SE534335C2 - Gruvmaskin med drivna skärskivor - Google Patents

Abstract

En gruvmaskin inkluderar en skärrnekanism med en arm och en substantiell vikt större äntusen pund (454kg) fäst vid armen. Gruvmaskinen inkluderar också en första skärskivainrättad att angripa det material som ska brytas och monterad vid ett första skärskive-aggregat avsett att excentriskt driva den första skärskivan, där det första skärskiveaggre-gatet är monterat inom den substantiella vikten. Gruvmaskinen inkluderar också åtmin-stone en andra skärskiva åtskild från det första skärskiveaggregatet och inrättad attangripa det material som ska brytas, och monterad vid ett andra skärskiveaggregat avsettatt excentriskt driva den andra skärskivan, där det andra skärskiveaggregatet är monterat inom den substantiella vikten.

Description

35 534 335 US 6 561 590 till Sugden, beviljat den 13 maj, 2003. beskriver en skäranordning som mildrar en eller flera av de nackdelar som associeras med tidigare kända skäranord- ningar. Det är en sådan anordning (kallad Sugdenanordning) som utnyttjas iden häri senare beskrivna uppfinningen. Sugdenanordningen är en skäranordning av slaget roterande (skiva) underskärningstyp, som tillhandahåller förbättrad stenbrytning från en bergyta och som är relativt ekonomisk att tillverka och använda.

Sugdenanordningen använder en reaktionsmassa som är tillräcklig stor för att absorbera krafterna som appliceras på berget av skärskivan under vardera oscillationscykel, med minimal eller mindre förflyttning av anordningen eller stmkturen som uppbär anordningen.

Eftersom anordningen vanligen applicerar en last med en vinkel mot bergytan förorsakar den dragbelastningsbrott hos berget, istället för att krossa berget. Denna dragbelast- ningsbrottkraft som appliceras på berget är väsentligen mindre än den som krävs med krossande krafter, sà att en motsvarande reduktion i den reaktionsmassa som krävs jämfört med känt bergsutgrävningsmaskineri också kan antas. Sugdenanordningens skärskiva är, när den är monterad vid en stödstruktur, företrädesvis anordnad så att reak- tionsmassan kan absorbera de cykliska och maximala krafter som skärskivan utsätts för, medan stödstrukturen tillhandahåller en återställanda kraft jämfört med genomsnitts- kraften som skärskivan utsätts för.

Sugdenanordningen kräver typiskt väsentligen lägre applicerade krafter jämfört med känt bergsutgrävningsmaskineri. En reduktion, åtminstone avseende nonnalkrafter, en stor- leksordning eller någon annan signifikant andel, förutses. Sådana låga krafter möjliggör användandet av en stödstruktur i form av en arm eller en bom, vilken kan tvinga kanten på skärskivan i kontakt med berget i godtyckligt krävd vinkel och manövrering av skär- skivans position i godtycklig riktning. I synnerhet med avseende på linjebrytning kan skär- skivan, eller uppsättningen skärskivor, anordnas att korsa längden av den långa berg- väggen och föras fram iden huvudsakliga brytningsriktningen vid varje pass. Sugden- anordningen tillhandahåller fördelaktigt för isättning av skärskivan i bergytan från endera en tidigare utgrävd körning i en linjebrytning, eller från förborrade accesshål, eller genom att angripa berget med en flack vinkel mot ytan till dess att det krävda djupet för passet uppnåtts. Med skärskivan monterad på en rörlig bom, kan skärskivan flyttas omkring på bergytan för att utgräva denna med en godtycklig geometri. 10 15 20 25 30 35 534 335 3 Sugdenpatentet. US 6 561 590 beskriver också att dess skäranordning inte är begränsad till en enda skärskiva, utan kan inkludera mer än en. Skäranordningen kan exempelvis inkludera tre skärskivor anordnade längs samma plan, men vinklade approximativt 45 grader mot varandra. Ett sådant arrangemang kan åstadkomma en skäryta med en speciell form, medan hastigheten med vilken berget avlägsnas förbättras avsevärt. I detta arrangemang drivs vardera av de tre skärskivorna av separata drivanordningar. Använd- ningen av multipla skärskivor är speciellt användbart för linjebrytning.

Sugdenpatentet. US 6 561 590 beskriver också att skäranordningen är lämplig för ett antal skär- och gruvbrytningsoperationer och maskineri, såsom linjebrytning, mobila gruvmaskiner, tunnelmaskiner, uppresta borrar, schaktsänkare, och utgrävning av hårt berg i allmänhet.

UPPFINNINGEN I SAMMANDRAG Det är ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla en gruvmaskin som effektivt kan använda en excentriskt driven skiva för att bryta material.

Uppfinningen är en gruvmaskin som inkluderar en skärmekanism som innefattar en arm, en vikt på mer än 454 kg fäst vid armen, en första skärskiva inrättad att angripa det material som ska brytas och monterad på ett första skärskiveaggregat avsett att excentriskt driva den första skärskivan. Det första skärskiveaggregatet är monterat vid vikten. Gruvmaskinen inkluderar också en andra skärskiva på avstånd från det första skärskiveaggregatet och inrättad att angripa det material som ska brytas, och monterad på ett andra skärskiveaggregat avsett att excentriskt driva den andra skärskivan, där det andra skärskiveaggregatet är monterat vid samma vikt.

