CZ12702U1 - Dělený kolesový hřídel - Google Patents

Description

Dělený kolesový hřídel

Oblast techniky

Technické řešení se týká dobývací strany kolesového výložníku dobývacích a skládkových těžebních strojů, jako jsou kolesové nakladače a zejména kolesová rýpadla.

Dosavadní stav techniky

Dosavadní kolesové hřídele těžebních strojů jsou celistvé, vyrobené z jednoho dlouhého výkovku, buď plné, nebo s vrtanou válcovou dírou, na obou stranách podepřené valivými ložisky v nosné ocelové konstrukci. Kolesový hřídel nese převodovku pohonu kolesa, koleso s korečky, popřípadě ještě otěrový prstenec a násypku kolesového dopravníku. Kolesový hřídel se pod zatížením otáčí.

Nevýhodou je, že z konstrukčních a cenových důvodů musí být kolesový hřídel v místě podpěrných valivých ložisek co možná malého průměru. Pak musí být malý i průměr případného vrtání kolesového hřídele a je-li díra válcová, je tím omezen i vnější průměr kolesového hřídele v místě uložení kolesa. Na malém průměru kolesového hřídele musí být koleso uloženo pomocí náboje kolesa nejméně ve dvou rovinách - buď utažením kruhových klínů, nebo pomocí rozpěmých kroužků (ringfederů).

Staticky neurčitým uložením náboje kolesa a pohonu kolesa na kolesovém hřídeli ve dvou nebo více rovinách vznikají od průhybu kolesového hřídele přídavná cyklická namáhání jak na kolesovém hřídeli, tak v náboji kolesa a v jejich spojeni, ajsou do značné míry neurčitá, protože se přenášejí třením. Tyto díly se obtížně dimenzují. V jejich spojích může za rotace hřídele docházet k mikropohybům, ke vzniku krvavé koroze, ke vzniku a následnému šíření trhlin až do zlomení kolesového hřídele, nebo k utržení připojovacích svarů v náboji kolesa. Také rozpěmé kroužky se přídavným cyklickým namáháním ničí. Spojení pohonu kolesa s kolesem by se mělo vyznačovat velkou torzní tuhostí. To je vlastnost důležitá k tomu, aby rýpadlo co možná rychle překonávalo proplástky s vyšším rypným odporem a nerozkmitávalo se.

Přenáší-li kolesový hřídel i krouticí moment od pohonu kolesa, musí být náboj kolesa a kolesový hřídel opatřen navíc ještě drážkováním jak v náboji kolesa tak v místě uložení pohonu kolesa. Nevýhodou je, že celistvý kolesový hřídel malého průměru bývá torzně málo tuhý. Navíc drážkování pod výstupním hřídelem převodovky pohonu kolesa, kde nelze užít nalisování, se těžkým provozem často vytlouká.

Je-li krouticí moment od pohonu kolesa přenášen ke kolesu zvláštním spojením kolesa a pohonu kolesa dutou součástí o velkém průměru, pak toto spojení musí být konstruováno tak, aby nebránilo průhybům kolesového hřídele. Lze ho ale realizovat jedině tehdy, když pohon kolesa je umístěn mezi ložiskem kolesového hřídele a kolesem. Torzní tuhost spojení bývá dobrá. Nejméně jedno hlavní ložisko převodovky pohonu kolesa musí mít oba kroužky dělené.

Existuje i starší provedení pohonu kolesa, u něhož vnější pastorek zabírá do ozubeného věnce pevně spojeného s kolesem. Torzní tuhost pohonu je velká, ale nevýhodou je, že špatně kryté vnější ozubení je mazané jen tukem a pracuje v prachu a písku, takže podléhá rychlému opotřebení. Prakticky ho lze použít jen pro těžbu málo abrazivního uhlí.

Podstata technického řešení

Dělený kolesový hřídel se od celistvého kolesového hřídele liší tím, že se skládá ze dvou částí spojených velkou přírubou a předpjatými šrouby nebo svorníky nejen mezi sebou, ale současně i s jednostěnovým kolesem.

Dělený kolesový hřídel lze vyrobit s tvarovanou, například dvojkuželovou dírou, a dosáhnout mezí podpěrnými ložisky tak velkého průměru, aby k němu bylo možno připojit jedinou přírubou

-1 CZ 12702 Ul a spojovacím kuželem i jednostěnové koleso bez prostřednictví náboje kolesa. Připojení kolesa k hřídeli jedinou velkou přírubou je výhodné, protože toto staticky určité uspořádání přenáší síly a momenty jednoznačně. Neprojevují se v něm přídavná namáhání ani mikropohyby.

