Звеньевой узел конвейерной цепи (варианты), скребковый узел для звена конвейерной цепи и звеньевой скребковый узел конвейерной цепи (варианты)
CONVEYOR CHAIN LINK ASSEMBLY (VARIANTS), CONVEYOR CHAIN LINK SCRAPER ASSEMBLY, AND CONVEYOR CHAIN LINK SCRAPER ASSEMBLY (VARIANTS)

РОДСТВЕННАЯ ЗАЯВКА
[0001] Данная заявка является частичным продолжением находящейся на рассмотрении предварительной заявки на патент США №12/433332, поданной 30 апреля 2009 года, содержание которой полностью включено в данный документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Данное изобретение относится к цепному скребковому конвейеру, применяемому в горнодобывающей промышленности для транспортировки сырья, и, в частности, к усовершенствованной конструкции цепного скребкового конвейера. Еще более конкретно, данное изобретение относится к конвейерным цепям для выемочных комбайнов непрерывного действия и для механизмов цепной тяги.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Ранее предпринимались попытки создания конвейерных скребков с различными покрытиями. Главной причиной использования указанных покрытий является борьба с шумом. Несмотря на то что было доказано, что покрытия уменьшают уровень шума, создаваемый конвейером, на 5-10 дБ, эти материалы относительно быстро стирались со скребков вследствие износа и были признаны недостаточно качественными для их промышленного применения в выемочных комбайнах непрерывного действия или длиннозабойном оборудовании. После отработки рабочего ресурса покрытия сплющивались, начинали рваться и отсоединяться. Одна из причин данного повреждения заключалась в том, что покрытие было слишком тонким. Доступное пространство для установки брусков скребка на конвейере ограничено, поэтому для увеличения толщины покрытия жертвуют целостностью применяемых скребков.
[0004] Было доказано, что уретановое покрытие, выполненное на скребках конвейерной цепи, обеспечивает эффективное снижение уровня шума, которому подвергаются операторы выемочных комбайнов непрерывного действия. К причинам, ограничивающим широкое применение данного способа решения проблемы, относятся стоимость изготовления и обслуживания цепи, срок службы уретанового покрытия и т.п.
[0005] На сегодняшний день наиболее эффективной конструкцией скребка с уретановым покрытием является обычный кованый стальной конвейерный скребок, который подвергают механической обработке для уменьшения его толщины и, следовательно, получения необходимого пространства для уретанового покрытия. Затем механически обработанный скребок используют в качестве сердечника, который заключают в уретановое покрытие. Однако толщина покрытия не достигает требуемого значения, а углы стального скребка вызывают концентрацию напряжений на уретановом покрытии. Ближайший к цепи конец скребка в настоящее время выполняют с увеличенными размерами и с отверстиями под штифты цепи. Уретановое покрытие имеет нежелательно малую толщину, что обусловлено увеличенными размерами конца скребка.
[0006] Сердечник скребка сваривают за одно целое со скребковой секцией цепи, которая является частью цепного узла. Замена скребка вследствие износа уретанового покрытия является дорогой и сложной операцией. Если уретановое покрытие изношено на большом количестве скребков, то ремонт цепи является экономически нецелесообразным и необходимо заменять всю цепь.
[0007] Независимой целью данного изобретения является создание конвейерной цепи, содержащей сменные скребки, покрытые уретаном. В случае конвейерной цепи, содержащей сменные скребки с уретановым покрытием, поврежденные скребки с уретановым покрытием могут быть заменены за несколько минут при минимальном времени простоя выемочного комбайна непрерывного действия.
[0008] В одном независимом варианте выполнения скребок конвейерной цепи содержит по меньшей мере два разнесенных звена и две боковые пластины, которые соединяют указанные звенья и от каждой из которых отходят два разнесенных удлиненных штифта. Скребок может содержать металлическую основу, которая может содержать две разнесенные цилиндрические части, предназначенные для размещения указанных двух разнесенных удлиненных штифтов. Кроме того, скребок может содержать гибкий кожух, окружающий металлическую основу.
[0009] В другом независимом варианте выполнения предложен скребок для скребкового узла конвейерной цепи, причем указанный узел содержит пару параллельных штифтов для установки скребка, которые расположены на расстоянии друг от друга и каждый из которых характеризуется длиной, пару разнесенных параллельных боковых пластин, установленных на указанных штифтах, и по меньшей мере один скребок. Скребок может в целом содержать сердечник, содержащий промежуточный элемент и пару параллельных трубок, расположенных на указанном расстоянии друг от друга, причем промежуточный элемент расположен между указанными трубками и присоединен к каждой из них, а каждая трубка имеет первый конец и второй конец, и оболочку, окружающую сердечник, прикрепленную к нему и имеющую первый конец и второй конец, при этом первый конец имеет пару отверстий. Сердечник и оболочка могут образовывать единый скребок, выполненный с возможностью соединения со штифтами, при этом первый конец каждой трубки предназначен для размещения части длины соответствующего штифта, а каждое отверстие в оболочке служит для прохождения через него части соответствующего штифта.
[0010] В следующем независимом варианте выполнения предложен скребковый узел конвейерной цепи. Указанный узел может в целом содержать пару параллельных штифтов для установки скребка, которые расположены на расстоянии друг от друга и каждый из которых характеризуется длиной, пару разнесенных параллельных боковых пластин, установленных на указанных штифтах, и по меньшей мере один съемный скребок. Скребок может содержать сердечник, содержащий промежуточный элемент и пару параллельных трубок, расположенных на указанном расстоянии друг от друга, причем промежуточный элемент расположен между указанными трубками и присоединен к каждой из них, а каждая трубка имеет первый конец и второй конец, и оболочку, окружающую сердечник, прикрепленную к нему и имеющую первый конец и второй конец, при этом первый конец имеет пару отверстий. Сердечник и оболочка могут образовывать единый скребок, выполненный с возможностью разъемного соединения с указанными штифтами, при этом первый конец каждой трубки обеспечивает размещение с возможностью извлечения части длины соответствующего штифта, и часть соответствующего штифта проходит через каждое отверстие в оболочке.
[0011] В еще одном независимом варианте выполнения предложен скребковый узел конвейерной цепи. Указанный узел может в целом содержать пару параллельных штифтов для установки скребка, которые расположены на расстоянии друг от друга и каждый из которых имеет наружную поверхность и характеризуется длиной, пару разнесенных параллельных боковых пластин, установленных на указанных штифтах, по меньшей мере один съемный скребок, имеющий пару отверстий, которые расположены на указанном расстоянии друг от друга и каждое из которых имеет внутреннюю поверхность и обеспечивает размещение с возможностью извлечения соответствующего штифта, и связывающее вещество, расположенное между внутренней поверхностью каждого отверстия и наружной поверхностью соответствующего штифта с обеспечением разъемного соединения скребка со штифтами.
[0012] В другом независимом варианте выполнения предложен способ сборки скребкового узла конвейерной цепи. Указанный способ может в целом включать выполнение пары параллельных штифтов для установки скребка, которые расположены на расстоянии друг от друга и каждый из которых характеризуется длиной, установку пары разнесенных параллельных боковых пластин на указанные штифты, выполнение по меньшей мере одного скребка, содержащего сердечник, который содержит промежуточный элемент и пару параллельных трубок, расположенных на указанном расстоянии друг от друга, причем промежуточный элемент располагают между трубками и присоединяют к каждой из них, а каждая трубка имеет первый конец и второй конец, и оболочку, имеющую первый конец и второй конец, при этом первый конец имеет пару отверстий, причем при указанном выполнении по меньшей мере одного скребка сердечник заключают в оболочку с получением единого скребка, и выполняемое за указанным заключением в оболочку разъемное соединение единого скребка с указанными штифтами, при котором часть длины соответствующего штифта вводят с возможностью извлечения в первый конец каждой трубки и часть соответствующего штифта проводят с возможностью извлечения через каждое отверстие в оболочке.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] Фиг. 1 изображает частичный вид в аксонометрии конвейера, содержащего цепь и скребки.
