УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ МАТЕРИАЛА И СКРЕБОК
DEVICE FOR TRANSPORTATION OF MATERIALS AND SCRAPERS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение принадлежит к области изготовления механического оборудования, в частности относится к транспортному оборудованию, и более конкретно - к устройству для транспортировки материала и скребку.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На сегодняшний день скребковый конвейер, применяемый в различных областях промышленного производства, является главным транспортирующим оборудованием для непрерывной транспортировки материалов, состоящих из частиц. Особенно в горнодобывающей отрасли, например при добыче угля, скребковый конвейер может хорошо работать во взаимодействии с горнодобывающим оборудованием, служа в качестве подвижного опорного рельса для горнодобывающего оборудования, и он может приводиться в движение гидравлической скобой для поправки положения и продвижения. В частности, когда скребковый конвейер применяют в современных операциях по добыче угля, скребковый конвейер служит не только в качестве средства транспортировки угля и материала, но также является главной дорожкой угольного комбайна, поэтому скребковый конвейер стал незаменимым главным оборудованием в современных технологиях по добыче угля. Скребковый конвейер может поддерживать беспрерывную работу, и производство может происходить в нормальном темпе. В противном случае весь угольный добывающий забой будет в состоянии останова, тем самым прерывая все производство.
Размер, объем и надежность транспортировки транспортируемых материалов являются основными характеристиками скребкового конвейера в период его эксплуатации. В полном наборе скребкового конвейера скребок является одним из ключевых компонентов, которые влияют на эффективность и надежность скребкового конвейера. Инновационная и улучшенная конструкция скребка является важной частью конструкции скребкового конвейера.
Главная конструкция и компоненты скребкового конвейера по сути одинаковы. Скребковый конвейер в основном состоит из четырех частей: головной части, среднего желоба, хвостовой части и компонента в виде скребковой цепи. Принцип работы следующий: открытый борт желоба, расположенный на среднем желобе, используют в качестве принимающего механизма для материалов, таких как уголь и т.п., а скребок фиксируют на цепи (образуя скребковую цепь в сборе), чтобы тот служил в качестве транспортирующего компонента. Когда приводное устройство головной части запускается, цепное колесо, расположенное на приводном валу, и ведомый вал вращаются вместе с приводным устройством так, что скребковая цепь приводится в движение, чтобы идти по кругу и двигаться вдоль борта желоба, тем самым выполняя задачу по транспортировке материалов от среднего желоба до головной части для выгрузки. Скребковая цепь огибает цепное колесо, обеспечивая бесконечную работу в замкнутом цикле.
В процессе создания настоящего изобретения изобретатель обнаружил, что отказ скребкового конвейера на сегодняшний день происходит в основном по следующей причине:
плохие условия работы: скребковый конвейер в основном работает в шахте. Во-первых, пустая порода угля часто проскальзывает между бортом желоба и скребком, и скребок и цепь сильно истираются, что приводит к повышенному износу скребкового конвейера; во-вторых, уголь и воздух в угольном добывающем забое содержат коррозионные вещества, такие как сера, фосфор и т.п., которые также приводят к повышенной коррозии скребкового конвейера.
На основании этого формы отказа скребкового конвейера в основном возникают по причине износа и усталостного разрушения. При определенных условиях работы максимальное напряжение в некоторых участках скребка превышает допустимое напряжение материала скребка, что приводит к превышению предела прочности.
На сегодняшний день большинство скребковых конвейеров для угольных шахт являются коваными и прессованными изделиями из материалов, выполненных из легированной стали, и имеют большой вес и высокое сопротивление трению; и скребок и нижняя пластина борта желоба подвержены фрикционному износу при статическом давлении динамической нагрузки, особенно экструзионный износ скребка и борта желоба значительно негативно влияет на срок службы скребкового конвейера. Более того, нагрузка скребкового конвейера без груза слишком велика по причине веса скребка, выполненного из легированных материалов, и около 35% или более приводной выходной мощности используется для выполнения работы по приведению скребка в движение. Чтобы удовлетворить требованиям транспортной способности можно только увеличить выходную мощность приводного устройства. Таким образом, с одной стороны потребление энергии и стоимость транспортировки оборудования будут повышены; с другой стороны, для улучшения выходной мощности необходимо увеличить объем и вес приводного устройства и повысить стоимость изготовления оборудования; при этом приводное устройство с избыточным весом увеличит весь вес скребкового конвейера и рабочее давление гидравлической скобы; кроме того, из-за слишком большого объема приводного устройства выдвигается более высокое требование к свободному пространству рабочего места, так что гибкость скребкового конвейера уменьшается и рабочие ограничения увеличиваются.
В дополнение скребок сделан из твердой легированной стали, и после того как материалы, такие как уголь, добытый оборудованием для добычи угля, сталкиваются со скребком в процессе выгрузки, возможно, что более крупный глыбистый уголь будет раздроблен, что окажет негативное влияние на качество угольных продуктов, тем самым уменьшая экономический показатель относительной ценности добычи в другом аспекте.
Описанные выше технические недостатки обнаружены изобретателем в процессе реализации изобретения, что является техническим знанием изобретателя, но не обязательно относится к известному уровню техники.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
Настоящее изобретение имеет целью предоставление устройства для транспортировки материала и скребка, чтобы устранить по меньшей мере одну техническую проблему или недостаток, упомянутые в предпосылках изобретения.
Технический замысел настоящего изобретения реализуется следующим техническим решением:
устройство для транспортировки материала содержит:
желоб для транспортировки материала;
скребковую цепь в сборе, включающую:
кольцевую цепь, эта цепь выполнена с возможностью передвижения по кругу относительно желоба для транспортировки материала вдоль направления транспортировки материала;
скребки, с интервалами расположенные на цепи, при этом каждый из скребков включает:
корпус скребка, имеющий нижнюю поверхность рядом с желобом для транспортировки материала и верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности;
опорное тело, расположенное на нижней поверхности корпуса скребка, причем опорное тело снабжено монтажной поверхностью, а монтажная поверхность образует часть нижней поверхности; при этом монтажная поверхность снабжена телом качения и тело качения может поддерживать скребковый корпус, когда скребок расположен над желобом для транспортировки материала; более того,
опорное тело представляет собой неметаллический эластомер; и
приводное устройство, выполненное с возможностью приводить цепь во вращение по кругу относительно желоба для транспортировки материала вдоль направления транспортировки материала.
