Бурошнекова машина

Реферат: Бурошнекова машина містить раму (1) машини з розміщеними на ній гідроциліндрами розпору (2) й орієнтації (3), установлений на напрямних (4) привід обертача, який містить електродвигун (5), основний (6) і поворотний (7) редуктори, механізм подачі (14) та механізм повороту (14) шнекового бура (11). Новим є те, що вал ротора електродвигуна (5) розташований паралельно поздовжній осі шнекового бура (11). Додатковий поворотний редуктор (7) розташований з боку, протилежного напрямку буріння, а його вихідний вал (8) розташований нижче основного редуктора (6), спертий на підшипникову опору (9) і з'єднаний з вихідним шпинделем (10), оснащеним давачем кута повороту (12). Механізм повороту шнекового бура (11) виконаний у вигляді гідродвигуна (13), кінематично зв'язаного через основний (6) або додатковий поворотний (7) редуктор з вихідним шпинделем (10). Використання бурошнекової машини забезпечує буріння свердловин без підривання ґрунту, при цьому виключається плече між вихідним шпинделем і механізмом подачі шнекового бура, виключається конічна передача, виключається пускова муфта ковзання, виключається ручна операція повороту шнекового UA 97831 C2 (12) UA 97831 C2 постава в зручне для розкриття замкових з'єднань положення, знижується ширина машини за рахунок горизонтального компонування електродвигуна й усунення пускової муфти ковзання. UA 97831 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничої справи й призначений для виїмки корисних копалин пологого й похилого залягання. Відома бурошнекова машина, яка містить виконавчий орган, два гвинтових конвеєри, приводну частину, що складається з верстата подачі із обертачами й пристрою складування секції гвинтових конвеєрів (Морев А.Б., Котлярский И.А., Мудряк В.А. Бурошнековые установки для выемки угля. - М.: Надра, 1973. - С. 118, рис. 48, 49). Недолік відомого технічного рішення полягає в тому, що поздовжня вісь обертачів розташована перпендикулярно поздовжній осі машини. Тому для передачі крутного моменту від обертачів до гвинтових конвеєрів використовується циліндроконічний редуктор. Конічні зубчасті пари знижують надійність редуктора, обмежують крутний момент на валу шнекових конвеєрів. Це призводить до обмеження довжини свердловин, зниженню продуктивності машини. Найбільш близькою до винаходу по технічній суті й досягуваному результату, є бурошнекова машина, що містить раму машини з розміщеними на ній гідроциліндрами розпору й орієнтації, установлений на напрямні рами машини привод обертача, що вміщує електродвигун з'єднаний через запобіжну муфту з основним редуктором, вихідний шпиндель якого з'єднаний зі шнековим буром, механізм подачі й повороту шнекового бура, причому вал ротора електродвигуна розташований перпендикулярно поздовжній осі шнекового бура (Комплекс бурошнековый добычной БШК-2ДМ. Руководство по эксплуатации. ДонУГИ, ГП «Завод им. Малышева», 1999г. БШК-2ДМ.01.00.000 АСБ Машина бурошнековая. Сборочный чертеж. БШК-2ДМ.00.00.000СЗ. Комплекс бурошнековый для маломощных пластов. Схема кинематическая принципиальная). Недолік відомого технічного рішення полягає в тому, що за рахунок перпендикулярно розташованих щодо поздовжньої осі шнекового бура валів роторів електродвигунів, запобіжних муфт і основних редукторів різко збільшилася ширина бурошнекової машини уздовж виробки, що погіршує компонувальні можливості машини, ускладнює проведення робіт з нарощування й скорочення шнекового постава, погіршує можливість транспортування матеріалів через машину за допомогою тельфера. Крім того, перпендикулярне розташування поздовжніх осей вала ротора електродвигуна й шнекового бура спричиняє необхідність застосування конічної передачі в основному редукторі, що знижує надійність основного редуктора й обмежує переданий крутний момент, що спричиняє обмеження довжини свердловин. Недолік відомої бурошнекової машини полягає ще й у тому, що вісь вихідного шпинделя основного редуктора перебуває на значній відстані (до 1000 мм) від ґрунту шару, що вимагає підривання ґрунту виробки на висоту не менше 700 мм. Ця вимога виключає можливість застосування машини для виїмки горизонтальних шарів з виробки, пройдених по гірничогеологічних і гірничотехнічних факторах без підривання ґрунту. Це знижує область ефективного застосування бурошнекової технології. Недоліком відомої бурошнекової машини є неможливість зміни ширини