Гидравлическое копир-устройство проходческого щита

Гидравлическое копир-устройство проходческого щита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>937725

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.05.80 (21.) 2966719/22-03 (51)M Кл з с присоединением заявки ¹

Е 21 D 9/08

Государственный комитет

СССР пО делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2306.82. Бюллетень ¹23

Дата опубликования описания 23.06.82 (Щ УДК 622. 232..72:622.26 (088.8), Г.Г.Алексеев, К.И.Зенин, И .Д.фишман, Н.И.Ярсцкий и А.В.Швиченко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ КОПИ Р-УСТРОЙСТВО

ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА

Изобертение относится к горнопроходческой технике, в частности к роторному исполнительному органу проходческого цита, предназначенного по преимуществу для работы по крепким породам.

Известно копир-устройстцр для проходки тоннелей в средних и крепких горных породах, включаюцее гидродомкрат, на ползуне которого крепится электродвигатель с диском.

На диске установлены шарнирно резцы.

Выдвижением гидроцилиндра управляет золотник, взаимодействуюций с кулачком, причем кулачок вращается синхронно с ротором рабочего органа. При прохождении криволинейной выработки во избежание заклинивания оболочки цита при развороте последнего копир-устройство осуществляет дополнительную подработку стенки тоннеля в сторону поворота, придавая сечению выработки форму, приближенную к эллипсу. При вращении ротора золотник взаимодействует с кулачком, в результате чего копир-ин-. струмент выдвигается гидродомкратом из врацаюцегося ротора в определенной точке окружности выработки, снимает стружку на заданную толщину.и на за,данном угле поворота ротора, а затем втягивается в исходное положение.

Указанный цикл повторяется с каждым. оборотом ротора исполнительного органа цита (1).

Недостатками описанного устройства являются сложность и ненадежность его конструкции, обусловленные наличием в забойной зоне, насьхденной пылью и грязью, электродвигателя и шарнирных механизмов, а также ограниченный диапазон применения устройства по фактору крепости пород, так как резцы эффективно работают по породам крепостью 500-600 кгпв-. /cM,Кроме того, один копир-инструмент не обеспечивает необходимой маневренности щита при проходке по крепким породам ввиду ограниченности толщины снимаемой стружки. По указанным причинам эти копир-устройства не нашли практического применения.

Наиболее близким к предлагаемому является гидравлическое копир-устройство проходческого щита, содержащее копир-инструменты и их гидроцилиндры подачи, установленные на роторе, гидронасос, гидрозолотники управления гидроцилиндрами подачи, 937725 кулачок управления гидрозолотниками и соединительные трубопроводы (2).

Недостатком известного копир-устройства является резкое снижение маневренности щита, оснащенного уст" ройством, при проведении криволинейных выработок в крепких породах. так как рабочие грани копир-резцов устан влены на одинаковом расстоянии оТ центра вращения ротора, то толщина стружки, .снимаемой резцами, одинакова дпя обоих резцов и равна величине дополнительной подработки стенки выработки. Допустимая толщина стружки на породораэрушающий инструмент по услсвиям прочности составляет для крепких пород 10-15 мм. В то же вре мя для обеспечения маневренности щита„ в зависимости от радиуса кривизны проводимой выработки, величина подработки стенки выработки должна составлять до 100 мм. В результате этого при проведении выработки. в крепких породах устройство не обес йечивает требуемой величины подработки стенки выработки и поэтому подработка стенки выработки осуществляется буровзрывным способом.

Радиальное смещение копир-инструментов один относительно другого без смещения в осевом. направлении приводит к резкому увеличению нагрузок на один иэ копир-инструментов и поэтому таКое смещение не применяется.

Другой недостаток этого устройства заключается в его сложности, вызванной введением в схему трех компенсаторов, механизма управления, связанного непосредственно с ним гидронасоса с механизмом возвратно-поступательного движения 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 изобретения — повышение маневренности проходческого щита при проведении криволинейной выработки в крепких породах путем увеличения подработки стенки выработки.

Поставленная цель достигается тем что в гидравлическом копир-устройстве проходческого щита с роторным исполнительным органом, содержащем копир-инструменты и их гидроцилиндры подачи, установленные на роторе, гидронасос, гидроэолотники и соединительные трубопроводы, на роторе щита установлено несколько копиринструментов со смещениеммих один относительно другого как в осевом, так и в радиальном направлении, На фиг.1 изображена схема взаимного расположения ротора проходческого щита и узлов копир-устройства, вид со стороны забоя; на фиг.2 " то

<:«e, вид сбоку; на фиг.3 - принципиальная схема копир-устройства на фиг.4 - схема взаимного расположения копир-инструмента при расширении выработки копир-устройством (копиринструменты условно совмещены в одной плоскости).

