EA024900B1

EA024900B1 - Угловой скребковый конвейер

Info

Publication number: EA024900B1
Application number: EA201400240A
Authority: EA
Inventors: Каким Манапович Бейсембаев; Владимир Фёдорович Дёмин; Сантай Сулейменович Жетесов; Серик Талапович Курманов; Нурлан Сакенович Малыбаев; Канат Кенжигалиевич Мендикенов; Махамбет Нажметдинович Шманов; Меир Серикович Алпысов
Original assignee: Каким Манапович Бейсембаев
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-02-07
Publication date: 2016-10-31
Also published as: EA201400240A1

Abstract

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам механизации доставки полезного ископаемого при его добыче. Задача изобретения - обеспечение гибкости поворота транспортирования полезного ископаемого при обеспечении работоспособности двухцепного углового скребкового конвейера. Это достигается тем, что конвейер включает шарнирно соединённые рештаки, привод, двухцепной тяговый орган со скребками, имеющими криволинейные опоры и удерживающие их направляющие борта боковин, натяжные устройства, систему регулирования силы натяжения в цепях, группу рештаков со средними листами, разделяющими полость на рабочее и холостое отделение, через один выполненными с прикреплёнными к их нижней или верхней поверхности (со стороны торцов) упругими сегментами, заходящими под соседний лист в полости холостой ветви (или заходящими над соседним листом в полости рабочей ветви) таким образом, чтобы длина внешней дуги упругого сегмента и его остальные размеры при развороте рештаков на максимальный угол поворота для изменения направления транспортировки предотвращали просыпание груза из рабочей в холостую полость, натяжные устройства установлены в головной и хвостовой частях конвейера на противоположных сторонах от оси конвейера и выполнены в виде дополнительной звездочки с огибающей её цепью от основной звёздочки, установленной на выдвижной балке относительно основной звездочки, посредством направляющих и раздвижного узла, причем величина выдвижения одной из дополнительных звёздочек в начальном, прямолинейном состоянии конвейера не менее суммарного смещения друг от друга поворачиваемых рештаков замеряемого по оси

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам механизации доставки полезного ископаемого при его добыче.

Известны скребковые конвейеры, содержащие линейные секции конвейера - рештаки, концевой и головной привод (проспект фирмы Ьопд-Ашбох/Векогй Ытйеб Тяжелые скребковые конвейеры. Техническая информация. Не11ат Р1е1Й8 Коаб, ПкекЬоп, ЭегЪшНге ΌΕ 74В§. Епд1апб. Кещ51егеб ОГГРе: ВгоабаеЬе Наше, 16-20 Ьо^Ьег 51гее1, СаНЫе. СитЪпа Са 8ΌΑ, 1996 г.).

Конвейеры могут быть угловой конструкции с концевым приводом или валом, выполненными нераздвижными, но эти системы являются сложными и дорогостоящими и требуют разделки сопряжения очистной и выемочной выработок больших объёмов, что не всегда позволительно по горно-техническим условиям. Натяжение тяговой цепи требует большой трудоемкости и времени. Кроме того, во время работы привод невозможно перемещать поперек выработки, что иногда диктуется состоянием боковых пород и деформацией крепи на сопряжении, т.к. рештаки конвейера не могут обеспечить поворот относительно друг друга в горизонтальной плоскости.