Uppfinningen tillhandahåller också en sådan gruvmaskin där armen är monterad för svängande horisontell rörelse från sida till sida, varvid vardera av skärskivorna drivs in i det material som ska brytas.

Uppfinningen tillhandahåller också en gruvmaskin som inkluderar en skärrnekanism innefattande en plattform, en arrn som har en längdaxel och en armände, en vikt på mer än 454 kg fäst vid nämnda arm, medel för att montera nämnda arm för svängande rörelse från sida till sida på nämnda plattform, och medel för att svänga armen från sida till sida en första skärskiva inrättad att angripa det material som ska brytas och monterad på 10 15 20 25 30 534 335 4 nämnda armände vid ett första skärskiveaggregat avsett att excentriskt driva den första skärskivan. Den första skärskivan drivs kring en axel som är vinklad relativt armens längdaxel. En andra skärskiva är inrättad att angripa det material som ska brytas, och monterad pà nämnda armände på avstånd från den första skärskivan genom ett andra skärskiveaggregat avsett att excentriskt driva den andra skärskivan. Den andra skärskivan drivs kring en axel som är parallell med arrnens längdaxel. En tredje skärskiva är inrättad att angripa det material som ska brytas och monterad på arrnänden på avstånd från den andra skärskivan genom ett tredje skärskiveaggregat avsett att excentriskt driva den tredje skärskivan. Den tredje skärskivan är inrättad att rotera kring en axel som är vin klad relativt armens längdaxel och vinklad relativt den första skärskivans axel. Det första, andra och tredje skärskiveaggregatet är monterat vid vikten.

Uppfinningen tillhandahåller också en sådan gruvmaskin där armen är monterad för svängande horisontell rörelse från sida till sida, varvid vardera av skärskivorna drivs in i det material som ska brytas.

Uppfinningen tillhandahåller också en gruvmaskin som inkluderar en skärmekanism innefattande en ann som har en armände, en vikt på mer än 454 kg fäst vid nämnda arm, en första skärskiva inrättad att angripa det material som ska brytas och monterad på nämnda amiände vid ett första skärskiveaggregat avsett att excentriskt driva den första skärskivan. En andra skärskiva är inrättad att angripa det material som ska brytas, och monterad på nämnda armände på avstånd från nämnda första skärskiva genom ett andra skärskiveaggregat avsett att excentriskt driva den andra skärskivan. En tredje skärskiva är inrättad att angripa det material som ska brytas och monterad på nämnda armände på avstånd från nämnda andra skärskiva genom ett tredje skärskiveaggregat avsett att excentriskt driva den tredje skärskivan. De tre skärskivorna har en skäraxel som när den dras genom de tre skärsivorna är vinkelrät mot armens längdaxel. De tre skärskivorna är åtskilda längs skäraxeln, och skäraxeln är sluttande från en linje som dras vinkelrätt mot gruvgolvet. Det första, andra och tredje skärskiveaggregatet är monterat vid vikten.

Uppfinningen tillhandahåller också en sådan gruvmaskin där skärplanet för vardera roterande skärskiva är anordnat med en vinkel relativt nästa intilliggande roterande skärskiva. 10 15 20 25 30 35 534 335 5 Uppfinningen tillhandahåller också en sådan gruvmaskin där armen är monterad för svängande horisontell rörelse frän sida till sida, varvid vardera av skärskivorna drivs in i det material som ska brytas.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Figur 1 är en tvärsnittsvy av ett skärskiveaggregat.

Figur 2 är en schematisk vy av verkan av skärskiveaggregatet vid utgrävning av en berg- yta.

Figur 3 är en perspektiwy av skärmekanismen enligt denna uppfinning.

Figur 4 är en schematisk perspektivvy av skärmönstret för pluraliteten av skärskiveaggre- gat i enlighet med uppfinningen.

Figur 5 är en sprängskiss i perspektiv av skärmekanismen enligt figur 3.

Figur 6 är en partiell tvärsnittsvy av en skärhuvudsektion hos skärmekanismen i figur 3.

Figur 7 är en förstorad tvärsnittsvy av en del av ett skärhuvud på en arminfästningskonsol.

Figur 8 är en schematisk vy från ovan av gruvmaskinen enligt denna uppfinning.

Figur 9 är en perspektivvy av en mekanism för att pivoterbart montera en arm på den främre plattformen hos gruvmaskinen som visas i figur 8.

Figur 10 är en tvärsnittsvy genom pivotmekanismen och armen i figur 9.

Figur 11 är en tvärsnittsvy av en borr som används för att förankra gruvmaskinen som visas i figur 8.

Innan en utföringsform av uppfinningen förklaras i detalj bör förstås att uppfinningen ej begränsas i sin tillämpning till de konstruktionsdetaljer och de komponentarrangemang som beskrivs i den följande beskrivningen eller illustreras på ritningarna. Uppfinningen är kapabel till andra utföringsformer och av att tillämpas eller utföras pà olika sätt. Det är 10 15 20 25 30 35 534 335 6 också att förstå att den frasering och terminologi som används här är för beskrivande syfte och inte ska betraktas som begränsande. Användning av "inkluderande" och "inne- fattande" och variationer därav, såsom här använda, avser att innefatta de detaljer som anges därefter och ekvivalenter därtill såväl som ytterligare detaljer. Användning av ”bestående av” eller variationer därav, såsom här använda, avses omfatta endast de detaljer som anges därefter och ekvivalenter därtill. Det är vidare att förstå att sådana termer som “främre“, "bakre". ”vänstra", “högra”, "uppåt" och "nedåt". etc.. är bekvämlig- hetsuttryck i förhållande till ritningarna och ej ska beaktas som begränsande termer.

