ТЯГОВАЯ СИСТЕМА С ЗУБЧАТЫМИ РЕЙКАМИ(ВАРИАНТЫ) Российский патент 2015 года по МПК E21C29/00 

Данное изобретение относится к тяговой системе с зубчатыми рейками и к средствам, с помощью которых зубчатые рейки фиксируются и удерживаются на забойных конвейерах, используемых в частности, хотя и необязательно исключительным образом, для подземных забойных шахт.

Забойные конвейеры обычно работают с механизированной машиной для резки угля, комбайном, который установлен поверх забойного конвейера. Комбайн перемещается вдоль конвейера в обоих направлениях с помощью тяговой системы. Тяговые системы с зубчатыми рейками содержат ряд зубчатых реек, прикрепленных к опорным скобам, называемых башмаками, которые приварены к отдельному элементу забойного конвейера, линейному рештаку. Комбайн взаимодействует с рейками через башмак, который обеспечивает возможность свободного перемещения только в направлении перемещения комбайна. Башмак также вмещает ведущее зубчатое колесо, которое взаимодействует с зубьями рейки для обеспечения передачи требуемой тяговой нагрузки для разрезания извлеченного из шахты материала. Ведущая шестерня комбайна находится в зацеплении с равномерно расположенными горизонтальными зубьями, проходящими между двумя отстоящими друг от друга анкерными плитами с образованием зубчатой рейки.

Все рейки должны выдерживать тяговую силу комбайна в различных направлениях, и способы их удержания должны справляться с тенденцией башмака комбайна перемещать расположенный перед ним материал, когда он проходит вдоль конвейера.

В обычных забойных шахтах, как показано на Фиг.1-2, взятых из патента США №4155600 на имя Lanfermann и др., режущее устройство 1 барабанного типа проходит вдоль забойного конвейера 2 с помощью ведущей шестерни 3, прикрепленной к забойному комбайну 4. Ведущая шестерня 3 находится в зацеплении с приводным колесом или ведущим зубчатым колесом 5, которое установлено с возможностью вращения на корпусе 6 машины, образующей часть горного режущего устройства барабанного типа. Зубья ведущего колеса 5 находятся в зацеплении с зубьями зубчатой рейки или устройства 7.

Как показано на Фиг.2, забойный конвейер 2 состоит из множества секций рештака конвейера или линейных рештаков 9, соединенных вместе торец в торец с помощью соединительных элементов 8. С помощью этих соединительных элементов, секции рештака конвейера поддерживаются с возможностью перемещения относительно друг друга так, что секции рештака конвейера могут быть адаптированы к характеристикам пола шахты. Отдельные секции рештака конвейера соединены между собой соединительными элементами 8, для обеспечения не только ограниченной подвижности по отношению друг к другу в горизонтальном направлении конвейера 2, но и для обеспечения вертикального или горизонтального отклонения одной секции рештака конвейера по отношению к другой при установке на пол шахты. Реечное устройство 7, которое установлено на забойном конвейере 2, претерпевает те же самые горизонтальные перемещения, что и секции рештака конвейера. Когда конвейер смещается, реечное устройство также претерпевает те же самые вертикальные угловые перемещения, которые претерпевает секция рештака конвейера, особенно тогда, когда требуется работать в холмистой части пласта шахты. Реечное устройство 7 содержит удлиненные зубчатые рейки, состоящие из подвижных зубчатых реек 7а и неподвижных зубчатых реек 7b. Держатели или башмаки 10, которые непосредственно или опосредованно соединены с забойным конвейером 2, поддерживают все зубчатые рейки. Соединительные болты 11 предназначены для присоединения отдельных зубчатых реек к башмакам 10.