Известен скребковый конвейер с устройством для натяжения цепи конвейера, который включает рештак, скребковую цепь и контактирующий с ней нажимной ролик, установленный на оси. Концы оси нажимного ролика установлены на консоли, закрепленной в отверстиях боковых стенок и соединенной с приводной головкой нижнего рештака, днище которого выполнено с углублением для размещения в нём нажимного ролика и слабины, сходящей с приводного вала нижней ветви скребковой цепи. Это обеспечивает постоянное натяжение нижней ветви цепи, что исключает самопроизвольное её отсоединение (устройство для натяжения цепи скребкового конвейера (патент КИ 2099265 В65С 23/44 - Натяжные устройства для лент или цепей. Авторы: Попов В.И. и др.). Известен скребковый конвейер, содержащий линейные секции конвейера, поворотную часть и привод. Поворотная часть конвейера состоит из промежуточных секций, между которыми размещены поворотные сегменты с дугообразными поверхностями таким образом, что в сумме они образуют необходимый угол поворота (каждый сегмент поворачивает направление потока транспортирования на заданный угол). По внутренней части конвейера размещено поворотное колесо с осью шарнирных звеньев, расположенных по ободу поворотного колеса и имеющих выемки. Шарнирные звенья имеют оси. Внутри промежуточных сегментов, как и по всей длине конвейера, расположены скребки с дугообразными внешними опорами и поворотными опорами, которые соединены между собой цепью. С поворотным колесом контактирует щетка для очищения шарнирных звеньев 1 от штыба (для уточнения особенностей работы конструкции мы поместили схему устройства в приложении). (ИпПеб §1а1с8 Ра1еп1 [19] Вгаип е1 а1. [11] 4270654 [45] 1ип. 2, 1981).

К недостаткам конструкции следует отнести необходимость специального поворотного устройства, которое демонтируется в случае, если поворот отсутствует;

сложность и громоздкость конструкции, например, за счёт наличия поворотного колеса; невозможность менять место расположения привода в направлении поперек выработки, что осложняет работу конвейера в сложных горно-геологических условиях при деформации от горного давления контура выработки или при необходимости перемещения по лаве нестандартного груза;

неустойчивость положения скребков при приложении тягового усилия к центру скребка при одноцепном приводе;

неустойчивость положения скребков при приложении тягового усилия к центру скребка при одноцепном приводе как за счёт неравномерности распределения груза вдоль скребков, так и за счёт стремления отклониться от оси в зоне поворота за счёт смещающего направления тягового усилия. Кроме того, как показывают статические расчёты, на поворотное колесо (или борта рештаков в зоне поворота) действуют высокие контактные нагрузки от скребков. Величина нагрузки составляет на 1 скребок от 20 до 40% от величины тягового усилия. В целом, эти недостатки можно характеризовать как отсутствие гибкости в изменении направления транспортирования, что обуславливает громоздкость конструкции и все вышеприведенные недостатки. Принцип работы устройства заключается в том, что цепь рабочей ветви перемещает скребки в сторону привода. Скребки внешними опорами скользят по дугообразным поверхностям промежуточных секций конвейера, а поворотная опора контактируя с шарнирным звеном, вместе с ним поворачивается по ходу вращения поворотного колеса. В результате осуществляется поворот транспортирования, например, на 90°.

Известно натяжное устройство скребкового конвейера, где в конструкции для натяжения цепи имеется приспособление для выравнивания давления рабочей жидкости в поршневых полостях гидроцилиндров выполненное в виде блока с расположенной в его корпусе цилиндрической полостью для размещения рабочей жидкости и с установленным в цилиндрической полости, с возможностью продольного перемещения, разделительным элементом, выполненным в виде мультипликатора, который разделяет объём цилиндрической полости на две равные по объёму камеры, основание выполнено в виде плиты, каждая камера гидравлически соединена через соответствующий управляемый клапан с поршневой полостью соответствующего гидроцилиндра, а гидрораспределитель гидравлически соединен с управляемыми клапанами. Кроме того, разделительный элемент выполнен в виде цилиндрической диафрагмы, которая подпружинена с торцов относительно корпуса блока, а объём каждой камеры блока не превышает

- 1 024900 двукратного объёма рабочей жидкости, необходимой для уравновешивания давления в поршневых полостях гидродомкратов после натяжения скребковой цепи. Равномерное натяжение ветвей двух бесконечно замкнутых цепей двухцепного конвейера обеспечивается продольной передвижкой всего привода относительно плиты гидродомкратами. Кроме того, натяжение цепи и уравнивание нагрузок на цепи выполняется единым устройством и не ограничивает величину телескопической раздвижности приводов и позволяет использовать серийную скребковую цепь, ее соединения и звездочки (устройство для натяжения цепи скребкового конвейера (патент КИ 2053179 В65С 23/44 - Натяжные устройства для лент или цепей, В65С 19/10 - Конвейеры с одним или несколькими элементами, бесконечными тяговыми элементами для перемещения изделий или материалов по опорной поверхности, например скребковые конвейеры. Авторы: Сиротин Ю.Г., Полей Л.С., Николаев С.В.

