SU1160040A1 - Экскаваторный рабочий орган проходческого щита - Google Patents

Description

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к экскаваторным рабочим органам проходческих щитов, и предназначено для строительства тоннелей. 5

Известен экскваторный рабочий орган проходческого щита, кронштейн которого закреплен в верхней части корпуса щита с возможностью поворота вокруг,своей вертикальной оси 10

и шарнирно связан с цапфой, соединенной с рукоятью исполнительного органа, на которой установлены гидроцилиндры поворота лопаты, цапфа имеет дополнительные рычаги, с ко- 1$ торыми связаны гидроцилиндры наклона рукояти, при этом гидроцилиндры наклона рукояти шарнирно установлены на переднем кольце с возможностью поворота цапфы в вертикальной и го- 20 ризонтальной плоскостях, рукоять исполнительного органа соединена с Цапфой через обойму и имеет возможность поворота относительно последней вокруг своей продольной оси при 25 помощи двух гидроцилиндров, вертикально установленных на рычаге цапфы, штоки которых соединены с задней частью рукояти с возможностью поворота последней в вертикаль- эд

ной плоскости, а гидроцилиндры поворота лопасти прикреплены к лопате сверху и снизу на одинаковом расстоянии от оси поворота [1}.

Недостатком указанного экскаваторного рабочего органа являются ⁵ большие поперечные габариты в связи с тем, что обойма охватывает рукоять, на которой расположены два гидроцилиндра поворота лопаты, что снижает маневренность экскаваторного рабочего органа в стесненных условиях проходческого щита. Два гидроцилиндра» вертикально установленные на рычаге цапфы, не позволяют совершать' полный поворот лопаты вокруг продольной оси, что затрудняет разработку забоя при подкопке валунов, оконтуривания забоя, имеющего, как правило, круглую форму, и разработки породы в ячейках между горизонтальньми перегородками в ножевой части щита при проходке в песчаных поро-. дах.

Известен экскаваторный рабочий орган проходческого щита, включающий: поворотную стрелу с рукоятью, установленной с возможностью вращения

и осевого перемещения внутри стрелы, имеющей опорные элементы, поворотный скребок, закрепленный на конце рукояти, и привод вращения рукояти,корпус которого жестко смонтирован на стреле, а его выходная ступень установлена соосно с рукоятью с возможностью осевого перемещения рукояти относительно выходной ступени.

Указанный экскаваторный рабочий орган имеет несколько меньшие поперечные размеры и позволяет достаточно точно оконтуривать забои у ножевой кромки щита, так как выдвижная рукоять Имеет возможность полного поворота вокруг продольной оси стрелы Г2].

Недостатком такого рабочего органа является то, что опорные элементы рукоятки выполнены по сложной двухступенчатой схеме: рукоять, в которой размещены гидродомкраты осевого перемещения рукояти и поворота скребка, опирается на внутреннюю поверхность полой трубы, связанной с выходной ступенью привода вращения, полая труба в свою оче-‘ редь, - на внутреннюю поверхность стрелы, при этом затруднены техническое обслуживание гидродо^кратов, расположенных в рукояти, и подвод рабочей жидкости в них. Все это приводит к усложнению рабочего органа в целом, к увеличению его габаритов и, вследствие этого, к снижению маневренности рабочего органа в условиях стесненного пространства внутри проходческого щита.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экскаваторный рабочий орган проходческого щита, включающий привод вращения, рукоять, установленную в корпусе поворотной стрелы с возможностью вращения и осевого перемещения, поворотный скребок, закрепленный на конце рукояти и связанный со штоком поворота скребка, и привод осевого перемещения рукояти, выполненныйв виде гидродомкрата, при этом рукоять является корпусом гидродомкрата ее осевого перемещения, в котором размещен шток поворота скребка, связанный со скребком через поворотную тягу 1з].

3 1160040 4

Однако стрела состоит из трех отдельных частей (передней, корпуса привода вращения и задней), что усложняет изготовление и сборку-разборку стрелы. Выполнение стрелы $

составной приводит к снижению прочности (так как корпус стрелы воспринимает большой изгибающий момент от усилия внедрения скребка), что снижает надежность экскаваторного ра- 10 бочего органа в работе. При этом привод вращения расположен на значительном расстоянии от вертикальной и поперечной осей поворота стрелы, что снижает маневренность при пере- и мещеяии стрелы, так как привод вращения (гидромотор и редуктор,например червячный) имеет значительные поперечные габариты. Кроме того, при вращении рукояти вокруг продоль- 20 ной оси корпус рукояти, являющийся одновременно корпусом гидродомкра“ та осевого перемещения, поворачивается под давлением относительно

. неподвижного поршня, что приводит 25 к быстрому изнашиванию уплотнительных манжет поршня и необходимости , их частой замены. При повороте рукояти вокруг продольной оси трубопровод подвода рабочей жидкости в эд штоковую полость штока поворота скребка пересекает ось крепления

. штока осевого перемещения рукояти к корпусу стрелы. Это приводит к выходу трубопровода из строя,если поворот рукояти вокруг продольной оси осуществляется при невьвдвинутой рукояти.

' Указанные недостатки приводят к снижению надежности в работе 40

экскаваторного рабочего органа проходческого щита, а также удорожают его изготовление ,

Целью изобретения, является повышение надежности в работе и упроще- 45 .ние конструкции устройства.

Указанная цель достигается тем, что в экскаваторном рабочем органе проходческого щита, включающем привод вращения, рукоять, установ- 50 ленную в корпусе поворотной стрелы с возможностью вращения и осевого перемещения, поворотный скребок, закрепленный на конце рукояти, являющейся корпусом гидродомкрата ее 55 осевого перемещения, в котором размещен шток поворота скребка, И трубопроводы, рукоять снабжена дополнительными штоками осевого перемещения, которые размещены внут,ри рукояти эксцентрично относительно ее продольной оси и жестко связаны с выходной ступенью привода вращения рукояти, при этом в выходной ступени привода вращения имеется отверстие для размещения трубопроводов подвода рабочей жидкости в штоковую полость штока поворота скребка.

На фиг.1 изображен экскваторный рабочий орган проходческого щита, вид сбокуζ на фиг.2 - вид А на фиг.1 (конвейер условно не показан),’ на фиг.З - поворотная стрела, продольный разрез; на фиг.4 сечение Б-Б на фиг.З; на фиг.5 сечение В-В на фиг.4.

Экскаваторный рабочий орган проходческого щита содержит поворотную стрелу 1 с рукоятью 2, на конце которой закреплен поворотный скребок 3. Стрела 1 имеет два дополнительных рычага 4, гидроцилиндры 5 шарнирно прикреплены к рычагам 4 И к переднему опорному кольцу 6 корпуса щита 7 с возможностью поворота вокруг вертикальной и поперечной осей. Кронштейн 8 закреплен в верхней части корпуса щита 7 с возможностью поворота вокруг своей вертикальной оси. Стрела 1 соединена с кронштейном 8 через две поперечные оси 9. Рукоять 2 установлена внутри корпуса стрелы 1 с возможностью вращения и осевого перемещения. Корпус рукояти 2 является корпусом гидродомкрата ее осевого перемещения, в котором размещен шток 10 поворота скребка 3, соединенный с ним через поворотную тягу 11. Стрела 1 имеет привод 12 вращения, причем корпус 13 привода прикреплен к заднему торцуй стрелы _к1 с помощью болтовых соединений.

Привод 12 вращения представляет редуктор, например червячный, с приводом червяка 14 от гидродомкрата 15. Преимущество применения червячного редуктора состоит в том, что он обладает свойством самоторможения и это позволяет отказаться от тормоза (для исключения проворачивания рукояти 2 в стреле 1 при внедрении скребка 3). Выходная ступень (червячное колесо) 16 установлена в Корпусе 13 привода 12

5

1160040

6

вращения через’конические подшипники 17. Рукоять 2 имеет два штока 18 осевого перемещения рукояти,которые расположены эксцентрично относительно продольной оси рукояти 2 и жестко связаны с выходной ступенью 16 привода 12 вращения. В рукояти 2, являющейся корпусом гидродомкрата со штоком 10 поворота скребка 3 и двумя штоками 18 осевого перемещения рукояти, имеются три полости для подачи рабочей жидкости. Для подвода рабочей жидкости в штоковую полость 19 имеется канал 20 в одном из штоков 18, в поршневую полость 21 - канал 22 в другом штоке 18, а в штоковую полость 23 - канал 24 в корпусе рукояти 2.

В выходной ступени 16 привода 12 вращения перпендикулярно плоскости расположения штоков 18 имеется отверстие 25 для размещения трубопровода 26 подачи рабочей жидкости в штоковую полость 23. Для предотвращения раскручивания задней крышки относительно корпуса рукояти предназначен стопор 27.

В ножевой части корпуса щита 7 установлена система 28 горизонтальных и вертикальных перегородок,а в лотковой части - конвейер 29 для транспортировки разработанного грунта из зоны разрушения до средств внутритоннельного транспорта.

Экскаваторный рабочий орган проходческого щита работает следующим образом.

Вначале стрела 1 с рукоятью 2 и скребком 3 ориентируется в пространстве для разработки заданного участка забоя. Поворот стрелы 1 в горизонтальной плоскости с кронштейном 8 осуществляется при включении одного из гидроцилиндров 5 на вдвигание штока, а другого на выдвижение. При включении обоих гидроцилнндров на сдвигание штоков или на выдвижение стрела 1 с дополнительными рычагами 4 поворачивается в вертикальной плоскости

вокруг поперечных осей 9.