Устройство для транспортировки материала, например скребковый конвейер, использующее скребки, снабжено телами качения, при этом характер трения между скребком и желобом для транспортировки материала изменяется от исходного контакта с трением скольжения на контакт с трением качения, и уменьшение коэффициента трения может значительно уменьшить сопротивление трению скребка и корпуса желоба, тем самым уменьшая потерю мощности приводного устройства, приводящего в движение скребок, в конечном итоге уменьшая энергопотребление нагрузки скребкового конвейера или улучшая степень применения полезной работы выходной мощности. Поэтому уменьшение номинальной выходной мощности приводного устройства поддерживается для достижения цели по уменьшению требований к приводному устройству и реализации оптимальной конструкции.
В дополнение характер контакта с трением качения связан с уменьшением состояния износа скребка и борта транспортирующего желоба, особенно во взаимодействии с опорным телом, выполненным из неметаллического эластомера, при этом контакт тела качения и транспортирующего желоба может быть амортизирован эластичным опорным телом, тем самым дополнительно улучшая стабильность работы скребковой цепи в сборе в процессе контакта с трением качения. Самый непосредственный эффект состоит в том, что потери на износ скребка и транспортирующего желоба значительно уменьшаются благодаря измененному характеру трения, а циклы между заменой и обслуживанием скребка значительно продлеваются и могут быть по сути продлены в по меньшей мере три раза или более по сравнению с обычным скребком из легированной стали. Более того, из-за изменения характера контакта с трением выходящей из строя частью скребка в основном является опорное тело, а основной корпус скребка почти не изнашивается. Когда скребок заменяют или обслуживают, необходимо только заменить или обслужить опорное тело, тем самым уменьшая стоимость обслуживания и повышая эффективность обслуживания.
С другой стороны, опорное тело служит в качестве одной части скребка, а в корпусе скребка применяется неметаллический эластомер вместо обычной легированной стали, так что вес скребка может быть уменьшен до определенной степени и нагрузка скребкового конвейера без груза может быть дополнительно уменьшена.
Тело качения расположено на опорном теле, эластичная функция опорного тела заключается в создании у опорного тела склонности к «расширению», и эта склонность проявляется на нижней поверхности опорного тела, чтобы проталкивать тело качения ближе к транспортирующему желобу, так что тело качения и транспортирующий желоб могут все равно оставаться в действительном контакте. Когда предоставлено множество тел качения, можно гарантировать, что все тела качения могут надежно поддерживать контакт с транспортирующим желобом. С одной стороны, нагрузка всего скребка сбалансирована, а с другой - срок службы и цикл замены тел качения одинаковы, поэтому фактические требования промышленной конструкции соблюдены.
Кроме того, во всем скребке опорное тело поддерживает корпус скребка посредством тела качения, так что скребок в целом имеет определенную степень амортизации. Когда скребок принимает импульс, прикладываемый верхней частью, эластичность опорного тела может амортизировать и поглощать часть импульса, так что обратный импульс, получаемый углем, падающим на скребок, может быть уменьшен до определенной степени, тем самым позволяя углю падать в транспортирующий желоб после получения амортизации, уменьшая случаи дробления угля, повышая долю глыбистого угля в общей массе и улучшая качество угля.
Опорное тело, образованное неметаллическим эластомером, служит опорной конструкцией для установки тела качения, так что улучшается эластичное качение, удовлетворяющее общей стабильности конструкции. Сила эластичной амортизации обеспечена характеристикой материала, которая не зависит от конкретной эластичной структуры, поэтому может поддерживаться баланс нагрузки и долгосрочной стабильной работы тела качения, а эластомер может сохранять стабильное состояние в течение долгого времени, тем самым избегая выхода из строя, вызванного повреждением или деформацией конструкции и неспособностью сохранять идеальное свойство эластичности. Это будет очень хорошо подходить для рабочей среды работы скребкового конвейера по добыче угля. Одним вариантом является применение металлического эластомера, например пружины и т.п., для обеспечения характеристики амортизации посредством эластичной конструкции, что изобретателем было признано неосуществимым. Особенно при добыче угля, частицы угля и частицы пустой породы угля в транспортирующем желобе приводят к неравномерности между скребком и транспортирующим желобом, а пружина может обеспечить только силу эластичной опоры в приблизительно фиксированном направлении и явно не может стабильно поддерживать тело качения. В дополнение, если пружину используют в качестве эластичной опоры, то пружина подвержена повреждениям вследствие контакта между пружиной и частицами материала. Массивный неметаллический эластомер может прекрасно избежать недостатка металлического эластомера и может служить в качестве целого тела для поддержания тела качения с нескольких углов и направлений, и нет нужды беспокоиться о повреждении конструкции, пока опорное тело заменяют или восстанавливают после определенной степени износа. При выборе подходящих материалов опорное тело может иметь большее сопротивление износу и сопротивление коррозии, при этом обладая эластичностью.
В качестве предпочтительного варианта осуществления монтажный желоб образован в нижней поверхности корпуса скребка, а опорное тело может быть встроено в монтажный желоб.
Одним из способов установки опорного тела является формирование монтажного желоба на корпусе скребка и установка обработанного опорного тела в монтажный желоб. Эластичный материал опорного тела определяет, что сборка может быть выполнена в режиме посадки с натягом, или опорное тело с большим размером непосредственно взаимодействует с монтажным желобом с меньшим размером, и опорное тело встраивается в монтажный желоб посредством экструзии. Благодаря такому монтажному способу опорные тела можно изготавливать сериями; более того, сначала тело качения может быть установлено на опорном теле, а затем тело качения и опорное тело размещают на корпусе скребка, так что сборка тела качения становится простой и удобной. Кроме того, очень просто и удобно разбирать, собирать и заменять опорное тело. Предпочтительно текстура или переходная поверхность, взаимно соответствующая комбинированной поверхности, образована на комбинированной поверхности монтажного желоба и/или опорного тела, тем самым повышая плотность встраивания.