Наиболее близким по технической сути является угловой скребковый конвейер по инновационному патенту РК № 27024, заявка № 2012/0726.1, дата подачи заявки 20.06.2012, заявитель Бейсембаев К.М. Этот угловой скребковый конвейер имеет группу шарнирно соединённых рештаков, привод, цепной тяговый орган со скребками. В группе рештаков через один рештак их средние листы, разделяющие полость на рабочее и холостое отделение, выполнены с торцов с прикреплёнными к их нижней или верхней поверхности упругими сегментами, заходящими под соседний лист (или заходящими над соседним листом) в полости холостой (или рабочей) ветви таким образом, чтобы длина внешней дуги упругого сегмента при развороте рештаков на максимальный угол поворота для изменения направления транспортировки предотвращала просыпание груза из рабочей в холостую полость. Рештаки в группе соединены между собой проушинами с вертикальной осью вращения с возможностью силового регулирования угла их поворота относительно друг друга с помощью приводных или механических фиксаторов, шарнирно прикреплённых со стороны раскрывающихся бортов; приводной механизм, в частности, выполнен в виде гидроцилиндров с гидравлически запираемыми штоковыми и поршневыми полостями, при этом запирание осуществляется после фиксации группы рештаков в заданном положении; боковины группы рештаков могут иметь устанавливаемые упругие секторные отражатели для направления потока груза при повороте рештаков; рештаки в группе имеют пластинчатые направляющие для удержания цепи и скребков в зоне поворота от отклонения от расчётной траектории движения под действием отклоняющей силы тягового усилия цепи. Данная конструкция обеспечивает возможность изменения расположения привода на штреке. Удаётся разместить привод 1 в штреке на заданном удалении от сопряжения, выведя его из опасной зоны, а при необходимости и вообще отказаться от перегружателя, удлинив конвейер вплоть на длину выемочного столба. Кроме того, существенно улучшается режим проветривания лавы за счёт увеличения свободного сечения сопряжения. Система становится универсальной и может обеспечить разворот конвейера при размещении штрека под непрямым углом к лаве и позволит легко приспособить конвейер при частом изменении длины лавы, что, в конечном итоге, повысит производительность работ.

Принцип работы заключается в том, что в зоне поворота направления транспортирования, например, на сопряжении лавы со штреком угловой поворот каждого из рештаков относительно шарниров их соединения устанавливается регулятором, например гидроцилиндром, на величину угла, в сумме (для рештаков, расположенных в зоне поворота) обеспечивающем заданный угол поворота транспортирования.

Недостатком конструкции является то, что она является одноцепной с центральным расположением тяговой цепи, что ограничивает тяговое усилие цепи, ухудшает возможности работы скребков за счёт их длинных консольных частей по обе стороны от цепи, уменьшает распространение конструкции, поскольку большинство известных и внедренных в промышленное производство являются двухцепными. Однако применение двух цепей в данном исполнении невозможно, так как в зоне поворота будет происходить провисание цепи, так как радиус поворота цепей, несущих скребки, разный.

Это вызывет перекос скребков относительно цепи, так что резко ухудшится транспортирование груза, а вся тяговая нагрузка будет передаваться на удаленную от центра поворота цепь (угол между цепью и скребком может уменьшиться с 90 до 30°).

Таким образом, задачей изобретения является обеспечение схемы транспортирования с возможностью поворота направления транспортирования скребками с двумя цепями при обеспечении работоспособности углового скребкового конвейера, при этом технический результат предлагаемого изобретения обеспечит следующее:

1) отпадёт необходимость применения одноцепной схемы транспортирования, что обеспечит расширение области применения угловых скребковых конвейеров;

2) возникает возможность удлинить длину транспортирования для угловых скребковых конвейеров и, в частности, в лавах длиной 100-200 м;

3) обеспечит эффективное транспортирование груза и надёжную работу конвейера за счёт равномерности нагрузки на цепи и скребки при повышенной устойчивости угла установки скребков к боковинам конвейера.

