Гірнича навантажувальна машина

Гірнича навантажувальна машина, що містить гусеничне шасі у складі привідних гідродвигунів, гусеничних візків і рами, розміщену на шасі поворотну опору, яка включає телескопічну стрілу з гідроціліндрами телескопічного та радіального переміщення стріли та знімний елемент, при цьому гідродвигуни і гідроциліндри оснащені спуско-гальмівними клапанами, а також машина містить засоби енергозабезпечення у складі 3 тання його тягових можливостей, обмеженість подальшого розширення сфери використання, також вірогідність аварійних ситуацій при використанні машин на похилих виробках. Перший недолік зв'язаний з тим, що напірне зусилля робочого органу машини на штабель зірваної породи, при наповненні ковша (зачерпуванні), створюється за рахунок зусилля гусеничного ходу і постійній його роботі в навантажувальному циклі. Як відомо згідно досліджень і даних літератури [4] , коефіцієнт зчеплення (тертя) пари "гусеницяпорода" в нерухомому стані вищий-а 1,5...1,8 разів проти величини рухомого варіанту. Останнє (нерухомість - робота машини "стоячи") дозволяє при меншій масі машини мати більшу продуктивність. Інші недоліки, з вище названих, зв'язані з відсутністю конструкторських рішень щодо подальшого оснащення допоміжними пристроями та у відсутності впливу на операції руху машини вниз по похилій виробці та спуску стріли (ковша) з вантажем - інтенсифікаторів гальмування. Вказані недоліки відсутні в навантажувальних машинах [5, 6]. Перша із них обладнана рухомою в продольному напрямі, телескопічною стрілою, що дозволяє створювати напорне зусилля робочого органу на штабель породи при нерухомій машині, тобто без переміщення гусеничного ходу. Друга - передбачає розширення функціональних можливостей за рахунок "быстрого разъема различных приспособлений (Quick Data - chable Systam)" [6]. Але обидві машини не дозволяють безпечно працювати на похилих виробках, так як не мають контрольно-керованої системи гальмування і обмеження прискорення при спуску вантажу та русі машини по похилому вниз. На виставці "Вугілля 2004" (вересень 2004 р., м. Донецьк) фірмою Hazeman (Німеччина) надана інформація про типорозмірний ряд навантажувальної машини з боковим розвантаженням ковша для гірничої промисловості та тунелебудівництва, в якій, згідно рекламному проспекту "устраняется ускорение, возникающее в результате провисной силы отбора мощности" [7]. Досвід експлуатації вказаних машин КЗ 12 та ДН 250 (ф."Дайльман Ханіель") в умовах шахт "ім. Засядько" та "Краснолиманська" (обидві Донецька обл.) виявив ряд конструктивних і експлуатаційних недоліків на фоні високої ціни виробу. А саме: низька надійність гусеничного ходу машини та її гідравлічного приводу, обмеженість функціональних можливостей та необхідність мати в обмеженому перетину виробки допоміжну машину для механізації робіт по закріпленню виробки при проходці в складних гірничогеологічних умовах та тунелебудівництва включаючи виробки метрополітену (закріплення тюбінгами, бетонування затюбінгових порожнин, інше). Найбільш близьким із відомих рішень по технічній суті, показникам призначення, конструктивним складовим частинам, функціональним можливостям, сфери використання з урахуванням забезпечення вибухобезпечних умов експлуатації, можливостей роботи на похилих виробках, інтегральному (модульному) конструюванню відповідає шахтна 13460 4 навантажувальна машина МІЖ 1600 [8]. Вказана машина включає гусеничне шасі у складі 2-х гусеничних візків, кожен із яких оснащений редуктором, гідромотором та стояночним гальмом, рами, елементів з'єднання, також поворотну платформу, розміщену на рамі шасі, яка містить телескопну стрілу і ківш, оснащених гідроціліндрами підйому, повороту та телескопічного переміщення стріли, підйому і нахилу ковша, при цьому гідродвигуни та гідроціліндри оснащені спускогальмівними клапанами, також засоби енергозабезпечення у складі трипоточного насосного агрегату, його привідного електродвигуна з розподільним редуктором, гідробаку, системи охолодження робочої рідини, електрообладнання, системи електрогідрокерування з пультом управління і кріслом машиніста. Останні розміщені під захисним козирком в трубно-рамчатій об'ємній конструкції. До основних конструктивних недоліків відомої машини [8], взятої за прототип, відносяться: - закріплення ковша до телескопічної стріли без можливості його швидкого зняття, що обмежує використання машини у виробках із специфічними технологічними особливостями (закріплення тюбінгами, насичення техніки, складність розминовок); - при використанні ковша як монтажного помосту вигнуті та слизькі поверхні, згідно інструкції використання повинні прикриватись дерев'яними щитами. Останнє збільшує підготовчі та заключні роботи при ведені монтажних робіт і створює умови порушення безпеки праці; - згідно [8] на машині «...