DETALJERAD BESKRIVNING AV DEN FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMEN Figur 1 är en tvärsnittsvy av ett skärskiveaggregat. Skärskiveaggregatet 10 inkluderar ett monteringsarrangemang 11 och en roterbar skärskiva 12. Monteringsarrangemanget 11 inkluderar en monteringsaxel 13, som är roterbart monterad inuti ett hus 14 som kan utgöra eller vara förbundet med en stor massa för att absorbera stötar. Huset 14 kan således vara gjort av tung metall eller kan vara förbundet med en tung metallisk massa.

Monteringsaxeln inkluderar en axeldrivningssektion 18 och en skivdrivningssektion 20.

En bergsutgrävnlngs eller gruvmaskin i enlighet med föreliggande uppfinning inkluderar skärskivan 12, och är kännetecknad av att skärskivan drivs att röra sig på ett excentriskt sätt. Storleken hos den excentriska rörelsen är direkt proportionell mot mängden förskjut- ning mellan skivdrivningssektionens axel och centrum av axeln hos axeldrivningssektio- nen och generellt är den mängden relativt liten. Skärskivan 12 bringas företrädesvis att drivas excentriskt genom en relativt liten amplitud och med en hög frekvens, såsom vid omkring 3000 varv/min.

Rörelsen med vilken skärskivan 12 drivs är sådan att berget vanligen angrips med en vinkel och förorsakar dragutmattning hos berget, så att flisor av berget lossgörs från den bergyta som angrips av skärskivan. Här skiljer sig uppfinningen från kantrullande skär- skivor, vilka applicerar kraft vinkelrätt mot bergytan för att bilda tvärsprickor som produ- cerar stenflisor. Kraften som krävs för att åstadkomma en dragutmattning hos berget för att lossgöra en stenflisa i enlighet med skärskiveaggregatet är en storleksordning mindre än den som krävs med de kända kantrullande skärskivorna för att avlägsna samma mängd berg, så att uppfinningens anordning är mycket mer effektiv med avseende på energiåtgång. 10 15 20 25 30 35 534 335 7 Skärskivan 12 hos skärskiveaggregatet 10 har företrädesvis en cirkulär periferi. Skär- skivan 12 inkluderar ett flertal åtskilda skär eller bits 16, företrädesvis av volframkarbid, vilka är fixerade vid den cirkulära periferin därav. Skärskivans 12 periferi är inrättad att vara fri att rotera relativt dess oscillerande rörelse, så att periferin kan rulla mot den berg- yta som angrips. På detta sätt rörs alla delar av den skärande perifera kanten progressivt ut ur kontakt med berget och tillåts kallna, och förslitning fördelas jämnt. Eftersom kon- taktkraften är relativt låg reduceras förslitningshastigheten jämfört med skärskivor av kantrullande slag.

Mer i synnerhet, kan den oscillerande eller excentriska rörelsen av skärskivan 12 gene- reras på vilket lämpligt sätt som helst. I det föredragna utförandet är skärskivan 12 monte- rad för roterande rörelse pä axeldrivningssektionen 18, som drivs av lämpliga medel för drivning (ej visade) och skivdrivningssektionen 20, som beskrivs härefter, på vilken skär- skivan 12 är monterad. Axeln kring vilken axeldrivningssektionen 18 roterar är sidoställd från skivdrivningssektionen 20, så att skärskivan 12 tvingas röra sig pà ett excentriskt sätt.

Såsom visas i figur 1, visar tvärsnittet av skivdrivningssektionen 20 att skivdrivningssek- tionen 20 är tjockare under axeldrivningssektionens 18 centrumaxel. Centrumaxelns hos skärskivan 12 och dess skivdrivningssektion 20 är förskjuten från axeln hos axeldriv- ningssektionen 18 endast i storleksordningen ett fåtal millimeter. Storleken pà förskjut- ningen bestämmer graden av den oscillerande (excentriska) rörelsen hos skärskivan 12.

Denna excentriska rörelse av skärskivan förorsakar en knämatarliknande verkan av skär- skivan 12 mot det mineral som ska brytas.

I alternativa utföranden (ej visade) skulle skärskivan 12 också kunna förorsakas att kröka sig samtidigt som den oscillerar genom att göra axeln, kring vilken den drivna sektionen roterar, vinklat sidoställd från axeln hos Skärskivans 12 monteringssektion, såsom beskrivs i US 6 561 590 till Sugden.

