CN105966840A - 一种井下输送设备中的链条及其扁平立式链环 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种井下输送设备中的链条及其扁平立式链环，扁平的立式链环由两长边和两短边形成封闭的环形；短边包括短边中间段和位于短边中间段两端的短边过渡段，短边过渡段过渡连接短边中间段和对应的长边；且，短边中间段弧形设置，其内弧与外弧的圆心位于立式链环的扁平中心线上，且内弧和外弧的圆心相互错离。本方案中将链环设计为扁平状，降低链环的高度，以满足开采设备的空间设计需求，同时，通过短边截面积的变化设计，使得短边相较于内弧、外弧同心的方式，能够具有较大的截面积，从而具备较高的强度，而且又能够在工艺上实现与高度降低后的长边实现对接。

Description

一种井下输送设备中的链条及其扁平立式链环

技术领域

本发明涉及输送设备技术领域，具体涉及一种井下输送设备中的链条及其扁平立式链环。

背景技术

链条作为井下输送设备的核心驱动部分，起着传递动力的作用。链条封闭成环形在输送设备上受链轮的驱动循环运转，在链条上间隔一定距离安装有配合输送机槽型的刮板，链条运动带着刮板前进，停留在输送机溜槽内的矿物质经过刮板的铲刮不断从设备的溜槽中移动，直到输送机的机头位置卸载，完成矿物的输送任务。

链条是由若干链环彼此相互挂钩而成，链环一般为圆形链环，在链条的使用过程中容易出现煤壁局部片帮或者后部放顶时出现的堆积现象，会导致链条受力迅速增加甚至出现断链现象。而且，当驱动装置的功率增加时，链条承受的负荷也相应地提高。为了解决这些问题，需要提升链条的强度，通常采用的方式，就是增加链环直径以及具有更大横截面的链环。

然而，增加链环直径时，会造成链条的整个高度增大，进而影响溜槽的底链空间，导致整个输送机的高度增加，这样就与矿井中的设备设计、使用紧凑的初衷背离，特别是中、低煤层开采造成大的困扰。

有鉴于此，如何既降低链条高度，又能够满足目前对于链条的强度需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种井下输送设备中的链条及其扁平立式链环，该立式链环具有较低的高度，且强度也能够满足使用需求。

本发明提供的一种扁平立式链环，扁平的所述立式链环由两长边和两短边形成封闭的环形；所述短边包括短边中间段和位于短边中间段两端的短边过渡段，所述短边过渡段过渡连接所述短边中间段和对应的所述长边；且，所述短边中间段弧形设置，其内弧与外弧的圆心位于所述立式链环的扁平中心线上，且所述内弧和所述外弧的圆心相互错离。

本方案中将链环设计为扁平状，降低链环的高度，以满足开采设备的空间设计需求，同时，通过设计立式链环的具体形态，具体是通过短边截面积的变化设计，使得短边相较于内弧、外弧同心的方式，能够具有较大的截面积，从而具备较高的强度，而且又能够在工艺上实现与高度降低后的长边实现对接。即，本方案可以弥补长边高度降低后可能导致的强度削弱，而使立式链环整体上依然具备较高的强度。

可选地，所述短边中间段相对所述扁平中心线对称设置，且所述短边中间段所对应的圆心角为60度至80度。

可选地，所述内弧圆心相较于所述外弧圆心，更靠近所述内弧。

可选地，所述外弧圆心相较于所述内弧圆心，更靠近所述内弧。

可选地，所述短边中间段的横截面为椭圆形，且自所述扁平中心线至所述短边过渡段，所述椭圆形的长轴逐渐增加，所述长轴垂直于所述扁平中心线。

可选地，所述短边中间段的横截面为圆形或长圆形，且长圆形的平直边对应于所述短边中间段的内、外表面。

可选地，所述短边过渡段的外弧为与所述长边对接处倒圆形成，且所述外弧自所述短边中间段向所述长边，径向尺寸逐渐减小；所述短边过渡段的横截面积逐渐减小。

可选地，所述长边呈扁平状，内外表面呈大致的平面；

所述长边包括长边中间段，且两端均依次连接长边渐缩段、长边渐扩段；所述长边渐缩段的两侧呈向内收缩的斜面，所述长边渐缩段与所述短边过渡段对接；所述长边渐扩段两端对接所述长边渐缩段和所述长边中间段，且所述长边渐扩段整体宽度渐扩；所述长边中间段的两侧为大致的竖直面。

