Установка для канатно-абразивної різки

Изобретение относится к горным и строительным машинам, в частности к канатным установкам для резки камня, строительных и др уги х конструкций при разборке завалов, в том числе в радиоактивных и недоступных для человека зонах. Известна канатная установка для добычи блоков, включающая канат, приводное устройство, обводные блоки, шасси, направляющие ролики для каната (авт. св. СССР № 1102958. кл. Ε 21 С 47/10, опубл. Бюл. № 26, 1984). Недостатком установки является то, что она смонтирована не как одно целое устройство, а включает два разъединенных блока, что создает сложности при размещении и монтаже на карьере и практически не позволяет использовать установку в стесненных условиях разборки завалов в радиоактивных и недоступных для человека зонах. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности является камнерезная машина (авт. св. СССР № 617602, кл. Ε 21 С 47/10, опубл. Бюл. № 28, 1978, прототип). Камнерезная машина смонтирована на шасси в едином блоке (за исключением зацепления привода подачи), однако в машине используется бесконечный канат, запасованный через приводной и обводные блоки, что не позволяет иметь большую длину каната, а значит приведет к его быстрому износу. Кроме того, конструкция хобота (прямой, направленный только вниз), невозможность пространственного изменения его положения не позволяет использовать установку для резки строительных и других конструкций, а также камня, занимающего различное пространственное положение, в том числе и в зонах, недоступных для человека. Для устранения указанных недостатков необходимо решить основную техническую задачу - обеспечить возможность использования установки для резки камня, блоки которого занимают различное пространственное положение, дая резки строительных и других конструкций при разборке завалов, в том числе в зонах, недоступных для человека, а также возможность повышения износостойкости каната путем увеличения его длины. Для решения поставленной задачи предлагается установка для канатно-абразивной резки, включающая шасси, приводное устройство, обводные блоки, .канат, у которой приводное устройство выполнено в виде лебедки, обводные блоки установлены на Г-образном хоботе, а канат, переброшенный через обводные блоки, двумя концами защемлен на барабане лебедки с возможностью набегания на барабан с разных сторон по диаметру, при этом лебедка и Г-образный хобот установлены на люльке, которая смонтирована в корпусе с возможностью ее поворота в плоскости каната. При этом корпус установлен на поворотном кронштейне с возможностью поворота. Шасси установки оборудовано поворотным устройством, на котором вмонтировано все оборудование. Наличие подвижного соединения барабана лебедки с валом дает возможность продольного перемещения по валу, кроме того на валу выполнена резьба, на которую с двух сторон от барабана до контакта с его торцами навинчены гайки, соединенные с реверсивной люлькой с возможностью про* дольного перемещения. При этом барабан лебедки выполнен из двух полубарабанов, один из которых соединен с валом подвижным соединением с возможностью продольного перемещения по валу, а другой свободно посажен на валу и снабжен муфтой с приводом с возможностью попеременного соединения этого полубарабана или подвижным соединением с валом, или жестко с гайкой. На фиг. 1 схематично изображена описываемая установка; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 по барабану лебедки: на фиг. 3 - запасовка каната; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2, соединение гайки с валом, имеющим резьбу на наружной поверхности; на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 2, свободное соединение с валом полубарабана лебедки; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 2, подвижное соединение полубарабана лебедки с валом; на фиг. 7 - резьба с плоской вершиной профиля; на фиг. 8 - среднее положение барабана на валу; на фиг. 9 - крайнее правое положение барабана на валу; на фиг. 10 - крайнее левое положение барабана на валу; на фи г. 11 - рабочее положение установки с повернутым на 90° кронштейном; на фиг. 12 - вид спереди установки на фиг. 11 с корпусом, повернутым под углом а ; на фиг. 13 - рабочее положение установки при резании возле почвы; на фиг. 14 - транспортное положение установки. Установка смонтирована на самоходном шасси 1 (фиг. 1), на поворотном устройстве 