Подвижные и неподвижные зубчатые рейки, соответственно, 7а и 7b, устройства 7 предусмотрены на обоих концах каждого сегмента с выступом 12 в форме носа, который проходит вниз. Этот выступ имеет отверстие для размещения соединительного болта 11 с формированием поворотного вала. Как показано на Фиг.1, подвижные рейки 7а соединяют сочленение А между секциями рештака конвейера. Подвижные зубчатые рейки 7а установлены на тех же самых двух держателях 10, которые используются для установки одного конца соседних неподвижных зубчатых реек 7b. Каждая из этих неподвижных зубчатых реек полностью расположена так, что она проходит вдоль одной секции рештака конвейера. Таким образом, два башмака 10 закреплены отстоящими друг от друга на секции рештака конвейера. Каждая неподвижная рейка 7b прикреплена соединительными болтами или штырями 11 на своих противоположных концах к двум держателям рейки, которые обеспечивают дополнительную поддержку смежных концов подвижных зубчатых реек.

Каждый из башмаков 10 имеет паз 13, расположенный на одной половине держателей, той, которая является ближайшей к соединению между секциями рештака конвейера. Пазы 13 в башмаке 10 проходят в направлении, соответствующем продольной ориентации забойного конвейера. Соединительные штыри 11 проходят через пазы и обеспечивают адекватную подвижность связанной с ними подвижной зубчатой рейки 7а по отношению к забойному конвейеру. Неподвижная зубчатая рейка 7b зафиксирована по отношению к забойному конвейеру 2 с помощью соединительных болтов 11, которые удерживают эти зубчатые рейки, проходя через отверстия 13, выполненные в оставшейся половине держателей 10. Каждое отверстие 13' соответствует диаметру штыря 11. Штырь 11 проходит через отверстие 50 в выступе 12, имеющем форму носа, для крепления рейки 7 в башмаке 10.

Таким образом, вполне традиционным является наличие двух зубчатых реек 7 на один линейный рештак 9. Одна зубчатая рейка 7b закреплена в центре линейного рештака 9, а вторая зубчатая рейка 7а охватывает соединение между соседними линейными рештаками 9. Относительное сочленение между линейными рештаками в процессе производства горных работ может привести к тому, что зазор между рештаками будет значительно различаться, и это может вызвать проблемы, поскольку ведущее зубчатое колесо 5 комбайна перемещается от закрепленной зубчатой рейки 7b к зубчатой рейке 7а зазора между рештаками, если зубчатая рейка 7а зазора между рештаками плотно прижата к любому из смежных рештаков. Обычным решением для этой проблемы является удержание штырей 11 зубчатой рейки 7а зазора между рештаками в пазах 13 башмака 10, а не оставление отверстий. Таким образом, ошибка в шаге зубьев между соседними зубчатыми рейками уменьшается вдвое и является более благоприятной для зубчатого колеса 5 комбайна, но вызывает дополнительные трудности с удержанием штыря, поскольку штырь 11 должен иметь возможность перемещаться вдоль паза 13.

В частности, как показано на Фиг.3, 4 и 5, забойные линейные рештаки 9 содержат формировочный или защитный лист 14 завальной стороны. Защитный лист 14 находится рядом с тяговой системой с зубчатыми рейками. В целях крепления зубчатой рейки 7 к башмаку 10, штырь 11 вставляется в башмак 10 через отверстие 15 в защитном листе 14.

Башмак 10 имеет ширину, которая соответствует ширине выступа 12, имеющего форму носа, при этом башмак 10 ограничивает полость для взаимодействия и обеспечения поддержки для зубчатой рейки 7, путем вставления выступа 12, причем полость ограничена двумя отстоящими друг от друга на некоторое расстояние боковыми стенками 16 кронштейна и торцевыми стенками 17, соединяющими боковые стенки 16. Башмак 10 также имеет отверстия 18, выполненные в боковых стенках 16, причем штырь 11 выполнен с возможностью вставления через одно отверстие 18 в боковой стенке и с возможностью размещения в отверстии 18 другой боковой стенки.