1 идравлическое копир-устройство о проходческого щита содержит копиринструменты 1-3, соединенные со штоками гидроцилиндров подачи 4-6 и ус10 тановленные на роторе 7 со смещением друг относительно друга в осевом направлении на величину Я, не меньшую максимальной подачи ротора 7 за один оборот.

15 Режущая кРомка копир-инстурмента

1 в выдвинутом положении находится на расстоянии R от оси вращения ротора 7. При этом Rq больше радиуса выработки, пройденной испслнительным органом проходческого щита, на величину h, равную толщине стружки, снимаемой копир-инструментом 1, и не превышающую значения максимальной допустимой толщины стружки..

Копир-инструмент 2 смещен в радиальном направлении относительно копир-инструмента 1 к периферии ротора 7 на величину и и в выдвинутом

)положении его режущая кромка находится на рас тоянии В =В„+Ь от оси вращения ротора 7. Аналогично относительно копир-инструмента 2 смещен в радиальном направлении кспир-инструмент 3, Режущая. кромка которого в выдвинутом положении -находится на расстоянии R от оси вращения ротора 7. Копир-устройство содержит также трубопроводы 8, соединяющие гидроцилиндры подачи 4-6 и гидрозолотники 9-11, управляющие гидроцилиндра40 ми подачи, кулачок 12 управления гидрозолотниками 9-11„ кинематически соединенный с валом 13 исполнительного органа, гидромуфту 14 для передачи рабочей жидкости на вращающийся ротор 7, гидронасос 15, напорный

16 и сливной 17 трубопроводы, соединяющие гидрозолотники 9-11 с гидронасосом 15 и баком с рабочей жидкостью 18, гидроаккумулятор 19, подключенный к напорному трубопроводу 16, и предохранительный клапан

20. Гидравлическая система копирустройства заполнена рабочей жидкостью.

5э

Гидравлическое копир-устройство проходческого щита работает следующим образом.

Рабочая жидкость из гидронасоса

15 по напорному трубопроводу 16 подается на гидрозолотники 9-11. При

6О вращении ротора 7 проходческого щита вращается вал 13 исполнительного органа и соединенный с ним кулачок

12. В результате взаимодействия кулачка 12 и гидроэолотников 9-11 при

65 определенных положениях ротора 7

937725

Формула изобретения Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 117018, кл. Е 21 D 9/06, 1958.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 562650, кл. E 21 0 9/08, 1975, (прототип). очередной гидрозолотник подключает поршневую полость соответствующего цилиндра через гидромуфту 14 к напорному Трубопроводу 16, а штоковую полость - к сливному трубопроводу 17.

Шток гидроцилиндра выдвигается. Ана-5 логично происходит втягивание штоков гидроцилиндров подачи 4-6. При выдви:жении штока одного из гидроцилиндров подачи 4-6 связанный с ним копиринструмент также выдвигается и раз- 10 рабатывает породу по контуру забоя.

Ротор 7 исполнительного органа при этом подается на забой. 3а один оборот ротор 7 подается на забой на велйчину t. Копир-инструмент 1 снима-15 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 осевом направлении на величину $, превышаюшую величину максимальной no" дачи ротора 7 исполнительного органа эа один оборот, то он работает на участке, уже расширенном копиринструментом 1. A 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 расширяет выработку на величину h. Аналогично происходит дальнейшее расширение выработки в 35 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 эа обо- 4() рот, а толщина - величине смещения копир-инструмента относительно предыдущего в радиальном направлении, посТепенно расширяя выработку. В итоге общее увеличение радиального размера выработки в направлении поворота проходческого щита, определяющее его маневренность, равно сумме толщин стружек h, снимаемых 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 ие приводит к снижению маневренности проходческого щита, а расположение копир-инструментов со сдвигом друг:.относительно друга позволяет увеличить величину подработки стенки тоннеля в сторону поворота щита при проведении тоннеля в крепких породах. При применении предлагаемого устройства величина подработки стенки тоннеля не ограничена величиной допустимой толщины стружки, а превышает ее в несколько раз. В результате корпус щита имеет возможность беэ заклинивания развернуться в тоннеле на больший угол-, и маневренность щита значительно превышается.

Гидравлическое копир-устройство проходческого щита с роторным исполнительным органом, содержащее копиринструменты и их гидроцилиндры пода" чи, установленные на роторе, гидронасос, гидрозолотники управления гидроцилиндрами подачи, кулачок управления гидрозолотниками и соединительные трубопроводы, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения маневренности проходческого щита при проведении криволинейной выработки путем увеличения подработки стенки выработки, на роторе щита установлено несколько копир-инструментов со смещением их один относительнодругого как в осевом,так и в радиальном направлении °