Технический результат достигается тем, что угловой скребковый конвейер имеет натяжные устройства для обеих цепей, причем минимальная величина натяжения не менее суммарного смещения рештаков друг от друга при их последовательном повороте, замеренного по оси дальней от радиуса поворота

- 2 024900 цепи и осуществлении запланированного полного поворота направления транспортирования. Каждое натяжное устройство выполнено в виде звездочки с огибающей её цепью, установленной на выдвижной балке относительно основной звездочки, посредством направляющих и гидроцилиндра с возможностью отсоединения основной звёздочки от приводного вала за счет подвижной зубчатой звездочки.

Описание поясняется чертежами.

На фиг. 1 - положение конвейера на сопряжении лавы и штрека: 1 - привод с группой рештаков; 2 передняя опора комбайна; 3 - секции крепи; К₁ - радиус поворота ближней к центру поворота С цепи конвейера; К₂ - радиус поворота дальней от центра поворота С цепи конвейера; ЙА - линейная величина смещения рештаков при повороте одного рештака, замеренная по оси дальней от центра поворота цепи; В - расстояние между цепями.

Положение передней опоры 2 комбайна показывает, что применение данного устройства позволяет исполнительному органу комбайна вырубить весь пласт до выработки, так что отдельная отработка ниш, как это предусмотрено при применении обычных конвейеров, уже не понадобится.

На фиг. 2 (вид 1) - соединенные повернутые рештаки: 4 - рештак; 8 - проушина рештака; 9 - ось; 10 ближняя к центру радиуса поворота цепь; 11 - скребок; 12 - проушина фиксатора угла; 13 - приводной фиксатор (в частности, гидроцилиндр); 14 - отражатель; 15 - средний лист с упругим сегментом; 16 - звено цепи; 17 - опора, например, в виде катка, 18 - дальняя от центра радиуса поворота цепь.

Рештаки со стороны лавы соединены шарнирно проушинами 8 и осью 9. При этом угол разворота может достигать 15°. Таким образом, для разворота линии транспортирования на 90° используется, в частности, до 6 специальных рештаков. Привод конвейера двухцепной, а скребки по краям могут иметь вмонтированные опоры 17, что обеспечивает повышенную площадь контактирования скребков с боковинами 18 конвейера.

На фиг. 3 (двигатель и редуктор условно не показаны) представлены вид конвейера сверху при повернутом головном рештаке (который включает 19 и 20 - основные звездочки, 21 - вал основных звёздочек, 22 - головной рештак, 25 и 30 - гидроцилиндры, 28 - боковина рештака, 31, 39 - основные звёздочки, ЙД - линейная величина смещения рештаков при повороте одного рештака, замеренная по оси, дальней от центра поворота цепи; ЙД - линейная величина смещения рештаков при повороте одного рештака, замеренная по оси ближней от центра поворота цепи).

На фиг. 4 показан концевой рештак с конструктивными элементами натяжного устройства (для упрощения понимания конструкции показано одно справа), где 22 - концевой рештак, 23 - направляющая, 24 - выдвижная балка, 27 - кронштейн с осью выдвижной балки, 40 - вал звёздочек, Δ - суммарная величина смещений рештаков.

На фиг. 5 - натяжное устройство (вид сбоку) и элементы привода: 29 - часть тяговой цепи, огибающей дополнительную звёздочку.

На фиг. 6 - сечение основной звёздочки А-А, где 48 - пружина, 49 - зуб ползуна-колеса.

На фиг. 7 - сечение вала с основными звёздочками Б-Б, где 41 - паз в пустотелом вале, 42 - ползунколесо, 43 - полость ползуна, 44 - толкатель, 45 - ограничитель, 46 - гидроцилиндр, 47- отверстие для крепления к корпусу рештака.

Работа устройства протекает в следующей последовательности.

Вначале при прямолинейном ставе подаём гидродомкратом 13 (фиг. 3) головной рештак, который поворачивается на угол Йу, что вызывает смещение одного от другого торцов рештака на величину ЙΔ и перемещение звёздочки 20, вытягивая её цепь, в результате чего гидроцилиндр 30 сжимается примерно на такую же величину, приближая дополнительную звёздочку 32 к основной 31. Выдвижение головного рештака вызывает вращение звёздочки 20 с валом 21 и звездочкой 19, и та, в свою очередь, тянет цепь, которая вместе с отдаляющимися торцами рештаков должна сократить ход штока второго натяжного устройства, но уже на меньшую величину

ЙД= ЙА* Квн/Квш.

