PL186253B1 - Napęd urabiającego organu górniczego kombajnu ścianowego - Google Patents

Abstract

1. Napęd urabiającego organu górniczego kombajnu ścianowego, usytuowany wewnątrz ramienia kombajnu i zawierający zębate przekładnie przenoszące obrotowy moment napędowego silnika na urabiający organ, znamienny tym, że ma w ciągu zębatych przekładni hydrauliczne sprzęgło (5) usytuowane między pierwszą zębatą przekładnią (8) odbierającą obrotowy moment z silnika (2), a pośrednimi zębatymi przekładniami (9) przekazującymi obrotowy moment do urabiającego organu (10).

Description

Przedmiotem wynalazku jest napęd urabiającego organu górniczego kombajnu ścianowego, który to napęd jest usytuowany wewnątrz ramienia kombajnu i zawiera zębate przekładnie przenoszące obrotowy moment napędowego silnika na urabiający organ, a napędowy silnik jest zamocowany do ramienia.

Znany z polskiego opisu patentowego P 310 370 napęd urabiającego organu górniczego kombajnu ścianowego ma napędowy elektryczny silnik zamocowany do ramienia kombajnu, przy czym oś silnika jest równoległa do osi urabiającego organu. Moment obrotowy napędowego silnika jest przenoszony na urabiający organ układem zębatych, przekładni umieszczonych wewnątrz ramienia kombajnu, przy czym są to zębate koła walcowe o osiach równoległych do osi napędowego silnika. Obroty napędowego silnika są redukowane za pomocą dwóch walcowych przekładni umieszczonych bezpośrednio przy napędowym silniku. Obroty tych przekładni są przenoszone przez trzy zębate koła pośrednie, a następnie redukowane i przenoszone na urabiający organ przez podwójną obiegową przekładnię.

Wadą znanego z polskiego opisu patentowego P 310 370 napędu jest jego sztywność, czyli wszelkie zmiany oporów skrawania, także o charakterze dynamicznym, występujące na urabiającym organie są przenoszone kolejno, bez złagodzeń, przez wszystkie elementy napędu aż na wał napędowego silnika. Urabiający organ ma na obwodzie urabiające noże rozstawione względem siebie w regularnych odstępach, w szczególności na liniach śrubowych. W czasie obrotu urabiającego organu wokół jego osi urabiające noże kolejno wchodzą w kontakt z urabianą calizną, a zatem w regularnych odstępach czasu następuje uderzenie urabiającego noża o caliznę. Zetknięcie pojedynczego noża z calizną jest nie tylko przyłożeniem dodatkowej siły oporu skrawania do urabiającego organu, ale w tym samym czasie występuje zarazem chwilowe, gwałtowne hamowanie urabiającego organu i wszystkich elementów napędu, czyli pojawienie się w nich dodatkowych dynamicznych sił bezwładności. Przy czym trzeba zauważyć, że hamowane masy są bardzo duże, gdyż urabiający organ i elementy napędu mają duże gabaryty. Praca urabiającego organu i napędu ma więc charakter dynamiczny, przy czym bardzo duże wzrosty obciążenia o charakterze uderzeniowym występują zwłaszcza w początkowej chwili pracy urabiającego organu. Elektryczny napędowy silnik przy uruchamianiu osiąga w bardzo krótkim czasie wysokie obroty, od zera do znamionowych. Tym samym urabiające noże, jak i cały urabiający organ i elementy jego napędu, będące w spoczynku, w krótkim czasie osiągają prędkość wynikającą z liczby znamionowych obrotów napędowego silnika. Następuje zatem uderzeniowe obciążenie urabiającego organu i pośredniczących ele186 253 mentów zębatych przekładni ogromną siłą bezwładności. Zjawisko to występuje przy każdym rozruchu kombajnu, a jego skutki nie są niwelowane, poza ograniczonym poślizgiem w elektrycznym napędowym silniku. Silniki te mająjednak tak stromą, charakterystykę, iż jej łagodzące oddziaływanie na dynamiczne wzrosty obciążeń, nie mają większego praktycznego znaczenia.

