Одной из последних моделей, предназначенных для погрузки угля и породы в низких горных выработках (от 0,7 м), является машина фирмы Джой (США) модели 14Ви. Высокая маневренность машины обеспечивается наличием отдельных двигателей для каждой гусеницы, нагребающей лапы, конвейера и гидронасоса. Машина прошла ряд модернизаций; в последней модификации 14Ви-10 мощность двигателей доведена до 65 л. е., а теоретическая производительность до 15 т/мин. Скорость передвижения машины 38 м/мин, вес 4 т. Цепь скребкового конвейера значительно усилена. Все узлы машины выполнены из качественных сталей; двигатель и другие части, требующие ремонта или ревизии, для более удобного доступа монтированы с наружной стороны машины.

Новейшая погрузочная машина Джой 18 HR-2 предназначена для погрузки тяжелых скальных пород и руд, что обеспечивается мощными нагребающими лапами, ведущие диски которых утоплены заподлицо с плоскостью приемной плиты. Значительно повышена прочность лап и их привода, все узлы которого выполнены из качественных износостойких сталей. Машина оборудована двигателями повышенной мощности и обладает значительным весом (17 т).

Нагребающие лапы представляют собой массивные фигурные отливки с прямолинейным кулисным пазом и пустотелым съемным наконечником. Овальные скосы наконечников предотвращают заклинивание кусков груза между лапами, обеспечивая выпор («всплытие») зажатого куска вверх. Конструкция наконечника позволяет удлинять лапы, устанавливая дополнительную насадку при погрузке легкого и неабразивного груза. На стадии внедрения в штабель груза лапы выходят за переднюю кромку приемной плиты на 150 мм.

Рис. 2. Погрузочная машина Джой 18HR-2.

Хвостовая стрела скребкового конвейера поворачивается на 45е в обе стороны от оси машины с помощью двух горизонтальных гидравлических цилиндров. В зависимости от необходимой высоты разгрузки стрела может подниматься или опускаться От 1230 до 2450 мм. В месте перегиба борта конвейера заменены специальными рессорными пластинами. Привод конвейера осуществляется двумя электродвигателями мощностью по 15 л. е., которые симметрично расположены по обеим сторонам поворотной части.

Погрузочная головка и скребковый конвейер машины жестко связаны с блоком главного двигателя и редуктором при помощи массивных кронштейнов. В боковых стенках корпуса главного двигателя запрессованы две цапфы, расположенные, на одной оси; на каждой цапфе шарнирно укрепляется рама соответствующей гусеницы, а весь корпус машины, шарнирно подвешенный к гусеницам, может поворачиваться вокруг оси цапф. Такая система подвески обеспечивает постоянное прилегание приемного носка к почве. Приемный носок машины при помощи гидравлических цилиндров может подниматься до 500 мм выше и опускаться на 200 мм ниже номинального уровня.

Ходовая часть машины состоит из двух независимых гусениц, набранных из литых нераскрывающихся траков (гладких или снабженных шпорами, для чего в теле траков предусмотрены специальные гнезда). Движение гусеницам от главного двигателя передается через два спаренных червячных редуктора. Машина имеет две ходовые скорости — рабочую 10 м/мин и маневровую 30 м/мин.

Гидравлическая часть состоит из гидронасоса со своим электродвигателем, масляного бака и гидрораспределителей с системой шлангов. Гидравлический насос шестеренчатый, двухкамерный; одна камера подает рабочую жидкость в систему управления ходовой частью, а другая — в системы подъема и опускания носка, подъема и поворота стрелы конвейера и аварийного выключения фрикциона в редукторе нагребающих лап.

Описанная погрузочная машина 18HR-2 используется на многих зарубежных горнорудных-предприятиях на погрузке крепкой абразивной и тяжелой руды, в камерах, работая, как правило, в комплексе с подземными самоходными вагонетками на пневмо-шинном ходу (грузоподъемностью 14—20 т) и другим вспомогательным оборудованием (бульдозерами для расчистки подземных дорог, самоходными платформами для осмотра и оборки кровли и т. п.). С введением этих машин производительность труда подземных рабочих увеличивается в среднем на 80—90% ,а стоимость добычи руды снижается на 15—20%, несмотря на некоторое увеличение расходов на ремонт. Такие узлы машины, как съемные наконечники лап, служат 7—8 недель, а капитальный ремонт всей машины производится после погрузки 350—400 тыс. т руды.

