Шагающий механизм

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ 71 З 967 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 100878 21) 2660247/29 "03 (51)М, Кд. с присоединением заявки Ио(23) Приоритет Е 02 Р 9/04 Государственный комитет СССР ио делам изобретений н открытий(72) Авторьф изобретения А.Г,Шеллер, М,К,Пузырьков, В.Р,Вейс,Е,Ф.Колесников, И.М.Давлюд и В.А.ЦейтлинКарагандинский научно-исследовательский проектноконструкторский экспериментальный институт ГипоуглегормашМинистерства угольной промышленности СССР и Донецкиймашиностроительный завод им,Ленинского ксмсомола УкраиныПроизводственного объединения по оборудованию для открытиягорных. работ(71) Заявители 54) ШАГАОЩИИ МЕХАНИЗМ Изобретение относится к шагающим механизмам, предназначенным для перемещения тяжелых машин и может быть использовано в землеройных, горнодобывающас и шнекобуровых машинах, предназначенных для выемки полезных ископаемых на открытых горных разра" ботках. Применительно к шнекобуровым машинам шагающий механизм должен, 1 О при минимальных габаритах по высоте и простоте управления, обесп чивать перемещение и маневрирование мамины в стесненных условиях эксплуатации.Известен шагающий механизм, содержащий соединенные между собой дистанционными элементами лыжи, снабженные прямолинейными направляющими, приводы перемещения и каретки, на которых посредством подъемных механизмов установлена несущая рама 1,Недостатком известного механизма является сложность его конструкции и управления в процессе движения, а такыре невозможность обееения дви жения несущей рамы сгрого в перпендикулярном направлении отно:ительно продольной осн лыжи в свяэи с тем, что в процессе поперечного движения, .осуществляемого поворотом площадок,оси гидроцнлиндров, жестко связанных с рамой, описывают криволинейную траекторию. Это исключает воэможность использования механизма хода для извлечения бурового става изобрушенной скважины, так как в процессе такого движения произойдетсмещение машины в продольном направлении, а также искривление и заклинив ание става в скв ажине,Наиболее бли эк им к предложенномупо технической сущности и достигаемому результату является шагающий механизм, включаюций несущую раму с приводом подъема, лыжи с прямолинейныминаправляющими и каретки с приводомпродольного и поперечного перемещений, поперечной направляктцей и ползунами, связанными через опорныешарниры с приводом подъема 2),Однако в эток механизме приводпоперечного перемещения установленнесоосно по отношению к поперечнойнаправляющей каретки, что приводитк увеличению размеров машины по высоте. Кроме того, несоосное приложение усилий к ползуну приводит к егоперекосу, интенсивному износу направляющих и увеличению усилия на пере 713967мещение. Недостатком также являетсякрепление привода продольного перемещения к полэуну каретки, усложнякщее управление машиной в процессеповорота и ее поперечного движенияиэ-эа вынужденного углового отклонения продольного привода. Когда машинанаходится на уклоне и продольные приводы зафиксированы, происходит перемещение несущей рамы вдоль лыж в процессе поперечного движения, что за ртрудняет ориентиронание машины передзабуриванием и исключает возможностьиспользования механизма хода для иэ"йлечения бурового става из скважины.Связь опорного шарнира и ползуна,выполненная н виде проушин, охватывающих цапфы, при конструктив нойпрОработке приводит к большим габаритам этого узла, приближающимся квеличине поперечного хода ползуна,что снижает эФФективность поперечного шагания механизма,Целью изобретения является повышение маневренности и надежностишагающего механизма.