2, которым оборудовано шасси. Поворотное устройство 2 может поворачиваться вокруг оси 3. Канат 4 (фиг. 1,3), который осуществляет резание, запасован через два обводных блока 5, установленных на хоботе 6, и навит на барабан 7. Причем, режущая ветвь 8 (фиг. 3) набегает на барабан лебедки 7 снизу, а холостая ветвь 9 сверху. Концы каната обоих ветвей закреплены на барабане у его краев. Барабан 7 (фиг. 2) посажен на вал 10, который установлен в подшипниках 11 люльки 12 (фиг. 1, 2), подшипниковых узлах 13 корпуса 14 и соединены с гидродвигателем 15, закрепленным на корпусе 14. Вал 10 имеет трехугольный профиль (фиг. 4, 5, 6), образованный тремя лысками 16 и тремя участками цилиндрической поверхности 17. На цилиндрической поверхности вала (на всех трех участках 17) нарезана резьба 18 с плоской вершиной профиля (фиг. 7). На резьбу вала до контакта с торцами барабана с двух сторон навинчены гайки 19 и 20 с поводками 21, в отверстиях которых проходит направляющая 22, жестко закрепленная концами в торцы люльки 12. Барабан 7 состоит из двух полубарабанов 23 и 24 (фиг. 2). Полубарабан 23 посажен на вал 10 с подвижной посадкой по лыскам 16 (фиг. 6) с возможностью перемещения вдоль вала. Полубарабан 24 расположен впритык к полубарабану 23, Он состоит из корпуса 25, и двух жестко соединенных с ним крышек 26 и 27, имеющих на внутренней цилиндрической поверхности шлицы 28. На наружной поверхности гайки 20 также имеются шлицы 29. Корпус 24 свободно посажен на наружную цилиндрическую поверхность гайки 20, которая служит ему опорой скольжения. Крышка 27 свободно опирается на цилиндрическую поверхность 17 вала 10 (фиг. 5). В крышке 27 с зацеплением со шлицами 28 установлены фрикционные диски 30 со шлицами по наружной поверхности и фрикционные диски 31 с внутренними отверстиями трехугольного профиля, которыми они посажены на вал 10 (фиг. 6} с возможностью продольного перемещения на валу. В крышке 26 с зацеплением со шлицами 28 установлены фрикционные диски 32 со шлицами по наружной поверхности и фрикционные диски 33 со шлицами по внутренней поверхности, которыми они посажены на шлицы 29 гайки 20. В корпусе 25 установлен кольцевой плунжер 34 с которым штоками 35 соединено прижимное кольцо 36, на штоки 35 надеты пружины 37. Кольцевой плунжер может контактировать с фрикционным диском 32, а прижимное кольцо 36 - с фрикционным диском 30. Таким образом элементы поз. 26,27,30, 31,32, 33,34,35, 36, 37 представляют собой в совокупности фрикционную дисковую муфту, способную соединять полубарабан 24 подвижным соединением с валом 10 или жестко с гайкой 20. В первом случае оба полубарабана 23 и 24 вращаются вместе с валом 10 как одно целое, в последнем случае полубарабан 23 вращается вместе с валом, а полубарабан 24 не вращается, будучи соединенным жестко с гайкой 20, которая застопорена от вращения поводками 21. Для управления муфтой служит распределитель 38, соединенный с полостью 39 плунжера 34 гибким рукавом 40 и каналом 41 в гайке 20 и каналом 42 в корпусе 25 полубарабана. В полубарабане 24 установлено уплотнение 43. Хобот 6 (фиг, 1) соединен с люлькой 12. Люлька 12 через вал 10 соединена с корпусом 14 с возможностью поворота вокруг оси вала. С торца на люльке 12 (фиг. 1, 2) закреплено зубчатое колесо 44, которое входит в зацепление с шестерней 45, посаженной на валу гидродвигателя 46, установленного на корпусе .14. Корпус 14 (фиг. 1, 2) установлен на поворотном кронштейне 47 на цапфе 48. На корпусе 14 установлено зубчатое колесо 49, входящее в зацепление с шестерней 50, посаженной на вал гидродвигателя 51, установленного на поворотном кронштейне 47. Поворотный кронштейн 47 шарнирно закреплен на поворотном устройстве 2 шасси 1, кроме того, соединен с поворотным устройством 2 посредством гидроцилиндра 52. Самоходное шасси снабжено четырьмя выдвижными аутригерами 53. Установка работает следующим образом. Самоходное шасси подводят в зону работы, выдвигают аутригеры 53 до опоры в грунт (фиг. 1). Поворотом с помощью гидродвигателя 46, шестерни 45 и зубчатого колеса 44 люльки 12 вместе с хоботом 6 доводят режущую ветвь каната до контакта с перерезаемым объектом 54. Включают вращение гидродвигателя 15 (фиг. 2), который через вал 10 вращает барабан 7. Канат 4 наматывается с одной стороны барабана и сматывается с другой. При этом поворотом люльки с хоботом с помощью гидродвигателя 46 через шестерню 45 и зубчатое колесо 44 