В качестве предпочтительного варианта осуществления, опорное тело неотделимо образовано на нижней поверхности корпуса скребка.
Другой способ образования опорного тела состоит в формировании опорного тела на нижней поверхности корпуса скребка посредством привулканизации, заливки или инжекционного формования, которые подходят для изготовления подходящих корпусов скребка сериями. Выделены формовочная поверхность или формовочный желоб, корпус скребка служит в качестве внешней формы, а неметаллический эластичный материал и тело качения непосредственно формируют на корпусе скребка посредством вулканизации, заливки, инжекционного формования и т.п. Благодаря этому способу формирования процесс сборки упрощается и комбинационная плотность опорного тела и корпуса скребка повышается. Разумеется, это также зависит от правильного выбора эластичного материала. Идеальный эффект комбинирования может быть достигнут за счет выбора неметаллического эластичного материала, который хорошо комбинируется с металлической поверхностью и имеет соответствующие прочность, сопротивление коррозии, сопротивление атмосферным влияниям и другие свойства.
В предпочтительном варианте осуществления материалом опорного тела является макромолекулярный полиуретановый материал.
Как упомянуто выше, в качестве идеального эффекта реализации технического намерения каждого технического решения настоящего изобретения предпочтительно создавать опорное тело с использованием макромолекулярного полиуретанового материала или других эластичных материалов с тем же свойством.
В качестве предпочтительного варианта осуществления устройство для транспортировки материала дополнительно включает:
опору качения, расположенную на монтажной поверхности опорного тела, при этом в опоре качения образован желоб качения; и
тело качения представляет собой перекатывающийся шарик, установленный в желобе качения.
Тело качения может быть составным телом качения или может представлять собой конструкцию, которая независимо может свободно катиться или может быть склонна к свободному качению. Идеальное тело качения имеет сферическую структуру перекатывающегося шарика, желоб качения предоставлен во взаимодействии с перекатывающимся шариком. Желоб качения выполнен в согласованном состоянии, где перекатывающийся шарик закреплен в желобе качения с образованием сферической пары, и желоб качения имеет полузакрытую конструкцию. Открытая часть перекатывающегося шарика находится в контакте качения, а остальная часть находится в желобе качения. Быстрый вариант осуществления может состоять в том, что подходящий универсальный шарик непосредственно используется как составное тело качения и предоставляется полный набор конструкции опоры качения и перекатывающегося шарика. Разумеется, опора и перекатывающийся шарик могут быть обработаны самостоятельно согласно фактическому требованию.
Требование к смазыванию перекатывающегося шарика может быть соблюдено благодаря наполнению смазочным веществом или благодаря выполнению отверстия желоба качения с размером, соответствующим размеру перекатывающегося шарика, так что материалы с очень маленьким размером частиц, такие как частицы угольного порошка в угле, имеют возможность проходить между перекатывающимся шариком и желобом качения, служа в качестве смазочного вещества для смазывания.
В частности перекатывающийся шарик и желоб качения, поддерживающий перекатывающийся шарик, находятся в жестком контакте. Непосредственная опорная конструкция перекатывающегося шарика предпочтительно является жесткой конструкцией, а не эластичной конструкцией, что обеспечивает надежную комбинацию перекатывающегося шарика и опоры качения.
В качестве предпочтительного варианта осуществления опора качения с возможностью отсоединения расположена на монтажной поверхности опорного тела.
Самостоятельно обработанная опора качения или опора качения, обеспеченная посредством универсального шара существующего готового продукта, может быть размещена разными способами, например опора качения может быть совместно образована с опорным телом посредством заливки и прессования в форме. Один из описанных выше предпочтительных способов осуществления состоит в установке опоры качения и опорного тела вместе с возможностью отсоединения и замены, например в опорном основании формируют монтажное отверстие, затем опору качения встраивают в монтажное отверстие посредством экструзии, или в монтажном отверстии формируют резьбу для поддержки установки опоры качения, или замены, или разборки опоры качения посредством свинчивания.
В качестве предпочтительного варианта осуществления устройство для транспортировки материала дополнительно включает слой вспомогательных перекатывающихся шариков, расположенный в желобе качения и приспособленный для поддержки перекатывающегося шарика, при этом слой вспомогательных перекатывающихся шариков содержит множество вспомогательных перекатывающихся шариков.
Для обеспечения более высокой стабильности и надежности один слой более мелких вспомогательных перекатывающихся шариков расположен между желобом качения и перекатывающимся шариком с образованием вторичного контакта качения для поддержки перекатывающегося шарика. Комбинация для качения, образованная перекатывающимся шариком и вспомогательными перекатывающимися шариками, может реализовать режим контакта, близкий к чисто точечному контакту, тем самым дополнительно уменьшая сопротивление трению и улучшая эксплуатационную гибкость вращения. Или же в желобе качения образован лентообразный желоб для обеспечения пространства для размещения вспомогательных перекатывающихся шариков.
Описанная выше конструкция может быть обеспечена существующим универсальным шариком конкретного типа.
Скребок включает:
корпус скребка, имеющий нижнюю поверхность и верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности; и
опорное тело, образованное на нижней поверхности корпуса скребка, причем опорное тело снабжено монтажной поверхностью, а монтажная поверхность образует часть нижней поверхности; при этом монтажная поверхность снабжена телом качения и тело качения может поддерживать корпус скребка, когда скребок расположен в монтажном положении; более того,
опорное тело представляет собой неметаллический эластомер.