где К _вш и К _вн - соответственно радиусы поворота внешней и внутренней цепи относительно оси поворота рештаков 9. Но поскольку основные звездочки вращаются синхронно, звездочка 19 после выдвижки на величину своего смещения ближней цепи отсоединяется от вала (см. фиг. 6 и 7), позволяя звёздочке 21 за счёт подачи домкрата 13 завершить поворот рештака 22 на величину Йу. Затем включается домкрат следующего за головным рештака, который также отдаляет торцы рештаков друг от друга точно также на величины ЙΔ и ЙΔ, т.е. вся картина повторяется, и так до тех пор, пока не будет осуществлён запланированный поворот. Таким образом, минимальная суммарная величина хода домкрата натяжного устройства равна

где η - количество рештаков, запланированных к повороту (она может быть равна суммарному смещению поворачиваемых рештаков, замеряемых по оси дальней от центра поворота цепи).

Отсоединение звездочек от вала 40 производится (фиг. 4, 6 и 7) при сокращении гидроцилиндра 46, который оттягивает ползун-колесо 42, выводя из зацепления зубья 49 с звездочкой 39. Пружины 48 позволяют снизить осевую нагрузку на звёздочку.

- 3 024900

После установки группы рештаков поворотной части конвейера (фиг. 1) так, чтобы привод 1 был размещён на штреке и вынесен из зоны сопряжения, при этом в соответствии с описанием к инновационному патенту РК № 27024 сегменты перекрывают угловые стыки повёрнутых друг относительно друга рештаков 4, а гидроцилиндры 13 запираются на гидрозамки и оказываются зафиксированными. После включения двигателя привода 1 конвейера основные звездочки приводят в движение тяговые цепи, которые перемещают скребки 11. Те упираются опорами 17 (со стороны ближней к центру радиуса поворота С) в боковины рештака 28. Заметим, что суммарная величина усилия, прижимающего скребки 11 к ближней с центру поворота С боковине рештака 28 конвейера на всей зоне поворота, равна тяговому усилию тяговой цепи конвейера, а суммарный его вектор направлен под углом 45° к линии конвейера или лавы. В пересчёте на один скребок оно может достигать 1 тс, что должно быть отражено при креплении привода и выборе прочности и надёжности контактирующих узлов.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Угловой скребковый конвейер, включающий шарнирно соединённые рештаки, привод, цепной тяговый орган со скребками, имеющими криволинейные опоры, натяжные устройства и систему регулирования натяжения, группу рештаков со средними листами, разделяющими полость на рабочее и холостое отделения, через один выполненными с прикреплёнными к их нижней или верхней поверхности со стороны торцов упругими сегментами, заходящими под соседний лист в полости холостой ветви или заходящими на соседний лист в полости рабочей ветви так, что предотвращают просыпание груза из рабочей в холостую полость по внешней дуге упругого сегмента при повороте рештаков на максимальный угол, отличающийся тем, что тяговый орган выполнен двухцепным и с основными звездочками, установленными на валу с возможностью отсоединения от вала при повороте рештаков за счёт подвижных зубчатых колёс - ползунов, которые контактируют с торцами основных звездочек через пружины; натяжные устройства выполнены, каждое, в виде огибаемой цепью дополнительной звездочки, установленной на балке, выдвижной относительно основной звездочки, посредством направляющих и раздвижного узла, причем начальное выдвижение одной из дополнительных звёздочек в прямолинейном положении конвейера не менее суммарного смещения друг от друга поворачиваемых рештаков, замеренного по оси дальней от центра поворота цепи при полном повороте конвейера.
2. Конвейер по п.1, отличающийся тем, что раздвижные узлы натяжных устройств выполнены в виде гидроцилиндров, подача рабочей жидкости в рабочие полости которых пропорциональна смещению рештаков друг от друга, соответственно, по осям ближней и дальней цепей.