EA028634B1

EA028634B1 - Механизм сцепления

Info

Publication number: EA028634B1
Application number: EA201500757A
Authority: EA
Inventors: Стефан Зоннеборн
Original assignee: Сиемаг Текберг Гмбх
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2014-01-17
Publication date: 2017-12-29
Also published as: CN105189328A; ES2745768T3; EA201500757A1; AU2014206798A1; WO2014111515A1; CN105189328B; ZA201505055B; US20150368076A1; US9932210B2; CA2898361A1; EP2945900A1; DE102013000830A1; EP2945900B1; PT2945900T; KR20150108867A; AU2014206798B2; AP2015008612A0

Abstract

Изобретение относится к механизму сцепления для грузоподъемных машин, как описано в преамбуле независимого п.1 формулы изобретения. Задачей изобретения является создание механизма сцепления общего типа, в котором отсутствуют указанные недостатки известных устройств, который также легко реализовать и обеспечивает низкие эксплуатационные расходы, безопасность и экономическую эффективность.

Description

Настоящее изобретение относится к механизму сцепления для грузоподъемных машин, как описано в преамбуле независимого п. 1 формулы изобретения. В шахтной технологии и в технологии наклонных грузоподъемных машин так называемая двухбарабанная грузоподъемная машина или двухбарабанная грузоподъемная машина Блэра используются на небольших глубинах до 500 м и на больших глубинах от 1750 до 3000 м, при этом упомянутые грузоподъемные машины наматывают на барабан и/или сматывают с него в противоположных направлениях один или два троса.

Как правило, по крайней мере один из барабанов выполнен в виде свободновращающегося барабана, а другой, возможно, в виде фиксированного барабана. Свободновращающийся барабан, который установлен с возможностью вращения на главном валу с помощью втулки скольжения или подшипников качения, соединен с главным валом с помощью механизма сцепления.

Этот механизм сцепления выполняется в виде переключаемой муфты (сцепляющей и расцепляющей) для перемещения обоих барабанов относительно друг друга в любой момент времени в неподвижное состояние с помощью включенного тормоза свободновращающегося барабана.

Из-за напряжений, возникающих при грузоподъемных работах, и собственной массы грузоподъемные тросы в ходе эксплуатации вытягиваются и удлиняются. Так как различные тросы соответствующих барабанов всегда вытягиваются по разному в процессе эксплуатации, то во время операции подъема, выполняемой двумя барабанами, всегда должна быть возможность перемещать два барабана двухбарабанной грузоподъемной машины или двухбарабанной грузоподъемной машины Блэра относительно друг друга, чтобы обеспечить равномерное и безопасное позиционирование одного транспортировочного средства в месте погрузки на рабочем уровне под землей и другого транспортировочного средства в месте выгрузки. Таким образом, среди прочего можно достичь компенсации удлинения тросов в местах погрузки и выгрузки.

Однако в то же время в шахте и при проведении грузоподъемных операций под наклоном грузоподъемная операция по перемещению материала должна быть перемещена с одного рабочего уровня на другой рабочий уровень выше или ниже. Кроме того, для этой цели должна быть обеспечена возможность перемещать два барабана грузоподъемной машины относительно друг друга с тем, чтобы обеспечить одновременно позиционирование одного транспортировочного средства в месте выгрузки и другого транспортировочного средства в месте погрузки на соответствующем рабочем уровне под землей. Устройство описанного типа также позволяет соответственно быстро и точно достигать различных рабочих уровней под землей при одновременной выгрузке на поверхности.

В известных механизмах сцепления имеется, например, колесо вала с внешними зубьями и барабанное колесо с внутренними зубьями, при этом оба колеса соединяются друг с другом с помощью перемещаемого в осевом направлении колеса сцепления или скользящего колеса, снабженного внутренними и внешними зубьями. Зубья колеса вала, как правило, выполнены таким образом, что они служат в качестве направляющих зубьев, когда боковой зазор относительно мал, и всегда остаются в зацеплении с внутренними зубьями скользящего колеса - также в расцепленном состоянии устройства.

Эти устройства переключаются с помощью невращающейся компенсирующей втулки/регулировочного кольца на раме машины, при этом упомянутая компенсирующая втулка перемещает колесо сцепления или скользящее колесо с внутренними и внешними зубьями назад и вперед в осевом направлении, и может соединять и расцеплять зубчатую передачу. Компенсирующая втулка/регулировочное кольцо приводится в действие, например, двумя двойного действия гидравлическими цилиндрами, которые также могут соединяться с компенсирующей втулкой/регулировочным кольцом через рычажную систему.

