Ветвь тяговой цепи струга с соединительным звеном - RU2265145C2

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

Изобретение касается ветви тяговой цепи струга с горизонтальными звеньями и вертикальными звеньями, боковые колена которых соединены при помощи боковых дуг и которые попеременно неразрывно соединены друг с другом, и с соединительным звеном цепи, связывающим два конца ветви цепи, которое включает две замыкающие детали цепи, плотно зафиксированные друг с другом от растяжения и имеющие на боковых коленах поверхности разъединения и фиксации.

Как известно, тяговые цепи стругов состоят из цельных, петлеобразных круглых звеньев, которые имеют соответственно по два отстоящих друг от друга, проходящих параллельно друг другу колена звена, соединенных между собой дугами звена цепи. Соответственно в тяговой цепи струга вертикальное звено цепи своей боковой дугой зацепляется за овальное отверстие между коленами и дугами горизонтального звена цепи, и такой ряд может включать сотни попеременно соединенных звеньев. С помощью тяговой цепи струга перемещается вперед и назад подземный струг в длинном забое при добыче полезных ископаемых. Тяговая цепь струга при этом вводится в направляющие каналы ведущих струг механизмов, которые устанавливаются, например, на скребковых конвейерах, что известно специалистам.

При подземных разработках две ветви цепи соединяются между собой в тяговую цепь струга при помощи так называемого соединительного звена цепи, который включает две замыкающие детали, плотно зафиксированные друг с другом от растяжения, и разъемные, и имеющие в своих боковых коленах поверхности разъединения и фиксации. Подобные соединительные звенья цепи известны, например, из DE 19901232 A1 или DE 2726235 C3. В случае с соединительным звеном цепи, известным из DE 2726235 C3, две, по существу, W-образные замыкающие детали без возможности их утери соединены с центральным круглым сварным звеном цепи, и две ветви тяговой цепи струга замкнуты устойчиво к растяжению, за счет U-образных навесных деталей, которые взаимодействуют с W-образными замыкающими деталями, и так же, как они имеют поверхности соединения и фиксации. Так как поверхности разъединения и фиксации названных выше замыкающих деталей проходят по их боковых коленам, замыкающие детали в области колен выполняются больших размеров, чем диаметр прутка колен и дуг горизонтальных и вертикальных звеньев. При применении тяговой цепи в ведущих струг механизмах с направляющими каналами это ведет к повышенному износу соединительных звеньев - так называемых замков цепи по сравнению с «нормальными» горизонтальными и вертикальными звеньями.

Из DE 4420203 С2 известен замок цепи подобного рода с замыкающими половинками, с соответствующими дугами замыкающих звеньев и плоскими коленами звеньев. Колена замыкающих звеньев снабжены зубьями для фиксации замыкающих половинок цепи и выполнены более широкими, чем дуги замыкающих звеньев, между плоскими половинками замка вгоняется срединный клин, который при помощи шпонки, выполненной в виде иглы для волос, и фиксирующего штифта установлен в пространстве между плоскими коленами звена. Шпонка лежит в пазу на внутренней стороне колена звена замыкающей половинки.

Из DE 1939000 A1 известна тяговая цепь с круглыми сварными звеньями для струга, в которой для предотвращения закручивания тяговой цепи с круглыми звеньями короткие отрезки цепи, например из шести звеньев, состоят из звеньев, имеющих такую же толщину материала, как и другие звенья цепи, но имеющие, однако, увеличенную ширину в плоскости звена цепи, чем остальные звенья. Эти короткие участки ветвей цепи располагают преимущественно непосредственно перед стругом, чтобы они не проходили через цепное колесо/звездочку. Соответственно два расширенных и соединенных между собой непосредственно звена цепи могут скручиваться относительно продольной оси цепи друг от друга на 60° для того, чтобы шесть звеньев могли создавать компенсацию закручивания цепи на любой угол до 360°.