Skärskivan 12 är monterad på skärskiveaggregatet 10 med hjälp av en monteringsrotor 36. Monteringsarrangemanget 11 inkluderar huset 14, som har en axelstödjande sektion 19. Huset 14 stödjer också monteringsrotorn 36. Den axelstödjande sektionen 19 har en längdaxel som sammanfaller med drivaxelns 13 axel. Drivaxeln 13 är roterbart monterad inuti den axelstödjande sektionen 19 med lager 15 och 17, vilka kan vara av godtycklig typ och kapacitet. Lagren 15 och 17 är monterade på vilket lämpligt sätt som helst som är känt för fackmannen inom området. 10 15 20 25 30 35 534 335 En ände 21 av den axelstödjande sektionen 19 har en plan sig radiellt utsträckande yta 23. Fäst vid den yttre periferin av den plana sig radiellt utsträckande ytan 23 finns ett ringforrnigt skivhållande överfall 25. Skivmonteringsrotorn 36 ink|uderar en ände 26 och den har också en plan sig radiellt utsträckande yta 27. Den ena änden 26 av skivmonte- ringsrotom 36 ligger intill den ena änden 21 av den axelstödjande sektionen 19, och de två ändarna 21 och 26 ligger emot varandra för att stödja skivmonteringsrotorn 36 och skärskivan 12 för rotationsrörelse av skärskivan 12 relativt den axelstödjande sektionen 19. Den ena änden 21 av skivmonteringsrotorn 36 hålls pà plats av det skivhållande överfallet 25, som utsträcker sig över en sektion av den yttre periferin av skivmonterings- huvudänden 21. Tillräcklig frigång tillhandahålls mellan den ena änden 21 av skivmon- teringsrotorn 36 och det skivhållande överfallet 25 för att medge excentrisk rörelse av skivmonteringsrotorn 36 och skärskivan 12 relativt det skivhållande överfallet 25. Smörj- portar (ej visade) håller en oljefilm mellan de respektive plana sig radiellt utsträckande ytorna 23 och 27. så väl som matar Smörjmedel till de andra rörliga delama inuti skärs- kiveaggregatet 10. Skärskivan 12 är monterad på monteringsrotorn 36 med lämpliga förbindningsmedel. såsom gängade förbindningsdon 37. Skärskivan 12 kan avlägsnas från skärskiveaggregatet 10 för utbyte eller översyn, genom att avlägsna förbindnings- donen 37.

Skärskivan 12 är monterad för fri rotationsrörelse på skivdrivningssektionen 20. Skär- skivan 12 är monterad med ett sfäriskt rullningslager 39 som är placerat vid en ansats 40 och en vägg 41 hos monteringsrotorn 36. Det stora lagret 39 är inriktat direkt i kraftvägen för skärskivan 12 och således utsatt för huvuddelen av den radiella skärbelastningen. De olika lager som används i skärskiveaggregatet 10 kan vara av vilket lämpligt slag som helst, men är företrädesvis antifriktionsrullningslager, och kan vara hydrodynamíska eller hydrostatiska lager.

Då den gåri ingrepp med materialet som ska utgrävas eller brytas tenderar skärskivan 12 att rotera som en följd av brytningsverkan. En konstant rotationshastighet indikerar att korrekt stenbrytning sker, och en förändring i rotationshastighet indikerar att olämplig stenbrytning sker, såsom när skärskivan 12 tvingas in i mineralen för snabbt, till exempel.

För att detektera när olämplig brytning sker inkluderar skäranordningen 10 också medel för att fastställa en förändring i rotationshastighet hos någon rotation av skärskivan. Meri synnerhet, iden föredragna utföringsformen är en permanentmagnet 40 fäst vid och 10 15 20 25 30 534 335 9 positionerad inuti monteringsrotorn 36 intill periferin av den ena änden 26. En hallsensor 42 är fäst vid och positionerad inuti den ena änden 21 av den axelstödjande sektionen 19 intill periferin av den ena änden 21, så att permanentmagneten 40 passerar nära hall- sensorn 42 när monteringsrotorn 36 roterar relativt den stödjande sektionen 19. Detta förorsakar att en puls skapas, och genom att mäta tiden som förflyter mellan pulser kan, med en styrning 44, en förändring i rotationshastighet hos skärskivan 12 fastställas. Om en förändring fastställs, kan då driften av brytningsanordningen 10 varieras, för att igen återföra rotationshastigheten hos skärskivan 12 till ett konstant värde. Den konstanta rotationshastigheten kan vara vilken hastighet som helst, eller sä kan den konstanta rotationshastigheten ha ett förutbestämt föredraget värde. laltemativa utföringsforrner (ej visade) kan mer än en permanentmagnet användas, och rotationsriktningen hos skär- skivan fastställas.

Förflyttningen av skärskivan 12 applicerar en anslagskraft mot bergytan som angrips, vilken förorsakar dragbrott hos berget. Med hänvisning till figur 2 kan ses att förflyttningen av skärskivan 12 för skäret eller eggen 58 i ingrepp under den oscillerande rörelsen vid en punkt 59 hos berget 56. Sådan oscillerande rörelse medför att skärskivan 12 rör sig i en riktning som är väsentligen vinkelrät mot axeln AA hos monteringsaxeln 13. Tillhanda- hållandet av oscillerande rörelse bringar skäreggen 58 att träffa ytan 59 väsentligen i rikt- ningen S, så att en stenflisa 60 bildas i berget, såsom visas. Framtida flisor definieras av de streckade linjema 61. Verkan av skärskivan 12 emot underlaget 59 liknar det av en mejsel i att framkalla sträckpåkänningar i ett sprött material, såsom berg, vilket effektivt bringas att brista under sträckning. Stötriktningen S som skärskivan stöter emot mot klippunderlaget 59 tas upp med hjälp av lagringen 39.