Штырь имеет головку 19, которая имеет размер, больший, чем размер отверстия, выполненного через боковую стенку башмака 10, так что штырь 11 не может проходить через башмак 10. Для того чтобы удержать штырь 11 в башмаке 10, в область между головкой штыря 11 и защитным листом 14 вставлена стопорная пластина 20. Стопорная пластина 20 предотвращает выход штыря 11 из башмака 10.

Таким образом, как показано на Фиг.3-5, традиционные зубчатые рейки 7 удерживаются в башмаке 10 с помощью штырей 11 с головками, которые могут быть собраны только через отверстие 15, выполненное в защитном листе 14 завальной стороны. Штыри 11 с головками сами удерживаются с помощью стопорной пластины 20, которая фиксируется в приливах 21, приваренных к защитному листу 14 завальной стороны. Стопорные пластины 20 удерживаются на месте исключительно под действием силы тяжести, но могут быть выполнены более закрепленными с помощью другой крепежной детали, такой как болт или пружинный штифт.

Основная роль башмака 10 заключается в обеспечении точек крепления на линейных рештаках 7 для системы полугибких зубчатых реек, вдоль которой продвигается комбайн, для выемки материала из пласта. Природа системы состоит в том, что зубчатые рейки 7 при их повреждении можно легко заменить, но башмаки 10 не могут быть отремонтированы в опасной окружающей среде, поскольку необходимые для этого резка и сварка категорически запрещены. Следовательно, существует необходимость в прочном, надежном и простом узле, удерживающем зубчатую реку и башмак.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание тяговой системы с зубчатыми рейками, в которой все зубчатые рейки полностью содержатся в каждом линейном рештаке.

Другой целью настоящего изобретения является создание тяговой системы с зубчатыми рейками, которая выполнена с возможностью легкой разборки для перемещения тяговой системы.

Данное изобретение, таким образом, обеспечивает тяговую систему с зубчатыми рейками, которая является частью приводной системы для перемещения горной машины вдоль конвейера, содержащего рештаки. Рештаки расположены торец в торец, а тяговая система с зубчатыми рейками содержит зубчатые рейки, причем каждый торец зубчатой рейки содержит проходящий вниз стержень. Одна зубчатая рейка выполнена с возможностью установки смежно с концом линейного рештака, а другая зубчатая рейка выполнена с возможностью установки смежно с соседним концом смежного линейного рештака. Тяговая система также содержит соединительный элемент в виде звена цепи, которое окружает два соседних стержня на концах одной зубчатой рейки и смежной другой зубчатой рейки и взаимодействует с ними. Звено цепи выполнено с возможностью прохождения поверх соседних концов линейных рештаков. Тяговая система также содержит башмак для вмещения зубчатой рейки, причем башмак также содержит выступ, который взаимодействует со звеном цепи и захватывает звено цепи между выступом и зубчатой рейкой.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой вид сбоку известного реечного устройства для поступательного перемещения резательной машины барабанного типа вдоль поверхности забоя.

Фиг.2 представляет собой увеличенное изображение реечного устройства, показанного на Фиг.1, когда оно поддерживается забойным конвейером в его нормальном положении.

Фиг.3 представляет собой вид в аксонометрии в разобранном виде одного из линейных рештаков, показанных на Фиг.1.

Фиг.4 представляет собой частичный вид в аксонометрии присоединения одной из зубчатых реек к башмаку, который прикреплен к линейному рештаку.

Фиг.5 представляет собой вертикальный вид в разрезе через крепление зубчатой рейки к башмаку, показанному на Фиг.4.

Фиг.6 представляет собой вид сбоку в аксонометрии механизма для крепления соседних линейных рештаков.

Фиг.7 представляет собой вид в аксонометрии двух соседних башмаков, со звеном цепи, проходящим между башмаками, и одной зубчатой рейкой, вставленной в один из башмаков.

Фиг.8 представляет собой вид снизу в аксонометрии двух башмаков, расположенных рядом друг с другом, но не прикрепленных к линейным рештакам, при этом звено цепи проходит между соседними башмаками, а две зубчатые рейки прикреплены к башмаку.