Из DE 4332379 C1 известно, что протаскиваемые по земляной поверхности нижней и/или верхней ветви ствола шахты вертикальные звенья цепи транспортера делаются в поперечном разрезе и по ширине на определенную величину больше, чем горизонтальные звенья, за счет чего может возрастать время эксплуатации цепи по сравнению с цепями из нормальных звеньев. Все горизонтальные и все вертикальные звенья выполняются между собой одинаковыми.

Исследования заявителя показали, что высокий износ замка цепи объясняется значительным размером его колена, на котором находится поверхность разъединения. Кроме того, в случае подземного применения, ведущие струг механизмы не направлены по оптимальной прямой линии, а, напротив, постоянно повернуты под различными углами, что никак не позволяет за счет оптимального подбора размеров направляющих цепь каналов к размеру замка цепи уменьшить чрезмерную нагрузку на замок цепи по отношению к другим горизонтальным и вертикальным звеньям. В этом случае интервалы между периодами технического обслуживания замка цепи являются несколько более короткими, чем для горизонтальных и вертикальных звеньев.

Задачей изобретения является создание тяговой цепи струга с горизонтальными, а также вертикальными звеньями, и, по меньшей мере, одним замыкающим цепь звеном, в которой за счет конструктивных мероприятий минимизируется или полностью устраняется чрезмерная нагрузка на замок цепи или замыкающее цепь соединительное звено.

Данная задача решается при помощи изобретения, приведенного в пункте 1 формулы изобретения. Согласно изобретению предусмотрено, что в ветви цепи как перед, так соответственно и после замыкающего соединительного звена цепи, расположено специальное звено, колена которого имеют внешнюю ширину и/или внешнюю толщину, которая является равной или незначительно большей, чем внешняя ширина или внешняя толщина колена собранного замка цепи. То есть согласно изобретению по меньшей мере одно звено, идущее перед, и, соответственно, одно звено, двигающееся после замыкающего цепь соединительного звена, при применении тяговой цепи струга при подземных разработках, по внешнему контуру является сравнимым с замыкающим цепь соединительным звеном, так что увеличенный размер колена деталей замка цепи в ветви цепи встречается регулярно и за счет этого возникает менее сильный износ и амортизация замка цепи по сравнению с обычной тяговой цепью струга, в случае которой звенья цепи перед замком и после замка имеют меньшие размеры внешнего контура. Далее специальное звено цепи в колене выбирается больших размеров, что согласно изобретению является предпочтительным, при этом уменьшаются нагрузки на замыкающее соединительное звено цепи, так как усиленные или более толстые и широкие колена специальных звеньев цепи устанавливают расположенное между ними замыкающее соединительное звено цепи с незначительным расстоянием от стенок направляющего канала.

В предпочтительном исполнении изобретения ширина и/или толщина колена специального звена цепи является примерно на 0-5%, преимущественно, 0-2% больше, чем соответствующая ширина или толщина колена замыкающего соединительного звена цепи. Согласно одному из примеров выполнения, соответственно одно специальное звено в том же положении, что и замыкающее соединительное звено цепи (вертикальное, горизонтальное), установлено непосредственно до и непосредственно после замыкающего соединительного звена цепи. Альтернативно несколько звеньев перед и несколько после замыкающего звена цепи, в частности два-пять звеньев, расположенных в том же положении, что и замыкающее соединительное звено цепи, могут состоять из специальных звеньев. Другим вариантом является тот, при котором все звенья, имеющие то же положение, что и замыкающее соединительное звено цепи, являются специальными звеньями, тогда как остальные звенья выполняются нормальными. Последний пример выполнения имеет преимущество в том, что при замене звеньев цепи, вызванной износом или разрывом, замок может устанавливаться в любом месте тяговой цепи струга, без повышения износа замыкающего соединительного звена цепи, как это произошло бы в случае замыкающего соединительного звена цепи, установленного в заранее определенном месте для соединения двух концов ветви цепи.