свердловини, що важливо для узгодження ширини свердловини з міцністю вугіль. Через неможливість збільшення ширини свердловини на м'яких вугіллях знижується продуктивність машини. Недоліком бурошнекової машини, взятої як прототип, є й те, що для розмикання й замикання замкових з'єднань шнекового бура необхідно виконувати додаткову ручну операцію по орієнтації з'єднання в монтажне положення, при якому замок на шнекових секціях доступний для замикання й розмикання. Необхідність такої операції обумовлена довільним позиціонуванням обертового шнекового бура при відключенні електродвигуна обертача. Поворот шнекового бура збільшує тривалість циклу буріння, знижує продуктивність. В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення конструкції бурошнекової машини, в якій у результаті того, що привод обертача оснащений додатковим поворотним редуктором, а вал ротора електродвигуна розташований паралельно поздовжній осі шнекового бура й зв'язаний через основний редуктор з поворотним редуктором, причому механізм повороту шнекового бура виконаний у вигляді гідродвигуна кінематично зв'язаного через основний або додатковий поворотний редуктор з вихідним шпинделем, оснащеним давачем кута повороту, а додатковий поворотний редуктор установлений з боку, протилежного напрямку буріння, при цьому вихідний вал додаткового поворотного редуктора розташований нижче основного редуктора й спертий з боку шпинделя на підшипникову опору. Запропоновані конструктивні рішення бурошнекової машини забезпечують розширення області її застосування, включаючи горизонтальні пласти, по яких пластові виробки пройдені без підривання ґрунту, зниження її ширини й витрат часу на виконання операції з'єднання (роз'єднання) шнекового бура, підвищення надійності роботи машини й ефективності бурошнекової технології. 1 UA 97831 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Для рішення поставленої задачі в бурошнековій машині, яка містить раму машини з розміщеними на ній гідроциліндрами розпору й орієнтації, привід обертача, який встановлений на напрямні рами машини, електродвигун якого з'єднаний з основним редуктором, а вихідний шпиндель якого з'єднаний зі шнековим буром, механізм подачі та механізм повороту шнекового бура, відповідно до винаходу, привод обертача оснащений додатковим поворотним редуктором, а вал ротора електродвигуна розташований паралельно поздовжній осі шнекового бура й зв'язаний через основний редуктор з додатковим поворотним редуктором, причому механізм повороту шнекового бура виконаний у вигляді гідро двигуна, кінематично зв'язаного через основний або додатковий поворотний редуктор з вихідним шпинделем, оснащеним давачем кута повороту. Поставлена задача вирішується також за рахунок того, що додатковий поворотний редуктор встановлений з боку, протилежного напрямку буріння. Крім того, поставлена задача вирішується за рахунок того, що вихідний вал додаткового поворотного редуктора розташований нижче основного редуктора й спертий з боку шпинделя на підшипникову опору. Нижче наведені причинно-наслідкові зв'язки між істотними ознаками винаходу, що заявляється, і технічним ефектом, що досягається. Оснащення привода обертача додатковим поворотним редуктором, установленим з боку, протилежного напрямку буріння й розташування його вала нижче основного редуктора дозволяє знизити висоту осі шпинделя щодо ґрунту, що виключає проведення робіт по підриванню ґрунту, розширює область застосування бурошнекових машин на свердловини з нульовою підривкою. З іншого боку, шляхом зміни кута нахилу поворотного редуктора змінюється й міжосьова відстань між гілками шнекового бура, що дозволяє легко адаптувати застосування бурошнекової машини до міцності вугільного пласта за рахунок збільшення або зменшення ширини свердловини. Це збільшує продуктивність бурошнекової машини. Розміщення вала ротора електродвигуна паралельно поздовжній осі шнекового бура дозволяє виключити конічну передачу, що підвищує надійність бурошнекової машини, а також скорочує її габарити - ширину. Це поліпшує її обслуговування при монтажно-демонтажних роботах. Зменшення ширини машини сприяє переміщенню матеріалів і встаткуванню через машину за допомогою тельфера. Виконання механізму повороту шнекового бура у вигляді гідро двигуна, кінематично зв'язаного через основний або додатковий поворотний редуктор з вихідним шпинделем, оснащеним давачем кута