CN1648495A - 地下开采用的链轮 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于地下开采尤其链传动的链式刮板运输机的链轮，包括沿链轮基体(1)的圆周均匀分布地排列的第一齿元件(5)的第一环圈(2)，至少一个沿轴向相对于第一环圈(2)错开布置、沿圆周均匀分布地排列的第二齿元件(6或7)的第二环圈(3或4)。齿元件互相面对的侧面设有起水平链环(9)接触面作用的凹窝(13)。为了延长链轮寿命，在每个齿元件(5、6、7)的凹窝(13)内的接触面由耐磨材料制的耐磨嵌件(20)构成。

Description

地下开采用的链轮
技术领域
本发明涉及一种用于地下开采，尤其链传动的包括有垂直及水平链环的链条的链刮板输送机、刨煤机装置和滚筒式采煤机的链轮，包括沿链轮基体的圆周均匀分布地排列的第一齿元件的第一环圈，以及至少一个沿轴向相对于第一环圈错开布置、沿圆周均匀分布地排列的第二齿元件的第二环圈，其中，第一环圈和第二环圈互相面对的侧面设有起链水平链环外表面接触面作用的凹窝，以及每个接触面包括链环的至少一个支承区和一个依托区。
背景技术
链传动的采矿机械、运输设备和回采机组尤其在地下采煤时用于回采机运出煤炭。在所有链传动的采矿设备中，由水平(平卧的)和垂直(竖立的)链环组成的链在两个设有驱动部件的驱动或循环站之间循环运动，其中，在每个驱动或循环站可驱动地安置一个链轮。在这里每个链轮与垂直和水平链环的几何结构协调一致，以便达到尽可能最佳和低摩擦地将驱动力传给循环运行的链。尤其在链式刮板输送机中，在那里隔一定距离在个别水平链环上连接同步刮板，在地下开采时业已证实恰当的是每个齿元件设有凹窝，它们用作与水平链环外表面的接触面。
在由DE 36 39 784 C2已知的链轮中，齿元件焊接在链轮基体上，以获得一种便宜的链轮。与此同时应通过在齿根圆与凹窝底之间的过渡区内朝轮内部下降的斜面，减小在齿元件上形成磨损凹谷的危险。斜面和倒圆再加上将齿焊在基体上应同时有可能对于不同节距的链轮可以使用相同的齿，由此应降低仓库保管费用。
由DE 38 36 478 A1已知一种链轮，其中每个齿元件设计为双齿并各通过两个凹窝支承水平链环的头部。双齿用螺钉与链轮基体连接，以便一方面可以更换双齿，以及另一方面可以调整双齿使之与链的不同节距相配。当磨损导致损坏时更换个别或全部双齿。为了实现螺钉连接，在链轮基体的一种设计中设有孔，孔内可以伸入固定螺钉的杆端以及可以安装锁紧螺母。作为替换方案，可以在链轮基体的外圆周上设矩形的凹槽，其中置入矩形的中间体并借助螺钉固定，然后在中间体上用螺钉连接双齿。这种链轮基体的制造成本比较高。
发明内容
本发明的目的是创造一种链轮，它有比现有技术已知的链轮更长的寿命以及它尤其也适用于有大尺寸链条的大功率输送机。
按本发明为达到此目的采取的措施是，每个齿元件的支承区和依托区由比链轮基体的材料更耐磨的材料制成的一个耐磨嵌件或多个耐磨嵌件构成，其中，耐磨嵌件优选地可更换地固定在齿元件的齿元件体上。在这里，齿元件体构成齿元件减去耐磨嵌件后的部分，所以耐磨嵌件如同一个插入物固定在齿元件体上。由于在齿元件的凹窝的最大负荷区，亦即在其上作用齿元件与链环之间的径向分力的支承区以及在其上作用齿元件与链环之间切向分力的依托区，使用了耐磨嵌件，防止过快磨损在链轮上的接触区并与此同时创造了通过链轮也能支承大的合力的前提条件。这种大的力尤其可能在具有这种链条的大功率输送机中产生，即，它的链环有48mm和更大的钢丝直径。
按优选的设计，耐磨嵌件只构成齿元件的部分齿顶。在一种设计中耐磨嵌件可以构成在一个侧面上的凹窝的整个表面，换句话说，耐磨嵌件沿凹窝的整个表面延伸。这种设计的优点在于，在凹窝内的所有可能的接触面，由于按本发明使用的耐磨嵌件所以有更高的强度和更长的使用寿命。按特别优选的设计，耐磨嵌件只构成侧面上的凹窝的部分表面。在此项设计中可以比较简单的方式实现耐磨嵌件在齿元件体上恰当地支承和固定。为此，尤其是齿元件体可在每个凹窝上有一个边缘侧封闭的槽，槽内可置入耐磨嵌件。设计为插入件的耐磨嵌件因而可以置入槽内，耐磨嵌件边缘侧沿所有方向不能运动地支承在此槽中。特别有利的是，耐磨嵌件形锁合地和/或材料封闭地，优选通过钎焊或熔焊或粘结固定在槽内。