При использовании некоторых видов направляющих или приводов для тяговых цепей струга может также преимущественным считаться то, что третье и шестое звено перед замком цепи или после него являются специальными звеньями. Понятно, что это звено не находится в том же положении (вертикальное или горизонтальное), как и замок, а расположено перпендикулярно ему в тяговой цепи струга. Альтернативно, только третье звено соответственно до и после замка цепи может являться специальным.

В особенно предпочтительном примере, по меньшей мере, специальные звенья являются коваными, при этом специальные звенья цепи могут изготавливаться как особая деталь. Альтернативой к звеньям цепи, изготовленным как отдельная деталь, может быть то, что на колена специальных звеньев насаживаются, наносятся или закрепляются изнашиваемые детали, так что существующие тяговые цепи стругов могут быть модифицированы согласно изобретению; в случае, если изнашиваемые детали расходуются чрезвычайно быстро, они могут быть заменены другими. Изнашиваемые детали могут быть также жестко связаны с коленами звеньев и, например, наноситься при помощи наварки или других схожих методов.

Во всех вышеназванных примерах выполнения является особенно преимущественным, если дуги специальных звеньев цепи имеют то же поперечное сечение, в частности тот же диаметр, что и поперечное сечение и соответственно диаметр замыкающих цепь звеньев, и преимущественно также остальных «нормальных» горизонтальных или вертикальных звеньев цепи. Замыкающие звено цепи и специальные звенья отличаются от «нормальных» звеньев только размерами колен звеньев. Далее преимущественным является то, что дуги специальных звеньев цепи имеют одинаковый внешний радиус кривизны с дугами замыкающих звеньев цепи, а также дугами горизонтальных и вертикальных звеньев.

Замыкающее звено цепи и специальное звено цепи, при помощи которого замок цепи защищается от сильного износа, обусловленного повышенным трением, могут иметь колена, которые имеют сравнительно длинные утолщения, имеющие постоянную максимальную ширину или постоянную максимальную толщину при постоянном поперечном сечении. Особенные преимущества дает выполнение специальных звеньев цепи, при котором колена звеньев цепи имеют лишь частичные утолщения по ширине или толщине. За счет использования частичных утолщений в зоне колена может значительно предотвращаться заклинивание специального звена цепи с присоединенными к нему нормальными звеньями. При этом особенно преимущественным является то, если частичные утолщения начинаются от дуг звеньев и постоянно увеличиваются до максимальной ширины и/или толщины в середине колен звеньев, так что уменьшается поверхность стыка, которая подвергается максимальному воздействию силы трения и таким образом наибольшему износу. В особенно предпочтительном примере выполнения частичные утолщения с максимальной шириной и/или толщиной на внешней стороне колена звена цепи имеют большую протяженность, чем на внутренней стороне, что делается для улучшения разматывания соседних и сцепленных при помощи дуг нормальных и специальных звеньев. Длина области максимальной, постоянной толщины на переходе от внешней к поперечной части колена специального звена цепи составляет преимущественно около 28%±5% относительно общей длины щели специального звена. Частичные утолщения соответствующих специальных звеньев могут иметь, преимущественно, область постоянной максимальной ширины и/или постоянной максимальной толщины, при этом специальные звенья в целом будут иметь достаточный запас по износу. В предпочтительном выполнении область постоянной толщины может иметь также форму треугольника, чтобы дополнительно оптимизировать разматывание соседних и соединенных друг с другом звеньев. Альтернативно, может использоваться геометрическая форма круга, эллипса или ребра. Далее преимущественно то, что внутренняя сторона колена специального звена выполнена изогнутой, преимущественно эллиптически изогнутой, при этом максимальная ширина на внутренней стороне от дуги звена увеличивается до середины колена звена, преимущественно увеличивается на 11±5%. За счет данного мероприятия компенсируется вызванное частичными утолщениями повышение жесткости специального звена цепи, и звено остается достаточно эластичным, чтобы упруго воспринимать максимальные значения растягивающей силы. Максимальная ширина в середине колена звена цепи с внутренней стороны может делаться незначительно большей, чем максимальная толщина специального звена, чтобы тяговая цепь струга выполнялась без заклинивания двух соседних специальных звеньев. Далее преимущественным является то, что внешние стороны колен звеньев цепи от перехода к дугам до частичных утолщений являются изогнутыми или выпуклыми, в частности изогнутыми в форме S, чтобы препятствовать заклиниванию нормальных и специальных звеньев. Радиус кривизны при S-образном изгибании непосредственно к области постоянной, максимальной ширины в особенности на внешней стороне соответствует примерно диаметру (диаметру прутка) дуги звена с точностью до ±10%. Радиус кривизны внешней стороны на переходе от дуги звена к колену звена следует выбирать максимально большим, для обеспечения максимально гладкого перехода и уменьшения поверхности стыка.