отсутствует механизация бурения шпуров... Для этих целей в МПК1600 целесообразно иметь навесное бурильное оборудование» та інші види технологічного оснащення. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності машини за рахунок підняття її коефіцієнта використання і розширення сфери застосування, які досягаються збільшенням функціональних можливостей за рахунок конструктивного забезпечення. Поставлена задача вирішується тим, що гірнича навантажувальна машина, що містить гусеничне шасі у складі привідних гідродвигунів, гусеничних візків і рами, розміщену на шасі поворотну опору, яка включає телескопічну стрілу з гідроціліндрами телескопічного та радіального переміщення стріли та знімний елемент, при цьому гідродвигуни і гідроциліндри, оснащені спуско-гальмівними клапанами, а також машина містить засоби енергозабезпечення у складі трипоточного насосного агрегату, його привідного двигуна, гідробака, гідросистеми і системи електро- та гідрокерування, а також пульт керування і крісло машиніста, розміщені під захисним козирком, яка додатково оснащена швидкороз'єднувальним пристроєм, розподільником гідропото-ку, трапом та площадкою монтажника, як знімний елемент використовується ківш з гідроциліндрами його підйому і нахилу або маніпулятор, який містить кронштейн, обертач, рукоять з гідроциліндром телескопа, гідроциліндри радіального довороту маніпулятора, при цьому розподільник потоку, з'єднаний з насосним агрегатом та гідроциліндрами обертача і рукояті, а гідро 5 циліндр нахилу ковша, підключений з можливістю заміни його на гідроциліндри радіального довороту маніпулятора. Завдяки новим конструктивним лементам у складі пропонованої гірничої навантажувальної машини забезпечується універсальність її використання, скорочення тривалості підготовчозаключних робіт при переході з режиму навантаження на режим монтажу (і навпаки) та інших технологічних операцій при прохідці різноманітних гірничих виробок, підвищення безпеки робіт, що сукупно обумовлює зниження експлуатаційних витрат і підвищення коефіцієнта використання машини. Порівняльний аналіз запропонованого технічного рішення з відомим рівнем техніки не виявив там впливу на пропоновані доповнення досягнення технічного результату, до того ж машина набула потенційних можливостей обурювання забою, в тому числі під анкерне кріплення, оборки заколів, торк-ретрування стінок виробки, піддирання підошви виробки і інше. Таким чином, запропонована корисна модель вповідає вимогам патентно здатності та як є новою і промислово придатною. Запропонована корисна модель призначена для використання у гірничодобувній галузі, здійснена за допомогою відомих комплектуючих виробів (гідравлічних та електричних двигунів, гусеничних візків, гідроапаратури і матеріалів, які пройшли промислову апробацію та серійно виготовляються вітчизняною промисловістю), також обґрунтованих методів і при її реалізації у складі машини МПК 1600М забезпечили досягнення прагматичного результату, що вбачали автори, тобто відповідає вимогам промислової придатності. Суть корисної моделі пояснюється рисунками (Фіг.1, Фіг.2) та описом взаємодії її складових елементів. На Фіг.1 зображена пропонована гірнича навантажувальна машина з ковшем та швидкороз'єднувальним пристроєм, на Фіг.2 та сама машина з оснасткою для розширення функціональних можливостей та сфери використання - для тюбінгопостановки. Машина має гусеничне шасі 1 у складі привідних гідродвигунів 2, гусеничних візків 3, рами 4 та поворотної опори 5. На опорі 5 розміщена телескопічна стріла 6 з гідроциліндрами телескопічного 8 та радіального 9 і 10 її переміщення. На опорі 5 розміщено знімний елемент, який в залежності від функціонального використання машини в своєму складі має ківш 7 з гідроциліндрами його підняття 11 і нахилу 12, або маніпулятор. Останній містить кронштейн 25, обертач 26, рукоять 23 з гідроциліндром телескопа 24, гідроциліндри 27 радіального довороту обертача 26 маніпулятора. Гідродвигуни і гідроциліндри оснащені спускогальмівними клапанами 13. Крім того, машина має засоби енергозабепечення у складі трьохпоточного насосного агрегату 14, його приводного двигуна 15, гідробака 16, гідросистеми 17, системи електро- та гідрокерування 18, також - пульт керування 19. Для машиніста машини передбачено крісло 20, яке розміщене в середині машини під захисним козирком 21. Також до складу машини входять 13460 6 швид-коз'єднувальний пристрій 22, захват вантажу 28, ділильник 29 гідропотоку, трап 30 і площадка монтажника 31. Охолодження робочої рідини гідросистеми виконує вентилятор 32. В свою чергу, ділильник 29, з'єднаний з насосним агрегатом 14 і обертачем 26 маніпулятора і гідроциліндром 24 телескопа, а гідроциліндри 27 радіального