可选地，所述长边渐缩段和所述长边渐扩段相接位置的截面积，与所述短边中间段的中心位置截面积，比值范围为0.5-0.8。

可选地，所述长边中间段的截面积，与所述短边中间段的中心位置截面积，比值范围为0.7-1。

可选地，所述立式链环的高度与所述短边中间段中心位置的直径，比值范围为2.1-2.6。

本发明还提供一种井下输送设备中的链条，包括依次串联的立式链环和圆环，所述立式链环为上述任一项所述的扁平立式链环，因而具有与上述立式链环同样的技术效果。

附图说明

图1为本发明所提供扁平立式链环一种具体实施例的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图2的左视图；

图4为图2的俯视图；

图5为图2中A-A向剖视图；

图6为图2中B-B向剖视图；

图7为本发明所提供立式链环第二实施例的主视图；

图8为图7的左视图；

图9为图7的俯视图；

图10为图7中D-D向剖视图；

图11为图7中E-E向剖视图；

图12为图本发明所提供立式链环第三实施例的侧视图。

图1-12中附图标记对应关系如下：

10立式链环

11长边、11a长边中间段、11b长边渐扩段、11c长边渐缩段

12短边、12a短边中间段、12b短边过渡段

I扁平中心线

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-4，图1为本发明所提供扁平立式链环一种具体实施例的结构示意图；图2为图1的主视图；图3为图2的左视图；图4为图2的俯视图。

该实施例中的扁平立式链环10，包括相对分布的两长边11，以及位于两端并连接两长边11以形成封闭环形的两个短边12。链条一般由链环依次环环套接形成，则相邻的两个链环中，在正常使用中，通常一者呈水平状态，另一者呈竖直状态，呈竖直状态的则称为立式链环10，以图1为视角，其上下方向可以理解为通常的竖直状态，则该立式链环10的高度h即其上下方向的高度。显然，立式、竖直、水平等均是对链环通常工作状态时的一种描述，并不对链环的具体结构形成限制。

显然，以图1为视角，两长边11也是分别位于上、下方向，两短边12位于左右两端的方向。

本实施例中，短边12具体包括短边中间段12a和位于短边中间段12a两端的短边过渡段12b，短边过渡段12b过渡连接短边中间段12a和对应的长边11。且，短边中间段12a弧形设置，其内弧与外弧的圆心位于立式链环10的扁平中心线I上，且内弧和外弧的圆心相互错离。

此处对立式链环10作分段说明，是为了便于说明整个立式链环10的形态变化情况，显然，无论立式链环10还是水平链环通常均是整体式的结构。

本方案中将链环设计为扁平状，降低链环的高度，以满足开采设备的空间设计需求，同时，通过设计立式链环10的具体形态，使其具有所需的结构强度。

上述圆心相互错离包括两种方式：

第一种、内弧圆心相较于外弧圆心，更靠近内弧。

该方案，以扁平中心线I为起点，短边中间段12a的截面积将逐渐增加至短边过渡段12b，继而连接至长边11。假如以外弧、内弧同心时为基准进行比较，本方案中短边中间段12a中部的厚度相对较窄，容易弯折至短边过渡段12b，易于加工。考虑到强度问题，长边11的高度可以适当增加。