В Советском Союзе машины 18 HR-2 используются с 1959 г.

При работе в проходческом забое по породам средней крепости (комбинат Ростовуголь) расход мощности главным двигателем при максимальной загрузке лап составил 24 кет, а на привод конвейера 11 кет, т. е. мощность электродвигателей использовалась всего на 50%. Потребляемая мощность при перемещениях машины не превышала 9 кет.

На шахтах Джезказганского медного, а позднее Миргалимсайского полиметаллического рудников эти машины имели на приводе скребкового конвейера два двигателя мощностью по 7,5 л. с. каждый (вместо 2 X 15 л. с. на модели, работавшей в Ростовугле). Техническая производительность погрузочной машины достигала 240 т/ч, или 150 м3/ч (плотно слежавшаяся медная руда со средним размером кусков 200—400 мм). Машина показала хорошие эксплуатационные качества. Износ наконечников нагребающих лап, изготовленных из легированной стали, был незначительным по истечении месяца непрерывной двухсменной работы, хотя лапы работали в условиях повышенного трения. Скребковый конвейер также показал хорошую износостойкость в работе.

Однако в условиях неровной почвы жесткие гусеничные тележки, которыми оборудована машина 18 HR-2, не обеспечивают плотного прилегания всего полотна гусеницы к почве. Как правило, давление на почву передается лишь двумя опорными роликами из шести, удельное давление машины на почву превышает расчетное и в результате наблюдается периодическая перегрузка отдельных опорных роликов, повышается износ роликов и гусеничной ленты. Кроме того, значительно увеличиваются динамические толчки nprf перемещении машины и происходит измельчение попадающей под гусеницы руды, что вызывает образование под гусеницами пылевой подушки, значительно снижающей сцепление гусениц с почвой и вызывающей буксование гусениц. При малом клиренсе машины (150 мм) она часто опускается своим корпусом на образующуюся подушку из мелочи, а гусеницы начинают работать вхолостую.

Наблюдения за работой пневмошин на самоходных вагонетках в условиях очистного забоя Джезказгана показали, что они могут создавать достаточные напорные усилия (коэффициент сцепления шин с почвой в данных условиях составляет 0,6, т. е. не ниже, чем у гусениц, при значительно большей маневренности). В связи с этим целесообразно применять пог-рузочные машины на пневмошинах.

Проведенные в процессе испытаний замеры потребляемой мощности позволили установить степень загрузки электродвигателей машины 18 HR-2. При установленной мощности главного электродвигателя (на привод нагребающих лап и гусеничного хода) 55 кет (75 л. с.) средняя потребляемая мощность при работе нагребающих лап в сочетании с периодической подачей машины на штабель составила 30 кет, а максимальная — порядка 60 кет. При суммарной установленной мощности двигателей конвейера 11 кет (15 л. с.) средняя потребляемая мощность при работе прямого загруженного конвейера составила 15,5 кет, а максимальная 25 кет. При работе незагруженного конвейера (холостой ход) потребляемая мощность равна 7,0 кет. Таким образом, при загруженном конвейере (даже в среднем его положении) двигатели работали с большой перегрузкой. При повороте конвейера на 45° средняя потребляемая мощность достигла 32 кет, т. е. двигатели работали с двухкратной перегрузкой.

Фактическая эксплуатационная производительность машины составила около 60 т/ч, или 400 г в смену. Наблюдения показали, что имеются значительные резервы для дальнейшего повышения производительности.

В последнее время фирмой Джой разработаны новые модификации мощных погрузочных машин, предназначенных для погрузки наиболее крепких и тяжелых горных пород. Технические данные этих машин (18HR-3 и 19HR) пока не опубликованы; имеются лишь указания о том, что их теоретическая производительность увеличена до 20—30 т/мин. В модели 18HR-3 применен отдельный хвостовой конвейер с несущим органом в виде высокопрочной ленты.

