СПОСОБ И УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ ИЗНОСА У ЗУБЧАТОГО БАРАБАНА КОНВЕЙЕРА ДЛЯ ГОРНЫХ РАЗРАБОТОК Российский патент 2023 года по МПК B65G23/06 F16H7/06 F16H55/30 F16H57/01 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройствам для контроля степени износа зубьев у зубчатого барабана, в частности (но не исключительно) зубчатого барабана, имеющего несколько наборов зубьев для зацепления звеньев двух или более цепей, расположенных параллельно, например, ведущего зубчатого барабана забойного конвейера или аккумулирующего конвейера, используемого при подземных разработках длинными очистными забоями.

Предпосылки создания изобретения

Например, в патенте US 7 018 313 B2 и US 5 348 515 описывается метка в виде выпуклой или утопленной линии на боковой поверхности (вдоль оси торцовой поверхности) зубчатого барабана для создания точки отсчета при определении степени износа зубьев в радиальном или окружном направлении.

В патенте JP 59 23453 B2 описывается измерительное приспособление, которое вставляется между примыкающими зубьями ведущего зубчатого барабана. Местоположение приспособления сравнивается с маркерами на боковых поверхностях зубчатого барабана для определения степени износа зубьев.

Такие способы обычно используются для втулочно-роликовых цепей и т.п., в которых зубья зубчатого барабана проходят через отверстия в звеньях. Они менее пригодны для контроля степени износа зубчатых барабанов, используемых в проходческих конвейерах, в которых зубья не проходят через отверстия в звеньях, а выполнены таким образом, чтобы входить в зацепление с обращенными наружу поверхностями чередующихся звеньев цепи, при этом звенья последовательно сцеплены между собой. Такие цепи способны выдерживать большие силы натяжения и сильное истирание, встречающиеся на конвейерах и другом оборудовании для подземных горных работ, но конфигурация зубчатого барабана затрудняет контроль степени износа, поскольку изнашиваемые поверхности зубьев скрыты частью зуба в осевом направлении наружу, если смотреть с торца зубчатого барабана. Особенно трудно осуществлять наблюдение или измерять профиль износа зубьев, когда зубчатый барабан имеет несколько рядов зубьев для привода двух или более параллельных цепей.

В таких зубчатых барабанах желательно измерять степень износа зубьев, как в радиальном направлении, так и в окружном направлении по отношению к оси зубчатого барабана. При радиальном измерении определяется глубина кармана, в который входит горизонтальное звено цепи, и обычно выполняется глубиномером на цепи в рабочем положении. Глубиномер вставляется по центру через горизонтальное звено для измерения расстояния по радиусу между простирающейся радиально наружу поверхностью звена и корпусом зубчатого барабана между зубьями. Измерение следует выполнять только тогда, когда цепь находится в рабочем положении.

Для проведения измерения поверхность зубчатого барабана, лежащую в радиальном направлении внутрь, под центром горизонтального звена цепи следует тщательно очистить, чтобы обеспечить поверхность отсчета для измерительного инструмента. Это может быть затруднительно, поскольку целевая область закрыта цепью и мусором, застрявшим между цепью и зубчатым барабаном.

Измерение следует повторить для каждого зуба в ряду по осевой длине зубчатого барабана.

Измерение по окружности (толщины зуба) также может быть затруднено на практике, поскольку звенья цепи закрывают изнашиваемые поверхности.

Другая трудность существующих процедур измерения заключается в том, что допустимая область износа по окружности (толщина зуба) определяет не только нижний предел для общей толщины зуба, но также верхний предел эрозии каждой из набегающих и сбегающих торцевых поверхностей зуба относительно исходной геометрии зубчатого барабана. Поскольку это затрудняет определение углового положения оси зубчатого барабана относительно исходной средней линии изношенного зуба, то также трудно определить относительную степень износа набегающих и сбегающих торцевых поверхностей. Таким образом, непропорциональный износ набегающей поверхности зуба относительно сбегающей поверхности зуба способен вывести профиль зуба за пределы допустимого допуска, в то время как общий размер толщины зуба останется в допустимых пределах.

Краткое изложение существа изобретения

В первом аспекте, настоящее изобретение представляет собой зубчатый барабан, используемый, по меньшей мере, с одной цепью. Зубчатый барабан содержит корпус, способный вращаться вокруг оси, и множество зубьев, простирающихся радиально наружу от корпуса по отношению к оси.

Зубья содержат изнашиваемые поверхности, входящие в зацепление с соответствующими звеньями, по меньшей мере, одной цепи, при этом в ходе эксплуатации изнашиваемые поверхности постепенно срабатываются в результате взаимодействия с цепью, определяя изменяющийся профиль износа зубьев.

Зубчатый барабан дополнительно содержит, по меньшей мере, два опорных соединительных элемента, разнесенных в осевом направлении вдоль зубчатого барабана, и не образующих часть изнашиваемых поверхностей.