第二种、外弧圆心相较于内弧圆心，更靠近内弧。

该方案，以扁平中心线I为起点，短边中间段12a的截面积将减小至短边过渡段12b，继而连接至长边11。仍以外弧、内弧同心时为基准进行比较，本方案中短边中间段12a的厚度可以设计为相对较大，强度高，长边11的高度可以进一步降低，从而也便于弯折过渡。因此，该方案实际上在不增加甚至进一步减小整个立式链环10高度的前提下，又能够较好地满足强度需求和加工工艺需求。

即通过短边12截面积的变化设计，使得短边12相较于内弧、外弧同心的方式，能够具有较大的截面积，从而具备较高的强度，而又能够在工艺上实现与高度降低后的长边11实现对接。即，本方案可以弥补长边11高度降低后可能导致的强度削弱，而使立式链环10整体上依然具备较高的强度。

本方案中，整个立式链环10的重量相比于同规格的圆形链环，重量减少近16％。该改进在整个链条中将起到尤为明显的效果，井下输送设备通常使用长度三、四百米的链条，立式链环10占其二分之一，也就是总重量可降低8％，这降低的重量可以有效地转化成输送设备的输送量，提高了设备的输送力。而且，立式链环10高度的降低，可以有效减少与之适应的井下输送设备的底链空间，从而降低设备的总重，降低设备成本和旷方的搬运工作量。

如图1所示，短边中间段12a沿扁平中心线I对称设置，短边中间段12a对应的圆心角可以设计为60度至80度，试验和理论分析证明该角度设计，使得短边过渡段12b和短边中间段12a的配合强度更高。

作为进一步的优化，短边过渡段12b的内弧圆心处于扁平中心线I上，外弧为与所述长边对接处倒圆形成，且外弧自短边12向长边11，径向尺寸逐渐减小。由上述描述可知，短边中间段12a的内弧和外弧不同心，使得整个短边中间段12a呈截面积渐增或递减的趋势，而短边过渡段12b是衔接短边中间段12a至长边11的部分，从图1、2可看出，短边过渡段12b处于立式链环10的四个拐角位置，将其设计为内弧圆心处于扁平中心线I，外弧与长边11倒角形成外弧，使得整个短边12回归至易于同长边11相接的形态，而由于长边11处于扁平的状态，故短边过渡段12b外弧的径向尺寸需要逐渐减小，以平缓地过渡至长边11，减少应力集中的位置。

短边过渡段12b外弧径向尺寸逐渐减小的同时，截面积也逐渐减小，逐渐收缩以形成易于能够与长边11对接的形态。

对于上述各实施例，长边11的内、外表面大致呈平面，且长边11具体可以包括长边中间段11a，且长边中间段11a的两端均依次连接长边渐扩段11b、长边渐缩段11c，这里的渐扩和收缩指的是立式链环10该部分外表面的宽度变化，以及两侧的内收或外扩变化。长边渐缩段11c的两侧呈向内收缩的斜面，与短边过渡段12b对接，且长边渐缩段11c的外表面开始呈现为大致的平面状，从图2可看出，整个长边11的外表面与两侧之间形成棱边，该棱边并非尖锐的线性，而是具有倒角。长边渐扩段11b两端对接长边渐缩段11c和长边中间段11a，且长边渐扩段11b整体宽度渐扩，其两侧虽然逐渐外扩，但仍然体现为内收的斜面，直至外扩至长边中间段11a后，两侧才呈大致的竖直面，且整体宽度基本保持不变。上述的渐扩和收缩，是按照自短边过渡段12b至长边11的方向而言。

长边渐缩段11c，可以在整个立式链环10两端的位置形成一定的内收空间，以给套入该立式链环10内的水平链环提供活动空间，增加链条调整的灵活性。长边渐缩段11c再连接长边渐扩段11b可以平缓地过渡至较宽的长边中间段11a，以使长边中间段11a具有更高的强度。