осуществляет прижатие режущей ветви 8 каната к перерезаемому объекту 54 и постоянную подачу его на перерезаемый объект в процессе резания. В процессе движения каната рабочая ветвь смачивается и посыпается абразивным материалом с помощью устройства 55. Упорядоченная укладка каната на барабан осуществляется путем перемещения барабана на шаг навивки за один оборот в одну и другую сторону. В крайних положениях барабан входит в контакт с концевыми электрическими переключателями 56, которые с помощью гидрораспределителей с электроуправлением реверсируют гидродвигатель 15. В результате барабан начинает вращаться в обратную сторону и перемещается по валу 10 в другом направлении до контакта с другим концевым переключателем 56. Дальше цикл повторяется. Осевое перемещение барабана осуществляется гайками 19 и 20, которые будучи застопоренными от вращения поводками 21 и направляющей 22, перемещаются влево или вправо, в зависимости от направления вращения вала 10, толкая барабан 7 в ту или др угую сторону. Шаг резьбы вала 10 и гаек 19 и 20 равен шагу навивки каната. На фиг. 8 показано среднее положение барабана, при этом режущая ветвь 8 и холостая ветвь 9 каната набегают на барабан (первая снизу, а вторая сверху) под некоторым небольшим углом а/2 (до 3°), что обеспечивает нормальную навивку и прохождение каната по обводным блокам 5. В результате перемещения барабана вправо и влево при вращении вала, он может занимать крайнее правое (фиг. 9) или левое (фиг. 10) положение, однако режущая ветвь и холостая ветвь остаются на месте (относительно хобота). Натяжение каната осуществляется в крайнем правом его положении (фиг. 9), для чего включают на наматывание каната полубарабан 23, а полубарабан 24 оставляют неподвижным. Для этого (до включения наматывания каната) с помощью распределителя 38 подают рабочую жидкость под давлением по рукаву 40 и каналам 41 и 42 в гайке 20 и корпусе 25 в полость 39. Жидкость под давлением перемещает вправо кольцевой плунжер 34, который прижимает фрикционные диски 32 к фрикционным дискам 33, соединяя тем самым полубарабан 25 с невращающейся гайкой 21. Одновременно шток 35 перемещаясь вместе с концевым плунжером 34 вправо, сжимает пружину 37 и перемещает вправо прижимное кольцо 36. Фрикционные диски 30 и 31 теряют контакт между собой, полубарабан 24 отсоединяется от вала 10 (т.е. не вращается при вращении вала и полубарабана 23). После окончания операции натяжения каната, с помощью распределителя 38 полость 39 соединяется со сливом, пружина 37 через прижимное кольцо 36 прижимает фрикционные диски 30 к фрикционным дискам 31, соединяя тем самым полубарабан 24 с валом 10 подвижным соединением. В то же время кольцевой плунжер 34 перемещается пружиной 37 посредством штоков 35 влево, выдавливая жидкость из полости 39 на слив, и освобождая фрикционные диски 32 и 33. Таким образом оба полубарабана 23 и 24, соединившись друг с другом торцами и находясь на одном и том же валу 10 функционируют далее как один барабан 7 лебедки. Путем поворота поворотного устройства 2 шасси, поворота поворотного кронштейна 47 с помощью гидроцилиндра 52 и поворота корпуса 14 с помощью гидродвигателя 51, колеса и шестерни 49, 50 можно установить хобот с режущей ветвью каната в любое пространственное положение, необходимое для перерезания объекта 54, как это показано на фиг. 11, 12, 13, в том числе обеспечивается возможность резать под любым углом а к вертикальной плоскости (фиг. 12). В транспортном положении хобот устанавливают п утем поворота люльки с помощью гидродвигателя 46, как это показано на фиг. 14. Таким образом, предлагаемая конструкция установки позволяет производить резку блоков камня и строительных конструкций (при разборке завала) при любом их пространственном положении. Установка смонтирована в едином блоке, что позволяет использовать ее при автоматизирован-: ном дистанционном /правлении в зонах, недоступных для человека (например, радиоактивных). Использование реверсивной лебедки в качестве приводного устройства для каната позволяет принять в канатной установке практически любую длин у каната, и соответственно повысить его долговечность. В институте НИПИокеанмаш разработана установка предлагаемой конструкции на стадии техпредложения для использования ее при разборке завалов внутри помещений (в объекте "Укрытие", Чернобыльская АЭС), выполнены предварительные расчеты, подтверждающие работоспособность.