Поставленная цель достигается тем, 25чтО привод поперечного перемещениярасположен соосно с поперечной направляацей каретки,а привод продольного перемещения связан с кареткойчерез неподвижную в поперечном на- ЗОправлении часть каретки. При этомпривод поперечного перемещения выполнен н виде гидроцилиндра,гильзой которого служит поперечная нацранляющая,а шток его снабжен разнесенныяиопорами о внутреннему диаметру гильзы и установлен с зазором по отношению к поршню. Контактирукщие поверхности ползунов и опорных шарниров выполнены н виде участков цилиндрической поверхности с осью, проходящей через точку пересечения вертикальнойоси опорного шарнира и горизонтальной оси поперечной направляющей иперпендикулярно указанным осям,аопорный шарнир и полэун подвижно соединены между собой.На фиг, 1 изображена схема механизма хода, вид сверху; на Фиг, 2 -вид.по стрелке А на Фиг, 1; на Фиг,3- каретка, план; на Фиг. 4 - разрез 5 ОБ-Б на Фиг. 3; на Фиг. 5- разрезВ-В на Фиг, 3; на Фиг, б - разрезГ-Г на Фиг. 5,Шагающий механизм включает лыжи 1,каретки 2 и несущую раму 3. Лыжи 1 55шарнирно соединены между собой жесткими элементами 4 и оснащены четырьмяпарами прямолинейных направляющих ввиде рельсов 5, несущими каретки 2,каждая иэ которых выполнена в видедвух колесных пар с балансирами б и7 связанными между собой шарнирнопоперечной, направлякщей 8. На направляющую 8 подвижно насажен полэун 9который посредством опорного шарнира 10 и гидроцилиндра подъема 11 цнпного действия поддерживает несущую раму 3. Контактирующие поверхности полэуна 9 и опорного шарнира 10 выполнены н виде участков цилиндрической поверхности ось 12 которой проходит через пересечение осей 13 и 14 поперечной напранляющей 8 и опорногошарнира 10 и перпендикулярна им. Участок цилиндрической поверхности опорного шарнира 10 ограничен н направлении перемещения ползуна 9, Соединениеопорного шарнира 10 и полэуна 9 выполнено с помощью серьг 15 и 16, посаженных на их цапфы 1 и 1 8, причемось цапфы 17 совпадает с осью 12, а отверстия серьг 15 и 16 на цапфах 17 обеспечивают нозможность сближения опорного шарнира 10 и ползуна 9. Каретки 2 снабжены траверсами 19,соединенными шарнирами 20 с балансирами б и 7 и связанными с ними гидроцилиндрами 21, 22, 23, 24 одностороннего дейстйня. Кроме этого, каретки 2 оснащены гидроднигателями 25, 26, 27, 28 поперечного перемещения, каждый иэ которых выполнен и виде гидроцилиндра одностороннего действия и гильзой которого является поперечная напранлякщая 8, а шток 29 снабжен раэнесенничи опорами в виде дис, и отделен от поршня 32, расположенного в рабочей полости 33. С внешней. стороны шток 29 посредством шарнирного коромысла 34 и гибких связей 35, пропущенных через отверстия 36 н балансирах 6, соединен с ползуном 9 по его оси. Рабочие площади гидро" цилиндров 21-24 равны между собой, причем полости 21 и 22 сообщены гидролинией, в подводящем трубопроводе которой установлен гидроэамок днухСтороннего действия. Полости продольных гидроцилиндрон 23 и 24 соединеныаналогично между собой, н подводящий трубопровод подсоединен ко второму клапану упомянутого гидрозамка. а балансирах б и 7 кареток 2 смонтиронаны захватные ролики 37, взаимодействующие с рельсами 5 прямолинейных направляющих лыж 1,Устройство работает следующим образом.При поднятой над грунтовым основанием несущей раме 3 и необходимости ее продольного перемещения включают подачу рабочей жидкости в рабо"чие полости гидроцилиндров 21 и 22,а полости гидроцилиндров 23 и 24соединяют с гидробаком, после чегокаретки 2 с несущей рамой 3 перемещаются по прямолинейным направляющим лыж 1, По завершении продольного перемещения соединяют поршневые полости гидроцилиндров подаема 11 со сливом, а н их штоковые полости подают рабочую жидкость. Несущая рама 3 опускается и своими упорами ложитсяна грунтовое основание, а лыжи 1 поднимаются для отрыва их от грунта и воэможности беспрепятственного перемещения при последующей операции, шагания. При этом захватные ролики 37 кареток 2, взаимодействуюцие с рЕльсами 5, а также серьги 15 и 16, связанные с опорными шарнирами 10, удерживают лыжи от опусканияПосле перегона поднятых лыж в направление последующего движения производят их опускание и подъем несущей рамы 3 для