Недостатком этой компоновки является то, что в условиях нормальных разгрузочно-погрузочных операций всегда имеет место перемещение неподвижной компенсирующей втулки/регулировочного кольца относительно вращающегося передаточного колеса. Это относительное перемещение приводит к износу и, следовательно, необходимости технического обслуживания. Кроме того, эти области являются потенциальными источниками отказов. Относительное перемещение также оказывает негативное влияние на разогрев и обеспечивает деформацию компонентов, дополнительно увеличивая износ. В связи с этим задачей настоящего изобретения является создание механизма сцепления общего типа, в котором отсутствуют указанные недостатки известных устройств, который также легко реализовать и который обеспечивает низкие эксплуатационные расходы, безопасность и экономическую эффективность.

Для достижения этой цели механизм сцепления обеспечивает разъемное соединение по меньшей мере одного свободновращающегося барабана/свободновращающегося колеса/барабанного колеса на главном валу грузоподъемной машины с возможностью вращения, при этом разъемное соединение свободновращающегося барабана с главным валом осуществляется по посадке посредством зацепления и расцепления скользящего колеса, направляемого по колесу вала, при этом в соответствии с настоящим изобретением для зацепления и расцепления скользящего колеса предусмотрены приводные средства, которые распределены по окружности скользящего колеса с интервалами, и приводятся в определенных точках непосредственно на скользящем колесе.

Преимущества такой компоновки состоят в том, что больше не требуется никакой отдельной компенсирующей втулки или отдельного регулировочного кольца, и перемещать необходимо значительно

- 1 028634 меньшие массы. Дополнительные преимущества заключаются в значительно более низком износе за счет выборочного срабатывания и в том, что существующие установки могут быть легко модифицированы.

В предпочтительном варианте осуществления механизма сцепления предусмотрены по меньшей мере два приводных средства, распределенных по окружности скользящего колеса, при этом в еще более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения предусмотрены три приводных средства, распределенных по окружности. Небольшое количество приводных средств обеспечивает простоту сборки и обслуживания установки.

Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения приводные средства стационарны и скользящее колесо может вращаться, минуя их и поверх них, так что перемещаемые массы могут быть сведены к минимуму. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления механизма сцепления скользящее колесо по окружности снабжено фланцем, на который приводное средство действует только в процессе взаимодействия. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения в качестве приводного средства скользящего колеса предусмотрены регулируемые по оси лапки, которые в соответствии с еще более предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения обхватывают по окружности фланец, при этом в соответствии с еще более предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения предусмотрен определенный зазор между соответствующей лапкой и фланцем, так что лапки могут быть разжаты после приведения в действие скользящего колеса. По меньшей мере на одной из внутренних сторон лапок, обращенных к фланцу, расположенному по окружности, может быть предусмотрен резиновый амортизатор, который вступает в контакт с фланцем при зацеплении и/или расцеплении. В соответствии с более предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения внутренняя сторона лапки снабжена резиновым амортизатором, который при зацеплении скользящего колеса входит в контакт с фланцем. Таким образом происходит смягчение сил зацепления.

Для регулировки лапок в осевом направлении могут быть предусмотрены электрические регулирующие устройства, например, в виде электрического двигателя, приводящего зубчатую рейку, или другой подходящей сборки. При использовании электрических регулирующих устройств отпадает необходимость в дорогостоящих приводных и управляющих гидравлических устройствах.

Наконец, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения механизм сцепления также может быть выполнен таким образом, что зубчатые сегменты расположены на отдельных сегментах скользящего колеса, распределенных на наружной и внутренней окружности, а не на всей окружности, и входят в зацепление соответственно с внешними и внутренними зубчатыми венцами на установленном по свободной посадке барабане и колесе вала. В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретениям эти сегменты зубчатых венцов также могут быть выполнены как отдельные элементы, которые могут быть составной частью скользящего колеса и крепиться к нему с помощью разъемного соединения по посадке с натягом и/или по плотной посадке. Это решение делает возможным замену изношенных сегментов зубчатых венцов простым и экономически эффективным способом без необходимости замены всего передаточного колеса или даже вместе со скользящим колесом. Применение сегментов зубчатых венцов вместо одного зубчатого венца на внешней окружности скользящего колеса значительно снижает издержки.