每个耐磨嵌件可设计为整体并连续地沿齿元件的凹窝的支承区和依托区延伸。作为替换方案，可为每个凹窝设多个优选地两个耐磨嵌件，其中第一个耐磨嵌件构成支承区，以及第二个耐磨嵌件构成依托区。在此项设计中特别有利的是，两个耐磨嵌件设计为扁平的耐磨嵌件小板，因为这样一来耐磨嵌件可用简单的方式制造。在这里为了构成凹窝的几何形状，形成支承区的耐磨嵌件小板基本上设计为三角形，以及形成依托区的耐磨嵌件小板设计为有两个直的和一个弧形的界边的多边形。在这方面特别有利的是，耐磨嵌件小板在界边上制有斜面，从避免有棱角地相对于掘进面(Ausbrühen)倾斜地过渡。
按另一项作为替换方案的设计，耐磨嵌件构成包括全部侧面及凹窝的整个齿顶。在此设计中设计为齿顶的耐磨嵌件在其下侧有至少一个锁块，它形锁合地插入相关的插孔内，插孔设在一个设计在链轮基体上作为齿元件根的齿元件体上。锁块和插孔可有与圆形截面不同的横截面形状，所以在齿顶与齿元件体之间通过锁块和插孔获得一种防止旋转的连接。在此项设计中特别有利的是，设计为齿顶的耐磨嵌件在去下侧的过渡区制有边缘侧的熔焊坡口或钎焊坡口。
在所有的设计中特别有利的是，依托区与支承区相交的角度在约115°至125°之间，优选地约为120.5°。此外，优选地支承区可定向为朝链轮基体的方向倾斜地下降。耐磨嵌件可以用许多适合的材料制成。按一项优选的设计，对于耐磨嵌件采用硬度＞65 HRC的锰钢。
本发明可以在所有类型的用于地下开采的链轮上使用。本发明的主要的使用领域涉及双中链刮板输送机所用的链轮或链筒，因此链筒有三个齿元件的环圈，以及中央环圈有设计为双齿具有四个凹窝的齿元件，两个外部环圈有设计为单齿具有两个凹窝的齿元件。因此两个并列延伸的链股的每个水平链环将其链环的弯曲部既贴靠在单齿的凹窝内也贴靠在双齿的凹窝内，以及垂直链环穿过在双齿与各自在外部的单齿之间的空隙。
附图说明
下面借助多个在附图中示意表示的按本发明的链轮的实施例说明本发明。附图表示。
图1  双中链刮板输送机按第一种实施例的链轮示意透视图；
图2  图1的局部详图，表示在置入耐磨嵌件前齿元件的齿顶上的一个凹窝；
图3  按第二种实施例的链轮局部透视图；
图4  使用在按图3的链轮中的耐磨嵌件透视图；
图5  沿图4中线V-V的剖视图；
图6  按第三种实施例的链轮局部透视图；
图7  使用在按图6的链轮中的第一个耐磨嵌件小板详图；
图8  使用在按图6的链轮中的第二个耐磨嵌件小板俯视图；
图9  按第四种实施例的链轮透视图；以及
图10  使用在按图9的链轮中的单齿侧视图。
具体实施方式
图1中用符号10表示在地下开采时用于双中链刮板输送机的设计为链筒的链轮。链轮10包括一个链轮基体1，它有三个沿轴向互相错开排列的齿元件5、6、7的环圈2、3、4。在这里每个环圈2、3、4包括多个设计成一致的彼此隔开距离地在链轮基体1外圆周8上凸起的齿元件5、6或7。在外部的两个环圈2、4的齿元件5、7分别设计为单齿，而中央环圈3的齿元件6设计为双齿。图1还表示了双中链刮板输送机没有进一步表示的链的一个单个的水平链环9与齿元件6、7处于接触中的状况。专业人员熟知，在地下开采时每条链或每个链股由许多水平链环9以及垂直链环组成，后者垂直于水平链环9布置以及将两个水平链环9互相可运动地连接起来。