движения ее по лыжам. При вертикальных перемещениях несущей рамы на уклонах (фиг. 2) расстояние между шарнирами крепления гидроцилиндров подъема 11 к каретка 2 изменяетсяДля устранения распорных усилий между гидроцилиндрами подъема 11 во взаимно перпендикулярных направлениях в процессе выравнивания рамы в каждом гидроэамке поперечных и продольных гидроцилиндров открывается один иэ клапанов, сообщейнный с наименее нагруженными гидроцилиндрами. открытие соответствукщих клапанов в гидрозамках позволяют самоустанавливаться кареткам 2 и полэунам 9 на направляющих, что исключает возникновение распорных усилий между гидро- цилиндрами подъема. При поднятой над грунтовым основанием несущей раме 3 и необходимости ее поперечного перемещения, например, из положения АВСО в положение А В С О (фиг. 1) включают подачу рабочей жидкости в полости 33 гидроцилиндров 25, 26, а рабочие полости 33 гидроцилиндров 27, 28 соединяют со сливом. )1 ри неподвижных лыжах 1 и каретках 2, штоки 29 гидро- цилиндров 25 и 26 перемещают ползуны 9 посредством коромысел 34 и гибких связей 35 из положения аЬсд в положение аЬсй и вместе с ними несущую раму 3. При перемещении ползунов 9 по поперечным направляющим 8 угловое положение гидроцилиндров 21, 22, 23, 24 продольного перемещения не изменяется в связи с тем, что они соединены посредством траверс 19 и шарниров 20 с балансирами 6 и 7, являющимися неподвижной в поперечном направлении частью каретки 2. Это упрощает управление и дает воэможность осуществления строго поперечного перемещения несущей рамы 3 даже при расположении лыж 1 на продольном уклоне и зафиксированных при этом гидроцилиндрах 21, 22, 23, 24, что применительно к шнекобуровой машине позволяет использовать механизм хода для извлечения бурового става иэ скважины, а также облегчает ориентирование машины перед забуриванием.При необходимости поворота несущей рамы 3, например, из положения АВСР в положение А В С" О н (фиг. 1); включают подачу рабочей жидкости в рабочие полости.33 гидроцилиндров 25 28 поперечного перемещения, а рабочие полости гидроцилиндров 26, 27поперечного перемещения соединяютсо сливом. Происходит поперечное перемещение ползунов 9 иэ положения5 аЬсс 1 в положения а Ь" с " г 1 " на лыжах 1 и продольные перемещения кареток 2. В результате этого несущая рама 3 поворачивается на некоторыйугол, зависящий от величины поперечного хода ползунов 9. Так как соответствукщие продольные гидроцилиндрысообщены между собой, то они не оказывают влияния на поворот несущейрамы, поскольку при повороте происходит переток рабочей жидкости междугидроцилиндрами 21, 22 и отдельномежду гидроцилиндрами 23, 24. Движение несущей рамы поъ углом к продольным осям лыж может быть осуществленопродольными приводами по направляющим 20 лыж 1, предварительно повернутым наугол относительно несущей рамы. Вовсех случаях шагания механизма дляпродольного и поперечного перемещения подтянутых к несущей раме 3 лык 25 1 необходим достаточный зазор междуих опорными поверхностями и грунтовым основанием (фиг. 4). При этомрасстояние между лыжами 1 и несущейрамой 3 должно быть минимальным во 30 избежание увеличения по высоте габаритов машины. Наиболее полно удовлетворяет этим требованиям данныймеханизм, в котором соосное с поперечной направляющей 8 расположениегидроцилиндров 25, 26, 27, 28 способствует наиболее компактному решению этого узла, что в целом улучшаетэксплуатационные качества и расширяет область использования механизма,в частности, применительно к шнекобуровым машинам. Использование поперечных направляющих 8 в качествегильз гидроцилиндров 25, 26, 27, 28не приводит к их заклиниванию привозможном прогибе направляющих 8 от 45 внешних нагрузок благодаря тому, чтопоршни 32 отделены от штоков 29, атакже из-за малого отношения их длинк диаметрам. Шток 29 имеет повышенныезазоры между своими опорными диска .