довороту обертача 26 при зміні функцій машини підключають до гідросистеми 17 замість гідроциліндра 12 нахилу ковша. Взаємодію елементів машини в залежності від функцій призначення виконують наступним чином. Після підключення машини до шахтної електричної та водяної мереж (останню використовують для пилоподавлення) машиніст запускає засоби енергозабезпечення, виконуючи при цьому необхідні організаційно-технічні дії в частині забезпечення безпеки навантажувальних робіт (подається звуковий сигнал, включення пилоподавлення, освітлення робочої зони і інше). При роботі машини в навантажувальному циклі ківш закріплено на телескопічній стрілі 6 через швидкороз'ємний пристрій 22. Насосний агрегат 14 видає кожним із своїх насосів три гідропотоки: два силових, які використовуються для руху машини із задією гідродвигунів 2, та маніпуляцій стрілою і ковшем із задією гідроціліндрів 8,9,10,11,12; а третій гідропотік - для формування керуючих команд вказаними гідродвигунами та ціліндрами, а також управління гальмами, і приводу вентилятора охолодження робочої рідини 32. При невключені використачів гідроенергії насосний агрегат працює в режимі зливу. Машиніст, знаходячись в кріслі 20, через пульт електро- і гі-дрокерування приводить в дію шасі та робочий орган машини. Телескопічна стріла 6 забезпечує ковшу 7 підняття та опускання, поворот вліво-вправо, рух вперед-назад, його наповнення та повернення у початкове чи інше положення. Заповнення ковша виконується сумісною дією двох рухів - поступального вперед з допомогою гідроциліндра 8, та підйому ковша з допомогою циліндра 11. Ківш, занурюючись у штабель, виконує складний поступально-радіальний рух в породі, а його наповнення проходить при мінімальних зусиллях. Після наповнення ковша дією гусеничного ходу машина переміщується до транспортного засобу і розвантажує ківш в нього. Після розвантаження ковша машина переміщається до штабеля породи і цикл повторюється. При роботі машини на горизонтальній та похилій виробці або при технологічній необхідності находження ковша 7 в піднятому положенні на штокові та поршневі порожнини кожного із гідроціліндрів і гідродвигунів задіяні спускогальмівні клапани 13. Останні виконують роль запірних клапанів, що утримують підняті механізми і одночасно регламентують швидкість руху машини чи її стріли відповідно до величини надходження робочої рідини незалежно від дії сили земного тяжіння. По закінченню перевантаження породи при необхідності кріплення виробки, наприклад тюбінгами, від'єднують гідроціліндр 12 нахилу ковша 7 від гідросистеми 17. Далі використовуючи швидкороз'ємний пристрій 22 ківш 7 відокремлюють від 7 телескопічної стріли 6, а на його місце з використанням пристрою 22 і кронштейна 25 навішують маніпулятор і з площадкою монтажника 31. Обертач 26 та гідроціліндри 24 і 27 підключають до гідросистеми машини 17. При цьому використовуються пульт керування 19 та ділильник гідропотоку 29. Останній необхідний для дольового (часткового) використання одного із силових гідропотоків для живлення гідроціліндрів установника тюбінгів з метою забезпечення точності монтажу. Таким чином, породонавантажувальна машина оперативно трансформується в тюбінгопостановщик. Далі машиніст машини, використовуючи обертач 26 і рукоять 23, підводить захват вантажу 28 до платформи, на якій підвезено тюбінги. З допомогою монтажника тюбінг закріплюється у захваті, а машиніст використовуючи обертач 26 і необхідні гідроціліндри та хід машини подає тюбінг в задане місце монтажу тюбінга. Монтажник, піднявшись по трапу 30 на площадку 31 введе тюбінг в технологічне зачеплення з іншими елементами кріплення. Далі процес циклічно повторюється. При кріплені нижньої частини виробки монтажник діє без застосування трапа 30 та площадки 31. 13460 8 Джерела інформації 1. Гидрофицированная погрузочная машина МПК-3. «Уголь Украины», 1983, №12, с. 26-27. 2. Погрузочная машина МПКЗТ с боковой разгрузкой ковша. «Безопасность труда в промышленности». 1984, № 8, с. 31. 3. SU 1010294 E21F 13/00, 07.04.83, Бюл.№ 13. 4. Б.М.Яворский и А.А.Детлаф. Справочник по физике, М., «Наука», 1968, с. 53-54. 5. Новий навантажувач на гусеничному ходу, New crowler mounfd loader. Mining. Mag., 1988, № 3, с 222 - 224. 6. Погрузочно-доставочная машина с ковшом для боковой погрузки, устройством для быстрого разъема, приводимая электродвигателем типа 92IE. Р.Ж. «Горное дело», 1987, № 5, с. 80. 7. Погрузочная машина с боковой разгрузкой ковша для туннелестроения и горных работ. Рекламный проспект фирмы HAZEMAK & EPR GmbH, 2004, Brokway 75 D-48249 Dulmen. 8. Шахтная погрузочная машина МІЖ 1600 БУЯН, Брагин В.П. и др., «Уголь Украины», 2002, № 9, с. 15-20. 9 Комп’ютерна верстка Д. Дорошенко 13460 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601