Драга
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскнк
Соцналистнческнн
Республик
О П И C А Н И E ()883245
ИЗОБРЕТЕНИЯ
И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 09. 01. 79 (21) 275105? /29-03 с присоединением заявки М (5l)M. Кл.
К 02 Г 3/00
9кудзрстине4 квттнтнт
СССР ао вовам нтобуетенн11 н вткрытнй (23) Приоритет
Опубликовано 23.11.81. Бюллетень М 43 (53) УДК 621.879 ° . 45 (088. 8) Дата опубликования описания 25. 11 81 (72) Автор изобретения
В. И. Тулаев
Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности Министерства цветной металлургии СССР (71) Заявитель (54) ДРАГА
Изобретение относится к плавучим устройствам для разработки месторождений полезных ископаемых и может быть использовано в горном деле и строительстве.
Известна драга, включающая носовую, хвостовую и средние плавучие секции, при этом хвостовая секция содержит две погруженные сваи, средняя установлена в направляющих хвостовой секции и может поступательно в них перемещаться, а носовая шарнирно связана со средней с возможностью относительных угловых горизонтальных перемеще ний и имеет две сваи для маневрирова15 ния драгой в разрезе (11.
Недостатком драги является низкая и переменная жесткость связи между носовой и хвостовой секциями, что не .обеспечивает одинакового эффективную разработку труднодрапируемых слоев россыпей гри различной величине выдвижения средней секции относительно хвостовой.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является драга, включакнцая носовую, среднюю и хвостовую плавучие секции с от орными сваями, несущие конструкции, добывающее устройс;.во, состоящее из рабочего органа, установленного на раме, шарнирно присоединенной к несущей конструкции и механизм подъема, привод рабочего органа, отвалообраэующее устройство, содержащее отвальный транспортер с несущей фермой, маневровое устройство с маневровыми сваями и механизм угловых горизонтальных перемещений драги в забое (21.
Недостатками известной драги является глейкая связь средней секции с хвостовой, отсутствие зажимов дешифрирующих устройств, регулирующих силу прижатия средней секции к носовой и применение погружных свай, отно" сительно свободно перемещающихся в своих направляющих. Все "òî не позволяет драге вести эффективную раз883245
35 работку россыпей, так как повышает
«дельную энергоемкость добычи.
Цель изобретения — повышение эффективности разработки россыпей путем снижения удельной энергоемкости добычи.
Поставленная цель достигается.тем, что средняя секция шарнирно связана с хвостовой с возможностью относительных угловых горизонтальных перемещений, при этом средняя секция охватывает носовую, а хвостовая секция оборудована сваями для ее заякоривания.
Носовая секция закреплена к сред- 15 ней посредством зажимов демпфиру:ощих устройств, включающих пружины и амортизаторы, с возможностью относительных горизонтальных перемещений в пределах шага установки черпаков на ра- р0 бочем органе.
Амортизаторы выполнены с последовательно соединенными рабочими ступенямк, а упругие элементы установлены параллельно с первыми и после- 25 цовательно со следующими ступенями амортизаторов,при этом последние ступени амортизаторов выполнены в виде гидросистемы и гидравлических цилиндров, подпоршневая полость которых соединена со сливной и нагнетающей линиями соответствующей гидросистемы, Зажимы снабжены системой регулирования силы прижатия.
11еханизм подъема рамы рабочего органа выполнен в виде системы шарнирно соединенных тяг и гидроцилиндров, связывающих раму с несущей конструкцией носовой секции.
Привод рабочего органа снабжен ограничительно-разъединяющим устройст- вом и,цатчиком нагрузки, установленaN между íî-овой и средней секциями драги параллельно амортизаторам.
В качестве датчика нагрузки исполь45 зован датчик перемещений. Маневровые сваи смонтированы на средней секции и соединены с несущими конструкциями гидроцилиндрами, а механизм угловых перемещений связан с хвосто50 вой секцией драги.