ми 30, 31 и гильзой. Эти зазоры обеспечивают проход штока 29 по изогнутойгильзе, Для увеличения шага при поперечном шагании механизма опорныйшарнир 10 лишь частично охватывает у ползун 9, контактируя с последнимпо цилиндрической поверхности тольков верхней его части. Это позволяетсократить габарит по ширине узлав направлении перемещения по поперечной направляющей 8. При этом серьги 15 и 16 не препятствуют передачеусилий от опорного шарнира 10 на полэун 9, допуская сближение цапф 17 и18, но удерживают узел замкнутым приотрыве лыж 1 от грунтового основания 65 9Предложенный механизм хода расширяет область применения машины, повышает надежность и упрощает управ"лЕние. Конструктивное выполнениепоперечного привода позволяет опустить несуцую раму, что уменьшаетподрывку почвы, При пОдготОВ ке траншеи, необходимой для нормальной эксплуатации шнекобуровой машины, подрывка почвы уменьшается но сравнению спрототипом, на величину до 0,3 м повсей длине траншеи, что сокращаетобъем вскрик, а также стоимость исроки ПОД 1 ОтОБительных рабОтаПри поперечном ходе связь продольнОго привода с балансирами кареткиустраняет угловое отклонение продольных приводов, обеспечивая осуществленне строго поперечного перемещениямашины. Движение мавины в поперечном направлении может создать дополнительные усилия для смещения буро Ового става при его зажиме в скважинеили обеспечить оперативный отводмашины в случае Возникновения опасности обрушения борта уступа. Возможность поперечного перемещения машины на забой беэ ее смещения вдольпродольной оси тижи позволяет умень"шить ход или устранить установку намашине выдвижного приемного лотка,предназначенного для перекрытия про цстранства между забоем и машиной.Кроме того, наличие такого хода позволяет более оперативно установитьшнекобуровую машину к забою в случаеего искривления, а при возникновенииопасности или обрушении борта - вынести машину из опасной зоны, При этомсоосное приложение нагрузок к ползуну уменьшает износ и повиаает срокслужбы цилиндрической поперечной направляющей каретки и ползуна,Повышение маневренности и упрощение управления машиной сокращаетвремя на ее установку перед забури"ванием, увеличивая производительностьмашины, устраняя Возможность ее ава" 45 рии при обрушении борта уступа и повышая безопасность ведения работ.Формула изобретения1, Шагающий механизм, включадцийнесущую раму с приводом подъема, лыжи с.прямолинейными направляющими,каретки с приводом продольного и поперечного перемещения, поперечнойнаправляющей и полэунами, связанными через опорные шарниры с приводомподъема, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения маневренности и надежности, привод поперечного перемещения расположен соосно споперечной направляющей каретки, апривод продольного перемещения связан с кареткой через неподвижную впоперечном направлении часть каретки2. Шагающий механизм по и. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что приводпоперечного перемещения выполнен ввиде гидроцилиндра, гильзой которогослужит поперечная направляющая, ашток его снабжен разнесенными опорами по внутреннему диаметру гильзы иустановлен с зазором по отношениюк поршню.3. Шагающий механизм по п.1, 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтоконтактирующие поверхности ползунови опорных шарниров выполнены в видеучастков цилиндрической поверхностис осью, проходящей через точку пересечения вертикальной оси опорногошарнира и горизонтальной оси поперечной направляющей и перпендикулярноуказанным осям, а опорный шарнир иползун подвижно соединены между собой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство позаявке Р 2493157/29-03,кл, Е 02 Г 9/04, 26.5.77.2. Авторское свидетельство позаявке 9 2545943/29-03,кл. Е 02 Р 9/04; 22.11.77 (прототип).актор Л,Гамб Задерновска аказ 9231/2 илиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 ЦНИИПИ113035 Тираж 713 Государственно елам изобретен осква, Ж, Р ников а Коррект Подписио комитета СССРй и открытийуюская наб., д. 4