长边渐缩段11c和长边渐扩段11b相接位置(标记为II的位置)的截面积，与短边中间段12a的中心位置截面积(对应于扁平中心线I处的截面积)，比值范围可以选取为0.5-0.9，优选地选取为0.5-0.8，该比值范围是根据短边中间段12a内、外弧不同心时的设计，与实际装配使用范围所形成的较佳的即成数据。本发明方案中，主要是需要降低整个立式链环10的高度，以使立式链环10呈现出扁平的状态，两端的短边12承受较大的压力，而上述的长边渐缩段11c和长边渐扩段11b相接位置实际上是截面积相对较小的位置，对该位置与短边中间段12a的中心位置截面积作如上限定，可以保证整个立式链环10的强度。

长边中间段11a的截面积，与短边中间段12a的中心位置截面积，比值范围可以是0.6-1，优选地选取为0.7-1。与上述比值范围的选取目的一致，根据受力分析，如此设定可以保证强度，结合了截面积、强度、立环槽间隙等因素优化得出。

此外，立式链环10的高度与短边中间段12a中心位置的直径，比值范围可以是2.1-2.6，优选地选取为2.3-2.4。立式链环10的高度反应出立式链环10的扁平程度，对其作限定，同样是兼顾高度降低和强度的需求，并且是满足与平环连接所需空间后，所获得的最小值区间。

请继续参考图3并结合图5理解，图5为图2中A-A向剖视图。

长边中间段11a的外表面(文中所述的外表面，是指图1中上、下、左、右朝外的表面，垂直纸面方向的表面为侧面)实际上并非平直的平面，而是中部为窄平面，窄平面的两边为向下倾斜的斜面。两边向下倾斜时便于锻造成型，而窄平面则可以适应于支撑的需求，立式链环10在使用过程中会与设备槽体中板相接，窄平面可以减小单位面积的压强，减小磨损量。从图3中可看出，窄平面实际上从短边过渡段12b即开始形成。

另外，图6为图2中B-B向剖视图。该实施例中短边中间段12a的横截面为圆形，在整个短边中间段12a，其截面形状可以保持不变。过渡至长边11时，截面形状近似为矩形截面。圆形截面的短边12矩形截面的长边11相互配合，使得整体的强度得以满足使用需求。当然，短边中间段12a截面形状可以根据长边11的截面形状比例进行调整。即，短边中间段12a的截面形状，自扁平中心线I向两侧长边11过渡时，其截面形状也可以具有收缩或是扩展的趋势，形成椭圆状，这里的收缩或是扩展均是指径向的尺寸收缩或是扩展。

设计立式链环时，如果长边11的近似矩形截面的径向尺寸比较大(矩形截面的长、短边尺寸接近或相等)，可以设计短边中间段12a的截面形状保持不变，或，设计为截面形状逐渐收缩；如果长边11的近似矩形截面的径向尺寸比较小(矩形截面的长、短边尺寸比例相差较大)，则可设计为短边中间段12a的截面形状保持不变，或，设计为截面形状逐渐扩展。

请继续参考图7-11，图7为本发明所提供立式链环第二实施例的主视图；图8为图7的左视图；图9为图7的俯视图；图10为图7中D-D向剖视图；图11为图7中E-E向剖视图。

与上述实施例基本一致，只是该实施例中，自短边中间段12a的中部开始，立式链环10的外表面中部即开始设置窄平面，如图7-11所示，即此时短边中间段12a的截面大致为长圆形，长圆形的平直边对应于外表面，平直边即窄平面。可以理解，在锻造工艺允许的情况下，窄平面宽度可以尽量增加，以提高承压能力。

请参考图12，图12为图本发明所提供立式链环第三实施例的侧视图。

与上述各实施例相同，区别仅在于，该实施例中，短边中间段12a的截面形状可以设计为椭圆形，并且，在向长边11过渡时，椭圆形的长轴(垂直于扁平中心线)逐渐加长，继而形成如图11所示的β角，即相当于在走向短边过渡段12b的过程中，短边中间段12a逐渐加宽(图11中的左右方向)，增加了短边过渡段12b和长边11连接处的强度，而使立式链环10整体上依然具备较高的强度。

