Back


IWIS 2016 - Catalogue

Invention information


CategoryC - Mechanics and general engineering / Mechanika i inżynieria ogólna

Title of invention
 The modular driveline system of tunneling machine’s cutting drum with linear mining
Invention discription
 The modular driveline system of tunneling machine’s cutting drum with linear mining The modular drive of the cutting drum, according to the solution by the authors of the paper, is characterised by the fact that the drive system consisting of planetary gearboxes, couplings and drive units arranged along the axis of rotation, inside the body of the cutting drums, constitutes a single, modular drive transmission system of the cutting drum. The modular drive is connected to the boom body and the load-bearing supports. The drive torque of the modular drive system is transmitted to the lateral cutting heads and the central cutting head through the large wheels of the planetary gearbox. The application of a modular drive system allows for its placement along the axis of rotation, inside the cutting heads, thus avoiding the necessity to transmit the drive torque along the boom body of the Continuous Miner. The application of such a solution in a Continuous Miner allows for the development of the cutting head by adding consecutive modules increasing the power of the drive and the width of cutting. This solution allows for decreasing the cross-section of the cutting heads supports, thus resulting in a decrease of a passive area in the cutting head. Eliminating components of the drive transmission system along the boom body allows for the increase in the rigidity of the cutting drum supports and improve dynamic performance of the boom by reducing vibration influence. This solution was applied in new design Continuous Miner concept machine. The analyses conducted by the authors and the development trends confirm the possibility of returning to the concept of motors being placed inside the cutting head body. The numerical calculations performed indicate that the value of the torque generated by the permanent magnet motors combined with a double reduction planetary gearbox is sufficient. Locating them inside the cutting drum results in the improvement of the dynamic performance of the mining process, as well as the possibility of modular configuration depending on the required operating condition. The new modular structure of the cutting drum, presented in the article, may pave the way for a new trend among manufacturers, which would certainly have a positive impact on the development of related technologies, including the PMSM motors. Patent received in 06.09.2016 from Polish Patent Office 1. Cutting drum for tunneling machine with linear mining. Patents received in 19.07.2016 from Polish Patent Office 2. The modular driveline system of tunneling machine’s cutting drum with linear mining. 3. Tunneling machinewith linear mining. ACKNOWLEDGEMENTS The authors gratefully acknowledgefunding by the National Science Centre, Poland, under the 3383/B/T02/2011/40grants.

Title of invention
 Modułowy układ napędowy organu urabiającego tunelowej maszyny urabiającej o urabianiu liniowym
Invention discription
 Modułowy układ napędowy organu urabiającego tunelowej maszyny urabiającej o urabianiu liniowym Modułowy napęd głowicy urabiającej, zgodnie z rozwiązaniem zaproponowanym przez autorów pracy, charakteryzuje się tym, że układ napędowy składający się z przekładni planetarnych, sprzęgieł oraz jednostek napędowych ułożonych wzdłuż osi obrotu wewnątrz obudowy głowic tnących, stanowi pojedynczy modułowy układ przenoszenia napędu głowicy urabiającej. Modułowy napęd połączony jest z korpusem wysięgnika oraz podporami nośnymi. Moment obrotowy modułowego układu napędowego przenoszony jest na poprzeczne głowice urabiające i na środkową głowicę urabiającą poprzez duże koła przekładni planetarnej. Zastosowanie modułowego układu napędowego pozwala na jego umieszczenie wzdłuż osi obrotu wewnątrz głowic urabiających oraz na uniknięcie dzięki temu konieczności przenoszenia momentu obrotowego wzdłuż wysięgnika kombajnu do urabiania ciągłego. Zastosowanie takiego rozwiązania w kombajnie pozwala na rozwój głowicy urabiającej poprzez dodanie dodatkowych modułów zwiększających moc napędową oraz szerokość urabiania. Rozwiązanie takie pozwala na zmniejszenie przekroju wsporników głowicy urabiającej, co skutkuje zmniejszeniem pasywnej powierzchni głowicy urabiającej. Eliminacja komponentów układu przenoszenia napędu wzdłuż wysięgnika pozwala na zwiększenie sztywności podpór głowicy urabiającej i poprawę dynamiki wysięgnika poprzez zmniejszenie wpływu wibracji. Rozwiązanie takie zostało zastosowane w nowej konstrukcji koncepcyjnego kombajnu do urabiania ciągłego. Przeprowadzone przez autorów analizy i kierunki rozwoju potwierdzają możliwość powrotu do koncepcji zabudowywania silników wewnątrz głowicy urabiającej. Wykonane obliczenia numeryczne wskazują, że wartość momentu obrotowego wygenerowanego przez silniki z magnesem trwałym wraz z przekładnią planetarną o podwójnej redukcji jest wystarczająca. Umiejscowienie napędów wewnątrz głowicy skutkuje poprawioną dynamiką procesu wydobywczego oraz możliwością modułowej konfiguracji w zależności od wymaganych warunków eksploatacji Nowa modułowa konstrukcja głowicy urabiającej przedstawiona w artykule może otworzyć drogę do nowej tendencji wśród producentów. Takie rozwiązanie z pewnością miałoby pozytywny wpływ na rozwój powiązanych technologii, w tym również silników PMSM. Decyzją z dnia 19.07.2016 r. UPRP udzielił na rzecz: Politechnika Śląska w Gliwicach PATENTY: 1. "Modułowy układ napędowy organu urabiającego tunelowej maszyny urabiającej o urabianiu liniowym". 2. "Tunelowa maszyna urabiająca o urabianiu liniowym". Decyzją z dnia 06.09.2016 r. UPRP udzielił na rzecz: Politechnika Śląska w Gliwicach PATENTU: "Organ urabiający tunelowej maszyny urabiającej o urabianiu liniowym". PODZIĘKOWANIA Autorzy pragną podziękować za wsparcie finansowe Narodowego Centrum Nauki w
PatentDecyzją z dnia 19.07.2016 r. UPRP udzielił na rzecz: Politechnika Śląska w Gliwicach PATENTY: 1. &q
Patent Application
Date of Patent Application

Owner of the Invention

Name of company / organization / institution / individual
English:Silesian University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Faculty of Mining
Polish:Politechnika Śląska, Wydział Mechaniczy-Technologiczny, Wydział Górnictwa i Geologii
InventorsFirst Name, Last Name, Academic degree
Arkadiusz Mężyk,
Wojciech Klein,
Mariusz Pawlak,
Jan Kania,
Krzysztof Basiura,