Барабан шахтної підйомної машини

Реферат: Барабан шахтної підйомної машини містить циліндричну обичайку із зовнішньою гвинтовою канавкою під вантажопідйомний канат, лобовини з вікнами, що встановлені усередині обичайки із зсувом від її торців, елементи жорсткості у вигляді зовнішніх і внутрішніх косинок і радіально орієнтованих внутрішніх ребер, які приєднані двома сторонами, що утворюють прямий кут, до внутрішньої поверхні обичайки і до кожної лобовини відповідно. При цьому внутрішні ребра довгою стороною приєднані до лобовин, а короткою - до внутрішньої поверхні обичайки. В кожної внутрішньої косинки третя вільна сторона виконана криволінійною, наприклад увігнутою, а коротка сторона кожного внутрішнього ребра виконана з виступом, сполученим з внутрішньою поверхнею обичайки, а висота виступу плавно зменшується у бік вільної сторони внутрішнього ребра. UA 94201 U (54) БАРАБАН ШАХТНОЇ ПІДЙОМНОЇ МАШИНИ UA 94201 U UA 94201 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничодобувної промисловості і може бути використана для оснащення шахтних підйомних машин підвищеної продуктивності видобутку корисних копалин. Відомий барабан шахтної підйомної машини, що містить футеровану зовні циліндричну обичайку, до кожного торця якої прикріплена лобовина і усередині якої також прикріплено два кільця жорсткості, при цьому в місці кріплення принаймні однієї з лобовин та обичайки встановлені косинки трикутної форми. Кожна лобовина цього барабана сполучена з маточиною, зв'язаною з валом, встановленим в вальницевих опорах (див. наприклад, патент КНР CN 102 328 868, МПК В66В 15/00). Головний недолік аналога - низька здатність навантаження барабана, яка є головним чинником, що визначає продуктивність видобутку корисних копалин за допомогою шахтної підйомної машини. Одним із чинників, що підвищує продуктивність шахтних підйомних машин є застосування більш міцних вантажопідйомних канатів, що мають більший діаметр, та прикріплені до барабана шахтної підйомної машини і навиті на нього. Це потребує збільшення діаметра обичайки та розмірів лобовин барабана. В наслідок збільшення розмірів барабана - аналога, його лобовини стають недостатньо стійкими до стискаючих навантажень, що діють на обичайку від навитого на неї з натягненням каната. Обмежена стійкість лобовин до стиснення не дозволяє істотно підвищувати здатність навантаження барабана-аналога. Крім цього під дією на обичайку тиску від навитого на неї з натягненням каната відбувається пружний вигин як обичайки разом з лобовинами так і місць кріплення лобовин до обичайки, де встановлені косинки. Це створює високу концентрацію напружень в місцях їх з'єднання з обичайкою та лобовиною і призводить до зменшення здатності до навантаження відомого барабана-аналога. Цей недолік в меншій мірі виявляється в іншому, відомому барабані шахтної підйомної машини, в якому підвищення здатності до навантаження барабана забезпечене шляхом підпиранням лобовин і обичайки ребрами, які забезпечили достатню стійкість лобовин до стискаючих навантажень, що діють на обичайку від навитого на неї каната (див. наприклад книгу Дімашко А.Д., Гершиков І.Я., Кревневіч А.А. Шахтні електричні лебідки і підйомні машини: Довідник. - М.: Надра, 1973. - С. 248). Відомий барабан шахтної підйомної машини і барабан, що заявляється, мають наступні схожі ознаки: містять циліндричну обичайку із зовнішньою гвинтовою канавкою, усередині якої встановлені із зсувом від її торців лобовини, зовнішні і внутрішні косинки і радіально орієнтовані ребра, що приєднані до лобовин і внутрішньої поверхні обичайки (найближчий аналог). Недолік найближчого аналога виявляється в тому, що ребра разом з косинками (які у прототипі виконані трикутної форми і мають