Опорные соединительные элементы способны разъемно входить в зацепление с телом уровня отсчета, простирающимся между опорными соединительными элементами для удержания тела уровня отсчета в заранее заданном положении относительно зубчатого барабана и вблизи соответствующей одной или нескольких изнашиваемых поверхностей, причем указанное заранее заданное положение остается независимым от профиля износа.

В другом аспекте, изобретение относится к способу контроля степени износа нового зубчатого барабана. После размещения опорных соединительных элементов, как описано выше, тело уровня отсчета разъемно входит в зацепление с опорными соединительными элементами и простирается в осевом направлении вдоль зубчатого барабана между опорными соединительными элементами.

Тело уровня отсчета удерживается опорными соединительными элементами в заранее заданном положении относительно зубчатого барабана и вблизи соответствующей одной или нескольких изнашиваемых поверхностей, причем указанное заранее заданное положение остается независимым от профиля износа.

Затем, перед отсоединением тела уровня отсчета от опорных соединительных элементов, определяется расстояние между изнашиваемыми поверхностями и телом уровня отсчета.

Тело уровня отсчета может представлять собой проволоку, натянутую между опорными соединительными элементами.

Зубья содержат: боковые поверхности, простирающиеся в радиальном направлении и окружном направлении, и обращенные в целом в осевом направлении по отношению к оси; торцевые поверхности, простирающиеся в радиальном и осевом направлении и обращенные в целом в окружном направлении по отношению к оси; и грани, ограничивающие зубья на пересечениях соответствующих боковых поверхностей и торцевых поверхностей, при этом каждый из опорных соединительных элементов имеет выемку на одной из соответствующих граней.

Для осуществления контроля степени износа в окружном направлении, по меньшей мере, один из зубьев может иметь, по меньшей мере, первую и вторую метки, причем метки наносятся на видимую поверхность соответствующего зуба, а видимая поверхность не является частью изнашиваемых поверхностей.

Первая и вторая метки располагаются в соответствующих первой и второй контрольных плоскостях, которые простираются в радиальном и осевом направлении по отношению к оси, и разнесены под углом вокруг оси между соответствующими набегающими и сбегающими торцевыми поверхностями соответствующего зуба при неизношенном состоянии зубчатого барабана.

Первая и вторая контрольные плоскости указывают максимальные пределы износа для набегающих и сбегающих торцевых поверхностей, которые образуют части изнашиваемых поверхностей, простирающихся в радиальном и осевом направлении и обращенных в целом в окружном направлении по отношению к оси.

Расстояние между, по меньшей мере, одной из набегающих и сбегающих торцевых поверхностей и, по меньшей мере, одной из контрольных плоскостей может определяться, по меньшей мере, по одной из меток при изношенном состоянии зубчатого барабана.

Краткое описание рисунков

Дополнительные особенности и преимущества станут очевидными из следующих иллюстративных вариантов осуществления, которые будут приводиться исключительно в качестве примера, не ограничивая объема изобретения, охватываемого приводимой формулой изобретения, со ссылкой на прилагаемые рисунки.

На рис.1 представлен первый зубчатый барабан, содержащий шесть рядов зубьев, выполненных для зацепления с двумя цепями, при этом грани зубьев на концах двух рядов снабжены выемками, образующими опорные соединительные элементы, а метки нанесены на гребни зубьев двух рядов.

На рис. 2 представлен увеличенный вид с одного конца первого ряда зубьев с выемками у первого зубчатого барабана.

На рис. 3 представлен вид с торца первого зубчатого барабана.

На рис. 4 представлен увеличенный вид гребня одного из зубов в конце первого ряда, показанного на рис. 3.

На рис. 5 представлен первый зубчатый барабан с телом уровня отсчета, представляющим собой натянутую проволоку, зацепленную в выемках.

На рис. 6 представлен вид в разрезе выемок в точках VI-VI, показанных на рис. 3.

На рис. 7 представлен вид в разрезе рис. 6 с линией, иллюстрирующей воображаемую замкнутую фигуру, нарисованную в местоположении натянутой проволоки.

На рис. 8 представлен первый ряд зубьев второго зубчатого барабана, имеющий выемки и метки, аналогичные таковым на зубьях первого ряда первого зубчатого барабана, которые введены в зацепление с парой цепей, соединенных скребком.

На рис. 9 представлен первый ряд зубьев второго зубчатого барабана с телом уровня отсчета, представляющим собой натянутую проволоку, зацепленную в выемках.

На рис. 10 представлен увеличенный вид гребня одного из зубьев, показанных на рис. 8, показывающий, как измеряется расстояние между набегающими и сбегающими торцевыми поверхностями и контрольными плоскостями по меткам.

