Исполнительный орган горной машины Советский патент 1993 года по МПК E21C25/04 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к исполнительным органам очистных комбайнов, использующихся при выемке полезного ископаемого.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности исполнительного органа, системы привода исполнительного органа и горной машины в целом за счет предохранения от максимальных пиковых нагрузок, эффективного снижения постоянно действующих динамических нагрузок и плавающей установки большого центрального колеса.

На фиг.1 показан общий вид исполнительного органа; на фиг.2 - сечение А-А на фиг, 1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2.

Исполнительный орган содержит оснащенный режущим инструментом 1 корпус 2, ступицу 3, соединенную с корпусом специальными штифтами 4, и болтами 5, ряд упругих элементов 6. выполненных из пружинной стали в виде цилиндропарабо- лических стержней и закрепленные кон- сольно во фланце 7, к которому присоединена винтами 8 крышка 9. Фланец посредством болтов 10 жестко соединен с корпусом поворотного редуктора 11. Противоположные концы цилиндропараболиче- ских стержней 6 расположены во впадинах звездообразного профиля 12, выполненного на поверхности большого центрального колеса 13, входящего в состав планетарного редуктора, Он состоит из малого центрального колеса 14 плавающего типа, водила 15 с осями 16, на которых установлены сателлиты 17 на опорах качения 18. Между корпусом поворотного редуктора 11 и води- лом 15 расположена опора качения 19 и между водилом и фланцем расположена опора качения 20. Цилиндропараболиче- ские стержни 6 в осевом направлении зафиксированы с помощью кольца 21. Свободные концы стержней имеют возвмож- ность перемещаться по поверхности звездообразного профиля 12 благодаря упругим деформациям стержней 6 в радиальном и тангенциальном направлениях. Вал-шестерня 22 установлена в подшипниках качения 23 и соединена через зубчатую муфту 24 с малым центральным колесом плавающего типа 14.

Все стержни закреплены аксиально. Количество стержней, радиус их размещения во фланце, высота профиля на поверхности большого цилиндрического колеса, длина консольной части стержней определяются расчетным путем, исходя из требуемой величины момента срабатывания устройства и податливости упругих стержней.

На валу-шестерне 22 установлено зубчатое колесо 25. В поворотно редукторе 11 . находятся паразитные шестерни 26.и зубчатое колесо 27, установленное на валу-шестерне 28.

Работает исполнительный орган следующим образом. Вращение от вала-шестерни 28 поворотного редуктора 11 передается через зубчатое колесо 27, паразитные шестерни 26, зубчатое колесо 25, вал-шестерню 22 через зубчатую муфту 24 малому центральному колесу 14,от которого через сателлиты 17, обкатывающиеся на осях 16 внутри самоустанавливающегося за счет упругих

5 элементов 6 большого центральнрго колеса 13, передается водилу 15 и далее, через ступицу 3, соединенную с водилом 15 посредством эвольвентного шлицевого соединения, на корпус исполнительного ор0 рана 2, соединенного со ступицей 3 посредством штифтов 4 и болтов 5.

Беспрепятственное вращение подвижных элементов редуктора обеспечивается их установкой на опорах качения 18, 19, 20

5 и 23. Опора 20 в осевом направлении зафиксирована крышкой 9, установленной при помощи болтов 8.

При этом работающие на изгиб стержни б деформируются относительно фланца 7

0 неподвижно закрепленного болтами 10 к корпусу поворотного редуктора 11. Перемещение концов стержней 6 по поверхности профиля 12 можно представить в виде перемещений в двух взаимно перпендикулярных

5 направлениях; по линии, касательной к окружности их расположения, и в радиальном направлении (до высоты h подъема звездообразного профиля 12). Упругие стержни при этом воспринимают соответственно ра0 диальное и тангенциальное усилия, обеспечивая некоторую подвижность большого центрального колеса за счет своих изгибных деформаций. Перемещение стержней 6 в осевом направлении ограничено кольцом

5 21.

Каждый стержень 6 работает как кон- сольно закрепленная балка, обладающая существенной изгибной податливостью. Концы упругих стержней 6, удерживая боль0 шое центральное колесо 13, будут .перемещаться по поверхностям соответствующих впадин звездообразного профиля 12, выполненного на большом центральном колесе 13.

