Фрикционный механизм перестановки барабана шахтной подъемной машины Советский патент 1981 года по МПК B66B15/06 

(54) ФРИКЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ПЕРЕСТАНОВКИ БАРАБАНА ШАХТНОЙ ПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ

I

Изобретение относится к машиностроению, в частности к шахтным подъемным установкам.

Известен зубчатый механизм перестановки барабанов, включающий зубчатый заклинитель, перемещающийся вдоль вала, и прикрепленный к барабану з |бчатый венец с внутренним зацеплением, размеры которого совпадают с соответствующими размерами заклннителя. Перемещение заклинителя из одного положения в другое осуществляется с помощью пневматических цилиндров черезрычажную передачу. Зубчатые механизмы перестановки барабанов подъемных машин обычно передают значительные крутящие моменты {1.

Основными недостатками таких механизмов перестановки барабанов являются малая точность регулировки длины подъемных канатов (не менее 75-150 мм), что затрудняет работу клетевых подъемных установок, особенно при применении на иих жестких посадочных устройств; быстрый износ зубьев и быстрое увеличение зазоров между зубьями заклинителя и венца, в результате чего значительно уменьшается срок службы всего механизма перестановки (до 7-10 лет

при расчетном сроке службы подъемной машины 25 лет) и увеличиваются динамические составляющие усилий в подъемных канатах; а также значительное время на осуществление операции по перестановке барабанов (до 20 мин(, обусловленное несов палением .зубьев заклинителя с впадинами венца.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому -)ффекту к изобрете... нию является фрикциомный многодисковый механизм перестановки барабанов подъемной машины, включающий несколько фрнкционных дисков, половина которых зафиксирована в ступице, заклиненной на главном валу машины, а вторая половина - на одной

15 из ступиц переставного барабана. Зажатие дисков для передачи требуемого крутящего момента производится с помощью нескольких спиральных нли тарельчатых пружин, установленных по окружности механизма перестановки между подвижными и непод20 внжными его частями. Для обеспечення нормальной работы такого механизма усилие, создаваемое каждой пружнной, - должно контролироваться с помощью специальных

тарировочных устройств или приспособлений.

Основной частью этих механизмов являются фрикционные диски, которые- в зажатом состоянии передают требуемый крутящий момент от главного вала машины к барабану. Для надежной передачи указанного момента количество фрикционных дисков обычно бывает довольно большим (до 20 шт). При различных режимах работы шахтной подъемной машины часто происходит подгорание дисков, в результате чего значительно снижается их срок службы (до двух-трех лет), а иногда происходит и преждевременное разрушение их 2J.

Основными недостатками фрикционных многодисковых механизмов перестановки барабанов являются частое подгорание и быстрое разрешение многих дисков, а .вследствие этого малый срок службы всего фрикционного механизма перестановки барабанов, наличие смазки между фрикционными дисками, значительно снижающей коэффициент трения между дисками, что в свою очередь приводит к увеличению количества дисков (до 20-30 шт); необходимость герметизации масла в камере с фрикционными дисками, имеющими большие размеры (диаметр до 2-х м); трудность изготовления, особенно термической обработки, фрикционных дисков, имеющих большие размеры (диаметром до 2-х м) и толщину до 10 мм, а также высокая стоимость ремонтных работ механизма перестановки барабанов, обусловленная большими габаритами его деталей и трудностью доступа к ним.

Цель изобретения - упрощение конструкции фрикционного механизма перестановки барабанов шахтных подъемных мащин и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в фрикционном механизме перестановки барабана шахтной подъемной машины, включающем барабаны, один из которых неподвижен, а второй свободно установлен на валу машины и нмеет приспособление со стопорными элементами и пневмоснстему, приспособление выполнено в виде диска, а стопорные элементы выполнены в виде цилиндров с подпружиненными поршнями, штоки которых снабжены фрикционными накладками, при этом диск жестко прикреплен к свободно установленному барабану, фрикционные накладки установлены с возможностью контакта с поверхностями диска, а стопорные элементы установлены попарно друг против друга и их штоковые Полости соединены между собой.

Применение одного фрикционного диска И нескольких стопорных элементов существенно упрощает конструкцию и повышает надежность работы фрикционного механизма перестановки 6apa6aifOB шахтных подъемных машнн за счет обеспечения сухого трення пары «диск-колодка н применения нескольких стопорных элементов, в каждом из которых совмещен источник усилия для зажатня диска и механизм отвода колодки от диска.

На фиг. I н:юбражеч фрикционный мехаиизм перестановки барабанов шахтной подъемной машины, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Фрикционный механизм состоит из главного вала 1 машины, барабанов, один из

которых 2 заклинен, а второй 3 свободно установлен на главном валу машины. Барабан 3 имеет две лобовины 4, установленные свободно на главном валу с помощью подшнпннков 5 качения, и оболочку 6, соединяющую обе лобовины барабана в одну

целую конструкцию, нмеющую свое тормозное устройство 7. Фрикционный диск 8 с двумя рабочими поверхностями жестко прикреплен к оболочке б барабана и охватывается стопорными элементами 9, каждый из которых имеет цилиндр 10, поршень II

тарельчатые пружины 12, шток 13, тормозную колодку 14 с фрикционной накладкой 15. Стопорные элементы 9 установлены на опоре 16, которая болтом 17 присоединяется к ступнце Г8, заклиненной на главном валу 1 с помощью шпонки 19 или другого неподвижного соединення. Заклиненный барабан 2 закреплен на главном валу I шпонкой 20 и имеет свой тормоз 21. Движение к барабана.м 2 и 3 передается от приводного электродвнгателя 22 через муфту 23.

Стопорные элементы 9 закреплены на опоре 16 болтами 24 и регулировочными планками 25. Цилиндры 10 стопорных элементов 9 соединены с пневмогндросетью подъемной машины с помощью главного

вала I машины, трубопроводов 26 и уплотнительных наконечннков 27. Штоковые полости 28 всех стопорных элементов 9 соединены между собой н с пневмогидросетью подъемной машины (последняя на чертеже не показана).

Механизм перестановки работает следующим образом.

При нормальной работе подъемной установки из всех цнлиндров 10 стопорных элементов 9 воздух выпущен, и тарельчатые пружины 12 передают требуемое усилие через поршни II, штоки 13, тормозные колодки 14 с фрикционными накладками 15 к обеим рабочим поверхностям фрнкционного диска 8. В этом случае переставной барабан 3 может быть расторможен тормозом 7 и вращаться совместно с главным валом I машнны за счет передачн вращающего момента от вала шпонкой 19, ступицей 18, опорой 16 приводных элементов, болтами 17 и 24, регулировочнымн планкамн 25, всеми стопорными элементами 9 с фрикционными накладками 15 к диску 8, а также к оболочке 6 барабана и его лобовинам 4. Для нормальной работы подъемной машины общее усилие, развиваемое тарельчатыми пружинами 12 всех стопорных элементов 9, должно быть таким, чтобы удерживающий момент на диске 8 был значительно больше максимального (или расчетного) статического момента, действующего на подъемную машину (не менее 4-5 кратного) Такой запас момента позволит исключить случайные, даже незначительные проскальзывания одной части барабана 3 относительно ступицы 18. Для исключения дополнительных нагрузок на диск 8 стопорные элементы 9 создают одинаковые усилия, они установлены на ступице 18 попарно друг против друга и их штоковые полости 28 соедииены между собой и . с пневмогидросетью подъемной мащины.

Для перестановки барабанов тормоз 7 включается и при неподвижной подъемной машине воздух (масло) подается через главные вал Г машины, трубопроводы 26 и уплотнительные наконечники 27 в штоковые полости 28 цилиндров 10. В этом случае поршни 11 сжимают тарельчатые пружины 12 и штоки 13 отводят тормозные колодки 14 с фрикционными накладками 15 до создания зазора в 1,5-2,0 мм между диском 8 и колодками 14. После растормаживания правого барабана 2 тормозом 21 правый барабан поворачивается на требуемую величину приводным электродвнгателем 22 через муфту 23, главный вал I и шпонку 20. После окончания процесса перестановки барабанов подъемная машина останавливается тормозом 21 и воздух выпускается из штоковых полостей 28 всех стопорных элементов 9 с помощью специального электроклапана, расположенного на панели управления машииой (иа схемах не показан). В этом случае диск 8 зажимается всеми стопорными элементами 9 при любом положении левого барабана 3 относительно главного вала 1 машины. Это позволяет бесступеичато регулировать длииы подъемных канатов с высокой точностью.

При аварийном режиме работы подъемной установки (заклинивание сосуда или каната, наматываемого на перестав ной барабан) нагрузка иа подъемный канат может значительно возрасти. Однако она не превысит той нагрузки на канат, при которой произойдет проскальзывание диска 8 относительно тормозных колодок 14 стопорных элементов 9. Как показано ранее, проскальзывание диска произойдет при Мкр(4-5)Мст. расг. Это значит, что предлагаемый механизм перестановки барабанов позволит значительно уменьшить пиковые нагрузки иа подъемные канаты.

навиваемые иа левый (переставной) барабан машины.

Таким образом, изобретение позволяет уменьшить количество дорогостоящих фрикционных дисков с 20-30 щт. .до одного,

их габариты и веса; исключить смазочные 1атериалы для фрикционных дисков и устройств для герметизации дисков со смазкой; уменьшить габариты и вес подъемных машин на 10-15% за счет размещения механизма перестановки внутри одного из барабанов (между лобовинами переставного барабана) и обеспечения сухого трения пары «диск-колодка, имеющего повышенный коэффициент треиия, чем со смазкой, а также уменьшить время иа операцию перестановки барабанов

2-х барабаниых шахтных подъемных машин (почти вдвое по отношению к зубчатым механизмам перестановки барабанов) увеличить срок службы подъемных канатов (до 30%), навиваемых иа переставной (левый) барабан, за счет значительного снижения пиковых нагрузок на них, и исключить обрывы этих канатов при заклинивании подъемных сосудов в стволе шахты. Обрыв каждого подъемного каната приводит к большим материальным убыткам (до

100 туе. руб) и длительным простоям шахтных подъемных установок (до 2-3 -х суток).

Формула изобретения

30

Фрикционный механизм перестановки барабана шахтной подъемной машины, включающий барабаны, один из которых иеподвижеи, а второй свободно установлен на валу машины и имеет приспособлеиие со стопориыми элементами и пневмосистему, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышеиия его иадежности, приспособлеиие выполнеио в виде диска, а стопорные элементы выполнены в виде

0 цилиндров с подпружиненными поршнями, штоки которых сиабжеиы фрикциоииыми накладк-ами, при этом диск жестко прикреплен к свободно установлеиному барабану, фрикционные накладки устаиовлеиы с возможностью контакта с поверхностями диска,

а стопорные элементы установлены попарно друг против друга и их штоковые полости соедииены между собой.

Источники ииформации, принятые во внимание при экспертизе

I. Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок. М., «Недра, 1970, с. 1

2. Завозин Л. Ф. Шахтные подъемные установки. М., «Недра, 1975, с. 130-131 (прототип).

. Z