередной гидрозолотник подключает пор невувд полость соответствующего цилиндра через гидромуфту 14 к напорному Трубопроводу 16, а штоковую полость - к сливному трубопроводу 17

Шток гидроцилиндра выдвигаетс . Ана логично происходит вт гивание штоков гидроцилиндров подачи 4-6. При выдвижении штока одного из гидроцилиндров подачи 4-6 св занныйс ним копиринструмент также выдвигаетс  и разрабатывает породу по контуру забо . Ротор 7 исполнительного органа при этом подаетс  на забой. За один оборот ротор 7 подаетс  на забой на. величину t. Копир-инструмент 1 снима ет стружку, ширина которой равна по величине подаче t ротора 7 исполнительного органа .за один оборот, а толщина h не больше допустимой - толщины стружки. Вследствие того, что копир-инструмент 2 смещен относительно копир-инструмента 1 в осевсм направлении на величину S, превышающую величину максимальной подачи ротора 7 исполнительного органа за один оборот, то он работает на участке, уже расширенном копиринструментом 1. А так как копиринструмент 2 смещен в радиальном направлении относительно копир-инструмента 1 к периферии ротора 7 на величину h, не большую допустимой толщины стружки, то копир-инструмент 2 также расшир ет выработку на величину h. Аналогично происходит дальнейшее расширение выработки в сторону поворота проходческого щита копир-инструментом 3 и т.д. При этом каждый копир-инстурмент 1-3 снижает стружку, ширина которой равна величине подачи ротора 7 за оборот/ а толщина - величине смещени  копир-инструмента относительно предыдущего в радиальном направлении, постепенно расшир   выработку.В итоге общее увеличение радиального размера выработки в направлении поворота проходческого щита, определ ющее его маневренность, равно сумме толщин стружек h, cнимae IЫx всеми копир-инструментами 1-3. Таким

образом, ограничение максимальной толщины стружки, снимаемой одним копир-инструментом (10-15 мм при проведении выработки в крепких породах ) , в предлагаемом устройстве не приводит к снижению маневренности проходческого щита,а расположение копир-инструментов со сдвигом друг/относительно друга позвол ет увеличить величину подработки стенк тоннел  в сторону поворота щита при проведениитоннел  в крепких породах . При применении предлагаемого устройства величина подработки стенки тоннел  не ограничена величиной допустимой толщины стружки, а превышает ее в несколько раз. В результате корпус щита имеет возможность без заклинивани  развернутьс  в тоннеле на больший угол, и маневренность щита значительно превышаетс .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 117018, кл. Е 21 D Э/Об, 1958.

2.Авторское свидетельство СССР , кл. Е 21 D 9/08, 1975 (прототип).