Шахтные погрузочные машины с нагребающими рычагами-лапами выпускаются заводами ряда других крупных машиностроительных фирм Западной Европы и США.

Так, английская фирма Мэйвор — Коульсон выпускает три модели машин «Самсон»: МС-2, МС-3 и МС-4. Машина МС-2 предназначена для погрузки угля и оборудована одним главным двигателем мощностью 30 л. с. (электрическим или пневматическим). В модели МС-3 значительно увеличена прочность всех рабочих узлов. Кроме того, в машине применены нагребающие лапы оригинальной конструкции: их хвостовая часть выполнена таким образом, что рычаг скрыт в корпусе лапы и последняя прилегает к плите без зазора, что позволяет применять машину на погрузке довольно крепких пород.

Рис. 3. Погрузочная машина Лонг 188с.

Американская фирма Джеффри, ранее изготовлявшая машины с консольными скребками, в последние годы также перешла на выпуск погрузочных машин с нагребающими лапами моделей ML-81А и ML-81B, предназначенных для работы в выработках высотой от 1 м. Обе модели не имеют цепных передач в системе привода лап. Вместо ведущих дисков используются кривошипные рычаги, что несколько ухудшает конструкцию погрузочной головки, так как ведущий рычаг расположен над плитой, в результате чего происходит заклинивание мелочи под лапами.

Американские машины среднего веса фирмы Гудмен моделей 965 и 967 и фирмы Лонг моделей 88с и 188с впервые показаны на одной из последних выставок горного оборудования в Кливленде. Эти машины имеют один главный двигатель, смонтированный вместе с корпусом двух редукторов, от которых осуществляется отбор мощности на ведущие звездочки гусениц, нагребающие лапы и скребковый конвейер. Машины предназначены для работы в тонких угольных пластах и отличаются малой высотой (0,64—0,68 м).

Чехословацкая шахтная погрузочная машина с нагребающими лапами Прага N1-8-11 рассчитана на работу по углю и некрепким породам. Ведущие диски лап выполнены заподлицо с поверхностью наклонной приемной плиты. Движение лап осуществляется плоским четырехзвенником с направляющим рычагом. В отличие от большинства рассмотренных моделей направляющий рычаг закреплен не над плитой, а под ней, что обеспечивает компактность и надежность действия погрузочной головки.

Наряду с машинами, имеющими рабочий орган типа парных нагребающих лап в зарубежной практике, получили ограниченное применение и некоторые другие модификации погрузочных машин непрерывного действия с боковым захватом насыпного груза.

Рис. 4. Погрузочная машина Прага NJ-I-11.

Машины с рабочим органом в виде бесконечных цепей с консольными скребками выпускались рядом зарубежных фирм, главным образом в США (машины Джеффри, Гудмен, Кларксон и др.). По своей конструктивной схеме машины подобны нашей отечественной модели 0-5с. Почти все эти машины выпускались на гусеничном, а в последние годы на пневмошинном ходу (модель Джеффри-61). Предназначенные для погрузки однородного, некрепкого материала (угля) эти машины получили лишь ограниченное применение на складских работах и при проходке штреков полным сечением по углю. В связи с тем, что машины с консольными скребками по всем основным показателям (включая производительность, долговечность и надежность работы) уступают машинам с рабочим органом типа парных нагребающих лап, выпуск погрузчиков с консольными скребками за последние годы резко сократился.

Новейшим типом погрузочных машин с боковым захватом являются погрузчики с рабочим органом в виде непрерывно вращаю щихся дисков, дополненных фрезерующими барабанами. Западногерманская фирма Зальцгиттер создала двухдисковые погрузчики модели FL-200 (рис. 61) на гусеничном ходу, предназначенные для погрузки насыпного груза на складах и крупных перегрузочных пунктах. Два рифленых рабочих диска, вращаясь в противоположных направлениях, захватывают руду из штабеля. Над дисками установлены два отбойных барабана, которые вращаются со скоростью, вдвое большей скорости вращения дисков, и направляют груз на пластинчатый конвейер. Приемная плита может подниматься на 800 мм и опускаться на 170 мм относительно уровня почвы, а разгрузочный конвейер может поворачиваться в горизонтальной плоскости на 180° и в вертикальной на 30°. В связи с большой высотой (3180 мм) машина используется в основном как наземная.