Figurerna 3, 5 och 8 illustrerar en gruvmaskin 100 (se figur 8) i enlighet med uppfin- ningen. Gruvmaskinen 100 inkluderar en skärmekanism 104, som innefattar en arm 108 som har en armände 112 (se figur 5), en första skärskiva 116 monterad pà annänden 112 via en stor absorptionsmassa 127 (se figur 5) och inrättad att angripa materialet som ska brytas. Skärmekanismen 104 inkluderar vidare en andra skärskiva 120 monterad på arm- änden 112 och åtskild från den första skärskivan 116 och inrättad att angripa materialet som ska brytas, och en tredje skärskiva 124 monterad på armänden 112 och åtskild från den första skärskivan 116 och den andra skärskivan 120 och inrättad att angripa materi- alet som ska brytas. Mer i synnerhet, är var och en av de respektive skärskivorna 116, 10 15 20 25 30 35 534 335 10 120 och 124 del av ett skärskiveaggregat 117, 121, och 125 (se figur 5) såsom beskrivits ovan.

Skärskivorna 116, 120 och 124 är monterade för förflyttning in i berget som ska utgrävas.

Således är gruvmaskinen 100 exempelvis monterad på hjul eller skenor eller larvkätting eller band (alla ej visade) och det är föredraget att monteringsanordningen är arrangerad att motverka de approximativa krafter som appliceras av skärsklvan, medan den stora absorptionsmassan 127 (se figur 5) motverkar toppbelastningarna, såsom beskrivs nedan.

Mer i synnerhet, såsom visas i figur 8, inkluderar skärmekanismen 104 vidare medel för att bringa skärskivan in i materialet som ska brytas, där medlen inkluderar en främre plattform 128 och en bakre plattform 130, pivotmedel 132 för att montera armen för svängande horisontell rörelse från sida till sida på den främre plattformen 128, och utdragbara och indragbara medel mellan den främre plattformen och den bakre platt- formen i form av ett par åtskilda hydraulcylindrar 136 för att förflytta den främre platt- formen 128 framåt (mot materialet som ska brytas) relativt den bakre plattformen 140 när den bakre plattformen 140 är förankrad, och den bakre plattformen 140 framåt relativt den främre plattformen 128 när den främre plattformen 128 är förankrad. En transportör 145 eller ett vakuumsystem (ej visat) eller båda, kan positioneras under skärskivorna och på en sida av maskinen 100, såsom visas schematiskt i figur 8, för att bortforsla lösgjort material.

Mer i synnerhet, inkluderar gruvmaskinen 100 förankringsmedel för att förankra den främre plattformen och den bakre plattformen, medlen innefattar borrar 144, säkrade vid respektive plattform och som utsträcks in igruvgolvet. Dessutom kan hydrauliska eller mekaniska stöd (ej visade) också användas på olika platser mellan gruvgolvet och gruv- taket. Ännu mer i synnerhet, såsom visas ifigur 11, möjliggör borrarna 144 att gruvmaski- nen 100 förankras vid gruvgolvet 301 genom att använda en ihålig kärnborr 303 för att borra in i golvmaterialet vinkelrätt mot den genomsnittliga golvnivån till ett djup av ungefär 150mm (6 tum) in i golvet. Den stationära borren fungerar sedan som 'en förankringsbult, med den orubbade golvmaterialkärnan 302 tillhandahållande ytterligare förankringsstabi- litet. Den cylindriska borrbäraren 304 fungerar som en styrning under borming och så snart som ankarborren 303 när fullt djup fungerar den cylindriska borrbäraren också som ett stöd. för att minimera böjmoment som kan verka på den ihåliga kärnborren 303 på 10 15 20 25 30 35 534 335 11 grund av krafter som verkar på gruvmaskinen 100 i en riktning som är parallell med golvet, genom att omsluta den ihåliga kärnborren 303 med golvmaterialet över huvud- delen av dess utsträckta längd.

Den ihåliga kämborren 303 roteras med hjälp av en elektrisk motor 305 (även om det kan vara en hydraulisk borr i andra utföringsformer, ej visade) genom ett splinesingrepp mellan motoraxeln 306 och överdelen av den ihåliga kämborren 303. Ett rullningslager 307 i form av ett enkelt sfärsikt lager möjliggör att den ihåliga kärnborren 303 pressas in i och dras ut ur golvet medan den roterar. En kvarhållande låsring 308 låser den ihåliga kärnborren till den inre Iagerbanan hos rullningslagret 307. Motorn 305 är innesluten i en cylindrisk behållare 309 som för fram och drar tillbaka motorn 305 och den därtill fästa ihåliga kärnborren 303 via rullningslagret 307. En hydraulcylinder 310, som utsträcker sig mellan den respektive plattformen och motom 305, förorsakar framförande och tillbaka- dragande av motom 305 och den därtill fästa ihåliga kärnborren 303 via den cylindriska behållaren 309 och dess löstagbara hölje 311 med hjälp av en kolvstâng 312 som är fäst vid höljet 311 via ett gaffel och bult arrangemang 310 och cylindem 310 är fäst vid den respektive plattformen. Längden och infästningen av cylinder och stång är inrättad så att den medger ett minimum av framförande och tillbakadragande som är ekvivalent till det hos det önskade maximala borrdjupet plus avståndet mellan den nedre änden av den cylindriska borrbäraren 304 och golvet.