постійну жорсткість), що встановлені в місцях сполучення обичайки і лобовин, та протидіють пружним деформаціям, що виникають внаслідок сумісного вигину обичайки і кожної лобовини, створюють у вище перелічених місцях високу концентрацію напружень, тобто є конструктивними концентраторами напружень. У вище перелічених місцях найбільш висока вірогідність появи втомних тріщин, що відповідно зменшують здатність до навантаження барабана. Задача корисної моделі - підвищити продуктивність і ефективність роботи шахтної підйомної машини шляхом підвищення здатності до навантаження її барабана. Технічний результат корисної моделі полягає в забезпеченні оптимальної гнучкості внутрішніх косинок та радіально орієнтованих ребер і мінімізації механічних напружень, що виникають у вище перелічених конструктивних концентраторах барабана внаслідок дії на його обичайку тиску від навитого вантажопідйомного канату. Поставлена задача вирішується тим, що у барабані шахтної підйомної машини, що містить циліндричну обичайку із зовнішньою гвинтовою канавкою під вантажопідйомний канат, лобовини з вікнами, що встановлені усередині обичайки із зсувом від її торців, елементи жорсткості у вигляді зовнішніх і внутрішніх косинок і радіально орієнтованих внутрішніх ребер, які приєднані двома сторонами, що утворюють прямий кут, до внутрішньої поверхні обичайки і до кожної лобовини відповідно, при цьому внутрішні ребра довгою стороною приєднані до лобовин, а короткою - до внутрішньої поверхні обичайки, згідно з корисною моделлю, в кожної внутрішньої косинки третя вільна сторона виконана криволінійною, наприклад увігнутою, а коротка сторона кожного внутрішнього ребра виконана з виступом, сполученим з внутрішньою поверхнею обичайки, а висота вищезазначеного виступу плавно зменшується у бік вільної сторони внутрішнього ребра. Завдяки виконанню в кожної внутрішньої косинки третя вільна сторона виконана криволінійною, наприклад увігнутою, а коротка сторона кожного внутрішнього ребра виконана з виступом, сполученим з внутрішньою поверхнею обичайки, а висота вищезазначеного виступу 1 UA 94201 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 плавно зменшується у бік вільної сторони внутрішнього ребра забезпечено оптимальну гнучкість елементів жорсткості: внутрішніх косинок і внутрішніх ребер, та досягнуто мінімізацію механічних напружень, що виникають в конструктивних концентраторах барабана в наслідок дії на його обичайку тиску від вантажного канату. Вказаного технічного результату не можливо отримати, якщо із наведеної сукупності суттєвих ознак вилучити будь-який. Таким чином, за рахунок застосуванням вищеописаної сукупності відмітних ознак корисної моделі, стало можливим у барабані, що заявлений, мінімізувати напруження, що виникають в його конструктивних концентраторах напружень внаслідок дії на його обичайку тиску від вантажопідйомного канату, та забезпечено підвищення здатності до навантаження барабана, що заявляється, і як наслідок, збільшено продуктивність шахтної підйомної машини. Більш детально корисна модель, що заявляється, пояснюється кресленням, де на кресленні - показаний переріз барабана шахтної підйомної машини. Барабан шахтної підйомної машини (креслення) містить циліндричну обичайку 1 із зовнішньою гвинтовою канавкою. Усередині обичайки 1 встановлені із зсувом від її торців лобовини 2 і 3 з вікнами. Обидві лобовини 2 і 3 приєднані до приводного валу (на креслені не показаний). Барабан також має зовнішні косинки 4 і 5, які приєднані до зовнішніх сторін лобовин 2 і 3, та внутрішні косинки 6 і 7, що приєднані до внутрішніх сторін лобовин 2 і 3 відповідно, крім того, вище перелічені косинки 4, 5, 6 і 7 жорстко зв'язані з внутрішньою поверхнею обичайки 1. Також