Кільцевий ланцюг

Даний винахід стосується до кільцевого ланцюга, що складається з окремих послідовно з'єднаних ланок, з яких принаймні кожна друга виконана як плоска ланка, і, будучи орієнтованою вертикально, має на ділянках прямолінійних частин між закругленнями менший максимальний діаметр у вертикальному напрямі, ніж у горизонтальному, причому вертикальний діаметр прямолінійних частин менше діаметра цієї ланки на ділянках закруглень. Такого роду кільцеві ланцюги застосовуються як тягові для приведення в рух скребкових конвеєрів у підземних вугільних виробках. Подібні скребкові або, відповідно, ланцюгові скребкові конвеєри можуть складатися з двох зрушуваних мотором тягових ланцюгів, що обертаються, до яких прикріплені розташовані між ними скребки. У певних випадках подібні тягові ланцюги можуть застосовуватися як проміжні ланцюги, зокрема, як спарені проміжні ланцюги в ланцюгових скребкових конвеєрах. В умовах експлуатації ланцюги скребкових конвеєрів протягують над транспортним жолобом, внаслідок чого призначена для відкатки розкривна порода, наприклад, вугілля, захоплюється скребками і транспортується. Традиційно тягові ланцюги подібних скребкових конвеєрів виготовляють з однакових, послідовно з'єднаних круглих ланок. Застосування більш продуктивних приводів спричиняє підвищення вимог до навантажувальної здатності кільцевих ланцюгів, застосовуваних як тягові. Для задоволення цих вимог стали застосовувати ланки з більшим діаметром і тим самим із більшою площею поперечного перерізу. Однак застосування ланок більшого діаметра пов'язане із збільшенням габаритів ланцюга. І навіть якщо для горизонтально розташованих ланок це поки не має негативних наслідків, у разі вертикально орієнтованих ланок ланцюга збільшення діаметра використовуваного матеріалу призводить до збільшення висоти скребкового конвеєра. Однак, у зв'язку з часто обмеженими умовами в підземних вугільних виробках, особливо при розробці пластів малої потужності, прагнуть по можливості зменшити висоту скребкового конвеєра. З цієї причини і були створені так звані «плоскі» тягові ланцюги, в яких вертикально орієнтовані ланки на ділянках прямолінійних частин між закругленнями мають відносно осей поперечного перерізу в горизонтальному напрямі більші, а у вертикальному напрямі менші діаметри. Таким чином прямолінійні частини подібного роду ланок мають, на відміну від круглої форми поперечного перерізу закруглень, приплюснено-сплощену форму поперечного перерізу. Подібні кільцеві ланцюги, використовувані як тягові, відомі, [наприклад, з DE 32 34 137 С2 або DE 197 24 586 С1]. У концепції подібних плоских ланцюгів головне - це по можливості не зменшувати площу поперечного перерізу ланки, незважаючи на її сплощення, хоч неминуче доводиться миритися з відхиленнями приблизно 5-8% через зміну форми поперечного перерізу прямолінійних частин плоских ланок. Звідси прагнення надати прямолінійним частинам форму поперечного перерізу, при якій його площа по можливості не ставала б менше площі поперечного перерізу закруглень, або, якщо і зменшувалася б, то незначно. Нарешті, надмірне зменшення площі поперечного перерізу прямолінійних частин йшло б помітно в розріз із прагненням підвищити допустиме граничне навантаження шляхом збільшення діаметра використовуваного матеріалу. Таким чином, з урахуванням вказаних вище передумов, має місце потреба в тягових ланцюгах, які, незважаючи на зниження габаритної висоти вертикально орієнтованих ланок, мали б високу міцність на розтягання, або, відповідно, необхідність в тяговому ланцюгу, в якому висоту вертикального орієнтованих ланок можна було б ще більш