Motom 305 förhindras att rotera, på grund av reaktionsmomentet i den cylindriska behållaren 309, med hjälp av en eller flera styrpinnar 316, som låser motom till det bult- förbundna höljet 311. Det bultförbundna höljet 311 förhindras att rotera i den cylindriska borrbäraren 304 av en tunga på höljet som griper in a ett motsvarande longitudinellt spår 317 i den övre delen av den inre väggen hos den cylindriska borrbäraren 304, så att den medger framförande och tillbakadragande av motorn och kärnborren. Längden hos spåret 317 är inrättat att medge fullständigt framförande och tillbakadragande av den ihåliga kärnborren 303, såsom beskrivs ovan. Botten av spåret 317 och det buitförbundna cylindriska borrbärarhöljet 318 fungerar som mekaniska stopp för motor och ihålig kärnborrs framförande och tillbakadragande.

Den cylindriska borrbäraren 304 tillhandahåller en ansats för att bultförbinda förankrings- borren 300 med strukturen hos gruvmaskinen 314. Ett hål i höljet 311 medger införsel av kraften för och styrning 315 av motorrotation. 10 15 20 25 30 35 534 335 12 Var och en av skärskivorna 116, 120 och 124 drivs av armen 108 in i det material som ska brytas genom att svänga armen 108 in i materialet som ska brytas med första och andra hydraulcylindrar 160 respektive 164, anslutna mellan armen 108 och den främre plattformen 128. I andra utföringsformer (ej visade), kan ett hydrauliskt eller elektriskt rotationsmanövreringsorgan användas för att rotera armen 108, utökande mängden arm- rotation. Armen 108 är också rörlig relativt den främre plattformen 128 genom att montera armen 108, dess medel för pivotering 132, och cylindrarna 160 och 164 på en armplatt- form 168, som är förskjutbar längs en skena (ej visad) på den främre plattformen 128 parallellt med materialet som ska brytas. Cylindrar 172, anslutna mellan armplattformen 168 och den främre plattformen 128, flyttar armen 108 relativt den främre plattformen 128.

Massan hos vardera av skärskivorna är relativt mycket mindre än massan 127, som till- handahálls för lastabsorberingsändamàl. Belastningen som utövas på vardera skärskiva, när den angriper en bergyta under den oscillerande rörelsen, motverkas eller absorberas av trögheten hos den stora massan 127, snarare än av armen 108 eller annan stödstruk- tur.

Mera i synnerhet, såsom illustreras i figurerna 3 och 5, inkluderar skärmekanismen 104 armen 108, den stora massan 127 i form av ett skärhuvud, och en konsol 176 för infäst- ning av skärhuvudet 127 vid armen 108. Skärhuvudet 127 är huset som tar emot de 3 skärskiveaggregaten 10. Ännu mer i synnerhet, inkluderar skärhuvudet tre öppningar 180, 182 och 184, respektive, vilka vardera lösbart tar emot, på ett konventionellt sätt, en av skärskivorna 116, 120, och 124, och deras respektive aggregat. Verktygshuvudets inre volym omgivande de tre öppningarna är fylld med ett tungt material, såsom platsgjutet eller förgjutet bly 186, sàsom visas i tvärsnittet av skärskivehuvudet 127 i figur 6. Ett vattenmunstycke 129 (se figurema 3 och 5) är monterat intill den främre änden av vardera skärskiva i mineralskärningsriktningen. Genom att låta de tre excentriskt drivna skär- skivoma dela en gemensam tung massa, krävs mindre total massa, på så sätt görande gruvmaskinen 100 lättare och mer kompakt. l den föredragna utföringsformen delas omkring 6 ton mellan de tre skärskivorna, och vardera skärskiva är omkring 35 centimeter i diameter. l andra utföringsformer kan mindre eller större skärskivor användas.

Konsolen 176 är fäst vid armen 108 på lämpligt sätt (ej visat), sàsom genom svetsning.

Konsolen 176 är fäst vid skärhuvudet 127 med två U-formade kanaler 190 och 192. 10 15 20 25 30 534 335 13 Vardera kanal tar emot en fläns 194 på skärhuvudet 127 och en fläns 196 på konsolen 176 för att fästa skärhuvudet 127 vid konsolen 176. Såsom visas i figur 7, är en fjädrande krage 200 placerad mellan skärhuvudet 127 och konsolen 176, för att isolera skärhuvud- vibrationer från armen 108.

Såsom illustreras i figurerna 9 och 10 inkluderar medlen 132 för pivotinfästning av armen 108, för horisontell svängningsrörelse från sida till sida på den främre plattformen 128, pivot 204 för vertikal topp till botten rörelse av armen 108. Pivotmedlen 132 inkluderar en delad stödpinne 208, som har en övre pinne 209 ansluten till den övre delen av armen 108 och en nedre pinne 210 ansluten till den nedre delen av armen 108. Mera i synner- het, inkluderar pivotmedlen 204 ett övre sfäriskt lagerhus 216 och ett nedre sfäriskt lager- hus 224. Armen 108 år monterad på den övre pinnen 209 med hjälp av ett övre sfäriskt lager 211 mellan det övre sfäriska lagerhuset 216 och den övre pinnen 209, och armen 108 är monterad på den nedre pinnen 210 med hjälp av ett nedre sfäriskt lager 213 mellan det nedre sfäriska lagerhuset och den nedre pinnen 210. Vardera av de sfäriska lagerhusen 216 och 224 hålls stationära relativt armplattforrnen 168 av hållare 228 och 232, såsom visas schematiskt i figur 10.