Далее изобретение поясняется при помощи чертежей. На них изображены:

На фиг.1А - вид сбоку замыкающего звена цепи, состоящего из двух частей;

На фиг.1В - вид сверху замка цепи по фиг.1А;

На фиг.2А - вид сбоку специального звена цепи согласно первому примеру выполнения;

На фиг.2В - вид сверху специального звена цепи по фиг.2А;

На фиг.3 - пример выполнения тяговой цепи струга согласно изобретению;

На фиг.4 - согласно изобретению пример выполнения тяговой цепи струга со специальными звеньями, выполненными по второму примеру выполнения изобретения;

На фиг.5А - вид сбоку специального звена цепи согласно второму примеру выполнения изобретения;

На фиг.5В - вид сверху специального звена цепи по фиг.5А;

На фиг.6 - разрез вдоль линии VI-VI на фиг.5А.

Фиг.1А и 1В схематично показывают вид сбоку и сверху замыкающего звена цепи 10, состоящего из двух частей, при этом первая часть замыкающего звена 1 и вторая часть замыкающего звена 2 выполнены идентично друг другу и фиксируются зеркально перевернутыми друг к другу. Каждая часть замыкающего звена имеет две дуги 3, а также по одному внешнему колену 4 и внутреннему колену 5. Внешние колена 4 частей 1, 2 замыкающего звена 10 имеют, по меньшей мере, два держащих зуба 7, 8 со стопорными выступами 9, 11 на внутреннем колене 5, что присоединяется соответственно к другой части 2, 1 замыкающего звена 10 цепи и обеспечивает устойчивое к растягиванию соединение частей 1, 2 замыкающего звена 10 цепи. Поверхность разъединения или фиксации замыкающего звена 10 цепи образуется, таким образом, внешним и внутренним коленами 4, 5. Показанное на фиг.1А и 1В собранное состояние замыкающего звена 10 цепи дополнительно закрепляется при помощи фиксатора 14 (фиг.3), который вставлен в цилиндрическую полость 13, образованную внутренними коленами 5 частей 1, 2 замыкающего звена 10, и таким образом стопорит соединение. Замыкающее звено 10 характеризуется внешней шириной b_k и толщиной с_k, а также круговым поперечным сечением с диаметром D_k в области дуг 3 замыкающего звена 10 цепи, который несколько меньше, чем толщина с_k. Далее каждая дуга 3 обеих частей 1, 2 замыкающего звена 10 в области изгиба имеет внешний радиус изгиба, обозначенный как R_k, который распространяется на участок дуги примерно β_k 140°, имеющий постоянный диаметр сечения D_k.

Показанное на виде сбоку и сверху на фиг.2А и 2В специальное звено 20 цепи является замкнутым, предпочтительно, кованым, монолитным звеном с двумя коленами 24, которые соединены между собой при помощи двух дуг 23. Дуги 23 имеют круговое поперечное сечение с диаметром D_s, и радиус кривизны R_sна внешней поверхности дуги 23, который распространяется также на участок дуги β_s примерно 140°. Внешняя ширина специального звена 20 цепи по коленям 24 на фиг.2А обозначена как b_s, а толщина колен 24 обозначена на фиг.2В как с_s. Легко видеть, выполнено колено 24 толще или больше, чем поперечное сечение или диаметр D_s в области дуг 23.