В качестве другого технического решения настоящего изобретения, которое вносит технический вклад в уровень техники, усовершенствована конструкция самого скребка. Усовершенствование скребка может быть основано на новом скребке и может также быть реализовано посредством усовершенствования и корректировки конструкции существующего скребка.
Очевидно, новый скребок применяют к скребковому конвейеру, принимая скребок за основной транспортирующий элемент, и могут быть достигнуты различные полезные эффекты, такие как те, что были описаны выше.
Кроме того, различные предпочтения и улучшенная оптимизация скребка, упомянутые выше, схожим образом применимы к техническому решению, принимающему скребок за основу, и могут быть достигнуты соответствующие технические эффекты.
Устройство для транспортировки материала содержит:
желоб для транспортировки материала;
скребковую цепь в сборе, включающую:
кольцевую цепь, эта цепь выполнена с возможностью передвижения по кругу относительно желоба для транспортировки материала вдоль направления транспортировки материала;
скребки, с интервалами расположенные на цепи, при этом каждый из скребков включает:
корпус скребка, имеющий нижнюю поверхность рядом с желобом для транспортировки материала и верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности;
тело качения, расположенное на нижней поверхности корпуса скребка, при этом тело качения выполнено с возможностью поддерживать корпус скребка, когда скребок расположен над желобом для транспортировки материала; и
приводное устройство, выполненное с возможностью приводить цепь во вращение по кругу относительно желоба для транспортировки материала вдоль направления транспортировки материала.
В качестве другого технического решения настоящего изобретения, которое вносит технический вклад в уровень техники, тело качения может быть непосредственно образовано на нижней поверхности корпуса скребка, тем самым улучшая рабочее состояние скребка, уменьшая взаимный износ скребка и желоба для транспортировки материала и достигая полезного эффекта уменьшения, например, общего потребления энергии скребкового конвейера как устройства для транспортировки материала. Предпочтительно скребок выполнен из составной конструкции, например скребок установлен в качестве внутреннего сердечника, содержащего макромолекулярный композитный материал, и имеет значительную жесткость. Внутреннее покрытие покрыто эластичным макромолекулярным композитным материалом и имеет значительную эластичность.
Упомянутая в решении конструкция тела качения может непосредственно ссылаться на связанную разработку и внедрение тела качения, упомянутые выше.
Скребок включает:
корпус скребка, имеющий нижнюю поверхность и верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности; и
тело качения, расположенное на нижней поверхности корпуса скребка, при этом тело качения выполнено с возможностью поддерживать корпус скребка, когда скребок расположен в монтажном положении.
Подобным образом, в качестве другого технического решения настоящего изобретения, которое вносит технический вклад в уровень техники, усовершенствование конструкции самого скребка не ограничено тем, что тело качения размещено посредством опорного тела, как описано в решении выше. Подобным образом, усовершенствование скребка может быть основано на новом скребке и может также быть реализовано посредством усовершенствования и корректировки конструкции существующего скребка.
Очевидно, новый скребок применяют к скребковому конвейеру, принимая скребок за основной транспортирующий элемент, и могут быть достигнуты различные полезные эффекты, такие как те, что были описаны выше.
Кроме того, различные предпочтения и улучшенная оптимизация скребка, упомянутые выше, схожим образом применимы к техническому решению, принимающему скребок за основу, и могут быть достигнуты соответствующие технические эффекты.
Следует отметить, что приведенный выше обзор использован исключительно в целях пояснения и не считается ограничением настоящего изобретения. В дополнение к примерам решений, варианты осуществления и признаки, описанные выше, дополнительные решения, варианты осуществления и признаки настоящего изобретения будут легко понятны со ссылкой на сопровождающие графические материалы и приведенное ниже подробное описание.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На графических материалах, если не указано иначе, одинаковые номера ссылок на всех различных графических материалах представляют одинаковые или похожие детали или элементы. Эти графические материалы не обязательно представлены в масштабе. Следует понимать, что графические материалы описывают только некоторые варианты осуществления, раскрытые согласно настоящему изобретению, и их не следует считать ограничением объема настоящего изобретения.
На фиг. 1 показано схематическое изображение конструкции нижней поверхности скребка согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 показано трехмерное структурное схематическое изображение скребка согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 показано схематическое изображение боковой конструкции скребка согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4 показано усеченное схематическое изображение частичной конструкции скребкового конвейера согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5 показано схематическое изображение в разрезе скребкового конвейера согласно варианту осуществления настоящего изобретения, при этом положение в разрезе является интервалом между скребками.
На фиг. 6 показано схематическое изображение в разрезе скребкового конвейера согласно варианту осуществления настоящего изобретения, при этом положение в разрезе является положением, в котором находится скребок.
На фиг. 7 показано частично увеличенное схематическое изображение детали в виде опорного тела, показанного на фиг. 6.
На фиг. 8 показано трехмерное структурное схематическое изображение скребка согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 9 показано схематическое изображение местной конструкции скребка согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 10 показано схематическое изображение крепежной конструкции тела качения согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 11 показано трехмерное структурное схематическое изображение скребка согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 12 показано схематическое изображение конструкции нижней поверхности скребка согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 13 показано боковое схематическое изображение узла, в котором тело качения в скребке установлено на опорное тело, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 14 показано схематическое изображение в разрезе узла, в котором тело качения в скребке установлено на опорное тело, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, при этом положение в разрезе является положением, в котором находится тело качения.
На фиг. 15 показано схематическое изображение нижней поверхности узла, в котором тело качения в скребке установлено на опорное тело, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее в данном документе кратко описаны только некоторые примеры вариантов осуществления. Как может быть понятно специалистам в данной области техники, описанные варианты осуществления могут быть модифицированы различными способами без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Поэтому сопровождающие графические материалы и описание следует считать пояснительными по своему характеру, а не ограничивающими.