För att åstadkomma den vertikala upp och ner eller topp till botten rörelsen av armen 108, inkluderar medlen 204 en hävarm 234, som är fäst vid det nedre sfäriska lagerhuset 224, en pinne 236, fäst vid hävarrnen 234 och pivoterbart ansluten vid dess bas till arrnplatt- formen 168, och medel för att pivotera hävarmen iform av en hydraulcylinder 237, an- sluten mellan toppen av pinnen 236 och arrnplattformen för att pivotera det nedre sfäriska lagerhuset 224 och på så sätt pivotera armen 108. En identiskt hävarm och pinne, anslu- ten till basplattformen 168 (alla ej visade), är fästa vid den motsatta sidan av det nedre sfäriska lagerhuset 224, därigenom tillhandahållande en fix pivotpunkt för arrangemanget.

För att få jämna skär 243 i materialet som ska brytas, på ett sådant sätt som visas i figur 4, har armen 108 en längdaxel 242, såsom visas i figur 3, och den andra skärskivan 120 drivs kring en axel som är åtminstone parallell med (eller koaxiell med, såsom iden illu- strerade utföringsformen) armens längdaxel 242, och den första skärskivan 116 drivs kring en axel 246 som är vinklad iförhållande till armens längdaxel 242, och där den tredje skärskivan 124 är monterad att rotera kring en axel 250 som är vinklad i förhållande till armens längdaxel 242 och vinklad iförhållande till den första skärskivans axel 246. De 10 15 20 25 30 534 335 14 relativa vinklarna mellan axlarna hos skärskivorna framgår också av orienteringen av skärskiveaggregaten visade i figur 5.

När en linje dras genom de tre skärskivorna definierar den en skäraxel 256, och denna skäraxel 256 är vinkelrät mot armens längdaxel 242, och de tre skärskivoma är åtskilda längs skäraxeln 256.

Skäraxeln 256 år sluttande i förhållande till en linje som dras vinkelrätt mot gruvgolvet, så att den första eller lägsta skärskivan 116 kommer att vara den första att komma i kontakt med mineralen som ska brytas när armen ifigur 3 svängs i medurs riktning. Detta medför att av skärskivan 116 lösgjort material faller till gruvgolvet. Sedan, när den andra skär- skivan 120 kommeri kontakt med mineralen som ska brytas har utrymmet under den andra skärskivan 120 öppnats av den första skärskivan 116, så att den också har plats under sig för de lösgjorda mineralerna att falla till gruvgolvet. Och så vidare för den tredje skärskivan 120. Således är den första skärskivan 116 i den lägsta positionen. vilket befrämjar skärllvslängd och säkerställer att den skurna produkten från efterföljande skär- skivor inte återkrossas av de första skären.

Vidare är skärplanet hos vardera roterande skärskiva vinklat i förhållande till nästa intillig- gande skärskiva längs skäraxeln 256. Detta får vardera skärskiva att alltid närma sig mineralet som ska brytas med en anfallsvinkel om tio grader, för att erhålla den optimala mängden lösgjort material. Ännu ytterligare, är skärskivorna positionerade så att vardera skärskiva skär lika djupt in i materialet som ska brytas. Detta förhindrar ojämnheteri mineralen som ska brytas, som skulle kunna medföra ett arbetshinder för gruvmaskinen 100.

Gruvmaskinen 100 drivs genom att, användande hydraulcylindrarna 136, föra fram armen 108 mot materialet som ska brytas ett första inkrementellt avstånd, svänga armen 108 att skära materialet, och sedan föra fram armen 108 mot materialet som ska brytas ett andra inkrementellt avstånd, där det andra inkrementella avståndet är lika stort som det första inkrementella avståndet. Som en följd därav minimeras kontakten mellan skärskiveaggre- gatet 127 och mineralen som ska brytas. 10 15 20 534 335 15 Skäranordningen enligt föreliggande uppfinning anses tillhandahålla mer kostnadseffektiv stenskärning, eftersom anordningen kan byggas med en mindre eller reducerad vikt jämfört med vikten hos känt roterande skärmaskineri. Det förutses att skäranordningen i enlighet med uppfinningen, inkluderande stödarmen, kan tillverkas att ha en totalvikt av ungefär 30 ton. Detta betyder att anordningen har potential att tillverkas och användas med väsentligt reducerad kostnad jämfört med det kända roterande skärmaskineriet.

Viktreduktionen kommer huvudsakligen av den förbättrade stenskärning som resulterar av kombinationen av oscillerande rörelse med underskärningsskärskivan, därigenom krävande en reducerad skärarbetsinsats. Således utsätts gruvmaskinen för reducerad belastning och kräver därför väsentligen mindre kraft för att effektivt åstadkomma sten- fragmentering. Dessutom är stötbelastningen som uppstår vid skärprocessen relativt låg och förorsakar på så sätt försumbar skada på det omkringliggande berget, och minskar således sannolikheten att sten ramlar ned och reducerar mängden stöd som behövs för utgrävda ytor. Dessutom kan, på grund av anordningens totalvikt och storleken av stöt- krafterna som uppstår, anordningen monteras på ett fordon för rörelse in i den utgrävda ytan.