5 При этом происходит снижение постоянно действующих динамических составляющих вращающего момента в приводе исполнительного органа горной машины за счет рассеивания энергии колебаний на поверхностях трения. За счет аксиального расположения стержней даже при ограниченных габаритах можно получить значительную податливость упругой связи и тем самым эффективно снижать постоянно действующие динамические нагрузки.

Устройство работает как виброзащитное до тех пор, пока деформация концов стержней 6 в радиальном направлении не превысит величину высоты h профиля 12, соответствующую максимально допустимо- му значению передаваемого вращающего момента.

Концы упругих стержней 6 при этом перемещаются по верхней выступающей поверхности звездообразного профиля 12 большого центрального колеса 13, практически не удерживая его от поворота. Силовая кинематическая цепь будет разорвана.

После поворота большого центрального колеса 13 концы стержней 6 вновь окажутся во впадинах звездообразного профиля. Процесс будет повторяться до тех пор, пока под воздействием периодически прикладываемого усилия резцами 1 не будет разрушено препятствие, послужившее причиной формирования максимальной пиковой нагрузки, превышающей расчетный момент срабатывания упругопредохранительного устройства.

Таким образом, при величине передава- емого вращающего момента, не превышающей расчетную величину срабатывания устройство работает .как вйброзащитное, снижает постоянно действующие динамические составляющие нагрузки в силовых системах комбайна. При этом за счет упругой подвески большого центрального колёса обеспечивается его самоустановка, и нагрузка на сателлиты распределяется равномерно. Самоустановка большого цент- рального колеса обеспечивается для шнеков диаметр ом 1,4...1,8м, что невозможно из-за ограниченности габаритов при использовании сложной в изготовлении традиционной конструкции с дополнитель- ными зубчатыми венцами на колесе и корпусе, соединенными зубчатой обоймой.

При прорезании исполнительным органом твердых включений происходит предохранение привода исполнительного органа горной машины.от поломок и опрокидывания электродвигателя за счет кратковременного разрыва кинематической цепи.

Преодоление препятствия происходит без формирования значительных по величине пиковых нагрузок благодаря многократному, периодически повторяющемуся приложению вращающего момента срабатывания защитного устройства.

Таким образом, применение предложенной конструкции повышает надежность и долговечность исполнительного органа и горной машины в целом за счет предохранения от максимальных пиковых нагрузок и снижения постоянно действующих динамических нагрузок, возникающих в силовых системах горных машин, а также за счет самоустановки большого центрального колеса и равномерного распределения нагрузки между сателлитами.

Формула изобретения Исполнительный орган горной машины, включающий рабочий орган с режущим инструментом, установленный на поворотном редукторе в консольной части которого расположена планетарная передача, имеющая малое центральное колесо, водило с осями, на которых установлены сателлиты, и большое центральное колесо с упругодемпфиру- ющими элементами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за. счет снижения динамических нагрузок, большое центральное колесо выполнено с расположенными перпендикулярно его оси впадинами, равномерно размещенными по его наружной поверхности, и установлено с радиальным зазором относительно корпуса поворотного редуктора при помощи упруго- демпфирующих элементов, которые одним концом жестко закреплены в корпусе поворотного редуктора, а другим установлены с возможностью перемещения по впадинам большого центрального колеса,

Фие.З

Изобретение относится к горным комбайнам и служит для повышения надежности горной машины за счет снижения динамических нагрузок. Рабочий орган 2с режущим инструментом 1, установленный на поворотном редукторе 11, в консольной .части которого расположена планетарная передача, имеющая малое центральное колесо 14, водило 15 с осями 16, на которых установлены сателлиты 17, и большое центральное колесо 13 супругодемпфирующими элементами 6. Большое центральное колесо 13 выполнено с расположенными перпендикулярно его оси впадинами 12, равномерно размещенными по его наружной поверхности, и установлено с радиальным зазором относительно корпуса поворотного редуктора при помощи упругодемпфирующих элементов 6, которые одним концом жестко закреплены в корпусе поворотного редукто- . ра 11, а другим установлены с возможностью перемещения по впадинам 12 большого центрального колеса 13. Наличие упругих элементов между сателлитами обеспечивает демпфирование только осевых составляющих усилий. Снижение пиковых нагрузок обеспечивается за счет плавающей установки большого централи ного колеса. 3 ил. 4 ,. - ..:-. .:Э:: Ё