Перед тем как подробно объяснить один из вариантов выполнения изобретения, заметим, что следует понимать, что описание изобретения не ограничивается в его применении к деталям конструкции и расположению элементов, как это указано в приведенном ниже описании или показано на чертежах. В изобретении могут быть использованы другие варианты выполнения, и оно может быть осуществлено на практике различными способами. Кроме того, следует понимать, что выражения и терминология, используемые в настоящем документе в описательных целях, не должны рассматриваться как ограничительные. Использование в этом документе терминов "имеющий" и "содержащий" и их модификаций предназначено для охватывания перечисленных после этих терминов элементов и их эквивалентов, а также дополнительных элементов. Использование в этом документе термина "состоящий из" и его модификаций предназначено для охватывания только тех элементов, которые перечислены после этого термина, а также их эквивалентов. Кроме того, следует понимать, что такие термины, как "вперед", "назад", "влево", "право", "вверх" и "вниз" и т.д., приведены для удобства и не должны толковаться как ограничивающие условия.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ

В представленном ниже описании в качестве отправной точки выбран типичный забойный конвейер, который оборудован тяговой зубчатой рейкой, как описано выше, но в котором все зубчатые рейки 107 полностью содержатся в каждом линейном рештаке 154. Одна зубчатая рейка 107 является закрепленной, а другая зубчатая рейка выполнена с возможностью скольжения, чтобы свести к минимуму ошибки в шаге между зубчатыми рейками из-за сочленения рештаков, аналогично тому, как это делается в описанном выше уровне техники. Механизм, посредством которого это достигается, однако, отличается от механизма, который используется в предшествующем уровне техники, и изображен на Фиг.6 - 8.

На Фиг.6-8 показана тяговая система 100 с зубчатыми рейками, образующая часть приводной системы для перемещения горной машины 1 вдоль конвейера 102. Тяговая система 100 содержит большое количество зубчатых реек 107, каждая из которых имеет отстоящие друг от друга зубья 124, проходящие между боковыми секциями 128 на противоположных сторонах зубчатой рейки 107, и проходящий вниз выступ 112 в форме носа.

Конвейер 102 содержит большое количество линейных рештаков 109 конвейера, расположенных торец в торец, как показано на Фиг.6. Зубчатые рейки 107 имеют продольную ось 158, причем каждая зубчатая рейка имеет отстоящие друг от друга зубья 124, проходящие между боковыми секциями 128 на противоположных сторонах зубчатой рейки 107, и проходящий вниз выступ 112 в форме носа (см. Фиг.8), расположенный смежно с каждым концом 150 зубчатой рейки и отстоящий от каждого конца 150. Каждая зубчатая рейка имеет также стержень 162, проходящий вниз перпендикулярно продольной оси 158 зубчатой рейки 107. Одна зубчатая рейка 107а установлена рядом с концом линейного рештака 109а, а другая зубчатая рейка 107b установлена рядом со смежным концом смежного линейного рештака 109b, как показано на Фиг.6.

Для того чтобы закрепить зубчатые рейки 107 на линейных рештаках 102, тяговая система 100 также содержит большое количество башмаков 110. Каждый башмак 110 имеет ширину, соответствующую ширине выступа 112, при этом башмак 110 ограничивает полость 132 для взаимодействия и поддержки зубчатой рейки 107 путем вставления выступа 112, причем полость 132 ограничена двумя отстоящими друг от друга боковыми стенками 116 скобы и торцевыми стенками 117, соединяющими боковые стенки 116. Башмак 110 также имеет отверстия 118 и 138, выполненные проходящими через боковые стенки 116. Штырь (не показан) выполнен с возможностью введения через отверстие 118 в боковой стенке и выходит через другое отверстие 138 в боковой стенке. Штырь проходит через отверстие 151 в выступе 112 для крепления зубчатой рейки 107 в башмаке 110.