Ett flertal andra särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av efterföljande patent- krav.

Claims (15)

1. 0 15 20 25 30 35 534 335 16 PATENTKRAV 1. Gruvmaskin (100) kännetecknad av att den inkluderar en skärmekanism (104) innefattande en arm (108), en vikt (127) pà mer än 454 kg fäst vid nämnda arm (108), en första skärskiva (116) inrättad att angripa det material som ska brytas och monterad på ett första skärskiveaggregat (117) avsett att excentriskt driva den första skärskivan (116), det första skärskiveaggregatet (1 17) monterat vid vikten (127), en andra skärskiva (120) pà avstånd fràn nämnda första skärskiveaggregat (117) och inrättad att angripa det material som ska brytas, och monterat på ett andra skärskiveaggregat (121) avsett att excentriskt driva den andra skärskivan (120), det andra skärskiveaggregatet (121) monterat vid samma vikt (127). Gruvmaskin (100) enligt patentkrav 1 kännetecknad av att armen (108) är monterad för svängande horisontell rörelse från sida till sida, varvid vardera av nämnda skärskivor (116, 120) drivs in i det material som ska brytas. Gruvmaskin (100) kännetecknad av att den inkluderar en skärrnekanism (104) innefattande en plattform (128), en arm (108) som har en längdaxel (242) och en armände (112), en vikt (127) på mer än 454 kg fäst vid nämnda arm (108), medel (132) för att montera nämnda arm (108) för svängande rörelse från sida till sida på nämnda plattform (128), och medel (160, 164) för att svänga armen ( 108) fràn sida till sida en första skärskiva (116) inrättad att angripa det material som ska brytas och monterad på nämnda armände (112) vid ett första skärskiveaggregat (117) avsett att excentriskt driva den första skärskivan (116), där nämnda första skärskiva (116) drivs kring en axel (246) som är vinklad relativt nämnda arms (108) längdaxel (242), en andra skärskiva (120) inrättad att angripa det material som ska brytas, och monterad på nämnda armände (112) på avstånd från nämnda första skärskiva (116) genom ett andra skärskiveaggregat (121) avsett att excentriskt driva den andra skärskivan, där nämnda andra skärskiva (120) drivs kring en axel som är 10 15 20 25 30 35 534 335 17 parallell med nämnda arms (108) längdaxel (242), och en tredje skärskiva (124) inrättad att angripa det material som ska brytas och monterad på nämnda annände (112) pà avstånd från nämnda andra skärskiva (120) genom ett tredje skärskiveaggregat (125) avsett att excentriskt driva den tredje skärskivan (124). där nämnda tredje skärskiva (124) är inrättad att rotera kring en axel (250) som är vinklad relativt nämnda arms (108) längdaxel (242) och vinklad relativt den första skärskivans (116) axel (246), det första (1 17), andra (121) och tredje skärskiveaggregatet (125) monterat vid vikten (127). . Gruvmaskin (100) enligt patentkrav 3 kännetecknad av att armen (108) är monterad för svängande horisontell rörelse fràn sida till sida, varvid vardera av nämnda skärskivor (116, 120, 124) drivs in i det material som ska brytas. . Gruvmaskin (100) kännetecknad av att den inkluderar en skärmekanism (104) innefattande en am1 (108) som har en armände (112), en vikt (127) på mer än 454 kg fäst vid nämnda arm ( 108), en första skärskiva (116) inrättad att angripa det material som ska brytas och monterad på nämnda armände (1 12) vid ett första skärskiveaggregat (117) avsett att excentriskt driva den första skärskivan (116), en andra skärskiva (120) inrättad att angripa det material som ska brytas, och monterad på nämnda armände (112) på avstånd från nämnda första skärskiva) (116) genom ett andra skärskiveaggregat (121) avsett att excentriskt driva den andra skärskivan (120), och en tredje skärskiva (124) inrättad att angripa det material som ska brytas och monterad pá nämnda armände (112) på avstånd från nämnda andra skärskiva (120) genom ett tredje skärskiveaggregat ( 125) avsett att excentriskt driva den tredje skärskivan (124), där nämnda tre skärskivor (116, 120, 124) har en skäraxel (256) som när den dras genom de tre skärsivoma (116, 120, 124) är vinkelrät mot nämnda arms (108) längdaxel (242), där nämnda tre skärskivor (116, 120, 124) är åtskilda längs nämnda skäraxel (256), och nämnda skäraxel (256) är sluttande från en linje som dras vinkelrätt mot gruvgolvet, det första (117), andra (121) och tredje skärskiveaggregatet (125) monterat vid vikten (127). 534 335 18 6. Gruvmaskin (100) enligt patentkrav 5 kännetecknad av att skärplanet för vardera roterande skärskiva (116, 120, 124) är anordnat med en vinkel relativt nästa intilliggande roterande skärskiva (116, 120, 124). 7. Gruvmaskin (100) enligt patentkrav 5 kännetecknad av att armen (108) är monterad för svängande horisontell rörelse från sida till sida, varvid vardera av nämnda skärskivor (116, 120, 124) drivs in i det material som ska brytas.