Позиции на чертежах и символы, встречающиеся более чем на одном из рисунков, указывают на одинаковые или соответствующие детали на каждом из них.

Подробное описание изобретения

На рис. 1-3 показано, что первый зубчатый барабан 1 содержит корпус 2, способный вращаться вокруг оси X, и множество зубьев 3, простирающихся радиально наружу от корпуса по отношению к оси X. Зубья 3 расположены в шести рядах 4, 4’ и равномерно распределены вокруг оси и в двух наборах 5 разнесены вдоль оси.

На рис. 8 и 9 показано, что каждый набор 5 зубьев 3 первого или второго зубчатого барабана 1, 1’ выполнен для зацепления с соответствующей одной из двух цепей 20 таким образом, чтобы зубчатый барабан приводил в движение две цепи, если зубчатый барабан установлен на ведущем валу первичного двигателя, например, электродвигателя (не показан).

Второй зубчатый барабан 1’ в целом соответствует первому зубчатому барабану 1, за исключением небольшого отличия в профиле зуба, причем центральный зуб каждого ряда 4, 4’ составляет часть обоих наборов 5 зубьев и имеет два набора изнашиваемых поверхностей 10 для зацепления с обеими цепями 20. В остальном приведенное здесь описание в равной степени применимо к обоим зубчатым барабанам.

В этом раскрытии цепь означает длинное (необязательно, бесконечное) гибкое тело, содержащее детали, называемые здесь звеньями, которые соединены вместе последовательно для передачи силы натяжения между звеньями по всей длине цепи. Зубчатый барабан означает колесо, имеющее, по меньшей мере, один набор зубьев для зацепления звеньев цепи, например, для приведения цепи в движение.

Звенья могут представлять собой жесткие кольца, которые могут изготовляться из металла, напр., стали, при этом каждое кольцо проходит через соответствующие отверстия в двух соседних кольцах, как показано в проиллюстрированных вариантах осуществления. В таких цепях, чередующиеся звенья могут иметь идентичную или разную конфигурацию, а зубчатый барабан, как показано, может располагаться таким образом, чтобы входить в зацепление только с горизонтальными звеньями 22 (то есть звеньями, лежащими в плоскости, совмещенной с осью вращения зубчатого барабана), при этом вертикальные звенья 21 (обычно лежащие в плоскости, перпендикулярной оси) размещаются в выемках 11 зубчатого барабана.

Такие цепи могут использоваться, например, для передачи нагрузки, превышающей 100 тонн, для использования в подземных разработках длинными очистными забоями.

В одной такой конфигурации, как показано в проиллюстрированных вариантах осуществления, цепь или цепи могут снабжаться планками, называемыми скребками 23, прикрепленными к соответствующим звеньям 22 через равные интервалы по всей длине цепи 20 и простирающимися параллельно друг к другу и перпендикулярно продольной оси цепи или каждой цепи. За пределами зубчатого барабана скребки могут располагаться таким образом, чтобы иметь возможность скользить в неглубоком удлиненном лотке (называемом линейным рештаком), при этом цепь или цепи 20 проходят по длине линейного рештака между скребками, так что скребки протягиваются вдоль линейного рештака за счет движения цепей, унося с собой уголь или другой добытый материал, который удаляется с угольного забоя врубовой машиной (напр., очистным комбайном или стругом) и накапливается на линейном рештаке. Цепи 20 приводятся в движение зубчатым барабаном 1, 1’, который может размещаться, например, в приводной или хвостовой головке конвейера, со скребками 23, размещаемыми между рядами 4, 4’ зубьев зубчатого барабана 1, 1’, когда цепь или цепи 20 проходят вокруг него, как показано на рис. 8 и 9.

Конвейер может выполняться как забойный конвейер или лавный конвейер, содержащий опоры крыши и направляющий рельс для поддержки очистного комбайна, так что добытый материал падает с угольного забоя непосредственно на линейный рештак или рядом с ним. В качестве альтернативы конвейер может выполняться как подлавный скребковый конвейер-перегружатель или аккумулирующий конвейер, который доставляет добытый материал на другой конвейер (напр., забойный конвейер).

В других вариантах осуществления зубчатый барабан можно использовать для привода цепи струга, чтобы перемещать струг или другую врубовую машину по забойному пути, например, для удаления угля с угольного забоя.

Как показано на рис. 1-3, каждый зуб 3 может содержать поверхность, простирающуюся радиально наружу, или гребень 6, боковые поверхности 7, торцевые поверхности 8 и грани 9.

Гребень 6 обращен радиально наружу и простирается по окружности и в осевом направлении относительно оси X.

Боковые поверхности 7 простираются в радиальном и окружном направлении и обращены в целом в осевом направлении по отношению к оси X.

Торцевые поверхности 8 простираются в радиальном и осевом направлении и обращены в основном в окружном направлении по отношению к оси X.

Грани 9 простираются, как правило, в радиальном направлении относительно оси X и ограничивают зубья на пересечениях соответствующих боковых поверхностей и торцевых поверхностей.

Ссылки в данном документе на простирание в радиальном, окружном или осевом направлении означают, что соответствующий элемент или поверхность имеет, по меньшей мере, некоторую значительную протяженность в соответствующем направлении, независимо от того, простираются ли они в других направлениях. Эти термины обычно отражают движение цепи вокруг зубчатого барабана, когда активные поверхности в основном искривлены и поэтому важно общее направление, в котором обращена поверхность.

Зубья содержат изнашиваемые поверхности 10, входящие в зацепление с соответствующими звеньями соответствующей цепи, при этом в ходе эксплуатации изнашиваемые поверхности постепенно срабатываются в результате взаимодействия с цепью, определяя изменяющийся профиль 10’ износа зубьев.

Как показано, изнашиваемые поверхности 10 могут образовывать карманы 12, которые принимают горизонтальные звенья 22 цепи, и могут содержать набегающие торцевые поверхности 13 и сбегающие торцевые поверхности 14, которые простираются в радиальном и осевом направлении и обращены в целом в противоположных окружных направлениях относительно оси X. Набегающие торцевые поверхности 13, образующие часть изнашиваемых поверхностей 10, обращены вперед, в то время как сбегающие торцевые поверхности 14, образующие часть изнашиваемых поверхностей 10, обращены назад по отношению к направлению вращения зубчатого барабана. Набегающие и сбегающие торцевые поверхности 13, 14 ограничивают движение цепи в направлении ее длины при передаче крутящего момента от зубчатого барабана к цепи.

Изнашиваемые поверхности 10 могут также содержать площадку 15, которая обращена, как правило, в радиальном направлении наружу, и образует основание кармана 12, простирающееся в основном в осевом и окружном направлениях, и которая удерживает горизонтальное звено 22 цепи 20 в радиальном направлении.

Можно отметить, что в проиллюстрированной конфигурации, изнашиваемые поверхности 10 выполнены таким образом, чтобы входить в зацепление с обращенными наружу поверхностями горизонтальных звеньев 22 цепи 20 и не проходить через отверстия 24 в звеньях 21, 22 цепи. Эта конфигурация подходит для тяжелых условий эксплуатации.

Профиль износа 10’, показанный пунктирными линиями на рис. 2, указывает на максимально изношенное состояние изнашиваемых поверхностей 10 на обращенной вперед стороне зуба, включая набегающую торцевую поверхность 13, а также соответствующую площадку 15, по сравнению с новым состоянием зубчатого барабана, показанным сплошными линиями, что соответствует состоянию, при котором зубчатый барабан требует замены. Очевидно, что износ имеет место, как в радиальном направлении Dr, так и в окружном направлении Dc относительно оси X, и поэтому оценка степени износа требуется как в радиальном, так и в окружном направлениях, что будет объяснено ниже.

Для оценки степени износа в радиальном направлении Dr зубчатый барабан 1, 1’ оборудован, по меньшей мере, двумя опорными соединительными элементами 16, которые разнесены в осевом направлении вдоль зубчатого барабана. Опорные соединительные элементы 16 способны разъемно входить в зацепление с телом 17 уровня отсчета, простирающимся между опорными соединительными элементами 16 для удержания тела уровня отсчета 17 в заранее заданном положении относительно зубчатого барабана 1, 1’ и вблизи соответствующей одной или нескольких изнашиваемых поверхностей 10.

В этом раскрытии тело уровня отсчета означает любое тело, выполненное для разъемного зацепления с опорными соединительными элементами, для создания заранее определенной опорной позиции или поверхности отсчета, отталкиваясь от которой можно определить положение профиля 10’ износа при заданном размере или направлении. В проиллюстрированном варианте осуществления тело уровня отсчета выполнено для контроля профиля 10’ износа в радиальном направлении Dr.

Опорные соединительные элементы 16 представляют собой часть зубчатого барабана, но не являются частью изнашиваемых поверхностей 10, и поэтому предварительно заданное положение тела 17 уровня отсчета определяется опорными соединительными элементами 16 и не зависит от профиля износа, который не меняется по мере износа зубьев.

Можно предусмотреть две пары опорных соединительных элементов 16, причем опорные соединительные элементы каждой пары разнесены по окружности относительно оси X и в осевом направлении вдоль зубчатого барабана 1, 1’.

Наборы 5 зубьев 3 разнесены в осевом направлении вдоль зубчатого барабана 1, 1’ между опорными соединительными элементами 16.

Как показано, опорные соединительные элементы 16 могут располагаться радиально внутрь от изнашиваемых поверхностей 10 по отношению к оси X.

Кроме того, каждый из опорных соединительных элементов 16 может выполняться в виде выемки 16’ на соответствующей одной из граней 9 соответствующего зуба 3. Таким образом, каждый из двух зубьев 3 на противоположных концах ряда 4, 4’ может содержать две выемки 16’, которые образованы соответственно на его двух гранях 9, обращенных в осевом направлении наружу.

В проиллюстрированном варианте осуществления, каждый из двух первых рядов 4’ первого зубчатого барабана 1 содержит четыре выемки 16, расположенные на обращенных в осевом направлении наружу гранях 9 двух зубьев 3 на противоположных концах соответствующего ряда 4’. Поскольку все ряды изнашиваются одинаково, то это позволяет определять износ, наблюдая за одним из рядов, как будет описано ниже.

Для определения или контроля износа зубчатого барабана тело 17 уровня отсчета разъемно сцеплено с опорными соединительными элементами 16 и простирается в осевом направлении вдоль зубчатого барабана 1, 1’ между опорными соединительными элементами.

Тело 17 уровня отсчета удерживается опорными соединительными элементами 16 в заранее заданном положении относительно зубчатого барабана 1, 1’ и вблизи соответствующей одной или нескольких изнашиваемых поверхностей 10.

На рис. 5 и 9 показано тело 17 уровня отсчета, выполненное из проволоки 17’, которая располагается показанным образом и натягивается между выемками 16’, образующими опорные соединительные элементы 16. Проволока 17’ может представлять собой обычную металлическую проволоку, которую разрезают на отрезки подходящей длины и наматывают вокруг соответствующего ряда 4’ зубьев 3, а затем натягивают путем скручивания ее свободных концов 18.

Как показано на рис. 9, проволока 17’ может вставляться через зазор между цепями 20 и обычно цилиндрическим корпусом 2 зубчатого барабана 1, 1’ и натягиваться до образования прямой линии, как показано на рис. 5, не проходя через какие-либо звенья 21, 22 цепей или через любые из зубьев 3 между разнесенными в осевом направлении выемками 16’. Таким образом, натянутая проволока образует надежную поверхность отсчета.

Таким образом, степень износа можно контролировать или измерять путем определения расстояния D1 между соответствующей поверхностью или поверхностями 10 износа (например, поверхностью площадки 15) и телом 17 уровня отсчета. Это можно сделать визуально, с помощью линейки или другого подходящего измерительного инструмента (не показано). После оценки степени износа тело 17 уровня отсчета отсоединяется от опорных соединительных элементов 16, например, путем разрезания и удаления проволоки 17’.

На рис. 6 и 7, выемки 16’ могут выполняться на глубину от нескольких миллиметров, например, от примерно 1,5 мм до примерно 3,5 мм, для вмещения проволоки 17’ относительно меньшего диаметра, например, менее чем примерно 3 мм, менее чем примерно 2 мм или менее чем примерно 1,5 мм в диаметре.

В проиллюстрированной конфигурации, выемки 16’ образуют четыре угла воображаемой замкнутой фигуры 19, как показано на рис. 7, где каждая выемка простирается в соответствующую грань 9 соответствующего зуба 3 в направлении внутрь в замкнутой фигуре 19, как показано стрелками на рис. 7.

Замкнутая фигура, показанная на рис. 7, образуется линией 19’, соответствующей положению проволоки 17’, из которой следует, что прямая линия 19’, простирающаяся в осевом направлении вдоль зубчатого барабана 1, 1’ и касательно к поверхности каждой из выемок 16’, не проходит через зубья 3 между выемками 16’.

На рис. 4 и 10 показано, что для осуществления контроля степени износа в окружном направлении Dc относительно оси X, по меньшей мере, один из зубьев 3 может иметь, по меньшей мере, первую и вторую метки 31, 32, причем метки 31, 32 наносятся на видимую поверхность соответствующего зуба, который не является частью изнашиваемых поверхностей 10, 13, 14, 15.

Первая и вторая метки 31, 32 разнесены под углом вокруг оси X и расположены в соответствующих первой и второй контрольных плоскостях P1, P2, которые простираются в радиальном и осевом направлении относительно оси X между соответствующими набегающими и сбегающими торцевыми поверхностями 13, 14 соответствующего зуба 3 при неизношенном состоянии зубчатого барабана 1, 1’ (как показано сплошными линиями на рисунках). Первая и вторая контрольные плоскости P1, P2 указывают максимальные пределы износа для набегающих и сбегающих торцевых поверхностей 13, 14.

Предпочтительно первая и вторая метки 31, 32 разнесены под углом вокруг оси X на противоположных сторонах третьей, центральной контрольной плоскости P3, простирающейся в радиальном и осевом направлении относительно оси X и по центру между набегающими и сбегающими торцевыми поверхностями 13, 14 соответствующего зуба 3 при неизношенном состоянии зубчатого барабана 1, 1’.

Третья метка 33 может располагаться на видимой поверхности 6 зуба в центральной контрольной плоскости P3.

Метки могут наноситься на те же зубья с опорными соединительными элементами 16.

В соответствии с другим вариантом или дополнительно, метки могут наноситься на все зубья в одном или нескольких рядах 4, 4’ зубьев.

Для удобства, как показано, метки могут наноситься на все зубья с опорными соединительными элементами 16 в том же ряду или рядах 4’.

Предпочтительно, как показано, метки 31, 32, 33 наносятся на гребень или простирающуюся радиально наружу поверхность 6 зуба 3.

Это позволяет визуально наблюдать за метками и по меткам проецировать и определять положение изнашиваемых поверхностей 10, в частности, набегающих и сбегающих торцевых поверхностей 13, 14 относительно первой, второй и третьей контрольных плоскостей, необязательно, с цепями 20 в рабочем положении, используя поверхность горизонтального звена 22 цепи в качестве удобной рабочей поверхности, как показано на рис. 10.

При изношенном состоянии зубчатого барабана, на которое указывает профиль 10’ износа на рис. 2, расстояние D2 между одной или обеими набегающими и сбегающими торцевыми поверхностями 13, 14 и соответствующими одной или обеими контрольными плоскостями P1, P2 можно определить по меткам 31, 32, 33.

В частности, метки 31, 32, 33 позволяет оценить степень износа каждой из набегающих и сбегающих торцевых поверхностей 13, 14 в окружном направлении Dc независимо от другого направления и относительно контрольных плоскостей P1, P2 и, следовательно, центральной контрольной плоскости P3.

Таким образом, зубчатый барабан, содержащий зубья для зацепления с одной или несколькими цепями, оснащается опорными соединительными элементами, которые разъемно удерживают тело уровня отсчета, например, натянутую проволоку, в заданном положении. Тело уровня отсчета представляет собой временный эталонный или опорный элемент или поверхность, по которым может определяться положение изнашиваемых поверхностей зубьев зубчатого барабана визуально или путем измерения, в частности в радиальном направлении. Зубья могут дополнительно содержать набор меток, соответствующих разнесенным под углом контрольным плоскостям, пересекающимся вдоль оси зубчатого барабана. Метки предпочтительно располагаются на гребне или простирающейся радиально наружу поверхности зубьев и используются для определения износа в окружном направлении.

В альтернативных вариантах осуществления, новый зубчатый барабан может содержать любое необходимое количество зубьев, наборов зубьев и рядов зубьев для зацепления с одной, двумя или более цепями.

Любой или все ряды зубьев могут содержать опорные соединительные элементы и/или метки для облегчения контроля над соответствующими поверхностями износа.

Предлагаемый зубчатый барабан может приводить в движение цепь или цепи конвейера для транспортировки добытого материала в подземной шахте или может приводить в движение цепь или цепи, чтобы направлять врубовую машину вдоль рабочего забоя в подземной шахте.

В альтернативных вариантах осуществления, цепь может применяться, например, в забойном пути для гусеничного транспортного средства, напр., экскаватора или трактора, которые приводятся в движение зубчатым барабаном.

В альтернативных вариантах осуществления, тело уровня отсчета может быть жестким или гибким и иметь любую удобную форму. Например, тело уровня отсчета может представлять собой проволоку или шнур, или другой гибкий элемент, способный растягиваться или, в соответствии с другим вариантом, жесткий элемент, например, планку. Опорные соединительные элементы могут простираться наружу от поверхности или внутрь поверхности корпуса или зубьев зубчатого барабана, чтобы разъемно входить в зацепление с телом уровня отсчета и удерживать его в его заранее заданном положении.

Возможны многие другие модификации в пределах объема изобретения и формулы изобретения.

Промышленная применимость

Метки, а также опорные соединительные элементы могут выполняться в виде выемок в неизношенных частях зубчатого барабана, а предлагаемое устройство может применяться в полевых условиях для участков изношенных зубчатых барабанов при проведении работ (например, путем простого опиливания или шлифовки выемки 16’ и нанесения меток) по ремонту системы цепного привода, а также при изготовлении новых зубчатых барабанов. Метки на участок изношенного зубчатого барабана могут наноситься с проекцией на не изношенные участки зубчатого барабана, например, с помощью измерительного приспособления.

Предлагаемое устройство можно использовать для более простой и надежной оценки степени износа, как в радиальном, так и в окружном направлении на зубчатых барабанах с одним, двумя или более наборами зубьев для зацепления с одной, двумя или более цепями, причем устройство может использоваться относительно неопытным персоналом без использования специальных инструментов с натянутыми или не натянутыми цепями на зубчатом барабане.

Для оценки степени износа с цепями в рабочем положении, тело уровня отсчета может быть пропущено через зазор между горизонтальными звеньями цепи и корпусом зубчатого барабана, образуя новую опорную поверхность для всех наборов зубьев на зубчатом барабане и, таким образом, исключая необходимость поиска нескольких точек отсчета или очистки поверхности зубчатого барабана, кроме небольших и относительно легко доступных областей опорных соединительных элементов.

Номера позиций или символы в круглых скобках в формуле изобретения предназначены исключительно для упрощения и не должны рассматриваться как ограничивающие признаки.

Предлагается зубчатый барабан (1, 1’), содержащий зубья (3) для зацепления с одной или несколькими цепями (20), оснащенный опорными соединительными элементами (16), которые разъемно удерживают тело (17) уровня отсчета, например натянутую проволоку (17’), в заранее заданном положении. Тело уровня отсчета (17) представляет собой временный эталонный или опорный элемент или поверхность, по которым может определяться положение изнашиваемых поверхностей (10) зубьев (3) зубчатого барабана визуально или путем измерения, в частности, в радиальном направлении (Dr). Зубья (3) могут дополнительно содержать набор меток, (31, 32, 33), соответствующих разнесенным под углом контрольным плоскостям (P1, P2, P3), пересекающимся вдоль оси зубчатого барабана (X). Метки (31, 32, 33) предпочтительно располагаются на гребне или простирающейся радиально наружу поверхности (6) зубьев (3) и используются для определения износа в окружном направлении (Dc). Предлагаемое устройство можно использовать для более простой и надежной оценки степени износа как в радиальном, так и в окружном направлениях на зубчатых барабанах с одним, двумя или более наборами зубьев для зацепления с одной, двумя или более цепями, причем устройство может использоваться относительно неопытным персоналом без использования специальных инструментов с натянутыми или не натянутыми цепями на зубчатом барабане. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Зубчатый барабан (1, 1’), используемый по меньшей мере с одной цепью (20) и содержащий:

корпус (2), способный вращаться вокруг оси X; и

множество зубьев (3), простирающихся радиально наружу от корпуса (2) по отношению к оси X;

зубья (3), содержащие изнашиваемые поверхности (10, 13, 14, 15), входящие в зацепление с соответствующими звеньями (22) по меньшей мере одной цепи (20), при этом в ходе эксплуатации изнашиваемые поверхности (10, 13, 14, 15) постепенно срабатываются в результате взаимодействия с цепью (20), определяя изменяющийся профиль (10’) износа зубьев (3);

где зубчатый барабан (1, 1’) дополнительно содержит по меньшей мере два опорных соединительных элемента (16), разнесенных в осевом направлении вдоль зубчатого барабана (1, 1’) и не образующих часть изнашиваемых поверхностей (10, 13, 14, 15);

где опорные соединительные элементы (16) способны разъемно входить в зацепление с телом (17) уровня отсчета, простирающимся между опорными соединительными элементами (16) для удержания тела (17) уровня отсчета в заранее заданном положении относительно зубчатого барабана (1, 1’) и вблизи соответствующей одной или нескольких изнашиваемых поверхностей (15), причем указанное заранее заданное положение остается независимым от профиля (10’) износа.

2. Зубчатый барабан (1, 1’) по п. 1, отличающийся тем, что зубья (3) содержат:

боковые поверхности (7), простирающиеся в радиальном и окружном направлениях и обычно обращенные в осевом направлении по отношению к оси (Х);

торцевые поверхности (8), простирающиеся в радиальном и осевом направлениях и обращенные в основном в окружном направлении по отношению к оси X; и

грани (9), ограничивающие зубья (3) на пересечениях соответствующих боковых поверхностей (7) и торцевых поверхностей (8);

где каждый из опорных соединительных элементов (16) выполняется в виде выемки (16’) на соответствующей одной из граней (9).

3. Зубчатый барабан (1, 1’) по п. 2, отличающийся тем, что прямая линия (19’), простирающаяся в осевом направлении вдоль зубчатого барабана (1, 1’) и касательно к поверхности каждой из выемок (16’), не проходит через зубья (3) между выемками (16’).

4. Зубчатый барабан по п. 2, отличающийся тем, что предусматриваются две пары указанных выемок (16’), причем выемки (16’) каждой пары разнесены в окружном направлении относительно оси X и в осевом направлении вдоль зубчатого барабана 1, 1’ таким образом, что выемки (16’) образуют четыре угла воображаемой замкнутой фигуры (19),

где каждая выемка (16’) простирается в соответствующую грань (9) в направлении внутрь в замкнутой фигуре (19).

5. Зубчатый барабан (1, 1’) по п. 1, отличающийся тем, что зубчатый барабан (1, 1’) содержит по меньшей мере два набора (5) зубьев (3); два набора (5) зубьев (3), разнесенных в осевом направлении вдоль зубчатого барабана (1, 1’) между опорными соединительными элементами (16) и входящих в зацепление по меньшей мере с двумя цепями (20).