Тяговая система также содержит соединительный элемент, выполненный в виде звена 166 цепи, причем звено 166 окружает и взаимодействует с двумя соседними стержнями 162 на концах указанной одной зубчатой рейки 107а и смежной другой зубчатой рейки 107b, как показано на Фиг.6 и 8. Звено 166 проходит поверх смежных концов линейных рештаков 109а и 109b, обеспечивая тем самым гибкость в плане относительного перемещения между линейными рештаками 109а и 109b. В других, менее предпочтительных вариантах выполнения (не показаны), соединительный элемент может принимать другие формы, такие как форма гантели или плоской пластины с отверстиями, или С-образную форму, и т.д.

Тяговая система 100 также содержит средство для удержания звена 166 на стержне 162 зубчатой рейки, причем указанное средство содержит выступ 170 на башмаке 110, который взаимодействует со звеном 166 цепи. Выступ 170 окружает его соответствующие стержни 162 зубчатой рейки. В частности, каждый выступ 170 образован парой отстоящих друг от друга треугольных пластин, приваренных или отлитых как часть торцевой стенки башмака 110.

В других, менее предпочтительных вариантах выполнения, могут быть использованы другие формы выступа (не показаны), или же могут быть использованы другие средства для удержания звена цепи на стержне 162 зубчатой рейки, например, кольцо (не показано), закрепленное на конце стержня, со звеном цепи, захваченным между кольцом и зубчатой рейкой.

Таким образом, на каждом конце 150 зубчатой рейки 107 имеется стержень 162, который выступает через один конец звена 166. Само звено цепи удерживается на месте, когда зубчатая рейка 107 закрепляется штырем на башмаке 110. Этим путем зазором между зубчатыми рейками можно управлять до максимального значения, когда звено 166 цепи находится под напряжением, и до минимального значения, когда концы 150 зубчатой рейки 107 вступают в контакт друг с другом. При этом не утверждается, что такая конструкция будет наилучшей по сравнению с уровнем техники в отношении управления шагом между зубчатыми рейками, но обеспечивает возможность управления, при котором зубчатые рейки 107 полностью находятся в пределах ширины линейного рештака. Для отделения узлов рештака необходимо только поднять один конец зубчатых реек 107 на небольшую величину, необходимую для удаления звена 166 цепи перед опусканием. Узел линейных рештаков может затем быть перевезен в комплекте со всеми зубчатыми рейками.

Различные другие признаки этого изобретения изложены в последующей формуле изобретения.

Изобретение относится к тяговой системе с зубчатыми рейками и к средствам, с помощью которых зубчатые рейки фиксируются и удерживаются на забойных конвейерах. Целью настоящего изобретения является создание тяговой системы с зубчатыми рейками, в которой все зубчатые рейки полностью содержатся в каждом линейном рештаке и которая выполнена с возможностью легкой разборки для перемещения тяговой системы. Тяговая система с зубчатыми рейками входит в состав приводной системы для перемещения горной машины вдоль конвейера, содержащего большое количество рештаков. Рештаки расположены торец в торец, при этом указанная тяговая система содержит зубчатые рейки, причем каждый конец зубчатой рейки содержит проходящий вниз стержень. Одна зубчатая рейка выполнена с возможностью установки вблизи конца линейного рештака, а другая зубчатая рейка выполнена с возможностью установки вблизи смежного конца смежного линейного рештака. Тяговая система также содержит звено цепи, которое окружает два смежных стержня на концах указанной одной зубчатой рейки и смежной другой зубчатой рейки и взаимодействует с ними. Указанное звено цепи выполнено с возможностью прохождения поверх смежных концов линейных рештаков. Тяговая система также содержит средство для удержания звена цепи на указанных стержнях зубчатых реек, содержащее башмак для введения зубчатой рейки, имеющий выступ, который взаимодействует со звеном цепи и захватывает его между выступом и зубчатой рейкой. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Тяговая система с зубчатыми рейками, являющаяся частью приводной системы для перемещения горной машины вдоль конвейера, содержащего рештаки, расположенные торец в торец, при этом указанная тяговая система содержит
зубчатые рейки с продольной осью, каждая из которых имеет отстоящие друг от друга зубья, проходящие между боковыми секциями на противоположных сторонах зубчатой рейки, и на конце имеет стержень, проходящий вниз перпендикулярно продольной оси зубчатой рейки, причем одна зубчатая рейка выполнена с возможностью установки смежно с одним концом линейного рештака, а другая зубчатая рейка выполнена с возможностью установки смежно со смежным концом смежного линейного рештака,
звено цепи, которое окружает два смежных стержня на концах указанной одной зубчатой рейки и указанной смежной другой зубчатой рейки и взаимодействует с ними, причем указанное звено цепи выполнено с возможностью прохождения поверх смежных концов линейных рештаков, и
средство для удержания звена цепи на указанных стержнях зубчатых реек, содержащее башмак для введения зубчатой рейки, имеющий выступ, который взаимодействует со звеном цепи и захватывает его между выступом и зубчатой рейкой.

