Привод гірничого комбайна

Привод гірничого комбайна, який включає електродвигун, з'єднаний за допомогою муфти з 3 істотного підвищення складності й розмірів конструкції привода. Зазначене може обумовлювати погіршення параметрів надійності й перевищення габаритних обмежень, які накладаються зовнішнім середовищем на гірничі комбайни. Всі перераховані недоліки вказують на неможливість досягнення необхідного відповідно до сучасних вимог технічного рівня гірничих комбайнів при наявності в їхньому складі даного пристрою. Найбільш близьким аналогом корисної моделі, що заявляється, є привод гірського комбайна [А.с. №1671853 СРСР, опубл. 23.08.91], що включає електродвигун, з'єднаний за допомогою зубчастої муфти із приводним валом редуктора, на якому встановлена несамогальмівна гвинтова пара, один елемент якої встановлений з можливістю провороту, і пружний елемент. Несамогальмівна гвинтова пара виконана у вигляді шестірні й гвинта-втулки, що мають торцеві похилі виступи й западини, причому виступи шестірні розташовані в западинах гвинта-втулки з можливістю відносного переміщення, при цьому пружний елемент розташований між шестернею і гвинтом-втулкою, а останній встановлений з можливістю осьового переміщення щодо приводного вала редуктора. Даний привод працює таким чином. Крутячий момент від електродвигуна передається приводному валу, далі гвинту-втулці і її похилими виступами похилим виступам шестірні, а потім через редуктор вихідному валу й виконавчому органу. У процесі роботи виконавчого органа по виїмці корисної копалини навантаження на ньому може змінюватися в досить широкому діапазоні. Внаслідок цього змінюється й величина крутячого моменту, що передається редуктором від електродвигуна. При змінювані величини крутячого моменту внаслідок зміни навантаження на виконавчому органі гвинт-втулка обертається разом з валом й одночасно переміщається щодо шестерні в осьовому напрямку по шліцах вала. Шестерня, що виконує роль гайки несамогальмівної гвинтової пари, може провертатися щодо вала на його опорі.. Її осьовому переміщенню щодо вала перешкоджає пружинне кільце з однієї сторони й бурт вала з іншої. Цим досягається постійність контакту зубів шестерні з колесом редуктора. Якщо навантаження на виконавчому органі зростає, то гвинт-втулка переміщується по шліцах вала шестірні, стискаючи пружний елемент. Якщо навантаження зменшується, то гвинт-втулка під дією пружного елемента, що розтискається, переміщається у зворотному напрямку. При збільшенні крутячого моменту, що передається валу електродвигуном, похилі виступи гвинти-втулки переміщаються по похилих виступах шестерні й площа їхнього контакту збільшується. Кінцеве положення похилих виступів відповідає заданому максимально можливому значенню моменту на валу електродвигуна. Таким чином, пропорційно величині крутячого моменту відбувається деформація пружного елемента й переміщення гвинта-втулки по шліцах вала щодо шестерні. При цьому відбувається прово-рот шестерні щодо вала на його опорі ковзання, тобто формується пружний зв'язок шестерні з валом. Кінцеве положення виступів відповідає жорсткому 40872 4 зв'язку вала й шестерні, при цьому не відбувається їх взаємний про-ворот, тобто обмежуються максимальні навантаження пружного елемента. Демпфіруючий зв'язок шестерні з валом формується при взаємному переміщенні поверхонь тертя, що сполучаються, (між похилими виступами, у шліцевому сполученні "гвинт-втулка - вал" і на опорі ковзання шестерні на валу). Необхідно відзначити, що прийнята форма (напрямок) і кут похилих виступів обумовлює стиск пружного елемента між торцями шестерні й гвинта-втулки при збільшенні навантаження на виконавчому органі. При зменшенні крутячого моменту, що відповідає зменшенню навантаження на виконавчому органі, пружний елемент, що розтискується, переміщає гвинт-втулку по шліцах вала до підшипника. При цьому виникаюча в процесі роботи пружного елемента осьова сила через підшипник передається гвинту-втулці, реалізується на похилих виступах шестерні й гвинтавтулки і є внутрішньою силою, тобто на вал і його опори не передається. Даний привод гірничого комбайна із пружнодемпфіруючим сполученням елементів редуктора має наступні недоліки: 1. Відсутність у приводі відключаючого пристрою, який повинен відповідно до Правил безпеки у вугільних шахтах здійснювати роз'єднання кінематичного ланцюга до виконавчих органів гірничих комбайнів, не забезпечує необхідний рівень безпеки робіт. 