Дополнительные характеристики и преимущества настоящего изобретения могут быть получены из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, изображенных на прилагаемых чертежах.

На фиг. 1 представлен предпочтительный вариант осуществления механизма сцепления в сцепленном состоянии с 3 приводными средствами;

на фиг. 2 представлен предпочтительный вариант осуществления механизма сцепления в сцепленном состоянии с 2 приводными средствами;

на фиг. 3а показан поперечный разрез варианта по фиг. 2 в расцепленном состоянии; на фиг. 3Ь показан поперечный разрез варианта по фиг. 2 в сцепленном состоянии.

На фиг. 1 и 2 показаны два предпочтительных варианта осуществления механизма сцепления по настоящему изобретению. На обоих чертежах механизм сцепления показан в сцепленном состоянии. Номера позиций соответствующих элементов идентичны.

На фиг. 1 и 2 представлено барабанное колесо 2 двухбарабанной грузоподъемной машины и соответствующее колесо вала 4, связанное с главным валом (не показано) двухбарабанной грузоподъемной машины.

Кроме того, на фиг. 1 и 2 также представлено сцепное или скользящее кольцо 6, для которого в данном случае направляющей служит внешний зубчатый венец колеса вала 4 и соответствующий внутренний зубчатый венец скользящего кольца 6.

Кроме того, на фиг. 1 и 2 представлены приводные средства 10, распределенные по окружности скользящего кольца 6, при этом в случае фиг. 1 предусмотрены три, а в случае, изображенном на фиг. 2, два приводных средства 10. В представленных вариантах осуществления механизма сцепления в качестве приводных средств 10 используются электрические регулирующие устройства с электрическим приводом 12 и приводным валом 14.

- 2 028634

Аналогичным образом на фиг. 1 и 2 представлено скользящее колесо 6, снабженное кольцевым фланцем 16. Как можно почерпнуть из фиг. 1 и 2, на концах электрических регулирующих устройств 10, обращенных к свободновращающемуся барабану, предусмотрены лапки 18, которые регулируются в осевом направлении с помощью электрических регулирующих устройств 10, при этом с помощью лапок скользящее колесо 6 может входить в зацепление и выходить из него между барабанным колесом 2 и колесом вала 4. С электрическим регулирующим устройством 10, снабженным лапками 18, которые запирают фланец 16 скользящего колеса 6, предусмотрены приводные средства, которые действуют на скользящее колесо 6 непосредственно в определенных точках, что делает лишним использование дополнительных, промежуточных элементов, таких, например, как вытесняющая компенсирующая втулка.

С помощью устройства, описанного со ссылкой на фиг. 1 и 2, осуществляется разъемное соединение по плотной посадке барабанного колеса 2, которое жестко крепится к свободновращающемуся барабану (не показан) с главным валом (не показан) двухбарабанной грузоподъемной машины, посредством зацепления и расцепления скользящего колеса 6, направляемого колесом вала 4.

Разъемное соединение по плотной посадке скользящего кольца 6 с барабанным колесом 2 может быть наилучшим образом осуществлено на фиг. 3а и 3Ь, на которых показано поперечное сечение механизма сцепления по фиг. 2, при этом на фиг. 3а показано расцепленное состояние, а на фиг. 3Ь - сцепленное состояние. Позиции идентичных элементов на фиг. 1 и 2 обозначены идентичными номерами.

Из фиг. 3а и 3Ь понятно, что внутренний зубчатый венец 20 барабанного колеса 2 выполнен не по всей его ширине, но только на той половине, которая обращена к скользящему колесу 2. Соответственно расположению внутреннего зубчатого венца 20 барабанного колеса 2, скользящее колесо 6 также снабжено внешним зубчатым венцом только на той половине, которая обращена к барабанному колесу 2. Как только скользящее колесо 6 вставляется в барабанное колесо 2 с помощью приводных средств 10, как показано на фиг. 3 а, соединение между колесом вала 4 и барабанным колесом 2 нарушается, так что вытягивание троса и т.д. может быть компенсировано путем относительного вращения барабанного колеса 2, до того, как скользящее колесо 6, как показано на фиг. 3Ь, опять войдет в зацепление с колесом вала 4 при его удалении из барабанного колеса 2. Как можно понять из фиг. 3 а и в соответствии с представленным вариантом осуществления настоящего изобретения, внутренние и внешние зубцы скользящего колеса 6 предусмотрены не на всей его окружности, а только на ее части в виде сегментов зубчатых венцов 8, которые установлены на внешней (не показано) и внутренней окружности скользящего колеса 6 с возможностью замены, так что износ выполненного по плотной посадке соединения может быть компенсирован путем простой замены сегментов зубчатых венцов 8.