Výhodou je i to, že zvětšením vnitřního průměru děleného kolesového hřídele v místě připojení s jednostěnového kolesa se při jeho stejné pevnosti současně ušetří vlastní hmotnost. Další hmotnost se ušetří tím, že v celé sestavě děleného kolesového hřídele a jednostěnového kolesa vůbec není náboj kolesa.

Výhodou je také vyšší tuhost sestavy v ohybu i v krutu. Kroutící moment od pohonu kolesa lze ke kolesu přenést děleným kolesovým hřídelem bez použití zvláštních dutých součástí a při dobré torzní tuhosti přenosu.

Je-li pohon kolesa umístěn vně nosné ocelové konstrukce kolesového výložníku, lze s výhodou použít připojení převodovky kolesa na prodloužený letmý konec děleného hřídele kolesa Hirthovou spojkou utaženou vnitřním věncem předpjatých šroubů nebo svorníků. Hirthova spojka vyžaduje z konstrukčního hlediska poměrně velký vnější průměr hřídele v místě připojení, ale ten je žádán i z hlediska torzní tuhosti spojení pohonu kolesa s kolesem.

Výhodou je, že žádné ložisko nemusí mít dělené kroužky. Velké průměry valivých ložisek nasazených na výstupním hřídeli převodovky pohonu kolesa a na dílu děleného kolesového hřídele na straně pohonu kolesa lze eliminovat volbou ložisek lehké řady. Další výhodou je, že axiální ozubení Hirthovy spojky je sevřené předpjatými šrouby a tedy bez vůlí, proto se nevytlouká ani v případě namáhání kroutícím momentem střídavého průběhu. Demontáž převodovky pohonu kolesa j e j ednoduchá a proběhne bez násilí.

Přehled obrázků na připojeném výkrese

Na připojeném obrázku je schematicky znázorněn dělený kolesový hřídel s připojením jednostěnového kolesa připojovacím kuželem a přírubou as napojením výstupního hřídele převodovky pohonu kolesa Hirthovou spojkou na jeho letmém konci. Podpěrná ložiska děleného kolesového hřídele jsou zvýrazněna schematickými značkami podpor.

Popis technického řešení

Dělený kolesový hřídel sestává ze dvou dílů £, 2 navzájem spojených přírubou a předpjatými šrouby nebo svorníky i s přírubou připojovacího kuželu 3 jednostěnového kolesa. První díl £ děleného kolesového hřídele na straně násypky kolesového dopravníku a druhý díl 2 děleného kolesového hřídele na straně pohonu kolesa se k místu spojení přírubou nálevkovitě rozšiřují tak, aby jediné svěmé spojení přírub obou dílů děleného kolesového hřídele a příruby připojovacího kuželu 3 jednostěnového kolesa bylo schopno přenést všechny síly a momenty včetně kroutícího momentu pohonu kolesa. Výstupní hřídel 4 převodovky pohonu kolesa je připojen k druhému dílu 2 děleného kolesového hřídele na straně pohonu kolesa pomocí Hirthovy spojky sevřené vnitřním věncem předpjatých šroubů nebo svorníků.

Průmyslová využitelnost

Dělený kolesový hřídel je využitelný pro kolesové nakladače a pro kolesová rýpadla nasazená při budování dálničních zářezů, plavebních kanálů a zejména na povrchových dolech. Je vhodný pro použití v těžkých provozních podmínkách, protože vyniká velkou tuhostí přenosu kroutícího momentu a současně jednoduchostí montáže a demontáže.

Seznam vztahových značek:

první díl děleného kolesového hřídele, na straně násypky kolesového dopravníku druhý díl děleného kolesového hřídele, na straně pohonu kolesa připoj ovací kužel j ednostěnového kolesa výstupní hřídel převodovky pohonu kolesa.

Claims (2)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Dělený kolesový hřídel, vyznačující se tím, že obsahuje jediné svěrné přírubové spojení, spojující první díl (1) děleného kolesového hřídele, na straně násypky kolesového dopravníku, a druhý díl (2) děleného kolesového hřídele, na straně pohonu kolesa, a přírubu

   5 připojovacího kuželu (3) jednostěnového kolesa, přičemž druhý díl (2) děleného kolesového hřídele na straně pohonu kolesa je vytvořen pro přenos i kroutícího momentu mezi pohonem kolesa a přírubou připojovacího kuželu (3) jednostěnového kolesa.
2. 2. Dělený kolesový hřídel podle nároku 1, vyznačující se tím, že na letmý konec druhého dílu (2) děleného kolesového hřídele, na straně pohonu kolesa, je pomocí axiálního ío ozubení Hirthovy spojky připojen výstupní hřídel (4) převodovky pohonu kolesa a připojení je sevřeno vnitřním věncem předpjatých šroubů nebo svorníků.