2. Розміщення рухомого в осьовому напрямку гвинта-втулки безпосередньо на шліцевій ділянці приводного вала обумовлює при необхідному рівні крутячого моменту, що передається, формування високих навантажень у шліцевому спулученні внаслідок малого діаметра розташування шліців. При цьому потрібне збільшення даного діаметра вала неможливо внаслідок жорстких обмежень, що накладаються на габаритні розміри гірничого комбайна. Зазначені високі навантаження приводять до досить значного завищення сил тертя і демпфіруючого моменту в руховому шліцевому сполученні, що при реалізації розглянутого виду тертя (типу «ресорного») принципово не дозволяє досягти раціональних параметрів демпфірування і, як наслідок, різко зменшує ефективність зниження динамічних навантажень. 3. Розміщення основних поверхонь тертя елементів пружно-демпфіруючого сполучення у загальній для редуктора привода, а не в ізольованій безпосередньо для змащення цих поверхонь масляній ванні. При такій побудові редуктору внаслідок відповідних (по величині й за знаком) кутів нахилу гірничих виробок робоча рідина - масло під дією гравітаційних сил буде переміщуватися в нижню частину загальної ванни, що не забезпечуватиме ефективне змащення поверхонь тертя рухомо-сполучених важконавантажених деталей і, отже, обумовлюватиме підвищене їхнє зношування. Всі перераховані недоліки вказують на неможливість досягнення необхідного відповідно до сучасних вимог технічного рівня гірничих комбайнів при наявності в складі їхніх систем приводу виконавчих органів даного пристрою. 5 Ознаки найближчого аналога, які збігаються з ознаками пропонованої корисної моделі, такі: - електродвигун, з'єднаний за допомогою муфти із приводним валом редуктора; - несамогальвімна гвинтова пара "гвинт-втулка - шестерня" із пружним елементом між ними: - гвинт-втулка й шестерня мають похилі торцеві виступи й западини; - виступи шестерні розташовані в западинах гвинта-втулки з можливістю відносного переміщення один щодо другого; - гвинт-втулка має можливість осьового переміщення відносно осі, на якій він установлений. У корисній моделі поставлена задача підвищення технічного рівня привода гірничого комбайна за рахунок поліпшення параметрів його надійності шляхом зниження динамічних навантажень, та за рахунок істотного підвищення безпеки роботи обслуговуючого персоналу. Задача вирішується за рахунок того, що привод гірничого комбайна включає електродвигун, з'єднаний за допомогою муфти з приводним валом редуктора, несамогальмівну гвинтову пару «гвинтвтулка - шестерня» з пружним елементом між ними, при цьому гвинт-втулка й шестерня мають похилі торцеві виступи й впадини, причому виступи шестерні розташовані в западинах гвинта-втулки, а гвинт-втулка має можливість переміщуватися вздовж осі, на якій він установлений, згідно корисної моделі привод споряджений відключаючим механізмом, а гвинт-втулка з ведучим зубчастим колесом утворюють шліцеве сполучення з більшим в 3-4 рази діаметром розташування шліців, а розточка корпуса й ущільнення утворюють ізольовану ванну. Схема привода гірничого комбайна наведена на Фіг.1 і Фіг.2, Фіг.3 - перетин А-А на Фіг.2, Фіг.4 положення гвинта-втулки і шестерні в робочому стані. Привод гірничого комбайна включає електродвигун 7, з'єднаний за допомогою муфти 2 з приводним валом 3 редуктора 4, на вихідному валу 5 якого встановлений виконавчий орган 6, привод також споряджений пружно-демпфіруючим сполученням в вигляді гвинтової пари «гвинт-втулка 7 шестерня 8» із пружним елементом 9 й упорним підшипником 10 між ними, при цьому гвинт-втулка й шестерня мають похилі торцеві виступи й западини відповідно 7з, 7 в та 8з, 8в, причому виступи шестірні при роботі комбайна розташовуються в западинах гвинта-втулки (Фіг.4), а при кінематичному відключені виконавчого органа від електродвигуна гвинт-втулка і шестерня знаходяться в роз'єднаному стані (Фіг.3), гвинт-втулка встановлений на осі 77, відповідно до корисної моделі привод споряджений відключаючим механізмом 72, при цьому гвинт-втулка з ведучим зубчастим колесом 13, утворюють шліцеве сполучення з більшим в 3-4 рази діаметром розташування шліців, а розточка корпуса разом з ущільненням 14 утворюють ізольовану ванну 15, що забезпечує після заповнення її в процесі зборки змазування загальних поверхонь тертя шестерні й гвинта-втулки, гвинта-втулки й ведучого колеса при їхньому взаємному переміщенні. 