有齿元件5、6、7的环圈2、3、4设计为使没有在图中表示的垂直链环穿过在环圈3、4或4、5之间的空隙11、12，它们并不支承在齿元件5、6、7上。链的链环与齿元件5、6、7之间的接触实际上只发生在凹窝13的区域内，凹窝设在所有齿元件5、6、7的侧面上，在这里设计为单齿的齿元件5、7各有两个凹窝13，以及一个水平的链环9将其弯曲部9A的一个分段支承在每个凹窝13上。中央齿圈3的齿元件6则不同，它们设计为双齿以及包括总共四个凹窝13，因为在每个齿元件(双齿)6上同时支承两个链股的水平链环9。在齿元件5、6、7侧面上的所有凹窝13彼此有相同的结构和相同的几何形状，所以在图1中表示的链轮10没有优先的运行方向。由此图还可以看出，在各齿元件5、6、7上的各自的凹窝13朝不同的方向定向，亦即一方面沿旋转方向以及另一方面逆旋转方向，以便将每个水平链环9的弯曲部9A支承在链轮10的总共四个齿元件6、7或5、6上。因为除此之外所有凹窝13的结构相同，所以下面的说明总是只作为举例针对其中一个凹窝13进行，而与其定向无关。
在只画了一个水平链环9的链轮10图中，可通过中央轮毂14支承在图中未表示的驱动或支承轴上的链轮10逆时针旋转。因此所有的链环9总是支靠在齿元件6、7或5、6沿旋转方向在后面的凹窝13上，而沿旋转方向在前面的凹窝13基本上无须承受沿周向的力，而是只须承受沿径向的支承力。因此作用在凹窝13与链环9外表面之间的力，一方面包含支承在一个支承区(它处于凹窝更靠里的那个端部15附近)上的径向分力，以及包含支承在凹窝13的一个依托区上的切向分力，依托区处于凹窝13的外端16附近。因此，凹窝13从里面的端部15向外面的端部16大体呈弧形或碗形地上升，以及，凹窝13处于更靠里的设在轮毂14附近的部分轻微倾斜地下降，而凹窝的其他设在外面的部分大体垂直于链轮基体1的圆周8定向。
在按图1和2的链轮10实施例中，每个凹窝13设有边侧封闭的槽17，它至少沿凹窝13的水平链环9支承区和依托区处于其中的那个区域延伸，也就是当链式刮板输送机运行时水平(平躺的)链环9弯曲部9A直接贴靠在齿元件5、6、7凹窝13上的那个区域。按本发明在槽17内装入一个耐磨嵌件20，它设计为整体的以及它的表面21与凹窝13的几何形状相匹配并在装配状态至少在用于水平链环9的后及前弯曲部9A的支承区和依托区的区域内构成凹窝13的表面。
图2用放大图表示耐磨嵌件20和在例如设计为双齿的齿元件6凹窝13中的槽17。不仅槽17而且耐磨嵌件20均有基本上椭圆的外形，所以耐磨嵌件20形锁合地置入槽17内并可以在那里粘结或尤其钎焊或熔焊。在装配状态，耐磨嵌件20的表面21略微从凹窝13的表面突起，所以水平链环9只能与耐磨嵌件20的表面21接触。因为耐磨嵌件20用一种耐磨的材料尤其锰钢制成，它的硬度明显地高于链轮基体或齿元件体的硬度，亦即高于有此槽17的齿元件6的硬度，所以在链轮1上的所有接触面均比在迄今常见的链轮中更加耐磨。因此链轮的寿命取决于耐磨嵌件20的材料成分及寿命。
在图3所示的链轮50的实施例中，每个齿元件56、57仍在其侧面设有凹窝63，水平链环的弯曲部支承在凹窝63上。在齿元件57、56上的四个需用于支承水平链环的凹窝63全部单独标注了标号63。所有四个齿元件56、57凹窝63的全部表面分别由一个耐磨嵌件70构成，它详细表示在图4和5中，仍优选地可用锰钢制造的耐磨嵌件70有一个构成整个凹窝63的凹窝表面的表面71，它按照各自齿元件56、57的表面几何形状弯曲并构成此表面几何形状。耐磨嵌件70构成与水平链环外部区唯一接触面的表面71包括一个下段72和一个上段73。下段72包括亦即构成水平链环弯曲部的支承区(Auflagezone)，而耐磨嵌件70的上段73构成水平链环弯曲部的依托区(Anlagezone)。因此，通过链轮50传入链内的推力主要通过依托区73传递，而在链内的压力主要通过下段72中的支承区支承。耐磨嵌件70的表面71优选地是碗状的，其中，下段72通过曲率半径例如约25mm的弯曲段24过渡到上段73内。在下段72与上段73之间相交的角度，亦即支承区与依托区之间的夹角，在图示的实施例中为120.5°，以及耐磨嵌件70有恒定的均匀的厚度为例如13mm。耐磨嵌件70的下侧75可采用一种比较简单的均匀的豆状几何形状，所以链轮基体51(图3)或每个齿元件56、57的齿元件体可设有同样比较简单的、优选地已经在浇铸时造成的留空或缺口或断面收缩。只是耐磨嵌件70的表面71获得对于各自的链环为最佳的表面几何形状。由此也可以降低优选地作为铸件生产的齿元件基体的生产成本，它包括已经成形在上面的齿元件体，亦即减去了那个随后由耐磨嵌件70构成的区域后的齿元件。
