Ланцюговий привід для ланкових ланцюгів забійних конвеєрів або видобувальних машин

Реферат: Винахід стосується ланцюгового приводу (1) для ланкових ланцюгів (2) забійних конвеєрів або видобувальних машин, зокрема для скребкових ланцюгових конвеєрів. Ланцюговий привід (1) містить вал (3) приводу. Потужність приводу або крутний момент приводу передається на ланковий ланцюг (2) за допомогою елементів (4), які виконують функції зубів зірочки. Відповідно до винаходу, елементи (4), які виконують функції зубів зірочки, вставлені безпосередньо у вал (3) приводу в гнізда (6). Для цієї мети елементи (4), які виконують функцію зубів зірочки, містять нижню ділянку (8) сполучення для зачеплення за допомогою взаємного зчеплення з гніздами (6) на валу (3) приводу. Відповідно до винаходу, окрема зірочка вже не потрібна. UA 114759 C2 (12) UA 114759 C2 UA 114759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь техніки, до якої належить винахід Даний винахід стосується ланцюгового приводу для ланкових ланцюгів забійних конвеєрів або видобувальних машин, зокрема для скребкових ланцюгових конвеєрів, з валом приводу (привідним валом) і елементами, що виконують функцію зубів зірочки. Ланцюгові приводи використовуються у видобувальних роботах, зокрема в ланцюгових конвеєрах, зокрема скребкових ланцюгових конвеєрах, і для приведення в дію видобувальних машин, зокрема вугільних стругів і подібних машин. Ланцюгові конвеєри являють собою безперервні конвеєри і є переважними засобами переміщення, зокрема в промисловому видобутку кам'яного вугілля. При цьому матеріал, що підлягає транспортуванню, переміщається за допомогою транспортуючих елементів (скребків), які прикріплені до нескінченних ланцюгів з приводом від електродвигуна, в жолобі конвеєра. Скребковий ланцюговий конвеєр складається в основному з вузла приводу, жолоба, одно-, дво- або трирядного ланцюга з транспортуючими елементами, вузла повернення з допоміжним приводом, елемента зсуву і вузлів кріплення. Скребкові ланцюгові конвеєри приводяться в рух ланцюгами високої міцності. Для приведення в рух стрічок ланцюгового конвеєра (ланцюгів зі скребками) крутний момент передається від електродвигуна через вал на зірочку, закріплену на згаданому валу. Зірочка передає дотичне зусилля на ланцюг через механізм взаємного зчеплення. Залежно від потужності приводу і передавального коефіцієнта, встановленого на конвеєрі, треба вибирати ланцюг, який має необхідну міцність на розтягнення. Більш міцні ланцюги мають великі розміри і більший крок. Отже, вони переміщаються по більшому ділильному колу навколо зірочки. Тому переважно, на одному і тому ж валу корпусу машини, мати можливість за необхідності використати декілька різних форм зірочки для кожного ланцюга. Для приводів забійних конвеєрів потрібний малий діаметр зірочки внаслідок обмеженого простору, що приводить до використання шести або семи зубів на окружності зірочки. У межах даного діаметра ділильного кола є тільки обмежений простір для розміщення поперечного перерізу вала і зірочки. Однак вал приводу, зокрема, піддається впливу великого навантаження внаслідок крутіння (приводу) і вигину (зусилля натягнення в ланцюгу) і тому повинен мати поперечний перетин, який забезпечує досить високу міцність вала. Аналогічно, зуби ланцюга на зірочці піддаються впливу великого згинаючого навантаження внаслідок зусиль натягнення, що здійснюються на ланцюг. Тому поверхня, яка несе навантаження, повинна мати досить високу міцність. Для скребкових ланцюгових конвеєрів для використання у важких видобувальних роботах, зокрема багатоланцюгових конвеєрів, ланцюг встановлюють на валу у вигляді знімної деталі, щоб забезпечити