повороту дозволяє, з одного боку, поліпшити умови пуску в хід електродвигуна, а з іншого боку - здійснити автоматичне позиціонування вала ротора гідродвигуна в положення, при якому виключається додаткова ручна операція по повороту шнекового бура для необхідної орієнтації замкових з'єднань. Поліпшення умов пуску електродвигуна полягає в тому, що заповнений вугіллям шнековий бур спочатку приводять в обертання за допомогою гідродвигуна на зниженій швидкості обертання, на один оберт шнекового бура, що виміряється давачем кута повороту. Це дозволяє виключити пускову муфту. Обертання шнекового бура принаймні на один повний оберт обумовлений тим, що момент спокою шнекового бура містить два складники: момент тертя спокою й момент, обумовлений частковим різанням стінок свердловини лопатами шнеків і підвищеним контактом між стінками свердловини й лопатами шнеків, що виникають при скривленні шнекового бура в процесі буріння (див. Морев А.Б., Котлярский И.А., Мудряк В.А. Бурошнековые установки для выемки угля. М.: Недра, 1973. - С.73, абзац 6). Тому при оберті шнекового бура на 360° і нульовій подачі шнекові лопати повністю по всій довжині підріжуть стінки скривленої свердловини й у такий спосіб при наступних обертах виключається складова різання й підвищеного контактного тертя. Тому після одного оберту шнекового бура відбувається різке падіння моменту тертя спокою до моменту тертя руху й стабілізація сил тертя. Після одного оберту шнекового бура давач кута повороту відключає гідродвигун і включає електродвигун. У результаті знижується навантаження й час при запуску електродвигуна, знижується час впливу пускових струмів на електродвигун, що підвищує надійність бурошнекової машини. Автоматичне позиціонування вала ротора гідромотора здійснюють після вимикання електродвигуна. Електросхема бурошнекової машини автоматично доводить ротор гідромотора до необхідної позиції й на зниженій частоті обертання відключає гідромотор по сигналу давача кута повороту. Тому здійснюється чітке позиціонування замкових з'єднань у необхідне монтажне положення. Це усуває ручну операцію по доведенню шнекового бура в позицію, доступну для 2 UA 97831 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розкриття замкових з'єднань, скорочує час монтажно-демонтажних робіт. Отже, застосування гідродвигуна, кінематично пов'язаного з давачем кута повороту шпинделя, обумовлює одночасно дві якісно нові властивості, характерні бурошнековій машині: м'який і швидкий запуск електродвигуна без пускової муфти й чітке й швидке позиціонування шнекового бура, що виключає ручну операцію по довороту шнекового бура. Пропонована бурошнекова машина ілюструється кресленнями: фіг. 1 - бурошнекова машина, вид позаду; фіг. 2 - вид А на фіг. 1; фіг. 3 - переріз Б-Б на фіг. 1; фіг. 4 - вид А на фіг. 1 при з'єднаному шнековому бурі; фіг. 5 - те ж при крайньому передньому положенні механізму подачі. фіг. 6 - кінематична схема привода бурошнекової машини Пропонована бурошнекова машина містить раму 1 з розміщеними на ній гідроциліндрами розпору 2 і орієнтації 3, привод обертача, встановлений на напрямних 4 і утримуючий електродвигун 5, основний редуктор 6 і додатковий поворотний редуктор 7, вихідний вал 8 якого спертий на підшипникову опору 9 і з'єднаний з вихідним шпинделем 10, з'єднаним зі шнековим буром 11 і оснащеним давачем кута повороту 12, виконаний у вигляді гідродвигуна 13 механізм повороту шнекового бура 11 кінематично зв'язаний через основний 6 або додатковий поворотний редуктор 7 з вихідним шпинделем 10, механізм подачі шнекового бура 14, а вал ротора 15 електродвигуна 5 розташований паралельно поздовжній осі шнекового бура 11. Бурошнекова машина працює в такий спосіб. Перед початком буріння бурошнекову машину орієнтують по напрямку вугільного шару за допомогою гідродомкратів орієнтації 3 і розпирають раму 1 об стінки виробітку гідроциліндрами розпору 2. Для буріння спочатку включають гідродвигун 13 механізму повороту шнекового бура 11. При цьому швидкість обертання вихідного шпинделя 10 встановлюють меншою, чим його швидкість обертання, обумовлена електродвигуном 5. Це дозволяє спокійно робити оббурення неопрацьованого вибою, а також знижує пускові моменти, діючі на основний 6 і додатковий поворотний 7 редуктори. Після виконання на зниженій швидкості мінімум одного оберту шнекового бура 11, установлений на вихідному шпинделі 