В вариантах осуществления, показанных на фиг. 4 - фиг. 7, будут описаны устройство для транспортировки материала и скребок в устройстве для транспортировки. Обращаясь к фиг. 11 и фиг. 12, скребок включает: корпус 2100 скребка, имеющий нижнюю поверхность и верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности; и опорное тело 2500, образованное на нижней поверхности корпуса 2100 скребка, причем опорное тело 2500 снабжено монтажной поверхностью и монтажная поверхность образует часть нижней поверхности; при этом монтажная поверхность снабжена телом 2200 качения и тело 2200 качения выполнена с возможностью поддерживать корпус скребка, когда скребок расположен в монтажном положении; более того, опорное тело представляет собой неметаллический эластомер. Описанное выше монтажное положение относится к положению, когда скребок расположен на цепи. Монтажное положение может быть изменено по-разному в зависимости от фактической ситуации. Может быть понятно, что поскольку тело качения расположено на монтажной поверхности опорного тела и опорное тело образовано на нижней поверхности корпуса скребка, тело качения опосредовано поддерживает корпус скребка, т.е. тело качения поддерживает опорное тело, а опорное тело поддерживает корпус скребка. Представленное в техническом описании монтажное положение может отсылать к описанию, приведенному выше, которое в данном документе не уточняется.
Когда оснащено скребком, устройство для транспортировки материала, например скребковый конвейер, дополнительно содержит: желоб 2400 для транспортировки материала; скребковую цепь в сборе, включающую кольцевую цепь 2300, и эта цепь 2300 может двигаться по кругу относительно желоба 2400 для транспортировки материала вдоль направления транспортировки материала; при этом скребки расположены на цепи 2300 с интервалами и могут переноситься цепью 2300 для перемещения по кругу по желобу 2400 для транспортировки материала; более того, скребок будет поддерживаться телом 2200 качения в желобе 2400 для транспортировки материала так, чтобы находиться в контакте с трением качения с внутренней частью желоба 2400 для транспортировки материала. Приводное устройство (не показано на фигуре) может приводить цепь в движение по кругу относительно желоба 2400 для транспортировки материала вдоль направления транспортировки материала.
Устройство для транспортировки материала, например скребковый конвейер, использующее скребки, снабжено телами качения, при этом характер трения между скребком и желобом для транспортировки материала изменяется от исходного контакта с трением скольжения на контакт с трением качения, и уменьшение коэффициента трения может значительно уменьшить сопротивление трению скребка и корпуса желоба, тем самым уменьшая потерю мощности приводного устройства, приводящего в движение скребок, в конечном итоге уменьшая энергопотребление нагрузки скребкового конвейера или улучшая степень применения полезной работы выходной мощности. Поэтому уменьшение номинальной выходной мощности приводного устройства поддерживается для достижения цели по уменьшению требований к приводному устройству и реализации оптимальной конструкции.
W
zh
В частности, формула расчета основного ходового сопротивления  находящегося под нагрузкой участка скребкового конвейера имеет вид:
W
q×ω
q
ω'
L×g×
q
q
L×g×
zh
= (+0×)cosβ±(+0)×sinβ
В формуле:
W
zh
- основное ходовое сопротивление (N) находящегося под нагрузкой участка скребкового конвейера;
L-
проектная длина (м) скребкового конвейера;
g
2
- ускорение силы тяжести, g=10 м/с;
β
- угол наклона (°)  скребкового конвейера;
q
- масса (кг) каждого метра материала скребкового конвейера;
q
0 - масса (кг) каждого метра скребковой цепи;
ω
- коэффициент сопротивления материала, движущегося в желобе;
ω
- коэффициент сопротивления, когда скребковая цепь движется в находящемся под нагрузкой отводном желобе;
«±» - берут «+», если скребковая цепь транспортирует вверх; в противном случае берут «-».
’
’
’
Из приведенной выше формулы расчета видно, что когда меняется характер контакта с трением, коэффициент ω сопротивления значительно уменьшается, например ω выбран как 0,4 согласно стандартной конструкции, характер трения качения точечного контакта меняется и ω может быть уменьшен до 0,1 или менее, тем самым значительно уменьшая ходовое сопротивление.
В дополнение характер контакта с трением качения связан с уменьшением состояния износа скребка и борта транспортирующего желоба, особенно во взаимодействии с опорным телом, выполненным из неметаллического эластомера, при этом контакт тела качения и транспортирующего желоба может быть амортизирован эластичным опорным телом, тем самым дополнительно улучшая стабильность работы скребковой цепи в сборе в процессе контакта с трением качения. Самый непосредственный эффект состоит в том, что потери на износ скребка и транспортирующего желоба значительно уменьшаются благодаря измененному характеру трения, а циклы между заменой и обслуживанием скребка значительно продлеваются и могут быть по сути продлены в по меньшей мере три раза по сравнению с обычным скребком из легированной стали. Более того, из-за изменения характера контакта с трением выходящей из строя частью скребка в основном является опорное тело, а основной корпус скребка почти не изнашивается. Когда скребок заменяют или обслуживают, необходимо только заменить или обслужить опорное тело, тем самым уменьшая стоимость обслуживания и повышая эффективность обслуживания.
С другой стороны, опорное тело служит в качестве одной части скребка, а в корпусе скребка применяется неметаллический эластомер вместо обычной легированной стали, так что вес скребка может быть уменьшен до определенной степени и нагрузка скребкового конвейера без груза может быть дополнительно уменьшена.
Тело качения расположено на опорном теле, эластичная функция опорного тела заключается в создании у опорного тела склонности к «расширению», и эта склонность проявляется на нижней поверхности опорного тела, чтобы проталкивать тело качения ближе к транспортирующему желобу, так что тело качения и транспортирующий желоб могут все равно оставаться в действительном контакте. Когда предоставлено множество тел качения, можно гарантировать, что все тела качения могут надежно поддерживать контакт с транспортирующим желобом. С одной стороны, нагрузка всего скребка сбалансирована, а с другой - срок службы и цикл замены тел качения одинаковы, поэтому фактические требования промышленной конструкции соблюдены.
Кроме того, во всем скребке, когда опорное тело поддерживает корпус скребка посредством тела качения, скребок в целом имеет определенную степень амортизации. Когда скребок принимает импульс, прикладываемый верхней частью, эластичность опорного тела может амортизировать и поглощать часть импульса, так что обратный импульс, получаемый углем, падающим на скребок, может быть уменьшен до определенной степени, тем самым позволяя углю падать в транспортирующий желоб после получения амортизации, уменьшая случаи дробления угля, повышая долю глыбистого угля в общей массе и улучшая качество угля.
Опорное тело, образованное неметаллическим эластомером, служит опорной конструкцией для установки тела качения, так что улучшается эластичное качение, удовлетворяющее общей стабильности конструкции. Сила эластичной амортизации обеспечена характеристикой материала, которая не зависит от конкретной эластичной структуры, поэтому может поддерживаться баланс нагрузки и долгосрочной стабильной работы тела качения, а эластомер может сохранять стабильное состояние в течение долгого времени, тем самым избегая выхода из строя, вызванного повреждением или деформацией конструкции и неспособностью сохранять идеальное свойство эластичности. Это будет очень хорошо подходить для рабочей среды скребкового конвейера при работе по добыче угля. Одним вариантом является применение металлического эластомера, например пружины и т.п., для обеспечения характеристики амортизации посредством эластичной конструкции, что изобретателем было признано неосуществимым. Особенно при добыче угля, частицы угля и частицы пустой породы угля в транспортирующем желобе приводят к неравномерности между скребком и транспортирующим желобом, а пружина может обеспечить только силу эластичной опоры в приблизительно фиксированном направлении и явно не может стабильно поддерживать тело качения. В дополнение, если пружину используют в качестве эластичной опоры, то пружина подвержена повреждениям вследствие контакта между пружиной и частицами материала. Массивный неметаллический эластомер может прекрасно избежать недостатка металлического эластомера и может служить в качестве целого тела для поддержания тела качения с нескольких углов и направлений, и нет нужды беспокоиться о повреждении конструкции, пока опорное тело заменяют или восстанавливают после определенной степени износа. При выборе подходящих материалов опорное тело может иметь большее сопротивление износу и сопротивление коррозии, при этом обладая эластичностью.
Как показано на фиг. 7, монтажный желоб образован в нижней поверхности корпуса 2100 скребка и опорное тело 2500 может быть встроено в монтажный желоб.
Одним из способов установки опорного тела является формирование монтажного желоба на корпусе скребка и установка обработанного опорного тела в монтажный желоб. Эластичный материал опорного тела определяет, что сборка может быть выполнена в режиме посадки с натягом, или опорное тело с большим размером непосредственно взаимодействует с монтажным желобом с меньшим размером, и опорное тело встраивается в монтажный желоб посредством экструзии. Благодаря такому монтажному способу опорные тела можно изготавливать сериями; более того, сначала тело качения может быть установлено на опорном теле, а затем тело качения и опорное тело размещают на корпусе скребка, так что сборка тела качения становится простой и удобной. Кроме того, очень просто и удобно разбирать, собирать и заменять опорное тело. Предпочтительно текстура или переходная поверхность, взаимно соответствующая комбинированной поверхности, образована на комбинированной поверхности монтажного желоба и/или опорного тела, тем самым повышая плотность встраивания.
В непоказанном варианте осуществления опорное тело неотделимо образовано на нижней поверхности корпуса скребка.
Другой способ образования опорного тела состоит в формировании опорного тела на нижней поверхности корпуса скребка посредством привулканизации, заливки или инжекционного формования, которые подходят для изготовления подходящих корпусов скребка сериями. Выделены формовочная поверхность или формовочный желоб, корпус скребка служит в качестве внешней формы, а неметаллический эластичный материал и элемент качения непосредственно формируют на корпусе скребка посредством привулканизации, заливки, инжекционного формования и т.п. Благодаря этому способу формирования процесс сборки упрощается и комбинационная плотность опорного тела и корпуса скребка повышается. Разумеется, это также зависит от правильного выбора эластичного материала. Идеальный эффект комбинирования может быть достигнут за счет выбора неметаллического эластичного материала, который хорошо комбинируется с металлической поверхностью и имеет соответствующие прочность, сопротивление коррозии, сопротивление атмосферным влияниям и другие свойства.
Материал описанного выше опорного тела предпочтительно является макромолекулярным полиуретановым материалом.
Как упомянуто выше, в качестве идеального эффекта реализации технического намерения, включенного в различные варианты осуществления настоящего изобретения, предпочтительно создавать опорное тело с использованием макромолекулярного полиуретанового материала или других эластичных материалов с тем же свойством. В особенности выбранный макромолекулярный полиуретановый материал или подобный эластичный материал должны соответствовать следующим свойствам или обладать ими:
твердость: SHA60-SHD70;
прочность на растяжение: 25-60 МПа;
прочность на разрыв (правый угол): 50-200 кН/м;
относительное удлинение при разрыве: 300-800%; и
упругость: 25-70%.
На основании описанного выше требования к свойствам изготовление соответствующего эластичного материала может соответствовать требованию технических решений в различных вариантах осуществления настоящего изобретения относительно конструкции опорного тела, тем самым достигая технических эффектов, упомянутых выше.
Обращаясь к фиг. 10 и фиг. 13-15, для облегчения установки тела качения опорное тело дополнительно снабжено:
опорой 4201 качения, расположенной на монтажной поверхности опорного тела, при этом в опоре 4201 качения образован желоб качения; и
перекатывающимся шариком 4200 как телом качения, установленным в желобе качения.
Тело качения может быть составным телом качения или может иметь конструкцию, которая независимо может свободно катиться, или может быть склонно к свободному качению. Идеальное тело качения имеет сферическую структуру перекатывающегося шарика, желоб качения предоставлен во взаимодействии с перекатывающимся шариком. Желоб качения выполнен в согласованном состоянии, где перекатывающийся шарик закреплен в желобе качения с образованием сферической пары, и желоб качения имеет полузакрытую конструкцию. Открытая часть перекатывающегося шарика находится в контакте качения, а остальная часть находится в желобе качения. Быстрый вариант осуществления может состоять в том, что подходящий универсальный шарик непосредственно используется как составное тело качения и предоставляется полный набор конструкции опоры качения и перекатывающегося шарика. Разумеется, опора качения и перекатывающийся шарик могут быть обработаны самостоятельно согласно фактическому требованию.
Требование к смазыванию перекатывающегося шарика может быть соблюдено благодаря наполнению смазочным веществом или благодаря выполнению отверстия желоба качения с размером, соответствующим размеру перекатывающегося шарика, так что материалы с очень маленьким размером частиц, такие как в основном частицы угольного порошка в угле, имеют возможность проходить между перекатывающимся шариком и желобом качения, служа в качестве смазочного вещества для смазывания.
В частности перекатывающийся шарик и желоб качения, поддерживающий перекатывающийся шарик, находятся в жестком контакте. Непосредственная опорная конструкция перекатывающегося шарика предпочтительно является жесткой конструкцией, а не эластичной конструкцией, что обеспечивает надежную комбинацию перекатывающегося шарика и опоры качения.
Обращаясь к фиг. 10, опора 4201 качения может быть с возможностью отсоединения расположена на монтажной поверхности опорного тела.
Самостоятельно обработанная опора качения или опора качения, обеспеченная посредством универсального шара существующего готового продукта, может быть размещена разными способами, например опора качения может быть совместно образована с опорным телом посредством заливки и прессования в форме. Один из описанных выше предпочтительных способов осуществления состоит в установке опоры качения и опорного тела вместе с возможностью отсоединения и замены, например в опорном основании формируют монтажное отверстие, затем опору качения встраивают в монтажное отверстие посредством экструзии, или в монтажном отверстии формируют резьбу для поддержки установки опоры качения, или замены, или разборки опоры качения посредством свинчивания.
Обращаясь к фиг. 10, вспомогательный слой перекатывающихся шариков для поддержки перекатывающегося шарика 4200 в желобе качения расположен во обойме качения и содержит множество вспомогательных перекатывающихся шариков 4202.
Для обеспечения более высокой стабильности и надежности один слой более мелких вспомогательных перекатывающихся шариков расположен между желобом качения и перекатывающимся шариком с образованием вторичного контакта качения для поддержки перекатывающегося шарика. Комбинация для качения, образованная перекатывающимся шариком и вспомогательными перекатывающимися шариками, может реализовать режим контакта, близкий к чисто точечному контакту, тем самым дополнительно уменьшая сопротивление трению и улучшая эксплуатационную гибкость вращения. Или же в желобе качения образован лентообразный желоб для обеспечения пространства для размещения вспомогательных перекатывающихся шариков.
На сегодняшний день существуют различные доступные для выбора универсальные шары, и номер модели универсальных шаров может быть выбран согласно следующим требованиям:
перекатывающийся шарик и обойма качения могут быть выполнены из высокопрочного металла, такого как материал из нержавеющей стали; диаметр перекатывающегося шарика, например, выбирают из диапазона 6-20 мм; а диаметр вспомогательного перекатывающегося шарика, например, выбирают из диапазона 2-5 мм. Универсальные шарики могут быть приобретены согласно техническим характеристикам существующего продукта, а также могут быть обработаны и изготовлены самостоятельно. Принцип и продукты универсальных шаров представляют хорошо известные и развитые технологии, и поэтому более подробно в данном документе не рассматриваются.
В варианте осуществления, показанном на фиг. 6 и фиг. 7, в качестве развития упомянутого выше варианта осуществления, опорное тело 3500 не только образовано на контактной поверхности на нижней части корпуса 3100 скребка, но и дополнительно проходит к наклонной поверхности на нижней стороне корпуса 3100 скребка. Эта часть конструкции не всегда поддерживает контакт с транспортирующим желобом, но увеличение диапазона установок опорного тела и установки тела 3200 качения на наклонной поверхности нижней стороны может дополнительно улучшить рабочее состояние скребка, в частности скребковый конвейер нужно проталкивать в процессе работы; поэтому нельзя гарантировать, что скребковый конвейер всегда будет на прямой линии и скребок может раскачиваться и трястись. Опорное тело и тело качения являются выгодными для уменьшения ударов и износа транспортирующего желоба на двух концах скребка, тем самым продлевая весь срок службы скребка и продлевая период между заменой и обслуживанием скребка.
Следует пояснить, что в различных вариантах осуществления настоящего изобретения под наклонной поверхностью нижней стороны могут понимать часть нижней поверхности корпуса скребка.
В дополнение, ссылаясь на варианты осуществления, показанные на фиг. 1-3, в настоящем изобретении раскрывается другая конструкция скребка, включающая: корпус 1100 скребка, при этом корпус 1100 скребка имеет нижнюю поверхность рядом с желобом для транспортировки материала, и верхнюю поверхность, противоположную нижней поверхности; и тело 1200 качения, расположенное на нижней поверхности корпуса скребка, при этом тело 1200 качения выполнено с возможностью поддерживать корпус 1100 скребка, когда скребок расположен над желобом для транспортировки материала.
В качестве приспособления, соответствующего конструкции скребка, например скребковый конвейер как устройство для транспортировки материала, дополнительно содержит: желоб для транспортировки материала; скребковую цепь в сборе, включающую кольцевую цепь, при этом цепь может передвигаться по кругу относительно желоба для транспортировки материала вдоль направления транспортировки материала, и скребки, с интервалами расположенные на цепи; и
приводное устройство, выполненное с возможностью приводить во вращение по кругу цепь относительно желоба для транспортировки материала вдоль направления транспортировки материала.