можливість заміни зношеної зірочки. Зірочка має необхідні контури з геометричним замиканням, щоб забезпечити її зчеплення з ланцюгом, постійно приєднаним до її зовнішньої окружності. Зірочка може складатися з двох половин, які розміщують і закріпляють гвинтами на місці у вигляді півкілець навколо вала. Перевага цього полягає в тому, що зірочки можна замінювати при встановленому валу. Недолік полягає в тому, що закріплення гвинтами на місці половин зірочки вимагає дуже міцних гвинтів, які треба затягувати за допомогою важких інструментів (підсилювачів крутного моменту). У іншому відомому варіанті здійснення, зірочка складається з кільцевого корпусу, який закріпляють на валу. У випадку демонтажу весь вал з його навантаженням і ланцюгом, що спирається на нього, треба видаляти з корпусу машини і підшипник на одному кінці вала повинен бути розібраний. Ланцюгові кільця з внутрішніми зубами для поглинання крутного моменту також є дуже дорогими. Загалом необхідно зазначити, що гвинтове з'єднання половин зірочки одна з одною і зірочки на валу є проблематичним, зокрема для дуже міцних забійних ланцюгів з діаметрами дроту до 60 мм і максимальними зусиллями натягнення в межах 4500-5000 кН. Необхідні гвинти вимагають великого об'єму простору для розміщення і відповідно мінімальної ширини зірочки. Це ускладнює передачу необхідного крутного моменту. Розбирання і повторне збирання зірочок вимагає видалення вала і займає багато часу. Вимушені перерви в роботі приводять до втрати функції конвеєра. При використанні з потужними приводами ланкові ланцюги піддаються впливу дуже високих напружень. Внаслідок зірочки, зокрема елементи взаємного зчеплення (зуби зчеплення з ланцюгом, поглиблення зчеплення з ланцюгом) зірочки, піддаються високому ступеню зношування внаслідок тертя ланок ланцюга на елементах взаємного зчеплення, що означає необхідність регулярної заміни. У попередньому рівні техніки відомі рішення зі змінними зубами. У цьому випадку зірочка або базовий корпус зірочки містить елементи взаємного зчеплення, що 1 UA 114759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 замінюються, зокрема зуби зірочки для зчеплення з ланцюгом або елементи, що виконують функцію зубів. Такі пропозиції відомі з ЕР 0 505 019 В1, СН 456 259 А, а також DE 44 03 108 В4. Порівнянні рішення опубліковані в US 4308019 А і US 2038695 А. Всіх ці пропозиції об'єднує те, що елементи взаємного зчеплення, що замінюються, у вигляді зубів або зубчатих пар, або у більш загальному випадку елементів, що виконують функцію зубів зірочки, прикріплені до окружності зірочки. У зв'язку з цим відомі інші варіанти виконання. Елементи, що виконують функцію зубів зірочки, можуть бути вставлені в гнізда навколо окружності зірочки і закріплені гвинтами на місці. Стійкість зубів для запобігання їх перевертанню внаслідок зусиль натягнення, що здійснюються ланцюгом, досягається за допомогою гвинтів, які притискають основу зуба до поверхні зірочки. Гвинтове з'єднання розташоване на одній прямій із центром зірочки і утворює найнижчу точку прикріплення до матеріалу зірочки. Крім того, елементи, що виконують функцію зубів зірочки, можуть бути також закріплені за допомогою запресовування зубів у поглиблення на верхній поверхні ланцюгової зірочки. Вони закріпляються за допомогою гвинтів або болтів, паралельних до напрямку вала. Стійкість зубів для запобігання їх перевертанню внаслідок зусиль натягнення, що здійснюються ланцюгом, досягається за допомогою прикладання основи зуба до поверхні зірочки. Крім того, елементи, що виконують функцію зубів зірочки, можуть бути також закріплені на місці за допомогою поперечного перекриття диска