зменшити при збереженні міцності на розтягання. При підвищеній міцності на розтягання можна було б транспортувати більшу вагу; також можна було б збільшити довжину конвеєрів. Тому мета даного винаходу полягає в тому, щоб удосконалити кільцевий ланцюг вказаного у вступній частині типу, зокрема, призначений для застосування як тяговий ланцюг в підземних вугільних виробках, таким чином, щоб вона задовольняла вищеназвані вимоги. Ця мета досягається в даному винаході тим, що співвідношення площ поперечного перерізу плоских ланок згаданого у вступній частині кільцевого ланцюга на ділянках прямолінійних частин і в середніх частинах закруглень прийняте рівним 0,55-0,85, а площина максимального горизонтального діаметра на ділянках прямолінійних частин зміщена від центра до зовнішньої сторони відповідної прямолінійної частини. У цьому кільцевому ланцюгу, особливо придатному для застосування як тяговий ланцюг для приведення в рух скребкових конвеєрів, площа поперечного перерізу прямолінійних частин в порівнянні з такою на ділянках закруглень скорочується зовсім незначно в порівнянні із звичайними кільцевими ланцюгами з такою самою площею поперечного перерізу закруглень. Мінімізацію площі поперечного перерізу на ділянках прямолінійних частин можна безпосередньо застосувати для зниження максимальної висоти подібної ланки, яка відповідно зменшується. Цікавим і несподіваним виявилося те, що ці плоскі ланки, площа поперечного перерізу яких на ділянках прямолінійних частин менше, ніж у відомих плоских ланок, проте демонструють більш високу міцність на розрив, ніж відомі плоскі ланки. Цей результат був разючий, оскільки на попередньому рівні техніки для підвищення міцності на розрив звичайно збільшували діаметр використовуваного матеріалу і, тим самим, площу поперечного перерізу всієї ланки. Причому описані властивості характерні як для плоских ланок із розпіркою, так і без такої. У таких плоских ланках із розпіркою скорочення площі поперечного перерізу прямолінійних частин припадає на ділянки між розпіркою і закругленнями. У запропонованого кільцевого ланцюга не тільки підвищена міцність на розтягання на ділянках закруглень в порівнянні з кільцевими ланцюгами такого самого діаметра, і, завдяки зменшенню прямолінійних частин, знижена висота вертикально орієнтованих ланок, але, більш того, скорочення площі перерізу прямолінійних частин в порівнянні із закругленнями призвело до зниження маси ланки. Навіть якщо це зниження маси окремої плоскої ланки в порівнянні з відомими ланками може показатися не дуже великим, слід врахувати, що із збільшенням довжини такого тягового ланцюга це зниження підсумовується, і, зрештою, може досягнути значної величини. Отже, за допомогою такого тягового ланцюга при незмінній довжині конвеєрної лінії і незмінному приводі можна переміщувати відповідно більшу кількість транспортованого матеріалу, ніж це можливе із застосуванням плоских ланцюгів відомого рівня техніки з однаковими розмірами закруглень. З іншого боку, можна сказати, що при незмінній висоті плоских ланок міцність на розтягання збільшується за рахунок того, що потовщення використовуваного матеріалу відбувається виключно на ділянках закруглень плоских ланок. Для запобігання заплутування і для підвищення рухливості запропонованого кільцевого ланцюга прямолінійні частини плоских ланок виконані закругленими з внутрішньої сторони, причому площина максимального горизонтального діаметра прямолінійних частин зміщена від середини до зовнішньої сторони ланки, або, відповідно, прямолінійної частини. Так що форма поперечного перерізу такої прямолінійної частини наближається до півкола