Celem wynalazku jest napęd tak zbudowany, iż następuje w nim łagodzenie uderzeniowego charakteru obciążeń przy rozruchu i w czasie ciągłej pracy urabiającego organu.

Cel ten osiągnięto przez wbudowanie w napęd hydraulicznego sprzęgła między pierwszą zębatą przekładnią odbierającą obrotowy moment z napędowego silnika, a pośrednimi zębatymi przekładniami przekazującymi obrotowy moment urabiającemu organowi. Korzystnie wspomniane hydrauliczne sprzęgło jest umieszczone w wydzielonej komorze ramienia kombajnu, a komora ta jest bądź wypełniona hydraulicznym medium, bądź jest suchą komorą.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania przedstawiono na rysunku jako podłużny przekrój przez ramię kombajnu mieszczące napęd urabiającego organu.

Do kadłuba 1 ramienia kombajnu jest zamocowany elektryczny napędowy silnik 2. Z wałem 3 silnika 2 jest sprzężona pierwsza zębata przekładnia 8 połączona z wejściowym wałem 4 hydraulicznego sprzęgła 5 ulokowanego w wydzielonej komorze 7 kadłuba 1. Pierwsza zębata przekładnia 8 redukuje obroty napędowego silnika 2 i może to być przekładnia jednostopniowa, dwustopniowa lub bardziej złożona. Wyjściowy wał 6 hydraulicznego sprzęgła 5 jest połączony z pośrednimi zębatymi przekładniami 9 przekazującymi obrotowy moment przez obiegową przekładnię 12 do urabiającego organu 10. Urabiający organ 10 ma zewnętrzny zarys walcowy, na którym są rozmieszczone urabiające noże 11 równomiernie na liniach śrubowych rozciągających się wzdłuż pobocznicy organu 10.

Napędowy silnik 2 przez pierwszą zębatą przekładnię 8, hydrauliczne sprzęgło 5 i pośrednie zębate przekładnie 9 obraca urabiający organ 10, który jednocześnie jest przemieszczany ruchem postępowym wzdłuż górniczego wyrobiska wraz z całym kombajnem. Urabiające noże 11 poruszają się zatem względem urabianego minerału po liniach krzywych na przemian wchodząc w styczność z urabianą calizną i opuszczając strefę urabiania. Wejście każdego urabiającego noża 11 w styczność z urabianą calizną, przy dużej prędkości noża 11 i dużej masie urabiającego organu 10 wywołuje pojawienie się uderzenia w całym napędzie urabiającego organu. Obciążenie napędu ma więc charakter pulsujący ze zmieniającą się wartością szczytowych sił w zależności od zmieniającej się twardości urabianego minerału. Amplituda uderzenia noża 11 wchodzącego w styczność z urabianą calizną jest łagodzona przez inne noże 11, które w tym momencie już urabiają minerał lub właśnie kończą skrawanie i opuszczają strefę urabiania. Gwałtowność zmiany obciążenia napędu jest dużo większa, gdy urabiający organ 10 rozpoczyna urabianie. Swobodnie obracający się organ 10 w chwili jego uruchomienia ulega gwałtownemu hamowaniu po dosunięciu go do urabianej calizny, bo wówczas dochodzi do zagłębiania się w urabiany minerał jednocześnie kilkunastu urabiających noży 11. Nagłe pojawienie się sił skrawania na urabiających nożach 11 w połączeniu z hamowaniem dużej masy urabiającego organu 10 obracającego się i przemieszczanego wzdłuż wyrobiska oraz hamowanie mas zębatych przekładni 12 i 9, wywołuje duże i uderzeniowe obciążenie całego napędu, a więc uderzeniowe obciążenie zębów kół zębatych obiegowej przekładni 12, przekładni 9 i 8, a także łożysk. Pojawia się jednocześnie gwałtowne hamowanie dużej masy wirnika elektrycznego silnika 2. Złagodzenie szczytowych wielkości tych uderzeń następuje w hydraulicznym sprzęgle 5, w którym wystąpi poślizg, to jest powstanie różnicy obrotowej prędkości wyjściowego wału 6 względem obrotowej prędkości wejściowego wału 4. Istotne jest tu usytuowanie hydraulicznego sprzęgła 5 w łańcuchu elementów napędu. Obrotowy moment napędowego silnika 2 jest zwielokratniany przez zębate przekładnie 8, 9 i 12 i osiąga maksymalną wartość na urabiającym organie 10. Hydrauliczne sprzęgło 5 wbudowane do napędu musi mieć rozmiary odpowiednie do przenoszonego obrotowego momentu. Umieszczenie hydraulicznego sprzęgła 5 na końcu łańcucha elementów napędu, czyli przy urabiającym organie 10 oznaczałoby konieczność stosowania sprzęgła o dużych gabarytach, co powodowałoby zwiększenie poprzecznych rozmiarów kadłuba 1 ramienia w miejscu zabudowania sprzęgła. Byłoby to szczególnie niekorzystne, bo kadłub 1 ograniczyłby przestrzeń przez którą urobek ładuje się na ścianowy przenośnik, co ma miejsce,