зірочки. Вони можуть бути закріплені за допомогою гвинтів або болтів, паралельних до напрямку вала. Під час роботи дані гвинти або болти піддаються впливу високих зсувних напружень внаслідок зусиль натягнення, що здійснюються ланцюгом. Взагалі кажучи, відомі рішення із зубами, що замінюються, для одноланцюгових приводів більш легкої конструкції є придатними для використання. Однак неможливо реалізувати такі рішення для високопродуктивних застосувань, зокрема для скребкових ланцюгових конвеєрів, і до того ж вони технічно непридатні для таких застосувань. Задачею винаходу є, виходячи з відомого рівня техніки, створення високоефективного ланцюгового приводу для ланкових ланцюгів забійних конвеєрів або видобувальних машин, зокрема для скребкових ланцюгових конвеєрів, який оптимізований для експлуатаційного використання. Рішення, яке задовольняє даній задачі, складається з ланцюгового приводу з ознаками, викладеними в пункті 1 формули винаходу. Ідея, яка лежить в основі винаходу, полягає в тому, що елементи, які виконують функцію зубів зірочки, вставлені безпосередньо в гнізда на валу приводу (привідному валу). Переважні модифікації і удосконалення основної ідеї даного винаходу розглядаються в залежних пунктах 2-7 формули винаходу. Для приведення в рух ланкового ланцюга або стрічки ланцюгового конвеєра використовується безпосередньо вал. Необхідність в зірочці як проміжному елементі відпадає. Вільний простір, що раніше використовувався для розміщення зірочки, використовується для збільшення діаметра вала. Таким чином, в ланцюговому приводі даного винаходу використовується вал приводу із збільшеним діаметром порівняно із звичайними відомими конструкціями. Елементи, що заміняються, які виконують функцію зубів зірочки, вставлені прямо або безпосередньо в гнізда на валу приводу. Елементи, що виконують функцію зубів зірочки, містять меншу ділянку сполучення для зачеплення в гніздах. Гнізда переважно утворені за допомогою канавок. З цією метою у валу приводу проточені глибокі канавки. Це можливо, оскільки даний винахід усуває необхідність в окремій зірочці. Простір, що звільнився буде використаний частково для утворення згаданих канавок. Зуби, розташовані в ряд (два при роботі з одним ланцюгом, чотири при роботі з двома ланцюгами) об'єднані в рейку, іншими словами декілька елементів, що виконують функцію зубів зірочки, в ряду утворюють рейку. Таким чином, підтримуються точні відстані і положення елементів, що виконують функцію зубів зірочки, один відносно одного. З'єднання між елементами, що виконують функцію зубів зірочки, або ділянкою сполучення елемента, що виконує функцію зуба зірочки, і гніздом утворюється за допомогою взаємного зчеплення і/або вставки із зусиллям з тугою посадкою. Це гарантує, що елементи, які виконують функцію зубів зірочки, передають зусилля, що передаються на ланковий ланцюг, без необхідності яких би то не було додаткових з'єднувальних елементів для передачі зусиль. Елементи, що виконують функцію зубів зірочки, закріплені в гніздах тільки за допомогою кріпильних деталей. Згадані кріпильні деталі утворюють захисний механізм від втрат. 