із закругленням, спрямованим всередину. За варіантом, якому віддається перевага, згадане співвідношення площ поперечного перерізу плоских ланок такого кільцевого ланцюга становить 0,6-0,7, і за варіантом, якому віддається особлива перевага, - 0,640,69. За одним варіантом здійснення, якому віддається перевага, передбачається, що з'єднувальні прямолінійні частини закруглення плоских ланок такого кільцевого ланцюга мають на дузі протяжністю 75-100° і дуговому відрізку, розташованому дзеркально симетрично діаметральній площині такої ланки, однакову форму і площу поперечного перерізу. За варіантом здійснення, якому віддається особлива перевага, протяжність такого дугового відрізка приблизно 90°. Форма поперечного перерізу цього дугового відрізка за варіантом, якому віддається перевага, кругла, але може приймати і еліптичні форми. У такому виконанні закруглення можуть утворювати з приєднаними ланками, які, наприклад, можуть бути як круглими, так і плоскими, відповідні умовам застосування шарніри, причому в таких шарнірних з'єднаннях тиск ділянок поверхонь передається через дугові поверхні між прилеглими одна до одної ланками ланцюга. Подальше підвищення міцності на розрив при прикладенні розтягувального зусилля може бути досягнуте за рахунок того, що утворені максимальним діаметром прямолінійних частин потовщення доходять до самих закруглень і прилягають до дугових відрізків закруглень із постійними формою і площею поперечного перерізу за варіантом, якому віддається перевага, тільки за допомогою коротких перехідних дугових відрізків. Внутрішній радіус закруглень подібної ланки ланцюга залишається незмінним. При цьому зовнішній радіус закруглення, навпаки, не постійний. На ділянках дугових відрізків закруглень з постійними формою і площею поперечного перерізу за варіантом, якому віддається перевага, постійним є також зовнішній радіус. Навпаки, на ділянках прилеглих до них перехідних відрізків зовнішній радіус помітно менше, причому передбачаються плавні переходи, з одного боку до дугового відрізка постійної форми і площі поперечного перерізу, а з іншого боку до прямолінійної частини ланки з її потовщенням. У той час як міцність на розрив 48-ланкового плоского ланцюга попереднього рівня техніки становить приблизно 2900-3200кН, запропонований даним винаходом плоский ланцюг при такій самій вертикальній висоті плоских ланок, як і у 48-ланкового плоского ланцюга відомого рівня техніки, однак із відповідною посиленою конструкцією закруглень, діаметр яких становить 56мм, досягає міцності на розрив понад 4300кН. У описаному кільцевому ланцюгу тільки кожна друга ланка виконана плоскою. Проте цілком можливо виготовити такий кільцевий ланцюг, що складається виключно з плоских ланок. Попередній опис плоскої ланки відноситься не тільки до нероз'ємної плоскої ланки, але і до з'єднувальної ланки, яка, отже, має зовнішній і внутрішній контур, що відповідає контурам інших плоских ланок. Таке виконання з'єднувальної ланки для кільцевого ланцюга можна застосовувати, якщо всі ланки ланцюга виконані у вигляді плоских ланок. За варіантом, якому віддається перевага, цією виконаною у вигляді плоскої ланки з'єднувальною ланкою є горизонтально розташована ланка кільцевого ланцюга. Даний винахід описується нижче на прикладі його здійснення з посиланням на прикладені креслення, на яких: Фіг.1 - вид збоку фрагмента плоского ланцюга, застосовуваного як тяговий ланцюг для підземних вугільних виробок; Фіг.2 - перспективний вид окремої ланки тягового ланцюга, зображеного на Фіг.1; Фіг.3 - вид збоку плоскої ланки, показаної на Фіг.2; Фіг.4а, Фіг.4b - вид із боку торця, а також