усередині обичайки 1 розміщені радіально орієнтовані внутрішні ребра 8 і 9, які приєднані до внутрішньої поверхні обичайки 1 і, відповідно, до лобовин 2 і 3, при чому, короткі сторони вищезазначених ребер 8 і 9 приварені до обичайки 1, а довгі - до лобовин. Відмінністю барабана шахтної підйомної машини, що заявляється, є те, що вільні сторони 10 і 11 внутрішніх косинок 6 і 7 відповідно, виконані криволінійними увігнутими, тобто з поперечним перетином, що плавно змінюється. Іншою відмітною ознакою барабана є те, що, внутрішні ребра, 8 і 9, виконані з виступами 12. Кожний виступ 12 сполучений з внутрішньою поверхнею обичайки 1, а його висота плавно зменшується у бік вільної сторони вищезгаданих ребер. Працює корисна модель таким чином. До обичайки 1 прикріплено вантажопідйомний канат, що сполучений з судиною або скіпом для підйому корисного вантажу з копальні. Реверсивним обертанням вала створюють циклічне намотування і змотування вантажопідйомного каната на зовнішній гвинтовій канавці обичайки 1. Внаслідок цього, на обичайку 1 діє змінний за величиною канатний тиск, який передається на лобовини 2 і 3, а також на внутрішні ребра 8 і 9 та косинки 4, 5, 6 і 7. Під дією канатного тиску обичайка 1 стискається і вигинається, викликаючи цим також вигинання лобовин 2 і 3. Це приводить до пружного спотворення прямих кутів, що утворені між обичайкою 1 та лобовинами 2 і 3. Цьому спотворенню кутів протидіють ребра 8 разом з косинками 4 і 6 відповідно для кута між обичайкою 1 та лобовиною 2, а також ребра 9 разом з косинками 5 і 7 - відповідно для кута між обичайкою 1 і лобовиною 3. В процесі вказаної протидії, косинки 4, 5, 6 і 7 разом з ребрами 8 і 9 випробовують пружний вигин, який викликає високу концентрацію механічних напружень в з'єднаннях внутрішніх косинок 6 і 7 з обичайкою 1 та з лобовинами 2 і 3, а також в з'єднаннях ребер 8 і 9 з обичайкою 1, при цьому величина напружень в з'єднаннях зовнішніх косинок 4 і 5 з обичайкою 1 і з лобовинами 2 і 3, як правило, в меншій мірі впливає на несучу здатність барабана, чим величина напружень в косинках 6 і 7. Таким чином, виконання барабана шахтної підйомної машини у відповідності до заявленої корисної моделі, а саме внутрішніх косинок 6 і 7 з криволінійною третьою вільною стороною, наприклад, увігнутою, а коротких сторін внутрішніх ребер 8 і 9 з виступом 12, сполученим з внутрішньою поверхнею обичайки 1, забезпечило плавну деформацію вищезазначених косинок і ребер, зменшило різке спотворення геометрії елементів барабана, що заявлявся, зменшило величину напружень в конструктивних концентраторах барабана. Це дозволило підвищити здатність до навантаження барабана, що заявлявся, та збільшило продуктивність шахтної підйомної машини. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Барабан шахтної підйомної машини, що містить циліндричну обичайку із зовнішньою гвинтовою канавкою під вантажопідйомний канат, лобовини з вікнами, що встановлені усередині обичайки із зсувом від її торців, елементи жорсткості у вигляді зовнішніх і внутрішніх косинок і радіально 2 UA 94201 U 5 орієнтованих внутрішніх ребер, які приєднані двома сторонами, що утворюють прямий кут, до внутрішньої поверхні обичайки і до кожної лобовини відповідно, при цьому внутрішні ребра довгою стороною приєднані до лобовин, а короткою - до внутрішньої поверхні обичайки, який відрізняється тим, що в кожної внутрішньої косинки третя вільна сторона виконана криволінійною, наприклад увігнутою, а коротка сторона кожного внутрішнього ребра виконана з виступом, сполученим з внутрішньою поверхнею обичайки, а висота вищезазначеного виступу плавно зменшується у бік вільної сторони внутрішнього ребра. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3