2 UA 114759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Це корисно у випадку ослаблення попереднього натягнення ділянок сполучення в гніздах внаслідок несприятливих експлуатаційних умов. Тому елементи, що виконують функцію зубів зірочки, закріплені поперечно в гніздах за допомогою гвинтів. Гвинти не проникають глибоко в матеріал вала. Таким чином, поперечний перетин вала не ослаблений або ослаблений трохи. Зношені елементи, що виконують функцію зубів зірочки, можна просто, швидко і недорого видаляти і замінювати. Заміна елементів, які виконують функцію зубів зірочки, може здійснюватися при встановленому валу. Для цього не потрібні спеціальні інструменти, оскільки можна обійтися без великих гвинтів, що сильно затягуються. У випадку даного винаходу вал приводу може бути використаний для ланцюгів з різними кроками. Для цього використовують інші елементи, що виконують функцію зубів зірочки, або рейки, придатні до відповідного ланцюга. Рейки переважно виконані суцільними. Усунення необхідності в окремій зірочці дозволяє утворити гнізда на валу приводу, незважаючи на невеликий об'єм простору для розміщення. Гнізда мають глибину, яка гарантує, що елементи, які виконують функцію зубів зірочки, або нижні ділянки сполучення елементів, які виконують функцію зубів зірочки, міцно утримуються на місці з щільним приляганням і без будьякого люфту. Гнізда мають відповідно велику глибину. Елементи, які виконують функцію зубів зірочки, вставлені в гнізда своїми ділянками сполучення. Частина елемента, що виконує функцію зуба зірочки, яка виступає відносно окружності вала приводу, має висоту вільного зуба. Дана висота вільного зуба вимірюється між зовнішньою окружністю вала приводу і лінією зачеплення ланкового ланцюга, що приводиться в рух. У рамках винаходу, особливо переважним вважається відношення глибини гнізда до висоти вільного зуба, що знаходиться в межах від 1:1 до 1:2,5. Це гарантує необхідну стійкість елементів, що виконують функцію зубів зірочки, з їх ділянками сполучення в гніздах, а також надійну передачу зусилля від вала приводу через елементи, що виконують функцію зубів зірочки, на ланковий ланцюг. У глибоких гніздах або канавках елементи, що виконують функцію зубів зірочки, або рейки міцно встановлені на місці без необхідності додаткових з'єднувальних елементів для передачі зусиль. Зусилля натягнення на ланцюг, які дорівнюють 5000 кН, і результуючі згинаючі зусилля надійно передаються. Особливо переважним є відношення глибини гнізда до висоти вільного зуба, що знаходиться в межах від 1:1 до 1:2. Додаткові переваги і переважні варіанти здійснення ланцюгового приводу відповідно до винаходу витікають з формули винаходу і варіанта здійснення, описаного нижче з посиланням на креслення. Нижче показані: Фіг. 1 являє собою вертикальний поперечний перетин, що проходить через ланцюговий привід відповідно до винаходу; Фіг. 2 являє собою вигляд збоку ланцюгового приводу з частковим розрізом; і Фіг. 3 являє собою деталь ланцюгового приводу із зображенням кругового сегмента вала приводу з елементами, що виконують функцію зубів зірочки, і ланкового ланцюга, що знаходиться в зачепленні. На основі фіг. 1-3 описаний ланцюговий привід 1 згідно з винаходом. Ланцюговий привід 1 використовується для приведення в рух ланкового ланцюга 2 скребкового ланцюгового конвеєра. Ланцюговий привід 1 містить вал 3 приводу (привідний вал) і елементи 4, що виконують функцію зубів зірочки, розташовані на його окружності. Вал 3 приводу підтримується за допомогою підшипників 5 в корпусі машини, тут не показаному. Як можна бачити на фіг. 1, в показаному тут варіанті здійснення передбачено усього сім елементів 4, що виконують функцію зубів зірочки. Елементи 4, що виконують функцію зубів зірочки, вставлені в гнізда 6 на валу 3 приводу. Гнізда 6 утворені за допомогою глибоких канавок 7, проточених у валу 3 приводу. Кожний з елементів 4, що виконують функцію зубів зірочки, містить нижню ділянку 8 сполучення для зачеплення з гніздом 6. Ділянки 8 сполучення утворюють ніжку в основі елемента, що виконує функцію зуба зірочки, за допомогою якої елемент 4, що виконує функцію зуба зірочки, вставляється в канавку 7. За допомогою тугої посадки в канавці 7 