Согласно изобретению в одной ветви 50 цепи, как, например, изображено на фиг.3, как перед, так и после замыкающего цепь звена 10 расположены, соответственно, по меньшей мере, по одному специальному звену 20. В примере ветви 50 цепи на фиг.3 непосредственно перед и непосредственно после замыкающего цепь звена 10 расположены два специальных звена 20 в той же позиции, что и замыкающее цепь звено 10, в то время как остальные звенья 30, которые связывают специальные звенья 20 между собой и с замыкающим цепь звеном 10, являются простыми скругленными звеньями с постоянным круглым поперечным сечением, имеющим диаметр D_o. Как это также изображено на фиг.3, на большом расстоянии от замыкающего звена 10 цепи в ветвь 50 цепи могут включаться нормальные звенья 40, имеющие постоянное поперечное сечение.

Согласно изобретению специальные звенья 20 цепи выполняются так, что внешняя толщина b_s является равной или большей, чем внешняя толщина b_k собранного замыкающего звена 10 цепи, и/или толщина с_s специального звена 20 в коленах 24 равна или больше, чем толщина с_k обеих частей 1, 2 замыкающего звена 10 цепи во внешнем колене 4. В схематично изображенном примере b_s=b_k и с_s=с_k. Кроме того, внешний контур внешнего колена 4 обеих частей 1, 2 замыкающего звена 10 соответствует внешнему контуру колена 24 специального звена 20.

Особенно предпочтительными являются ветви цепи со специальными 20 и замыкающими цепь звеньями 10, для которых b_s>b_kи/или с_s>с_k, при этом имеется незначительное различие в процентном отношении. Как в случае замыкающих цепь звеньев 10, так и при специальных звеньях 20, поперечное сечение в области дуг 3 замыкающего звена цепи 10 и дуг 23 является равным, при этом круговое поперечное сечение или диаметр прутка соответствует диаметру D_o, который имеют нормальные звенья 30 или 40 ветви 50 цепи на фиг.3.

В ветви 50 тяговой цепи струга для всех звеньев верно:

D_k=D_s=D_o

b_s≥b_k

c_s≥c_k

R_s =R_k

β_s=β_k

Фиг.4-6 показывают второй пример выполнения тяговой цепи 150 струга с измененными по отношению к первому примеру специальными звеньями, при этом одинаковые детали имеют индексы, увеличенные на 100, а в обозначения одинаковых дуг введен индекс «'». Замыкающее звено тяговой цепи 150 струга не изображено и может иметь форму, как на фиг.1А и 1В.

Показанный на фиг.4 отрезок ветви 150 тяговой цепи струга включает нормальные звенья 130 и специальные звенья 120, при этом между каждыми двумя специальными звеньями 120 расположено соответственно по два нормальных звена 130. Не показанное замыкающее звено может быть расположено в той же позиции, что и два соседних специальных звена 120, так что специальное звено 120 будет предшествовать и следовать за замыкающим звеном цепи, или между замыкающим звеном цепи и предшествующим, а также следующими за ним специальными звеньями 120 могут быть расположены два нормальных звена 130.