вид зверху ланки, показаної на Фіг.2; Фіг.5а, Фіг.5b - розрізи ланки, показаної на Фіг.3, виконані вздовж ліній А-А і В-В на Фіг.3; Фіг.6 - порівняльне зображення ланки, показаної на Фіг.3, з ланкою відомого рівня техніки з таким самим діаметром закруглення; і Фіг.7а, Фіг.7b - зображення ще однієї плоскої ланки. Тяговий ланцюг 1 у вигляді кільцевого ланцюга, призначений для застосування в підземних вугільних виробках в складі скребкового конвеєра, виконаний як плоский ланцюг і включає в себе горизонтально орієнтовану ланку 2, а також вертикально орієнтовану ланку 3, розташовану між кожними двома ланками 2. Зроблені з катанки ланки 2 зварюються після з'єднання з двома плоскими ланками 3. Плоскі ланки 3 ковані. На Фіг.2 показаний перспективний вид окремої плоскої ланки 3 тягового ланцюга 1. Плоска ланка 3 має відповідні закруглення 4, 5, що з'єднують між собою обидві прямолінійні частини 6, 7. Кожне закруглення 4, 5 має дуговий відрізок 8, який в описаному варіанті здійснення має незмінний круглий поперечний переріз і незмінний діаметр. Отже, площа поперечного перерізу закруглень 4, 5 на ділянці дугового відрізка 8 є постійною. Дуговий відрізок тягнеться від площини подовжнього перерізу Μ (порівняй Фіг.3) до прилеглих через 45° прямолінійної частини 6 або, відповідно, 7. Прямолінійні частини 6, 7 мають приблизно напівкруглий поперечний переріз (порівняй Фіг.5а), причому вісь максимального діаметра L в горизонтальному напрямі зміщена від центра до зовнішньої сторони прямолінійної частини 6 і пролягає лише трохи нижче зовнішньої кромки прямолінійної частини 6. Максимальний діаметр L прямолінійних частин 6, 7 у горизонтальному напрямі, як показано на Фіг.5а, більше максимального діаметра Η прямолінійних частин 6, 7 у вертикальному напрямі. Максимальний діаметр L прямолінійних частин 6, 7 більше діаметра плоскої ланки 3 на ділянці дугового відрізка 8 закруглення 4 або 5; максимальний вертикальний діаметр Η прямолінійної частини 6, 7, навпаки, менше діаметра дугового відрізка 8 закруглення 4, 5. Завдяки цій конфігурації прямолінійні частини 6, 7 утворюють відносно закруглень 4, 5 горизонтально розташоване потовщення А, краще усього видиме на Фіг.4а і Фіг.4b. Звернені всередину замкненого плоскою ланкою 3 простору сторони закруглень 4, 5 і прямолінійних частин 6, 7, як видно на Фіг.5а і Фіг.5b, є округлими, чим забезпечується задовільне шарнірне зчленування і запобігається заплутування. Істотною особливістю плоскої ланки 3 є те, що площа поперечного перерізу на ділянках прямолінійних частин 6, 7 зменшена в порівнянні з площею поперечного перерізу на ділянці дугового відрізка 8 закруглень 4 або 5, причому в наведеному прикладі площа поперечного перерізу на ділянках прямолінійних частин 6, 7 зменшена в 0,68 рази в порівнянні з площею поперечного перерізу на дуговій ділянці. Діаметр зображеної на згаданих фігурах плоскої ланки 3 ланцюга на ділянці дугового відрізка 8 становить 57,2мм. Отже, площа поперечного перерізу на цій ділянці дорівнює 2570мм2. Навпаки, внаслідок вищеописаної геометрії і конфігурації площа поперечного перерізу на ділянках прямолінійних частин 6, 7 становить всього 1770мм2. Потовщення А прямолінійних частин 6, 7 тягнуться до перехідних дугових відрізків 9, прилеглих до дугового відрізка 8 закруглень 4, 5. У дуговий відрізок 8 ці потовщення А переходять тільки на перехідному дуговому відрізку 9, що має протяжність 45°. При цьому перевага віддається такому виконанню, в якому цей перехід має мінімальну протяжність, щоб потовщення А з максимальним горизонтальним діаметром L заходили як можна далі на перехідній дуговий відрізок 