10 давач кута повороту 12 видає сигнал електросхемі на включення електродвигуна 5 і вимикання гідродвигуна 13, що полегшує пуск у хід під навантаженням електродвигуна 5 знижує пускові струми, дозволяє усунути пускову муфту ковзання. Оскільки вал 15 ротора електродвигуна 5 розташований паралельно поздовжній осі шнекового бура 11, то кінематичний зв'язок між валом 15, основним 6 і додатковим поворотним 6 редукторами здійснюється циліндричними зубчастими передачами, що додатково підвищує надійність за рахунок виключення конічної пари. Розташований з боку, протилежного напрямку буріння, додатковий поворотний редуктор 7 дозволяє за рахунок минаючого нижче основного редуктора вихідного вала 8, спертого на підшипникову опору 9, з одного боку, максимально опустити вісь вихідного шпинделя 10 щодо ґрунту, що виключає підривання ґрунту, а з іншого боку, дозволяє розташувати на одному рівні вихідний шпиндель 10 і механізм подачі 14, крім утворень між ними перекидаючого плеча. Після закінчення буріння кожної секції шнекового бура 11 відключається механізм подачі 14 і електродвигун 5 і автоматично включається гідродвигун 13 механізму повороту шнекового бура 11. Гідродвигун 13 на низьких обертах повертає шнековий бур 11 у положення, зручне для розкриття замкових з'єднань секцій шнекового бура 11. Сигнал на відключення гідродвигуна 13 видається давачем кута повороту 12 вихідного шпинделя 10, що забезпечує чітке позиціонування шнекового бура й усуває ручну операцію по довороту шнекового бура. Для продовження буріння роз'єднують вихідний шпиндель 10 із секцією шнекового бура 11, відводять механізм подачі 14 у бік, протилежний напрямку буріння, доставляють, монтують чергову секцію шнекового бура 11, замикають замкові з'єднання з боку вихідного шпинделя 10 і з боку раніше оббуреної шнекової секції. Далі процес буріння повторюється. Для виймання шнекового бура 11 зі свердловини механізм подачі 14 відводять разом із з'єднаним з ним шнековим буром 11 у бік, протилежний напрямку буріння, розмикають замкові з'єднання на шпинделі 10 і між сусідніми секціями шнекового бура 11, витягають секцію шнекового бура 11 з бурошнекової машини, наприклад, за допомогою тельфера й складують у виробці. Потім подають механізм подачі 14 у бік свердловини до контакту вихідного шпинделя 10 із замковим з'єднанням чергової секції шнекового бура 11, замикають з'єднання й повторюють процес до повного виймання шнекового бура 11 зі свердловини. У такий спосіб використання пропонованої бурошнекової машини забезпечує буріння свердловин без підривання ґрунту, виключається плече між вихідним шпинделем і механізмом подачі шнекового бура, виключається конічна передача, виключається пускова муфта ковзання, 3 UA 97831 C2 5 виключається ручна операція довороту шнекового постава в зручне для розкриття замкових з'єднань положення, знижується ширина машини за рахунок горизонтального компонування електродвигуна й усунення пускової муфти ковзання. У підсумку підвищується надійність роботи бурошнекової машини, розширюється область застосування на шари з нульовим підриванням, підвищується продуктивність праці. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 1. Бурошнекова машина, яка містить раму машини з розміщеними на ній гідроциліндрами розпору й орієнтації, привід обертача, який встановлений на напрямні рами машини, електродвигун якого з'єднаний з основним редуктором, а вихідний шпиндель якого з'єднаний зі шнековим буром, механізм подачі та механізм повороту шнекового бура, яка відрізняється тим, що привід обертача оснащений додатковим поворотним редуктором, а вал ротора електродвигуна розташований паралельно поздовжній осі шнекового бура й зв'язаний через основний редуктор з додатковим поворотним редуктором, причому механізм повороту шнекового бура виконаний у вигляді гідродвигуна, кінематично зв'язаного через основний або додатковий поворотний редуктор з вихідним шпинделем, оснащеним давачем кута повороту. 2. Бурошнекова машина за п. 1, яка відрізняється тим, що додатковий поворотний редуктор установлений з боку протилежного напрямку буріння. 3. Бурошнекова машина за пп. 1 і 2, яка відрізняється тим, що вихідний вал додаткового поворотного редуктора розташований нижче основного редуктора й спертий з боку шпинделя на підшипникову опору. 4 UA 97831 C2 5 UA 97831 C2 6 UA 97831 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7