[发明专利]挖掘机掘斗

说明书

本发明涉及采矿技术，更确切地说涉及挖掘及搬运矿层与冻土层用的挖掘机的作业掘斗。

公知的挖掘机掘斗包括侧壁和底部，一遮护板与之刚性相连，彼此之间形成凹槽，槽内装有齿牙，它们可在弹簧及液压作用下沿其轴向往复移动。

在作业过程中，掘斗的齿牙插入地层时，受到的负荷不平衡，这表现在它们的磨损上。在这种结构中，可利用水流使齿牙上的负荷重新分配，还可提高挖掘机的生产能力。

不过这种挖掘斗中的所有齿牙都是静止的，使用这种装置挖掘、开采坚硬的矿岩，则表现出它们的力量不足。

另一种公知的挖掘机掘斗具有斗体，斗体的前缘有一排带有独立的气动传动装置的齿牙。这种掘斗结构可用于开采坚硬的矿岩。

然而，使用这种掘斗，其比动力消耗高。研究表明，使用楔形工具破断冻土，当这些楔形工具的间隔不够大时，断裂处就不会形成梳壮。随着楔形工具间隔的增加，就会出现未能消除的梳状物，其高度随这一间隔的增加而增大，这样一来，缺口处就留下齿牙彼此之间的作用，形成两个独立的破断痕迹。

于是，为了形成不带未能消除的梳状物的平整工作面，掘斗前缘就须装有足够稠密的冲击齿牙。这样，冲击齿的数目就仅与斗宽有关，而且，依靠冲击齿牙传动装置的风锤的特殊结构，可降低动力消耗。

就技术实质而言，与本发明尤为相近的一种挖掘机掘斗，有一斗体，斗内布置有短管式空气分配器，它的一边与主空气导管刚性相连，另一边接一套管接头，接头的外端装有可动（作业）齿牙，它们沿着掘斗的锐利（工作）前缘分布在通常的刚性固定（静止）的齿牙之间。

采用可动齿牙与静齿牙的交替排布，可降低冲击（活动）齿牙的负荷，并减少掘斗中的总齿牙数，使掘斗的作业动力消耗得以降低。

在所述结构中，将冲击齿牙与静齿牙置于同一水准，并同时与所开掘的岩层相互作用。由此，当静齿牙顶到未能消除的岩石梳状物时，由于挖掘机挖掘力不足，掘斗就会中止运动。这样一来，冲击齿牙未能投入作业，工作面的开采过程就停止下来。

作为本发明的基础，其任务在个提出一种挖掘机掘斗，冲击齿牙及静齿牙在其作业前缘的排布保证最大限度地降低机组的单位动力消耗。

上述任务是这样实现的。挖掘机的掘斗有一斗体，其作业前缘在静齿牙之间装有冲击齿牙。按照本发明，冲击齿牙与静齿牙在作业前缘上排布成冲击齿牙的轴线之间的间隔为3.5～4.5b，而自作业前缘至冲击齿牙刃部的距离比它到静齿牙刃部的距离大1～3b。其中b是冲击齿牙的刃宽。

这样做成的挖掘机掘斗可在最低能耗条件下，提供必要的保障采矿的作用力。

以下通过具体实施方案及附图来描述本发明，其中：

图1表示带冲击齿牙及静齿牙的挖掘机掘斗作业前缘;

图2为工作面分层采掘示意图;

图3是图2的侧视图。

挖掘机的掘斗有一斗体（1）（图1），斗体的前缘（2）装有冲击齿牙（3）和静齿牙（4）。静齿牙（4）分布于冲击齿牙（3）之间，使冲击齿牙的轴线之间的间隔为3.5～4.5b。自掘斗的作业前缘（2）至冲击齿牙（3）刃部的距离比它到静齿牙（4）刃部的距离大1～3b，其中b为冲击齿牙刃宽。

上述机组是以如下方式工作的。

使挖掘机掘斗与开采的地层相互作用;冲击齿牙（3）顶住矿岩（图2）。当各个冲击齿牙上的力超过传动装置的风锤的起动力时，风锤进入工作状态，齿牙受到冲击，因而冲击齿牙深入所开采的地层到予定的深度。冲击齿牙（3）的刃部与地层的接触处，岩层受到压挤，形成密实的核心。在核心中的压力所产生的力的作用下，地层中出现裂缝，并朝裸露的表层扩展开来。裂缝不仅沿作业器件运动的方向扩展，并向岩层中各方向展开，形成宽度大大宽于该器件宽度的削弱区域。如果有两个或多个冲击齿牙进入作业状态，则它们作用的范围内所出现的裂缝会彼此交叉，并在冲击齿牙（3）之间留下由冲击所成的松软的梳状物（5）。由于冲击齿牙的轴线间隔在3.5～4.5b的范围内，这些齿牙的相互作用可保证使梳状物（5）松软和有足够的高度，可由静齿牙（4）使其塌毁。在冲击齿牙（3）深入到所开采的地层中1～3b的程度时，静齿牙（4）开始工作。由于在所用机构-掘斗的运动平面内冲击齿牙安装得相对超出静齿牙1～3b，所以静齿牙与受到冲击齿牙（3）的作用已被事先松动的原岩发生相互作用。挖掘机掘斗斜向所开采的地层作业（图3），所以静齿牙（4）刃部的作业区将比冲击齿牙（3）刃部的作业区高h，这里h是冲击齿牙作业后留下的岩层未受破坏部分的高度。如果静齿牙相对于掘斗作业前缘（2）装得高出量h，会出现同样的效果。