Показанное на фиг.5А и 5В на виде сверху и виде сбоку специальное звено 120 является монолитным кованным звеном с двумя дугами 123, имеющими, по существу, круглое сечение с диаметром D'_s, радиус кривизны R'_s на внешней поверхности дуги 123, который распространяется на участок дуги примерно 150°, имеющий постоянный диаметр сечения. К обеим дугам 123 примыкают колена 124, которые снабжены в срединной плоскости М частичными утолщениями, обозначенными как 125. Частичные утолщения 125 образуют некоторые возвышения по сравнению с поперечной стороной 126 колена 124, при этом максимальная, постоянная толщина с'_s равна или больше, чем максимальная толщина замыкающего звена цепи. Максимальная толщина с'_s в области частичных утолщений 125 примерно на 25±10% больше, чем диаметр D'_s. Максимальная ширина b'_s, которая также равна или больше максимальной ширины замыкающего звена, примерно на 10±6% больше, чем толщина нормальных звеньев. Как можно видеть на фиг.5, частичные утолщения 125 при взгляде на поперечную сторону 126 имеют вид треугольника с ровной внешней поверхностью, при этом область, имеющая треугольную форму, с максимальной, постоянной толщиной с'_s (фиг.5В) на фиг.5А обозначена позицией 127. Область 127 с максимальной постоянной толщиной с обеих сторон равномерно суживается согласно форме треугольника по направлению от внешней стороны 129 к внутренней стороне 161 колена 124, при этом возможно свободное волочение тяговой цепи струга при различном положении нормальных звеньев, включающих дуги 123. На поперечной стороне 126 в короткой, круто проходящей переходной зоне 128 происходит переход к области 127. На внешней стороне 129 колена 124 образуется сравнительно длинная переходная область 160 с S-образным изгибом и точкой перегиба, при этом радиус кривизны R'_u между точкой перегиба и областью постоянной максимальной ширины b'_s преимущественно соответствует диаметру D'_s±15%, дуги 123. Длина L области с постоянной шириной b'_s составляет примерно 28±10% от длины щели Т, характеризующей специальное звено 120, то есть расстояния между внутренними закруглениями 162 дуг 123. Радиус кривизны R'_в перед точкой перегиба во много раз больше, чем радиус кривизны R'_u, это позволяет уменьшить величину поверхности стыка на переходе. Внутренние стороны 161 колен 124 выполнены эллиптически изогнутыми между внутренними закруглениями 162 дуг 123, так что максимальная внутренняя ширина B'_i в срединной плоскости М специального звена 129 примерно на 11±5% больше, чем внутренняя ширина на концах дуг 123, или чем внутренняя ширина нормального звена цепи.

Не показан пример выполнения тяговой цепи струга, в которой каждое второе, и, соответственно, все звенья, находящиеся в той же позиции, что и замыкающее звено цепи, являются специальными звеньями. Далее, не показана ветвь тяговой цепи струга, в которой небольшое число специальных звеньев расположено непосредственно до и непосредственно после замыкающего звена цепи и расположено в той же позиции, что и оно, и собрано в ветвь цепи.

Исходя из вышеизложенного, специалист может представить ряд модификаций, которые падают в область защиты изобретения. Изображение замыкающего звена цепи на фиг.1А, 1В и 3 являются только примерами и не охватывают всю область возможных вариантов, подпадающих под защиту патента. При использовании другого, отличающегося от изображенного, замка, контур внешнего колена части замыкающего звена может иметь другую геометрию, тогда согласно изобретению контур колена специального звена соответственно меняется и остается равным или незначительно большим. Далее, не показано, что могут применяться специальные звенья цепи, контур которых, соответствующий, контуру замыкающего звена, не образуется в процессе обработки ковкой колен звена, а которые образуются путем закрепления, насаживания или наварки изнашиваемых деталей на нормальных звеньях, изображенных на фиг.3 и 4 в позициях 30, 40 или 130. Изнашиваемые детали обеспечивают соответствующее изменение поперечного сечения колена звена или его увеличение и частичное утолщение по отношению к внешнему колену замыкающего звена цепи. Эти и другие модификации также попадают в зону действия изобретения.

Реферат

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к тяговым цепям струга. Ветвь тяговой цепи струга 50 содержит горизонтальные 30 и вертикальные 40 нормальные звенья, которые неразрывно связаны между собой при помощи колен и дуг. В ветви тяговой цепи струга 50 непосредственно перед и непосредственно после замыкающего цепь звена 10 в той же позиции установлено, по меньшей мере, по одному специальному звену 20, колена которого имеют ширину и/или толщину, равные или большие, чем ширина или толщина колен замыкающего цепь звена 10. При этом колена специального звена 20 имеют большую высоту и/или толщину, чем его дуги. Технический результат заключается в уменьшении износа замыкающего звена. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула