СИСТЕМА ТРАНСПОРТИРОВКИ С ЗУБЧАТЫМИ РЕЙКАМИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2015 года по МПК E21C35/00 

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение относится к системам транспортировки с зубчатыми рейками и к средствам, при помощи которых зубчатые рейки крепятся к укрепленному забойному конвейеру и удерживаются на нем, в частности, но не исключительно, при подземной разработке длинным забоем.

Длиннозабойные конвейеры обычно работают с самоходной врубовой машиной - выемочным комбайном, которой установлен на забойном конвейере. Указанный комбайн автоматически перемещается вдоль забойного конвейера в обоих направлениях при помощи системы транспортировки. Системы транспортировки с зубчатыми рейками содержат ряд зубчатых реек, прикрепленных к опорным кронштейнам, называемым держателями и приваренным к отдельным элементам укрепленного забойного конвейера, линейным рештакам. Выемочный комбайн взаимодействует с зубчатыми рейками через башмак, который обеспечивает возможность свободного перемещения только в направлении рабочего хода комбайна. В указанном башмаке также размещена ведущая звездочка, которая взаимодействует с зубьями с обеспечением требуемой нагрузки транспортировки для выемки добытого материала. Ведущая звездочка комбайна находится в зацеплении с равномерно разнесенными горизонтальными зубьями, проходящими между двумя разнесенными боковыми пластинами с образованием зубчатой рейки.

Все системы с зубчатыми рейками должны выдерживать тяговые силы выемочного комбайна в различных направлениях, при этом способы их удерживания должны быть рассчитаны на тенденцию башмака комбайна разбивать куски материала перед собой при прохождении вдоль конвейера.

При обычной разработке длинным забоем, как показано на фиг.1-2, взятых из патента США №4155600 авторов Ланферман и др., врубовая машина 1 с резальным барабаном перемещается в поперечном направлении вдоль забойного конвейера 2 при помощи ведущего колеса 3, прикрепленного к выемочному комбайну 4. Колесо 3 находится в зацеплении с зубчатым колесом или ведущей звездочкой 5, которая опирается с возможностью вращения на раму 6, образующую часть указанной врубовой машины. Зубья звездочки 5 находятся в зацеплении с зубьями зубчатой рейки или устройства 7.

Как показано на фиг.2, забойный конвейер 2 образован рештачными секциями или линейными рештаками 9, соединенными друг с другом встык при помощи соединительных элементов 8. С помощью этих соединительных элементов поддерживается возможность перемещения рештачных секций относительно друг друга, так что указанные секции могут приспосабливаться к рабочему горизонту шахты. Отдельные секции соединены вместе элементами 8 с обеспечением не только ограниченной подвижности относительно друг друга в горизонтальном направлении конвейера 2, но и с обеспечением наклона одной рештачной секции относительно другой по вертикали или горизонтали при установке на рабочий горизонт. Реечное устройство 7, которое установлено на забойном конвейере 2, совершает такие же горизонтальные перемещения, что и рештачные секции конвейера. При перемещении забойного конвейера устройство 7 также совершает такие же вертикальные угловые перемещения, какие совершают рештачные секции, в частности, при необходимости разработки волнообразных частей горного пласта. Устройство 7 содержит удлиненные зубчатые рейки, к которым относятся подвижные зубчатые рейки 7а и неподвижные зубчатые рейки 7b. Все зубчатые рейки поддерживаются фиксаторами или держателями 10, которые непосредственно или с помощью дополнительных приспособлений присоединены к конвейеру 2. Для присоединения отдельных зубчатых реек к держателям 10 используются соединительные болты 11.

Соответственно подвижные и неподвижные зубчатые рейки 7а и 7b устройства 7 на обоих концах каждого сегмента имеют несообразный выступ 12, проходящий в направлении вниз. Этот выступ имеет канал для размещения соединительного болта 11, образующего поворотный стержень. Как показано на фиг.1, подвижные рейки 7а образуют перемычку А между рештачными секциями конвейера. Указанные рейки 7а установлены на тех же двух держателях 10, которые используются для установки одного конца смежных неподвижных реек 7b. Каждая из этих неподвижных зубчатых реек полностью расположена с обеспечением ее прохождения вдоль одной рештачной секции. Таким образом, два держателя 10 зубчатых реек прикреплены в отстоящих друг от друга местоположениях к рештачной секции. Каждая неподвижная рейка 7b на противоположных концах прикреплена соединительными болтами или штифтами 11 к двум фиксаторам реек, которые дополнительно поддерживают смежные концы подвижных зубчатых реек.