Как можно понять из фиг. 3а и 3Ь, лапки 18 электрических регулирующих устройств 10 прижимают фланец 16 скользящего колеса 6 и снабжены резиновыми амортизаторами 22 в направлении разъединения, то есть в направлении сцепления механизма. Таким образом, подача мощности непосредственно на вход скользящего колеса 6 по его окружности дополняется уменьшением сил сцепления, так как резиновые амортизаторы 22 могут реагировать соответственно упругим образом, когда внутренний зубчатый венец 20 барабанного колеса 2 смещается относительно сегментов зубчатых венцов 8 скользящего колеса 6, не приводя, при этом к немедленному повреждению противоположно расположенных зубчатых венцов. Соответствующее отключение процесса зацепления может осуществляться блоком мониторинга (например, захват крутящего момента, сила или сила тока) для электрических регулирующих средств. Резиновые амортизаторы 22 в лапках 18 установлены с соответствующим зазором относительно фланца 16, так что они могут быть разжаты, чтобы уменьшить износ. Фланец 16, следовательно, может свободно вращаться, минуя резиновые амортизаторы 22 или другие части лапок 18 и поверх них, не вступая с ними в контакт. Только во время операции сцепления, когда срабатывает тормоз несущего элемента троса (не показан), приводные устройства 10 выдвигаются или втягиваются и обеспечивают сцепление или расцепление скользящего колеса. При расцеплении приводное зубчатое зацепление между барабанным колесом 2 и скользящим колесом 6 полностью разъединяется, при этом направляющее зубчатое зацепление между скользящим колесом 6 и колесом вала 4 сохраняется.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Механизм сцепления для обеспечения разъемного соединения по меньшей мере одного свободновращающегося барабана, который установлен с возможностью вращения на главном вале грузоподъемной машины, и барабанного колеса (2), жестко закрепленного на нем, с колесом вала (4), которое жестко закреплено на главном вале, при этом разъемное соединение свободновращающегося барабана с главным валом реализуется по плотной посадке с помощью зацепляемого и расцепляемого скользящего колеса (6), направляемого по колесу вала (4), отличающийся тем, что для зацепления и расцепления скользящего колеса (6) предусмотрены приводные средства (10), которые распределены по окружности имеющего кольцевой фланец (16) скользящего колеса (6) и действуют на скользящее колесо непосредственно в определенных точках его кольцевого фланца (16); при этом приводные средства (10) стационарны и скользящее колесо (6) может вращаться, минуя их и поверх них, не вступая в контакт во время работы грузоподъемного механизма, а в качестве приводных средств (10) предусмотрены регулируемые в осевом направлении лапки (18), которые обхватывают кольцевой фланец (16).
2. Механизм сцепления по п.1, отличающийся тем, что предусмотрены по меньшей мере два приводных средства (10), которые распределены по окружности скользящего колеса (6).
3. Механизм сцепления по п.2, отличающийся тем, что предусмотрен определенный зазор между соответствующей лапкой (18) и фланцем (16).
4. Механизм сцепления по п.2 или 3, отличающийся тем, что лапки (18) снабжены резиновыми амортизаторами (22) или другими упругими элементами по меньшей мере с одной из своих внутренних сторон, обращенных к кольцевому фланцу (16), при этом лапки входят в контакт с кольцевым фланцем (16) при зацеплении и/или расцеплении.
5. Механизм сцепления по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что для регулировки лапок в осевом направлении предусмотрены электрические регулирующие устройства (10, 12, 14) или аналогично действующие устройства.
6. Механизм сцепления по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что скользящее колесо (6) снабжено сегментами зубчатых венцов (8), распределенных по внешней и внутренней окружности, для зацепления с соответствующими наружными и внутренними зубчатыми венцами (20) свободновращающегося барабана (2) и колеса вала (4).
7. Механизм сцепления по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что для ограничения смещений скользящего колеса (6) предусмотрено устройство ограничения хода.