утворюється з'єднання без будь-якого люфту. Глибокі канавки 7 при тугій посадці гарантують, що вставлені елементи 4, що виконують функцію зубів зірочки, здатні передавати зусилля на ланковий ланцюг 2 без необхідності яких би то не було додаткових з'єднувальних елементів для передачі зусиль. Фіг. 3 показує гніздо 6 з глибиною Х. Елемент 4, що виконує функцію зуба зірочки, вставлений в гніздо 6 своєю ділянкою 8 сполучення. Верхня частина елемента 4, що виконує функцію зуба зірочки, звернена до окружності вала приводу. Елемент 4, що виконує функцію зуба зірочки, має висоту Y вільного зуба. Висота Y вільного зуба вимірюється між зовнішнім окружністю U вала 3 приводу і лінією зачеплення WL ланкового ланцюга 2, що проходить 3 UA 114759 C2 5 10 15 20 25 навколо вала 3 приводу через елементи 4, що виконують функцію зубів зірочки. Відношення глибини Х до висоти Y вільного зуба знаходиться в межах від 1:1 до 1:2,5. Це гарантує, що елемент 4, що виконує функцію зуба зірочки, стійко і міцно утримується на місці в гнізді 6. Силова трансмісія і передача здійснюється від вала 3 приводу на ланковий ланцюг 2 через елементи 4, що виконують функцію зубів зірочки. Фіг. 2 додатково показує, що множина елементів 4, що виконують функцію зубів зірочки, розташовані в ряд в подовжньому напрямку вала 3 приводу, утворюють рейку 9. Елементи 4, що виконують функцію зубів зірочки, або рейка 9 закріплена зліва і справа за допомогою кріпильних деталей 10 в гніздах 6. Як кріпильні деталі 10 використовуються малі гвинти. Гвинти не проникають глибоко в матеріал вала, так що поперечний перетин вала при цьому не ослаблений. Посилальні позиції 1 – ланцюговий привід 2 – ланковий ланцюг 3 – привідний вал 4 – елементи, які виконують функцію зубів зірочки 5 – підшипник 6 – гнізда 7 – канавка 8 – ділянка сполучення 9 – рейка 10 – кріпильні деталі Х – глибина гнізда 6 Y – висота зуба 4 U – окружність WL –лінія зачеплення ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 1. Ланцюговий привід для ланкових ланцюгів забійних конвеєрів або видобувальних машин, зокрема для скребкових ланцюгових конвеєрів, з привідним валом (3) і елементами (4), які виконують функції зубів зірочки, при цьому елементи (4), які виконують функцію зубів зірочки, встановлені в гнізда (6) на привідному валу (3), який відрізняється тим, що гнізда (6) мають глибину (X) і елементи (4), які виконують функцію зубів зірочки, мають висоту (Y) вільного зуба, при цьому висота (Y) вільного зуба вимірюється між зовнішньою окружністю (U) привідного вала (3) і лінією (WL) зачеплення ланкового ланцюга (2), що приводиться в рух, і відношення глибини (X) до висоти (Y) вільного зуба знаходиться в межах між 1:1 і 1:2,5. 2. Ланцюговий привід за п. 1, який відрізняється тим, що елементи (4), які виконують функцію зубів зірочки, містять нижню ділянку (8) сполучення для зачеплення в гнізді (6). 3. Ланцюговий привід за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що гнізда (6) утворені за допомогою канавок (7). 4. Ланцюговий привід за будь-яким з пунктів 1-3, який відрізняється тим, що множина елементів (4), які виконують функцію зубів зірочки, в ряду утворює рейку (9). 5. Ланцюговий привід за п. 4, який відрізняється тим, що рейка (9) виконана суцільною. 6. Ланцюговий привід за будь-яким з пунктів 1-5, який відрізняється тим, що елементи (4), які виконують функцію зубів зірочки, закріплені в гніздах (6) за допомогою кріпильних деталей (10). 7. Ланцюговий привід за п. 1, який відрізняється тим, що відношення глибини (X) до висоти (Y) вільного зуба знаходиться в межах не більше ніж 1:2. 4 UA 114759 C2 5 UA 114759 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6