В этом варианте осуществления тело качения может быть непосредственно образовано на нижней поверхности корпуса скребка, тем самым улучшая рабочее состояние скребка, уменьшая взаимный износ скребка и желоба для транспортировки материала и достигая полезного эффекта уменьшения, например, общего потребления энергии скребкового конвейера как устройства для транспортировки материала. Предпочтительно скребок выполнен из составной конструкции, например скребок установлен в качестве внутреннего сердечника, содержащего макромолекулярный композитный материал, и имеет значительную жесткость, и жесткость должна приблизительно достигать жесткости марки металла с теми же техническими характеристиками и размером, такой как легированная сталь. На основании этого требования композитный материал имеет множество вариантов осуществления и типов материала, например композитный материал из стекловолокна, композитный материал из углеродного волокна и т.п. Формирование композитного материала также представляет развитый уровень техники. Согласно требованию к свойствам, изготовители могу изготовлять продукты из соответствующих материалов и конкретный способ формирования не уточняется.
Внутренний сердечник покрыт макромолекулярным эластичным материалом и имеет значительную эластичность, а конкретные требования к механическим свойствам являются следующими:
твердость: SHA60-SHD80;
прочность на растяжение: 25-80 МПа;
прочность на разрыв (правый угол): 50-230 кН/м;
относительное удлинение при разрыве: 300-800%; и
упругость: 25-70%.
На основании описанного выше требования к свойствам изготовление соответствующего эластичного материала может соответствовать требованию технических решений в различных вариантах осуществления настоящего изобретения относительно конструкции опорного тела, тем самым достигая технических эффектов, упомянутых выше.
Эластичные материалы с описанными выше свойствами, в частности известные продукты из макромолекулярных полиуретановых материалов, изготовители могут производить продукты из материалов с описанными выше свойствами согласно различным известным формулам и процессам. То, как получить различные материалы, упомянутые выше, не входит в содержание, охватываемое техническим вкладом настоящего изобретения в данную область техники. Изобретения параметров свойств достаточно для оказания поддержки специалистам в данной области техники при воспроизведении технических решений в различных вариантах осуществления согласно настоящему изобретению. Поэтому способ получения конкретного материала или предпочтительная формула не будут представлены в техническом описании. Если существуют более подходящие или предпочтительные формула материала, способ получения материала или новый продукт из материала, то они будут принадлежать к категории других изобретений.
Упомянутая в варианте осуществления конструкция тела качения может непосредственно ссылаться на связанную разработку и внедрение тела качения, упомянутые выше.
То, что не упомянуто в настоящем изобретении, может быть реализовано с применением или после изучения существующих технологий.
Выше описан только конкретный вариант осуществления настоящего изобретения, но он не ограничивает объем правовой охраны настоящего изобретения. Различные изменения или замены, которые могут придумать специалисты в данной области техники в рамках технического объема, раскрытого настоящим изобретением, должны попадать в объем правовой охраны настоящего изобретения. Поэтому объем правовой охраны настоящего изобретения следует определять со ссылкой на прилагаемую формулу изобретения.
Следует отметить, что в описании настоящего изобретения отношения направления или положения, указанные терминами «центр», «продольный», «поперечный», «длина», «ширина», «толщина», «верхний», «нижний», «передний», «задний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «сверху», «снизу», «внутренний», «внешний», «по часовой стрелке», «против часовой стрелки», «осевой», «радиальный», «окружной» и т.п., основаны на том, что показано на сопроводительных графических материалах, и предназначены только для описания настоящего изобретения и упрощения описания и не означают и не подразумевают, что указанный аппарат или компонент должен иметь специальное направление или сконструирован и используется в особом направлении, и таким образом их нельзя понимать как ограничение настоящего изобретения.
Кроме того термины «первый» и «второй» использованы только для описания и не должны быть интерпретированы как указание или подразумевание относительной важности или косвенное указание числа технических признаков. Таким образом, признак, определенный как «первый» и «второй», может непосредственно или косвенно включать одну или более характеристик. В описании настоящего изобретения фраза «множество» означает два или более, если явно не определено иное.
В настоящем изобретении, если не указано и не определено иное, термины, такие как «монтажный», «соединенный», «соединение», «фиксированный» и т.п., следует понимать в широком смысле, например «соединение» может быть фиксированным соединением и также может быть разъединяемым соединением или интегрированным соединением, может быть механическим соединением, может быть электрическим соединением и также может быть связью, и может быть непосредственным соединением, может быть опосредованным соединением через промежуточную среду, а также может быть внутренней связью двух компонентов или взаимодействием между двумя компонентами. Для специалистов в данной области техники конкретные значения приведенных выше терминов в настоящем изобретении могут быть поняты согласно конкретным ситуациям.
В настоящем изобретении расположение первого признака «выше» или «ниже» второго признака включает то, что первый признак находится в непосредственном контакте со вторым признаком, или первый признак не находится в непосредственном контакте со вторым признаком, но находится в контакте со вторым признаком посредством другого признака между первым признаком и вторым признаком, если не указано и не определено иное. Более того, расположение первого признака «выше», «над» и «на» втором признаке включает то, что первый признак расположен непосредственно над и на наклонной верхней части второго признака, или только показывает, что горизонтальная высота первого признака больше, чем у второго признака; и расположение первого признака «ниже», «внизу» и «под» вторым признаком включает то, что первый признак расположен под и на наклонной нижней части второго признака, или показывает только то, что горизонтальная высота первого признака меньше, чем у второго признака.
Раскрытая выше сущность изобретения обеспечивает различные разные варианты осуществления или примеры для реализации разных конструкций настоящего изобретения. Для упрощения раскрытия сущности настоящего изобретения части и установки конкретных примеров описаны выше. Разумеется, они являются только примерами и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. В дополнение в настоящем изобретении номера ссылок и/или буквенные обозначения могут повторяться в разных примерах. Повторение не указывает на отношение между различными обсуждаемыми вариантами осуществления и/или установками и служит для простоты и ясности. В дополнение настоящее изобретение предоставляет различные примеры конкретных процессов и материалов, но специалисты в данной области техники могут реализовать на практике применение других процессов и/или использование других материалов.