除了上述扁平立式链环10，本发明还提供一种井下输送设备中的链条，井下输送设备例如可以是煤矿用输送机、转载机、锤式破碎机等。链条包括依次串联的立式链环10和圆环，立式链环10为上述任一实施例所述的扁平立式链环10。由于上述立式链环10具有上述技术效果，具有该立式链环10的井下输送设备的链条，也具有相同的技术效果，此处不再赘述。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种扁平立式链环，其特征在于，扁平的所述立式链环(10)由两长边(11)和两短边(12)形成封闭的环形；所述短边(12)包括短边中间段(12a)和位于短边中间段(12a)两端的短边过渡段(12b)，所述短边过渡段(12b)过渡连接所述短边中间段(12a)和对应的所述长边(11)；

且，所述短边中间段(12a)弧形设置，其内弧与外弧的圆心位于所述立式链环(10)的扁平中心线(I)上，且所述内弧和所述外弧的圆心相互错离。

2.如权利要求1所述的扁平立式链环，其特征在于，所述短边中间段(12ab)相对所述扁平中心线(I)对称设置，且所述短边中间段(12a)所对应的圆心角为60度至80度。

3.如权利要求1所述的扁平立式链环，其特征在于，所述内弧圆心相较于所述外弧圆心，更靠近所述内弧。

4.如权利要求1所述的扁平立式链环，其特征在于，所述外弧圆心相较于所述内弧圆心，更靠近所述内弧。

5.如权利要求1所述的扁平立式链环，其特征在于，所述短边中间段(12a)的横截面为椭圆形，且自所述扁平中心线(I)至所述短边过渡段(12b)，所述椭圆形的长轴逐渐增加，所述长轴垂直于所述扁平中心线(I)。

6.如权利要求1所述的扁平立式链环，其特征在于，所述短边中间段(12a)的横截面为圆形或长圆形，且长圆形的平直边对应于所述短边中间段(12a)的内、外表面。

7.如权利要求1-6任一项所述的扁平立式链环，其特征在于，所述短边过渡段(12b)的外弧为与所述长边(11)对接处倒圆形成，且所述外弧自所述短边中间段(12a)向所述长边(11)，径向尺寸逐渐减小；所述短边过渡段(12b)的横截面积逐渐减小。

8.如权利要求7所述的扁平立式链环，其特征在于，所述长边(11)呈扁平状，内外表面呈大致的平面；

所述长边包括长边中间段(11a)，且两端均依次连接长边渐扩段(11b)、长边渐缩段(11c)；所述长边渐缩段(11c)的两侧呈向内收缩的斜面，所述长边渐缩段(11c)与所述短边过渡段(12b)对接；所述长边渐扩段(11b)两端对接所述长边渐缩段(11c)和所述长边中间段(11a)，且所述长边渐扩段(11b)整体宽度渐扩；所述长边中间段(11a)的两侧为大致的竖直面。

9.如权利要求8所述的扁平立式链环，其特征在于，所述长边渐缩段(11c)和所述长边渐扩段(11b)相接位置的截面积，与所述短边中间段(12a)的中心位置截面积，比值范围为0.5-0.8。

10.如权利要求8所述的扁平立式链环，其特征在于，所述长边中间段(11a)的截面积，与所述短边中间段(12a)的中心位置截面积，比值范围为0.7-1。

11.如权利要求1-6任一项所述的扁平立式链环，其特征在于，所述立式链环(10)的高度与所述短边中间段(12a)中心位置的直径，比值范围为2.1-2.6。

12.一种井下输送设备中的链条，其特征在于，包括依次串联的立式链环(10)和圆环，所述立式链环(10)为权利要求1-11任一项所述的扁平立式链环。