3.2. Погрузочные органы

Подавляющее большинство погрузочных органов, используемых в шахтных погрузочно-транспортных машинах, имеют в качестве рабочего органа ковш и действуют по принципу нижнего черпания. В то же время их конструктивное исполнение весьма разнообразно. Ковшовые органы различаются по геометрической форме, объему ковша, типу и кинематике привода, способу задания траектории черпания, очертаниями внедряющихся кромок, наличию зубьев и т. д.

В табл. 3 представлены основные технические сведения рабочих органов погрузочно-транспортных машин с грузонесущим ковшом.

Таблица 3

Характеристики рабочих органов

Тип машины	Институт или фирма	Ковшовый рабочий орган			Длительность рабочего цикла		Способ разгрузки ковша	Максимальная высота разгрузки, мм
		объем, м^3	грузоподъемность, т	Усилие черпания на кромке ковша, тс	подъем	опускание
ДК-2,8Д GST-1 GST-3 ST-5A ST-8A 911-LHD 802-LHD 450M L-62 L-110 100DH	«НИПИ-гормаш» «ГХХ Штеркраде» То же «Вагнер» То же «Эймко» То же «Вабко» «Шопф» То же «тамрок»	2,8; 4,5 0,76 2,3 3,72 6,12 0,76 0,77 3,8 0,85 4,0 1,0	7,0 1,36 3,68 7,26 10,9 2,27 2,3 9,07 1,7 7,8 3,0	13,5 5,8 7,9 74,9 20,5 3,64 3,63 20,8 4,8 9,3 6,0	6,5 6,0 4,6 6,0 6,0 5,0 6,0 9,0 6,5 6,0 5,0	5,0 5,0 3,6 5,0 5,0 3,0 2,5 6,0 4,5 4,0 4,0	Наклоном вперед То же » » » » » » » » » Наклоном вперед, вправо и влево	2200 1092 1880 1830 1950 960 1135 1640 1350 1700 1650

Ковши погрузочно-транспортных машин (рис. 4) обычно сварные из качественной стали, часто с ребрами жесткости. Обращается особое внимание на качество швов, соединяющих детали корпуса ковша и крепление кронштейнов для привода ковша.

Ширина ковша обычно соответствует ширине машины, чем обеспечивается перекрытие следа колес и зачистка почвы для движения машины в забое при погрузке.

Днище ковша выполняется плоским и для тяжелых машин усиливается снизу ребрами. Угол наклона днища к почве выработки 7 – 12⁰. Передняя кромка его обычно имеет выступающую часть, очерченную дугой окружности. Радиус дуги выполняется различным – от 1,1 ширины ковша до удлиненного «языка».

Рис. 4. Ковши шахтных погрузочно-транспортных машин:

а– ТайкуTL-4;б– Каво-310;в – Эймко-803;г– ДК-2,8Д;д– Эймко-911;е–ES2

Участки передней кромки и боковых стенок, находящиеся большую часть времени в контакте с горной массы, обычно наплавляют твердым сплавом. Иногда роль элементов, компенсирующих износ, выполняют сменные зубья.

Армирование ковша зубьями обычно применяют в машинах, предназначенных для тяжелых условий работы с кусковатым, крепким и слеживающимся материалом. В этом случае зубья при движении ковша увеличивают подвижность кусков горной массы внутри штабеля, разрушают уплотненные зоны и облегчают процесс внедрения.

Зубья, во избежание заклинивания кусков груза, рекомендуется устанавливать параллельно центральной оси ковша с шагом, равным 2 – 3-кратной ширине зуба.

Передняя кромка ковша или концы зубьев должны опускаться ниже уровня почвы выработки; в противном случае не происходит зачистка и материал у груди забоя не убирается.

Типичная компоновка узлов погрузочного органа пневматических погрузочно-транспортных машин с грузонесущим кузовом, разработанная для отечественной машины МПДН-1 показана на рис. 5.

Сварной ковш 3 закреплен на двух поворотных рычагах-траверсах 2. Ковш не имеет зубьев, а передняя кромка дугообразно выступает вперед, чем облегчается проникновение ковша в глубь штабеля и выполнение простейших планировочных работ на пути движения машины. Для уменьшения износа на передней кромке сделаны валковые наплавки сормайтом. Ширина ковша 1200 мм.

На концах рычагов установлены подшипники, внутренние кольца которых поставлены на цапфы кронштейна погрузочного органа. Рычаги свободно качаются вокруг цапф.

Рис. 5. Погрузочный орган машины МПДН-1

Усилие вырыва ковша из штабеля создается пневматическим двигателем 9 типа ДАР-30 через планетарный редуктор 7. При навивке тяговой цепи 5 на барабан 10 происходит вращение ковша вокруг осей цапф и зачерпывание материала в штабеле.

Двигатель и редуктор установлены соосно, чем улучшается компоновка узла и в значительной мере уменьшается заштыбовка механизма просыпающимися кусками сыпучей массы.

Барабан имеет переменный радиус кривизны, рассчитанный из условий максимального усилия на кромке ковша в начале вырыва и наибольшей скорости в конце движения.

Ролик 6 вынесен от редуктора в точку, дающую наивыгоднейшее направление тягового усилия цепи. Ролик вращается на оси свободно и поставлен на массивных резинометаллических втулках, смягчающих динамические нагрузки при движении цепи. В конце подъема ковша цепь сходит с ролика и наматывается непосредственно на барабан, затем при опускании снова ложится на ролик.

Для быстрого гашения скорости ковша в конце цикла служат два пакета рессор 8. Рессоры – пластинчатые, автомобильного типа. Жесткость рессорных пакетов рассчитывается из условий заброса порций грузимого материала в хвостовую часть кузова. Соударение рычагов и рессор происходит через закаленные упоры 4.

В пределах нижнего участка рычагов на корпусе машины крепятся упоры 1, которые имеют несколько фиксированных положений, определяющих величину опускания кромки ковша ниже уровня почвы выработки.

Верхняя часть одного из рычагов (со стороны машиниста) снабжена фиксатором 11, который дает возможность закрепить ковш в верхнем (закинутом) положении на время выполнения машиной транспортных и разгрузочных операций.

Рабочий орган может быть сравнительно легко демонтирован и транспортироваться в виде отдельного узла.

Рабочие органы погрузочно-транспортных машин с грузонесущим ковшом имеют гидравлический привод и отличаются плавными циклами погрузки и разгрузки. Из-за эффекта налипания горной массы ковши разгружаются обычно при ударе или встряхивании, однако сила удара при разгрузке грузонесущего ковша значительно ниже, чем при разгрузке в бункер.

Принципиальные конструктивные схемы рабочих органов с грузонесущим ковшом для разных моделей машин сравнительно однотипны и их механизмы отличаются кинематикой движения стрелы и ковша или количеством и мощностью приводных устройств.

Погрузочный орган подобного типа установлен на отечественной машине ДК-2,8Д (рис. 6).

Рабочий орган состоит из ковша со сменными зубьями, стрелы, рычагов, гидроцилиндров поворота стрелы и гидроцилиндров поворота ковша. Ковш и стрела сварные из листовой низколегированной стали. Стрела выполнена в виде двух балок, связанных поперечинами. Стрела и ковш закреплены шарнирно и могут поворачиваться при перемещении штоков гидроцилиндров.

Рис. 6. Погрузочный орган машины с грузонесущим ковшом:

А – положение ковша при внедрении в штабель; Б – транспортное положение

ковша; В – положение ковша при разгрузке; 1 – зуб; 2 – корпус ковша; 3 – стрела; 4 – рычаг; 5 – гидроцилиндр поворота стрелы; 6 - гидроцилиндр поворота ковша.

Погрузочный орган может осуществлять: черпание, разгрузку, транспортирование и планирование почвы. В начале черпания ковш находится в нижнем положении и его днище составляет с подошвой забоя угол 9-12⁰. В транспортном положении ковш опрокинут, а стрела лежит на упорах рамы. При разгрузке ковш опрокидывается на высоте, требуемой технологическими условиями. Максимально опрокинутое положение ковша, но при опущенной стреле используется для окончательной зачистки забоя или планирования дорог.

Гребковый погрузочный орган с пневматическим приводом машины ПДВ-2 (рис. 7) состоит из собственного гребка 1, двух пар приводных цилиндров внедрения 5 и нагребания 3.

Цилиндр внедрения с помощью оси 6 крепится к корпусу машины и обеспечивает поворот всего рабочего органа вокруг оси вала 10.

Цилиндры нагребания установлены на парных боковинах 4, а штоки 2 этих цилиндров подсоединены к параллелограмму механизму, образованному коромыслами 9 и тягами 8 и обеспечивающему наиболее выгодную траекторию перемещения гребка внутри штабеля.

Движения цилиндров нагребания, расположенных по бокам машины на расстоянии ширины гребка друг от друга, синхронизируются следующим образом: нижняя часть коромысел имеет ступицы 12 со шлицевым отверстием, которые насажены на шлицы полого вала 14. Полый вал установлен на два подшипника 13, закрепленных к боковым листам рамы конвейера. Ступицы 12 имеют по две цилиндрические шейки, на которых установлены наружные и внутренние рычаги 4.

Тяги 8 нижними концами соединены с рычагами 4. Внутри полого вала проходит вал 10, имеющий на концах шлицы, на которые насажены шлицевые крышки 11,закрепленные к наружным рычагам болтами.

При выдвижении штоков цилиндров 3 происходит подъем и выдвижение гребка. В таком положении механизм, выдвигая штоки цилиндров 5, поворачивается на полом валу и внедряет гребок в штабель.

Рис. 7. Погрузочный орган верхнего черпания

Захват горной массы происходит за счет движения гребка к приемному лотку конвейера. Это движение осуществляют цилиндры нагребания при втягивании своих штоков. Штоки 7 цилиндров 5 остаются выдвинутыми.

Движение гребка по приемному лотку конвейера в исходное положение происходит при одновременном втягивании штоков цилиндров нагребания и цилиндров внедрения.