Механизм угловых перемещений включает систему шарнирно соединенных тяг и гидроцилиндров с соответству1 ющими приводами. 55
Сваи установлены в направляющих с
-подвижными и неподвижными зажимами с приводными устройствами.
41
Рама рабочего органа дополнительно закреплена предварительно напряженными растяжками, связывающими нижний конец рамы с несущими конструкциями носовой секции и закрепленными на ней соосно с верхним концом рамы.
С целью улучшения условий размещения свай хвостовой секции, отвальный транспортер выполнен с верхним расположением фермы. На фиг. l изображена схема драги в забое; на фиг.2 — вид А на фиг. l; на фиг.3 — схема установки пружин, амортизаторов и датчика погрузки; на фиг.4 — то же установки фрикционных зажимов; на фиг.5 — то же, привода добывающего рабочего органа, на фиг.6 — то же, установки свай, Драга (фиг.1} включает хвостовую
l, среднюю 2 и носовую 3 плавучие секции с несущими конструкциями 4-6.
Носовая секция 3 с установленными на ней добывающим устройством, включающим рабочий орган 7 с приводом 8, раму 9 и механизм подъема рама, состоящий из тяг 10 и гидроцилиндров 11, обогатительным устройством 12, отвалоформирующим устройством, включающим отвальный транспортер 13 с верхним расположением фермы 14, связана со средней секцией 2 предохранительными демпфирующими устройствами, включающими пружины 15 и амортизаторы 16 смонтированные с возможностью ограниченных перемещений в вертикальной плоскости и зажимы 17, подвижные в горизонтальной плоскости.
Средняя секция 2 оборудована маневровыми сваями 18, связанными с несущей конструкцией 5 шарнирно закрепленными гидроцилиндрами 19, и механизмом угловых перемещений, включающим шарнирно установленные гидравлические цилиндры 20 и 21 и тяги 22 и 23, связывающие среднюю секцию с хвостовой.
С хвостовой секцией средняя соединена шарниром 24. Хвостовая .секция оборудована погружными 25 для эаякоривания и опорной 26 рабочими сваями, смонтированными на несущих конструкциях 4 и связывающих драгу с отвалами.
Рама 9 соединена с несущей конструкцией 6 носовой секции 3 растяжками 27, верхние концы которых закреплены соосно с верхними шарнирами 28 рамы.
883245 б
Соединяющие носовую 3 и среднюю
2 секции амортизаторы 16 (фиг.3) шарнирно на цапфах 29 закреплены к средней секции и выполнены с двумя последовательно соединенными рабо- 5 чими ступенями. Первая ступень включает цилиндр 30 и полый двухполостной поршень 31 с дроссельными клапанами 32. Полость 33 поршня 31 заполнена газом. Вторая ступень выполне- >0 на в виде гидравлической системы, вкпючающей гидроцилиндр 34, поршнем которого служит цилиндр 30 первой ступени, сливную линию 35 с ред..кционным клапаном 36 и дросселем 37, наг- 15 нетающую линию 38 с обратным клапаном
39, золотник 40. Сливная и нагнетающая линии соединены с подпоршневой полостью 41 цилиндра 34. Пружина 15 установлена параллельно первой ступе- 20 ни так, что одним концом опирается на цилиндр 30, а вторым — в крышку
42 полого поршня 3!. Крьппка 42 выполнена со сферической наружной поверхностью, опирается на подушку 43 носо- 25 вой секции 3 и связана с ней шарнирной тягой 44.