图6表示按第三种实施例的链轮100的局部。在此链轮100中，在齿元件106或107上的凹窝113的整个表面仍由耐磨嵌件120构成，它们在这里显然设计为由两部分组成，以及包括第一个耐磨嵌件小板130和第二个耐磨嵌件小板140。图7和8详细描述了这两块扁平的耐磨嵌件小板130或140。耐磨嵌件小板130基本上有直角三角形的基本形状，也就是说两条边131、132之间的夹角α为90°。只是在两条边131、132之间的过渡区133是圆形的。由图6可以看出，耐磨嵌件小板130以这样的方式装在齿元件体上，即，它构成了水平链环弯曲部的支承区，换句话说将它安装并固定尤其熔焊、胶粘或钎焊在一个向下朝链轮基体101方向倾斜下降的区段118上。因此，耐磨嵌件小板130的表面134处于相对于链轮基体101的圆柱形表面上的切线略有倾斜的位置。在耐磨嵌件小板130中，底边135贴靠在齿元件体上，而界边131、132处于自由位置。
在图8中表示的耐磨嵌件小板140以这样的方式装在齿元件106、107上，即，在装配状态它包括或构成水平链环的依托区。在图示的实施例中，耐磨嵌件小板140有一个平的表面141，它的多边形基本形状由两个直的界边142、143和一个弧形的界边145构成。界边143和弧形界边145分别制有斜面146、147。弧形的界边145分别在去接着的直的界边142、143的过渡区设有直的边段148或149，其中，边段148与界边142相交的角度β约为80°，界边142与界边142相交的角度r约为99°，以及界边143与边段149相交的角度δ约为103°。在两个直的界边142、143之间设一短的倾斜延伸的过渡段142’。在装配状态，在图8中的下部界边142直接贴靠在齿元件基体上，而其他的边143、145、148、149处于自由位置。
图9表示总体上用150表示的链轮第四种实施例，它有三个齿元件155、156、157的环圈152、153和154。这些齿元件155、156、157包括用耐磨材料例如锰钢制成的整个齿顶180、190，齿顶固定在齿根168或169上，齿根设计在链轮基体151的圆周158上作为链轮基体151的组成部分。既适用于构成外部环圈152的单齿155也适合于构成外部环圈154的单齿157的齿顶180，各包括两个有用于水平链环弯曲部的支承区和依托区的凹窝163。通过它构成中央齿环153双齿的齿顶190相应地包括总共四个凹窝163，在这里所有的凹窝163有彼此相同的结构。凹窝163的表面有一种对于与水平链环的弯曲部共同工作为最佳的几何形状。
齿顶180、190可作为铸件用耐磨材料如尤其锰钢制造，以及为了将齿顶180、190与链轮基体上的齿根168、169锚固在一起，在两个齿顶180或190的下侧181、191上分别设计一个锁块182、192，它可以插入在齿根168、169平的上侧中相关的插孔185、195内。齿顶180的锁块182在图10中可以非常清楚地看出。锁块182可有一种横截面，这种横截面可以使齿顶180防转地固定在相关的齿元件根内。齿元件顶180的下侧186除了锁块182外是平的，其中在向下侧186的过渡处在边缘侧设计熔焊坡口或钎焊坡口187，用于齿顶180与齿元件根通过熔焊或钎焊固定连接。此外，图10表示凹窝163表面的下段172与上段173相交一个角度约120°并倾斜地向下方降低，从而链环在凹窝内获得一种有利的低磨损的进入特性。

Claims (18)