40872 6 Привод гірничого комбайна працює таким чином: Крутячий момент від електродвигуна 1 (див. Фіг.1 і Фіг.2) передається через зубчасту муфту 2 приводному валу 3, від якого через ряд зубчастих пар передається колесу 13. Далі при з'єднаному кінематичному ланцюзі момент передається вихідному валу 5 і виконавчому органу 6. З'єднання або роз'єднання кінематичного ланцюга здійснюється переміщенням відключаючого механізму 12 відповідно в один або інший бік. При цьому нерозривно зв'язана, наприклад, за допомогою штифта з відключаючим механізмом 12 шестерня 8 буде вступати в зачеплення або виходити із зачеплення з гвинтом-втулкою 7. При з'єднаному кінематичному ланцюзі крутячий момент від колеса 13 передається за допомогою рухомого шліцевого сполучення гвинту-втулці 7, від якого за допомогою похилих зубів 7з та 8з передається шестерні 8. При відповідному напрямку обертання гвинтвтулка 7 при збільшенні крутячого момента під впливом зусиль, що виникають у гвинтовому сполученні, буде переміщуватися в напрямку до шестерні S, стискуючи пружину 9, для запобігання скручування якої встановлений упорний підшипник 70, а при зниженні моменту - у протилежному напрямку. При переміщенні гвинта-втулки 7 вздовж осі 11 формується демпфіруючий момент, за рахунок роботи сил тертя в усіх парах тертя, насамперед у рухомому шліцевому сполученні деталей 7 та 13, що забезпечує зниження динамічної навантаженності елементів привода гірничого комбайна. При формуванні в приводі відповідного максимального крутячого моменту гвинт-стулка 7 упреться в відключаючий механізм 12, що буде відповідати жорсткому запиранню пружнодемпфіруючого сполучення. Для зниження зношування відповідних поверхонь тертя, що сполучаються, ведучого зубчатого колеса 13, гвинтавтулки 7 і шестерні 8 ці деталі постійно змащуються мастилом, що знаходиться в ізольованій масляній ванні редуктору 15, яка утворена ущільнювальними елементами 14. Привод гірничого комбайна споряджений пружно-демпфіруючим сполученням елементів редуктора з новим структурним рішенням забезпечує: 1. Зниження динамічних навантажень, і, отже, поліпшення параметрів надійності комбайна, що забезпечується за рахунок того, що рухомий в осьовому напрямку гвинт-втулка в радіальному напрямку базується по великому діаметру евольвентного шліцевого сполучення з ведучим зубчастим колесом 13, а відповідно в сполученні його з віссю 11 конструктивно забезпечується гарантований зазор. Значне (для реальних конструкцій не менш, ніж в 3-4 рази) при цьому збільшення радіуса розташування шліців дозволяє зменшити сили тертя та демпфіруючий момент, що формується у рухомому шліцевому сполученні, до раціональних значень. Досягненню цієї ж мети й зниженню зношування рухомих поверхонь важконавантаже-них деталей, що з'єднуються , сприяє те, що загальні поверхні тертя елементів пружно-демпфіруючого з'єднання розміщені в ізольованій масляній ванні 7 40872 редуктору 15, що утворюється за рахунок ряду ущільнювальних елементів 14. 2. Підвищення безпеки робіт обслуговуючого персоналу, оскільки пружно-демпфіруюче сполучення виконує також функцію відключаючого пристрою, який роз'єднує кінематичний ланцюг до виконавчому органу б, що є обов'язковим для гірничих комбайнів відповідно до Правил безпеки у вугільних шахтах. Даний привод з пружно-демпфіруючим сполученням, яке синтезує функції віброзахисного та відключаючого пристроїв, має високу компактність Комп’ютерна верстка О. Рябко 8 і практично не змінює габаритних розмірів привода серійного комбайна. Використання даної корисної моделі - привода гірничого комбайна з запропонованим двохфункціональним пружно-демпфіруючим сполученням, що виконує важливі функції ефективного зниження динамічних навантажень і роз'єднання кінематичного ланцюга до виконавчого органа, дозволяє істотно поліпшити параметри надійності гірничого комбайна, підвищити безпеку роботи обслуговуючого персоналу й у цілому домогтися підвищення технічного рівня гірничих комбайнів. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601