Привод добывающего рабочего органа (фиг.4) включает двигатель 45 с маховиком 46, редуктор 47 с приводным 30 валом 48 рабочего органа и ограничительного разъединяющего устройства, состоящего из планетарной передачи, два центрапьных элемента 49 и 50 которой соединены с входным 51 и выходным 52 валами устройства, а третий
53, через подшипники опирающийся на валы 51 и 52, посредством шинопневматической муфты предельного момента
54 и упругих элементов 55 связан с опорой передачи 56, и канатного рео- хордного датчика 57 перемещений, установленного между носовой 3 и средней 2 секциями драги (фиг. ф
Зажимы !7 (фиг.l), закрепляемые (фиг.5) на боковых стенках носовой секции 3, включают пневматическую шину 58 с прикрепленными к ней фрик ционными накладками 59, и расположенные горизонтально полэуны 60, установленные в направляющих 61, смонтированных на боковых стенках средней секции 2.
Добывающий рабочий орган включает нижний черпаковый барабан 62 и оги55 бающую его цепь 63, состоящую из шарнирно соединенных черпаков 64.
Узел установки маневровых 18, погружных 25 и опорных 26 свай !фиг.I) включает направляющие 65 и 66, связанные с несущими конструкцняы дра ги, и пневмокамерные фрикционные зажимы: неподвижный верхний 67 и подвижные 68 и 69. Зажим 66 связан с направляющей 66 гидроцилнндрами 70, а зажим 69 — подвижным резьбовым соединением 71, Зажим 69 имеет вращательный привод (на рисунке не показан).
Драга работает следующим образом.
При очередном зашагивании драги после отработки забоя на нужную глубину рама 9 рабочего органа 7 цилиндрами t! механизма подъема поднимается в верхнее положение. Зашагивание драги может производиться из любого положения ее в забое и в любом направлении в пределах зоны D перемещения маневровых свай 18 (фиг.1). Для этого сваи 18 гидроцилиндрами 19 устанавливаются в положение, определяемое направлением и величиной заданного перемещения, н погружаются в грунт (отвалы). Затем поднимаются сваи
2S и 26, и цилиндрами 19 драга перемещается s нужное положение. Цилиндрами 20 и 21, связывающими в совокупности с тягами 22 и 23 среднюю секцию 2 с хвостовой 1, хвостовая секция вращением на шарнире 24 устанавливается в нужное положение. Затем опускаются сваи 25 и 26, поднимаются сваи 18, и драга готова к отработке очередного забоя ° В случае, если перемещение драги оказалось недоста" точным, описанный процесс повторяется. При этом сваи !8,25 и 26 опускаю" ся и поднимаются следующим образом. В верхнем нерабочем положении сваи удерживаются зажимами 67 (фиг.б) жестко закрепгенными в направляющих
65, Перед опусканием сваи подвижный зажим 68 выдвигается гидроцилиндрами 70 в верхнее положение и захватывает сваю. Зажим 67 размыкается, а зажимы 68 гидроцилиндрамн 70 опускаются в нижнее положение. Включается привод вращения зажима 69, которьй, вращаясь относительно направляющей
68 в резьбовом соединении 71 поворачивает и одновременно поднимает сваю, вытаскивая ее из отвалов. Затем замыкается зажим 68, размыкается зажим 69 и гидроцилиндрами 70 свая поднимается. В поднятом положении свая удерживается зажимом 67, Отработка очередного забоя после эамачивания осуществляется известным послойным способом, При этом переме883245
30 щение драги по з-:бою при отработке очередногс слоя осуществляется гидроцилиндрами 20 и 21, которые поворачивают среднюю 2 и связанную с ней носовую 3 секции относительно уста- 5 нсвленной на отвалах хвостовой секции 1 вокруг шарнира 24. Для отработки очередного слоя рама 9 с рабочим органом 7 опускается цилиндрами !! механизма подъема.
t0
При этом изменяется положение центра тяжести носовой секции и она стремится изменить свое положение на плаву {дифференцировать) .
Для обеспечения возможности свобод- 15 кого дифферента носовой секции при опускании (подъеме) рабочего органа
7 с рамой 9, непосредственно перец включением механизма подъема рамы в камере пневмсшины 58 (фиг.4) фрик- 20 ционных зажимов 17 (фиг.!) снижается давление воздуха и, следовательно, :ила прижатия фрикционных накладок
59 к ползуну 60. Это позволяет переместиться носовой секции 3 относи- 25 тельно средней 2 в вертикальном направлении. По окончании процесса опускания (подъема) рамы 9, давление воздуха в камере пневмоиины 58 опять повышается дс рабочего значения.