2. Тяговая система по п. 1, в которой каждая зубчатая рейка имеет проходящий вниз выступ, смежный с указанным концом зубчатой рейки и отстоящий от этого конца, при этом ширина указанного башмака соответствует ширине выступа в форме носа, и башмак ограничивает полость для взаимодействия с зубчатой рейкой и оказания ей поддержки путем вмещения проходящего вниз выступа.

3. Тяговая система с зубчатыми рейками, являющаяся частью приводной системы для перемещения горной машины вдоль конвейера, содержащего рештаки, расположенные торец в торец, при этом указанная тяговая система содержит
зубчатые рейки с продольной осью, каждая из которых имеет отстоящие друг от друга зубья, проходящие между боковыми секциями на противоположных сторонах зубчатой рейки, и на конце имеет стержень, проходящий вниз перпендикулярно продольной оси зубчатой рейки, причем одна зубчатая рейка выполнена с возможностью установки смежно с одним концом линейного рештака, а другая зубчатая рейка выполнена с возможностью установки смежно со смежным концом смежного линейного рештака,
звено цепи, которое окружает два смежных стержня на концах указанной одной зубчатой рейки и указанной смежной другой зубчатой рейки и взаимодействует с ними, причем указанное звено цепи выполнено с возможностью прохождения поверх смежных концов линейных рештаков, и
башмак для введения зубчатой рейки, имеющий выступ, который взаимодействует со звеном цепи и захватывает его между выступом и зубчатой рейкой, при этом выступ башмака окружает соответствующие ему стержни зубчатых реек.

4. Тяговая система по п. 3, в которой каждая зубчатая рейка имеет проходящий вниз выступ, смежный с указанным концом зубчатой рейки и отстоящий от этого конца, при этом ширина указанного башмака соответствует ширине выступа в форме носа, и башмак ограничивает полость для взаимодействия с зубчатой рейкой и оказания ей поддержки путем вмещения проходящего вниз выступа.

5. Тяговая система с зубчатыми рейками, являющаяся частью приводной системы для перемещения горной машины вдоль конвейера, содержащего рештаки, расположенные торец в торец, при этом указанная тяговая система содержит
зубчатые рейки с продольной осью, каждая из которых имеет отстоящие друг от друга зубья, проходящие между боковыми секциями на противоположных сторонах зубчатой рейки, причем одна зубчатая рейка выполнена с возможностью установки смежно с концом линейного рештака, а другая зубчатая рейка выполнена с возможностью установки смежно со смежным концом смежного линейного рештака,
соединительный элемент, который взаимодействует с двумя соседними концами указанной одной зубчатой рейки и указанной смежной другой зубчатой рейки и выполнен с возможностью прохождения поверх смежных концов линейных рештаков, и
средство для удержания соединительного элемента на указанных концах зубчатых реек, содержащее башмак для введения зубчатой рейки, имеющий выступ, который взаимодействует с соединительным элементом и захватывает его между выступом и зубчатой рейкой.