В каждом из держателей 10 выполнен паз 13, расположенный на одной половине держателей, ближайшей к соединению между рештачными секциями. Пазы 13 в держателях 10 проходят в направлении, соответствующем продольной ориентации забойного конвейера. Соединительные штифты 11 проходят через указанные пазы и обеспечивают надлежащую подвижность присоединенных реек 7а по отношению к забойному конвейеру. Неподвижные рейки 7b закреплены относительно конвейера 2 при помощи соединительных болтов 11, которые удерживают данные рейки, проходя через каналы 13', выполненные в остальной половине держателей 10. Каждый канал 13' соответствует диаметру штифта 11.

Таким образом, обычно имеется по две зубчатые рейки 7 на каждый рештак 9. Одна рейка 7b закреплена в центре рештака 9, а вторая рейка 7а образует перемычку между смежными рештаками 9. Взаимное сочленение между линейными рештаками во время процесса горной разработки может вызвать значительное изменение зазора между рештаками, что может привести к проблемам при перемещении ведущей звездочки 5 выемочного комбайна от закрепленной зубчатой рейки 7b к промежуточной зубчатой рейке 7а между рештаками, если указанная промежуточная рейка жестко прикреплена к любому из смежных рештаков. Обычное решение заключается в удерживании штифтов 11 промежуточной зубчатой рейки в пазах 13 держателей 10, а не в отверстиях. Таким образом, ошибка шага зубцов между смежными зубчатыми рейками уменьшается вдвое и становится менее критичной для ведущей звездочки 5 комбайна, однако появляются дополнительные трудности, связанные с удержанием штифтов, так как необходимо обеспечить возможность перемещения штифта 11 вдоль паза 13.

Более конкретно, как показано на фиг.3, 4 и 5, рештаки 9 длиннозабойного конвейера содержат технологическую или защитную пластину 14 завальной стороны. Указанная защитная пластина 14 расположена смежно с системой транспортировки с зубчатыми рейками. Для прикрепления рейки 7 к держателю 10 штифт 11 вводится в держатель 10 через отверстие 15 в пластине 14.

Ширина держателя 10 соответствует ширине выступа 12, при этом держатель 10 ограничивает полость для введения и поддержания зубчатой рейки 7 путем размещения выступа 12 в указанной полости, причем данная полость ограничена двумя разнесенными боковыми стенками 16 держателя и торцевыми стенками 17, соединяющими указанные боковые стенки 16. Держатель 10 также имеет отверстия 18, проходящие через боковые стенки 16, причем штифт 11 может быть введен через отверстие 18 в одной боковой стенке и вставлен в отверстие 18 в другой боковой стенке.

Штифт имеет головку 19, размер которой превышает размер отверстия, проходящего через боковую стенку держателя 10, так что штифт 11 не может пройти через держатель 10. Для удерживания штифта 11 в держателе 10 в область между головкой штифта 11 и защитной пластиной 14 опущена удерживающая пластина 20. Указанная пластина 20 препятствует выходу штифта 11 из держателя 10.

Таким образом, как показано на фиг.3-5, обычные зубчатые рейки 7 удерживаются в держателях 10 при помощи штифтов 11 с головками, которые могут быть собраны только через отверстие 15 в защитной пластине 14. Указанные штифты 11 удерживаются пластинами 20, расположенными в лапах 21, приваренных к защитной пластине 14. Пластины 20 удерживаются на месте только вследствие силы тяжести, но могут быть дополнительно закреплены при помощи другого крепления, например, болта или пружинного штифта.

Основная роль держателя 10 заключается в обеспечении точек крепления на рештаках 9 для полужестких систем с зубчатыми рейками, вдоль которых происходит автоматическое перемещение комбайна с обеспечением выемки материала из пласта. Конструкция системы такова, что зубчатые рейки 7 легко заменяются при повреждении, но держатели 10 не могут быть отремонтированы в условиях опасной обстановки, поскольку требуемые резка и сварка запрещены. Таким образом, существует необходимость в прочном, надежном, простом скрепляемом узле зубчатая рейка-держатель.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью данного изобретения является создание транспортировочной системы с зубчатыми рейками, имеющей низкие зубья и обеспечивающей, таким образом, возможность разработки длинным забоем в тонких пластах.