Сопротивление грунтов черпанию, в конечном итоге, воспринимается сваями 25 и 26, закрепленными к несуыим конструкциям и хвостовой секции
1,. Псгружные сваи 25 воспринимают .: сризонтальные, а опорные сваи 26
;;.-..ðòèêàëüêûå составляющие усилий черпания.
Для повышения жесткости связи хвостовой секции с отвалами под
40 секцию может подсыпаться эфельная или галечная фракция отработанных пород (хвссты до тех пор, пока секция несядет на отвалы). При увеличении сопротивления черпанию носовая сек45 ция 3, перемещаясь в направляющих
61 (фиг.4), откатывается на среднюю секцию ?, сжимая пружины 15 (фиг. 1 и 2) и перемещая полый поршень 3! амортизатора 16. Цилиндр 30 жидкостью в подпоршневом пространстве, давление которой ограничивается клапаном 36, удерживается при этом не-псдвижгным, и жидкость из цилиндра
30 через клапаны 32 дросселирует
55 в полость поршня 3i до некоторой сте-, пени заполнен-.ую газом, гася упругие колебания. При уменьшении сопротив. ;ения черпанию носовая секция 3 накатываетсн на забой силой сжатых пружин 15, а жидкость из поршня 3! под действием давления сжатого газа через клапаны 32 переливается в цилиндр 30. В случае встречи черпаками труднспресдолимст с или непреодолимого препятствия носовая секция
3, откатываясь на среднюю 2, полностью сжимает пружины 15. При этом давление жидкости в полости 41 цилиндра 34 превьппает величину, установленную клапаном 36 и жидкость через клапан Зб, клапан 33, дроссель
37 и золотник 40 дросселирует в сливную магистраль системы, поглощая избыток кинетической энергии главного привода. Одновременно с началом двкжения цилиндра 30 срабатывает датчик 57 перемещений. Сигнал от датчика передается в систему управления шинопневматической муфтой 54 (фиг.З) регулирующей передаваемый главным приводом момент на вал 48 рабочего органа. Давление воздуха в муфте снижается до минимального, обеспечивающего прсворачивание центрального колеса 53 планетарной передачи. Планетарная передача получает при этом вторую степень свободы, вращаются вал с колесом 49, сателлиты и цент ральное колесо 53, а водило 50 и связанный с ним вал 52 останавливаются, Вал 52 и связанный с ним через редуктор вал 48 привода рабочего органа находятся при этом год нагрузкой, определяемой моментом сопротивления вращению центрального колеса 53. Полый поршень 37 перемешается в цилиндре 30 до остановки секции 3 или до освобождения застспоренного черпака (ковша). На фиг.5 показана схема перемещений нижнего черпаксвого барабана 62, огибающей его цепи 63 и застопоренногс черпака 64 для трех возможных случаев стспсрения: при угле стопорення Р =0, ф(О и,8) 0 . Возможные горизонтальные перемещения d нижнего барабана 62 до момента освобождения застопоренного черпака
64 находятся в пределах шага 6 t установки черпаков (ковшей) на барабане. Возможные вертикальные перемещения П барабана находятся в пределах
4w A (!-cosgjg). Амсртиз аторы
16 должны обеспечивать относительные горизонтальные перемещения носовой
3 и средней 2 секций в пределах не меньших шага 1
83245
Формула изобретения
9 8
Вертикальные перемещения р компенсируются упругими деформациями. В исходном положении носовая секция 3 возвращается давлением жидкости, поступающей иэ гидросистемы через золотник 40, обратный клапан 39, отверстие 32 в подпоршневое пространство цилиндра 30, и силой сжатия пружин 15. Шарнирное крепление цилиндра 34 цапфами 29 и сферический шарнир: наконечник 42 — подушка— допускают возможность вертикальных относительных перемещений носовой
3 и средней 2 секций в ограниченных пределах (в пределах статических дифферентов) .