186 253 gdy ramię kombajnu jest pochylone ku spągowi, a organ 10 urabia caliznę w warstwie przyspągowej. Urobek jest załadowywany przez przestrzeń między górną krawędzią przenośnika i dolną k rawędxiią kadłuba 1 ram i en i a, w tym przypadku szerokiego k adłuba 1. Ponadto hydrauliczne sprzęgło 5 o dużych gabarytach byłoby wprowadzeniem dużej dodatkowej masy niekorzystnie wpływającej na bezwładność całego napędu. Umieszczenie hydraulicznego sprzęgła 5 wprost połączonego z wałem 3 napędowego silnika 2 spowodowałoby, że byłoby to sprzęgło o małych gabarytach, więc małej bezwładnej masie. Wówczas jednak pierwsza zębata przekładnia 8 byłaby narażona na bezpośrednie, niczym nie łagodzone, uderzenia pochodzące od organu 10. Przekładnia 8, jako pierwsza w łańcuchu elementów napędu, przenosi stosunkowo mały obrotowy moment, ma więc budowę odpowiednio do przenoszonego momentu o niewielkich gabarytach, zatem szczególnie źle znosząca gwałtowne przeciążenia. Byłaby szczególnie narażona na uszkodzenia. W napędzie według wynalazku przekładnia 8 jest chroniona przez hydrauliczne sprzęgło 5, które w tym usytuowaniu ma względnie niewielkie rozmiary.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Napęd urabiającego organu górniczego kombajnu ścianowego, usytuowany wewnątrz ramienia kombajnu i zawierający zębate przekładnie przenoszące obrotowy moment napędowego silnika na urabiający organ, znamienny tym, że ma w ciągu zębatych przekładni hydrauliczne sprzęgło (5) usytuowane między pierwszą zębatą przekładnią (8) odbierającą obrotowy moment z silnika (2), a pośrednimi zębatymi przekładniami (9) przekazującymi obrotowy moment do urabiającego organu (10).

2. Napęd według zastrz. 1, znamienny tym, że hydrauliczne sprzęgło (5) jest ulokowane w wydzielonej komorze (7) kadłuba (1) ramienia kombajnu.

3. Napęd według zastrz. 2, znamienny tym, że komora (7) zawierająca hydrauliczne sprzęgło (5) jest napełniona hydraulicznym medium.

4. Napęd według zastrz. 2, znamienny tym, że komora (7) zawierająca hydrauliczne sprzęgło (5) jest komorą suchą.