В данном изобретении предложена транспортировочная система с зубчатыми рейками, содержащая зубчатые рейки, каждая из которых имеет разнесенные зубья, проходящие между боковыми секциями, расположенными на противоположных сторонах указанной рейки. Транспортировочная система также содержит держатель, имеющий две разнесенные боковые стенки и отверстия, проходящие через указанные боковые стенки. Одна боковая секция имеет полость для размещения стенки держателя, предназначенную для размещения одной из боковых стенок держателя и ограниченную разнесенными буртиками боковой секции. Каждый буртик боковой секции имеет сквозное отверстие, причем отверстия в указанных буртиках совмещены с отверстиями в боковых стенках держателя. Через отверстия в боковых стенках и отверстия в буртиках боковой секции может быть введен штифт, при этом разнесенные боковые секции расположены так, что внешняя граница, образованная указанными зубьями, находится приблизительно на том же уровне на зубчатой рейке, что и штифт для удерживания зубчатой рейки в держателе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 изображает вид сбоку известного устройства с зубчатыми рейками для продвижения машины с резальным барабаном вдоль забоя.

Фиг.2 изображает увеличенный вид устройства с зубчатыми рейками, показанного на фиг.1, поддерживаемого забойным конвейером в нормальном положении.

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

Фиг.4 изображает частичный вид в аксонометрии соединения одной из зубчатых реек с держателем, прикрепленным к линейному рештаку.

Фиг.5 изображает поперечный разрез соединения зубчатой рейки с держателем, показанным на фиг.4.

Фиг.6 изображает вид сверху в аксонометрии усовершенствованной зубчатой рейки.

Фиг.7 изображает вид в аксонометрии узла держателя и штифта в разобранном виде.

Фиг.8 изображает поперечный разрез конца зубчатой рейки и узла держателя и штифта в собранном виде через штифтовое соединение.

Прежде чем рассматривать подробное описание одного варианта выполнения изобретения, следует понять, что практическое применение изобретения не ограничено только элементами конструкции и вариантами компоновки составных частей, представленными в нижеследующем описании или изображенными на чертежах. Изобретение может иметь другие варианты выполнения и быть реализовано или выполнено различными способами. Кроме того, следует понимать, что используемые в данном документе формулировки и термины служат целям описания и не должны рассматриваться как ограничивающие. Употребляемые в данном документе выражения «имеющий» и «содержащий», а также их варианты, охватывают перечисленные после них элементы и их эквиваленты, а также дополнительные элементы. Употребляемое в данном документе выражение «состоящий из» и его варианты охватывает только перечисленные после него элементы и их эквиваленты. Кроме того, следует понимать, что такие выражения, как «вперед», «назад», «вправо», «влево», «вверх», «вниз» и т.д. используются для удобства описания и не должны рассматриваться как ограничивающие.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ

В качестве отправной точки данного изобретения взят типовой забойный конвейер, снабженный транспортировочной системой с зубчатыми рейками, как описано выше.

Более конкретно, как показано на фиг.6-8, в данном изобретении предложена система 100 транспортировки с зубчатыми рейками, образующая часть приводной системы для перемещения врубовой машины вдоль конвейера, причем указанная система 100 содержит идентичные зубчатые рейки 107 (на фиг.6 показана только одна), каждая из которых имеет разнесенные зубья 124, проходящие между боковыми секциями 128 и 130, расположенными на противоположных сторонах указанной рейки 107.

В состав системы 100 также входит держатель 110, имеющий две разнесенные боковые стенки 116 и 119, прикрепленные к основанию 121, и отверстия 118 и 138, проходящие через указанные стенки 116 и 119.

Одна боковая секция 128 имеет полость 134 для размещения стенки держателя, предназначенную для размещения одной из боковых стенок 116 держателя и ограниченную разнесенными буртиками 135 и 137 боковой секции, каждый из которых соответственно имеет проходящее через него отверстие 141 и 143. Отверстия 141 и 143 буртиков боковой секции совмещены с отверстиями 118 и 138 боковой стенки держателя.