1.用于地下开采，尤其链传动的包括有垂直及水平链环的链条的链式刮板输送机、刨煤机装置和滚筒式采煤机的链轮，包括沿链轮基体的圆周均匀分布地排列的第一齿元件的第一环圈，以及至少一个沿轴向相对于第一环圈错开布置、沿圆周均匀分布地排列的第二齿元件的第二环圈，其中，第一环圈和第二环圈互相面对的侧面设有起链的水平链环外表面接触面作用的凹窝，以及每个接触面包括至少一个支承区和一个依托区，其特征为：每个齿元件(5、6、7；56、57；106、107；155、156、157)的支承区和依托区由比链轮基体的材料更耐磨的材料制成的一个耐磨嵌件(20；70；180、190)或多个耐磨嵌件(130；140)构成，它们优选地可更换地固定在齿元件的齿元件体上。
2.按照权利要求1所述的链轮，其特征为：耐磨嵌件(20；70；120)只构成齿元件的部分齿顶。
3.按照权利要求1或2所述的链轮，其特征为：耐磨嵌件(70；120)构成侧面上的凹窝(63；113)的整个表面(71；134、141)。
4.按照权利要求1或2所述的链轮，其特征为：耐磨嵌件(20)只构成侧面上的凹窝(13)的部分表面。
5.按照权利要求1、2或4之一所述的链轮，其特征为：齿元件体在每个凹窝(13)上有一个边缘侧封闭的槽(17)，槽内可置入耐磨嵌件(20)。
6.按照权利要求5所述的链轮，其特征为：耐磨嵌件(20)形锁合和/或材料封闭优选地通过钎焊或熔焊或粘结固定在槽(17)内。
7.按照权利要求6或7所述的链轮，其特征为：在齿元件体内的槽(17)基本是椭圆形。
8.按照权利要求1至7之一所述的链轮，其特征为：每个耐磨嵌件(20；120)设计为整体式的以及沿一个凹窝(13；63)的支承区和依托区连续地延伸。
9.按照权利要求1至7之一所述的链轮，其特征为：为每个凹窝(113)设两个耐磨嵌件(130；140)，其中，第一个耐磨嵌件(130)构成支承区，以及第二个耐磨嵌件(140)构成依托区。
10.按照权利要求9所述的链轮，其特征为：两个耐磨嵌件(130；140)设计为扁平的耐磨嵌件小板。
11.按照权利要求10所述的链轮，其特征为：构成支承区的耐磨嵌件小板(130)基本上设计为三角形，以及，构成依托区的耐磨嵌件小板(140)设计为有两个直的界边(142、143)和一个弧形界边(145)的多边形。
12.按照权利要求1所述的链轮，其特征为：耐磨嵌件构成包括全部侧面和凹窝(163)的整个齿顶(180；190)。
13.按照权利要求12所述的链轮，其特征为：设计为齿顶(180；190)的耐磨嵌件在其下侧(185)有至少一个锁块(182；192)，它插入相关的插孔(185；195)内，插孔设在一个设计在链轮基体(151)上作为齿元件根(168；169)的齿元件体内。
14.按照权利要求12或13所述的链轮，其特征为：设计为齿顶(180；190)的耐磨嵌件在向下侧(186)的过渡处制有边缘侧的熔焊坡口(187)或钎焊坡口。
15.按照权利要求1至14之一所述的链轮，其特征为：支承区与依托区相交的角度在约115°至125°之间，优选地约为120.5°。
16.按照权利要求15所述的链轮，其特征为：支承区定向为朝链轮基体的方向倾斜下降。
17.按照权利要求1至16之一所述的链轮，其特征为：耐磨嵌件(20；70；120；180、190)用锰钢制成。
18.按照权利要求1至17之一所述的链轮，其特征为：链轮设计为用于双中链刮板输送机的链筒(1；51；101；151)以及有三个齿元件的环圈(2、3、4；151、153、154)，其中，中央环圈(3；153)有设计为双齿具有四个凹窝(13；163)的齿元件(6；156)，以及两个外部环圈(2、4；152、154)有设计为单齿具有两个凹窝(13；163)的齿元件(5、7；155、157)。
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