6. Зубчатый барабан (1, 1’) по п. 1, отличающийся тем, что опорные соединительные элементы (16) располагаются радиально внутрь от изнашиваемых поверхностей (10, 13, 14, 15) по отношению к оси X.

7. Зубчатый барабан (1, 1’) по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере один из зубьев (3) имеет по меньшей мере,первую и вторую метки (31, 32), причем первая и вторая метки (31, 32) наносятся на видимую поверхность (6) соответствующего зуба (3), а видимая поверхность (6) не является частью изнашиваемых поверхностей (10, 13, 14, 15);

где первая и вторая метки (31, 32) располагаются в соответствующих первой и второй контрольных плоскостях (P1, P2), которые простираются в радиальном и осевом направлениях по отношению к оси (X) и разнесены под углом вдоль оси (X) между соответствующими набегающими и сбегающими торцевыми поверхностями (13, 14) соответствующего зуба (3) при неизношенном состоянии зубчатого барабана (1, 1’);

где набегающие и сбегающие торцевые поверхности образуют части изнашиваемых поверхностей (10, 13, 14, 15), простирающихся в радиальном и осевом направлениях и обращенных в целом в окружном направлении по отношению к оси (X);

где указанные первая и вторая контрольные плоскости (P1, P2) указывают максимальные пределы износа для набегающих и сбегающих торцевых поверхностей (13, 14).

8. Способ контроля степени износа зубчатого барабана (1, 1’), используемого по меньшей мере с одной цепью (20); зубчатого барабана (1, 1’), содержащего:

корпус (2), способный вращаться вокруг оси X; и

множество зубьев (3), простирающихся радиально наружу от корпуса (2) по отношению к оси X;

зубья (3), содержащие изнашиваемые поверхности (10, 13, 14, 15), входящие в зацепление с соответствующими звеньями (22) по меньшей мере одной цепи (20), при этом в ходе эксплуатации изнашиваемые поверхности (10, 13, 14, 15) постепенно срабатываются в результате взаимодействия с цепью (20), определяя изменяющийся профиль (10’) износа зубьев (3);

способ, включающий:

размещение по меньшей мере двух опорных соединительных элементов (16), разнесенных в осевом направлении вдоль зубчатого барабана (1, 1’), двух опорных соединительных элементов (16), образующих часть зубчатого барабана (1, 1’) и не образующих часть изнашиваемых поверхностей (10, 13, 14, 15);

где тело (17) уровня отсчета разъемно входит в зацепление с опорными соединительными элементами (16), простираясь в осевом направлении вдоль зубчатого барабана (1, 1’) между опорными соединительными элементами (16); где тело (17) уровня отсчета удерживается опорными соединительными элементами (16) в заранее заданном положении относительно зубчатого барабана (1, 1’) и вблизи соответствующей одной или нескольких изнашиваемых поверхностей (15), причем указанное заранее заданное положение остается независимым от профиля (10’) износа;

определение расстояния (D1) между изнашиваемыми поверхностями (15) и телом уровня отсчета (17); и

отсоединение тела уровня отсчета (17) от опорных соединительных элементов (16).

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что тело уровня отсчета (17) представляет собой проволоку (17’), а проволока (17’) натягивается между опорными соединительными элементами (16).

10. Способ по п. 8 дополнительно включающий:

нанесение по меньшей мере на один из зубьев (3) по меньшей мере первой и второй меток (31, 32), причем первая и вторая метки (31, 32) наносятся на видимую поверхность (6) соответствующего зуба (3), а видимая поверхность (6) не является частью изнашиваемых поверхностей (10, 13, 14, 15);

где первая и вторая метки (31, 32) располагаются в соответствующих первой и второй контрольных плоскостях (P1, P2), которые простираются в радиальном и осевом направлениях по отношению к оси (X) и разнесены под углом вдоль оси (X) между соответствующими набегающими и сбегающими торцевыми поверхностями (13, 14) соответствующего зуба (3) при неизношенном состоянии зубчатого барабана (1, 1’);

где набегающие и сбегающие торцевые поверхности образуют части изнашиваемых поверхностей (10, 13, 14, 15), простирающихся в радиальном и осевом направлениях и обращенных в целом в окружном направлении по отношению к оси (X);

где указанная первая и вторая контрольные плоскости (P1, P2) указывают максимальные пределы износа для набегающих и сбегающих торцевых поверхностей (13, 14);

определение, при изношенном состоянии зубчатого барабана (1, 1’), расстояния (D2) между по меньшей мере одной из набегающих и сбегающих торцевых поверхностей (13, 14) и по меньшей мере одной из первой и второй опорных плоскостей (P1, P2) по отношению по меньшей мере к одой из меток (31, 32).