ι

Перемещение рукояти 2 со скребком 3 и поворот скребка 3 осуществляются следующим образом. При закрытой штоковой полости 23 рабочая жидкость подается в поршневую полость 21 через канал 22 в одном из штоков 18, при этом рабочая жидкость из штоковой полости 19 удаляется через канал 20 в другом из штоков 18. Рукоять 2, являющаяся корпусом гйдродомкрата, перемешается к забою. Затем закрывают штоковую полость 19 и подают рабочую жидкость в поршневую полость 21, открывая штоковую полость 23. Шток 10, перемещаясь в сторону забоя, через поворотную тягу 11 поворачивает скребок 3. Поворот скребка 3 в обратную сторону и перемещение осуществляют в обратной последовательности, открывая и закрывая соответствующие полости 19, 21 и 23.

При необходимости ориентации скребка 3 в плоскости вращения рукояти 2 включают гидромотор 15 привода 12 вращения, при этом выходная ступень 16 через жестко связанные с ней два эксцентрично расположенных штока 18 поворачивает рукоять 2 на нужный угол. Возникающие при внедрении скребка 3 реактивные усилия воспринимаются коническими подшипниками 17, и далее через корпус привода вращения передаются на корпус стрелы 1. Трубопровод 26 подачи ' рабочей жидкости в штоковую полость 23, прикрепленный к корпусу рукояти 2 и размещенный в отверстии 25 выходной ступени 16 привода 12 вращения, также поворачивается на тот же угол.

Разработка грунта в забое производится путем поочередного обхода рукоятью 2 со скребком 3 всей площади забоя. Разработанный грунт падает вниз и подгребается на установленный в лотке щита конвейер 29.

При проходке в песчаных грунтах в ножевой части щита'устанавливается система горизонтальных перегородок 28, и разработка грунта в образуемых перегородками ячейках ведется . путем последовательного введения рукояти 2 со скребком 3 в ячейки между перегородками.

Использование двух эксцентрично расположенных относительно продольной оси рукояти штоков 18 осевого перемещения круглого поперечного сечения , жестко связанных с выходной степенью 16 привода 12 вращения, позволяет осуществлять осевое перемещение и передает большой крутящий момент без каких-либо переходных ! ступеней (так как рукоять совершает

1160040

возвратно-поступательное движение в корпусе стрелы 1), увеличивающих габариты стрелы и усложняющих конструкцию экскаваторного рабочего органа. Выполнение штока для переда- 5 чи крутящего момента, например, прямоугольного поперечного сечения или какого-либо другого, который бы не проворачивался в корпусе рукояти 2, являющейся корпусом гидродомкрата, приводит к значительньм трудностям места уплотнения штока в корпусе гидродомкрата и, вследствие этого, к утечкам рабочей жидкости.

Расположение трубопровода 26 подачи рабочей жидкости в штоковую полость 23 в отверстии 25, имеющемся в выходной ступени 16 привода 12 вращения, приводит к тому, что при вращении рукояти 2, являющейся кор- 20 пусом гидродомкрата, трубопровод 26 вращается вместе с корпусом гидродомкрата и выходной ступенью 16 'привода 12 вращения. При расположении подвода рабочей жидкости на боковой поверхности рукояти 2 корпус стрелы 1 пришлось бы выполнять с продольным пазом (так как рукоять расположена в корпусе стрелы 1 и перемещается внутри нее), что не позволяет осуществлять вращение рукояти вокруг своей продольной оси и снижает прочность корпуса стрелы.

Таким образом, при осевом перемещении и вращении рукояти подвод рабочей жидкости в штоковую полость можно осуществить только разместив трубопровод в отверстии выходной ступени привода вращения^так как в этом случае при осевом перемещении рукояти трубопровод выдвигается за рукоятью, а при вращении рукояти вращается вместе с выходной ступенью привода вращения.

Фиг1

1160040

Вид А

ГВ

			'к., 1/

12

Φυι.2

1160040

1160040

ά

в-в

Фиг.5

*

Claims (2)

1. ЭКСКАВАТОРНЫЙ РАБОЧИЙ ОРГАН ПРОХОДЧЕСКОГО ЩИТА, включающий Привод Вращения, рукоять, установленную

   в корпусе поворотной стрелы с возможностью вращения и осевого перемещения, поворотный скребок, закрепленный на конце рукояти, являющейся корпусом гидродомкрата ее осевого перемещения, в котором размещен шток поворота скребка, трубопроводы, о тли чаю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, рукоять снабжена дополнительными штоками осевого перемещения, которые размещены внутри рукояти эксцентрично относительно ее продольной ъси и жестко связаны с выходной ступенью привода вращения _й рукояти, при этом в выходной ступени 5 привода вращения имеется отверстие для размещения трубопроводов подвода рабочей жидкости в штоковую полость штока поворотного скребка.

   54,,, 1160040

   I

   1

   1160040
2. 2