9. Внутрішній радіус Rі плоскої ланки 3 ланцюга на ділянках закруглень 4, 5 залишається незмінним. Зовнішній радіус Ra плоскої ланки 3 ланцюга на ділянці дугового відрізка 8 по суті залишається незмінним, тоді як на ділянці перехідного дугового відрізка він менше для сполучення останнього із зовнішньою стороною прямолінійних частин 6, 7. Однак на зовнішніх ділянках дугового відрізка 8 можна передбачити і менший зовнішній радіус. Внаслідок вищеописаної і показаної на згаданих фігурах геометрії плоскої ланки 3 тяговий ланцюг 1 при роботі, особливо в зачепленні з привідним колесом, зуби якого зчіплюються з ланками 2, може вільно шарнірно повертатися, не викликаючи в плоскій ланці 3 ланцюга пікових напружень. Завдяки відносно невеликим горизонтально спрямованим потовщенням А заплутування при належній експлуатації тягового ланцюга 1 виключається. На приведених фігурах зображений тяговий ланцюг 1 з однаковим кроком ланок 2, 3. Абсолютно очевидно, що з плоских ланок 3 можна скласти також кільцевий ланцюг із нерівномірним кроком ланок. Наприклад, крок плоских ланок ланцюга може бути менше, ніж горизонтальних ланок. Міцність на розрив тягового ланцюга 1 становить приблизно 4300кН, тоді як висота плоскої ланки 3 (діаметр на ділянці дугового відрізка 8 закруглень 4, 5 дорівнює 56мм) відповідає висоті традиційного 48ланцюгового плоского ланцюга. На Фіг.6 показаний вид збоку плоскої ланки 3 в порівнянні з плоскою ланкою 10 ланцюга відомого рівня техніки при однаковому діаметрі на ділянці закруглень 4, 5. Це зіставлення виразно показує, що висота плоскої ланки 3 ланцюга помітно менше, ніж висота звичайної плоскої ланки 10 ланцюга з таким самим діаметром використовуваного матеріалу. Описані для плоскої ланки 3 поліпшені властивості зберігаються і в тому випадку, коли ця ланка має розпірку, що з'єднує обидві прямолінійні частини 6, 7. На Фіг.7а показаний перспективний вид ще однієї плоскої ланки 11 тягового ланцюга. У основному плоска ланка 11 виконана так само, як і описана вище плоска ланка 3 тягового ланцюга 1. Однак, на відміну від останнього, плоска ланка 11 має розпірку 14, що з'єднує обидві прямолінійні частини 12, 13. Закругленням 15, 16 цієї плоскої ланки 11 надана така сама форма, як і в плоскої ланки 3. Ділянка прямолінійних частин 12, 13 з площею поперечного перерізу, зменшеною в порівнянні із закругленнями 15, 16, знаходиться в плоскій ланці 11 між закругленнями 15, 16 і розпіркою 14, як це видно на поданому на Фіг.7 виді збоку плоскої ланки 11. Даний винахід описаний на прикладі застосовуваного в підземних вугільних виробках тягового ланцюга 1. Однак описані переваги відносяться і до інших ланцюгів, до яких прикладаються розтягувальні зусилля, незалежно від того, яке їхнє призначення. Навіть якщо в інших галузях застосування висота вертикально орієнтованих ланок ланцюга відіграє тільки підлеглу роль, призначені для інших цілей ланцюги також могли б виграти від переваг підвищення міцності на розрив і зниження ваги. Саме в інших випадках застосовуються кільцеві ланцюги, в яких кожна ланка виконана - як описується вище - у вигляді плоскої ланки. Перелік позицій 1 - тяговий ланцюг 2 - ланка ланцюга 3 - плоска ланка ланцюга 4 - закруглення 5 - закруглення 6 - прямолінійна частина 7 - прямолінійна частина 8 - дуговий відрізок 9 - перехідний дуговий відрізок 10 - плоска ланка 11 - плоска ланка 12 - прямолінійна частина 13 - прямолінійна частина 14 - розпірка 15 - закруглення 16 – закруглення А - потовщення L - максимальний горизонтальний діаметр Η - максимальний вертикальний діаметр Μ - подовжня осьова площина Ra - зовнішній радіус R1 - внутрішній радіус