Внедрение предлагаемой драги позволит повысить эффективность разработки труднодрагируемых россыпей.
l. Драга, включающая носовую, среднюю и хвостовую плавучие секции с опорными сваями, несущие конструк- ции, добывающее устройство, состоящее из рабочего органа с черпаками уста" новленного на раме, шарнирно присоединенной к несущей конструкции и механизм подъема, привод рабочего органа, отвалоформирующее устройство, содержащее отвальный транспортер с несущей фермой, маневровое устройство с маневровыми сваями и механизм угловых горизонтальных перемещений драги в забое, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения эффективности разработки россыпей, путем снижения удельной энергоемкости добычи, средняя секция шарнирно связана с хвостовой с возможностью относительных угловых горизонтальных перемещений, при этом средняя секция охватывает носовую, а хвостовая секция оборудована сваями для ее эаякоривания..
2. Драга по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что носовая секция закреплена к средней посредством зажимов и демпфирующих устройств, включающих пружины и амортизаторы, с возможностью относительных горнзоитальных перемещений в пределах шага установки черпаков на рабочем органе.
3. Драга по п.2, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что амортизаторы выполнены с последовательно соединенными рабочими ступенями, а упругие элементы установлены параллельно с первыми и последовательно со следующими ступенями амортизаторов, при этом последние ступени амортизаторов выполнены в виде гидросистемы и гидравлических цилиндров, подпоршне-
5 вая полость которых соединена со спивной и нагнетающей линиями соответствующей гидросистемы.
4. Драга по п.2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что зажимы снабжены системой регулирования силы прижатня.
5. Драга по п.l, о т л и ч. а ю— щ а я с я тем, что механизм подъема рамы рабочего органа выполнен в виде системы шарнирно соединенных тяг
1 и гидроцилиндров, связывающий раму с несущей конструкцией носовой секции е б. Драга по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что привод рабочего
20 органа снабжен ограничительно-разъединяющим устройством и датчиком нагрузки, установленным между носовой и средней секциями драги параллельно амортизаторам.
25 7. Драга по. п.5, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве датчика нагрузки использован датчик перемещений.
8. Драга по п.l о т л и ч а юзв щ а я с я тем, что маневровые сваи смонтированы на средней секции и соединены с несущими конструкциями гидроцилиндров, а механизм угловых перемещений связан с хвостовой секцией драги
9. Драга по п.7, о т л и ч а ющ а я с я тем, что механизм угловых перемещений включает систему шарнирно-соединенных тяг и гидроцилиндров
40 с прив одами °
10. Драга по п. l, о т л и ч а ющ а я с я гем, что сваи установлены в направляющих с подвижными и непод4 вижными зажимами с приводюпки устройствами.
l1. Драга по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что рама рабочего органа дополнительно закреплена предварительно напряженньпж растяжками, связывающими нижний конец рамы с несущими конструкциямн носовой секции и закрепленными на ней саосно с верхROAM PBMM i
12. Драга по н.1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения условий размещения свай хвосто11
1 )
883245 вой секции, отвальный транспортер выполнен с верхним расположением
Фермы.
Источники информации, принятые во внимание при.экспертизе
1. Патент Франции N 2250861, кл. Е 02 F 3/00, опублик. 1975.
2. Лешков В.Г. Дражные работы на россыпях глубокого залегания, 5 И., "Недра", 1964, с.19 (прототип).
883245
Составитель P. Адиатулина
Редактор Т. Киселева Техред Э.Фечо . Корректор Г. Назарова
Заказ 10140 41 Тираж 696 Подписное
ВНИИЕИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушскав наб., д. 4/5
Филиал ППЛ Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,