Рис. 5. Погрузочная машина Зальцгиттер FL-200.

Другая модель FL-300, выпущенная той же фирмой, предназначена для работы в подземных условиях. Погрузочная головка этой машины оборудована двумя дисками, которые вращаются со скоростью оборотов в минуту и отбойными (фрезерующими) барабанами, делающими 35 оборотов в минуту. Приемная плита снабжена высоким бортом. В качестве привода погрузочной головки использованы два отдельных электродвигателя мощностью по 8 кет каждый. Регулировка положения погрузочной головки обеспечивается коромыслом и гидродомкратом. На раме машины расположен привод передаточного конвейера с электродвигателем мощностью 17 квт гидродомкрат производит подъем и опускание выдвижной секции и стрелы хвостового конвейера с натяжной головкой.

Машина монтирована на гусеничной тележке с приводом от отдельного двигателя мощностью 13,5 кет. Пусковая аппаратура и пульт управления расположены справа (по рабочему ходу машины); подвод тока осуществляется через кабельный барабан. Машинист при работе располагается на подножке. На машине установлен один двухцепной скребковый конвейер, скорость цепи которого составляет 0,75 м/сек. Управление всеми механизмами— гидравлическое; гидронасос приводится в действие электродвигателем мощностью 5 кет. Машина предназначена для работы в комплексе с двумя самоходными вагонетками емкостью до 8 ж3 и может грузить материал с крупностью отдельных кусков до 400—600 мм.

Рис. 6. Погрузочная машина Зальцгиттер FL-300.

Проведенные в СССР испытания двухдискового рабочего органа на погрузке угля и мягкой руды (в Одесском морском порту) показали, что диски и барабаны, выбирая в штабеле узкую заход-ку, интенсивно проталкивают материал на расположенный между ними приемный конвейер. Ввиду этого с наружной стороны дисков происходит усиленное вдавливание кусков в штабель и повышенное истирание («фрезерование») прилегающей части насыпного груза, что вызывает появление значительных усилий на дисках и барабанах и, как следствие, — их быстрый износ. Таким образом, эти машины не могут быть рекомендованы для погрузки хрупкого материала, так как их использование связано с ухудшением его качества ввиду переизмельчения. Для погрузки крепкого абразивного насыпного груза дисковые машины в современном конструктивном исполнении вообще непригодны. Очевидно, дисковые машины могут применяться лишь при погрузке мелкого, несле-жавшегося и некрепкого груза, ценность которого не зависит от степени измельчения. В случае работы машины по слежавшимся материалам, производительность погрузки резко падает, так как диски выфрезеровывают щель в отвале породы, не захватывая вышележащей части груза.

Схема дисковых машин подлежит дальнейшему экспериментальному опробованию. Машины могут получить применение в коммунальном хозяйстве (погрузка снега, строительного мусора), на железнодорожных станциях, в портах и на складах для погрузки угля, соли и других некрепких пород.

Краткий обзор машин бокового захвата показывает, что за последние годы в отечественной и зарубежной практике основной разновидностью этих машин явились машины с нагребающими лапами; за рубежом они практически вытеснили другие модификации машин непрерывного действия, имевшие ранее довольно широкое применение (с консольными скребками, многоковшовые и др.). Надежность действия и производительность новейших машин с нагребающими лапами настолько высоки, что этот тип погрузочного органа не только повсеместно используется ;в конструкциях наиболее эффективных погрузочных машин, но применяется и в современных моделях горных комбайнов (например, новейший американский комбайн модели СМЗЗ компании Ли-Норс, погрузочная головка которого оборудована сдвоенными нагребающими лапами) .

Основным недостатком машин с нагребающими лапами является быстрый износ их деталей, а следовательно, большие расходы на ремонт. Поэтому наиболее ответственные детали и узлы этих машин должны выполняться из высококачественных легированных сталей. Особое внимание должно быть уделено механизму нагребающих лап, шестерням передач и цепям скребкового конвейера.