Через отверстия 118 и 138 и отверстия 118 и 138 в буртиках 135 и 137 может быть введен штифт 111. В держателе 110 также выполнена опора 151 штифта, обеспечивающая размещение удерживающей пластины 120 для удерживания штифта 111 в держателе 110. Указанная пластина 120 взаимодействуете выемкой 157, выполненной на конце штифта 111.

В предпочтительном варианте выполнения разнесенные боковые секции 128 и 130 расположены так, что внешняя граница, образованная зубьями 124, в целом совмещена со штифтом 111 для удерживания рейки 107 в держателе 110 или находится приблизительно на одном уровне с ним на рейке 107.

По сравнению с обычной зубчатой рейкой указанные зубья существенно ниже. Это является преимуществом в случае необходимости работы длиннозабойной врубовой машины в более тонких пластах материала.

Одна боковая секция 128 существенно выше, чем другая боковая секция 130. Это обеспечивает возможность перемещения длиннозабойной врубовой машины вдоль более высокой секции 128, тогда как ведущая шестерня взаимодействует с более низкими зубьями 124. В других вариантах выполнения (не показаны) боковые секции могут иметь одинаковую высоту.

В результате того, что штифт 111 проходит через отверстия 118 и 138 в стенках держателя и отверстия 141 и 143 в буртиках 135 и 137 боковой секции, зубчатые рейки 107 прочно удерживаются в держателе 110, при этом штифт 111 находится в трехсрезном соединении.

Различные другие особенности изобретения изложены в приведенной ниже формуле изобретения.

Изобретение относится к системам транспортировки с зубчатыми рейками и к средствам, при помощи которых зубчатые рейки крепятся к укрепленному забойному конвейеру и удерживаются на нем, в частности, при подземной разработке длинным забоем. Система транспортировки с зубчатыми рейками содержит зубчатые рейки, каждая из которых имеет разнесенные зубья, проходящие между боковыми секциями, расположенными на противоположных сторонах указанной рейки. Держатель, имеющий две разнесенные боковые стенки, прикрепленные к основанию, и отверстия, проходящие через указанные боковые стенки. Причем одна боковая секция имеет полость, предназначенную для размещения одной из боковых стенок держателя и ограниченную разнесенными буртиками боковой секции. Каждый буртик имеет сквозное отверстие. Отверстия в указанных буртиках совмещены с отверстиями в боковых стенках держателя. Штифт выполнен с возможностью введения через отверстия в боковой стенке и отверстия в буртиках боковой секции. При этом разнесенные боковые секции расположены так, что внешняя граница, образованная указанными зубьями, находится приблизительно на том же уровне на зубчатой рейке, что и штифт для удерживания зубчатой рейки в держателе. Технический результат заключается в уменьшении высоты зубчатой рейки и возможности работы длиннозабойной врубовой машины в тонких пластах. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система транспортировки с зубчатыми рейками, образующая часть приводной системы для перемещения врубовой машины вдоль конвейера и содержащая зубчатые рейки, каждая из которых имеет разнесенные зубья, проходящие между боковыми секциями, расположенными на противоположных сторонах указанной рейки,
держатель, имеющий две разнесенные боковые стенки, прикрепленные к основанию, и отверстия, проходящие через указанные боковые стенки,
причем одна боковая секция имеет полость для размещения стенки держателя, предназначенную для размещения одной из боковых стенок держателя и ограниченную разнесенными буртиками боковой секции, каждый из которых имеет сквозное отверстие, причем отверстия в указанных буртиках совмещены с отверстиями в боковых стенках держателя, и
штифт, выполненный с возможностью введения через отверстия в боковой стенке и отверстия в буртиках боковой секции,
при этом разнесенные боковые секции расположены так, что внешняя граница, образованная указанными зубьями, находится приблизительно на том же уровне на зубчатой рейке, что и штифт для удерживания зубчатой рейки в держателе.

2. Система по п. 1, в которой держатель дополнительно содержит опору штифта, обеспечивающую размещение удерживающей пластины для удерживания указанного штифта в держателе.

3. Система по п. 2, в которой указанная пластина взаимодействует с выемкой, выполненной на конце штыря.