[0014] Фиг. 2 изображает вид в аксонометрии одного скребка, содержащего внутренний сердечник и наружное уретановое покрытие.
[0015] Фиг. 3 изображает вид в аксонометрии внутреннего сердечника, показанного на фиг. 2.
[0016] Фиг. 4 изображает вид в аксонометрии альтернативного варианта выполнения внутреннего сердечника, показанного на фиг. 3.
[0017] Фиг. 5 изображает частичный вид в аксонометрии альтернативного варианта выполнения конвейера, содержащего цепь и скребки.
[0018] Фиг. 6 изображает вид в аксонометрии альтернативного варианта выполнения скребкового узла цепи.
[0019] Фиг. 7 изображает покомпонентный вид в аксонометрии скребкового узла цепи, показанного на фиг. 6.
[0020] Фиг. 8 изображает вид в аксонометрии сердечника, входящего в состав скребкового узла цепи, показанного на фиг. 6.
[0021] Фиг. 9 изображает вид в аксонометрии наружной оболочки для скребкового узла цепи, показанного на фиг. 6.
[0022] Фиг. 10 изображает вид в аксонометрии еще одного альтернативного варианта выполнения скребкового узла цепи.
[0023] Прежде чем рассматривать подробное описание одного варианта выполнения изобретения, необходимо уяснить, что практическое применение изобретения не ограничено только элементами конструкции и вариантами компоновки составных частей, представленными в нижеследующем описании или изображенными на чертежах. Изобретение может иметь другие варианты выполнения и быть реализовано или выполнено различными способами. Кроме того, следует понимать, что формулировки и термины, употребляемые в данном документе, используются с описательной целью и не должны рассматриваться как ограничительные. Термины «включающий» и «содержащий» и производные от них используются в данном документе с точки зрения охвата как нижеперечисленных элементов и их эквивалентов, так и дополнительных элементов. Кроме того, следует понимать, что такие термины, как «передний», «задний», «левый», «правый», «верхний» и «нижний» и т.д., используются для удобства и не должны толковаться как ограничительные.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0024] На фиг. 1 изображен конвейер 10, содержащий цепь 14 и скребки 18. Скребок 18 содержит звукозаглушающий материал в виде уретановой оболочки 20 и металлическую основу 22 в виде внедренного сердечника из листовой стали, как показано на фиг. 2. В других вариантах выполнения могут использоваться другие, менее предпочтительные варианты металлической основы, такие как колодка (не показана).
[0025] Более конкретно, цепь 14, как показано на фиг. 1, содержит два шарнирных звена 26, соединенных двумя боковыми пластинами 30. Несмотря на то что на чертеже изображены только два шарнирных звена 26, соединенные двумя пластинами 30, обычно цепь 14 представляет собой непрерывную цепь (не показано), при этом скребки 18 прикреплены на расстоянии друг от друга вдоль цепи 14.
[0026] В наружном направлении от каждой боковой пластины 30, перпендикулярно направлению перемещения цепи отходят два разнесенных штифта 34. Каждый из скребков 18 прикреплен к разнесенным штифтам 34, как дополнительно объяснено ниже. Как показано на фиг. 1, один набор из двух разнесенных штифтов 34 проходит влево от цепи 14, и один набор из двух разнесенных штифтов 34 проходит вправо от цепи 14.
[0027] Каждый скребок 18 имеет тонкостенный стальной сердечник 22, оставляющий пространство для соответствующей толщины звукозаглушающей оболочки 20. Сердечник 22, изображенный на фиг. 3, представляет собой плоскую стальную пластину, имеющую первый конец 40 и второй конец 44, а также левый край 48 и правый край 52, как показано на фиг. 3. Каждый из левого и правого краев сердечника 22 имеет цилиндрическую часть 50, которая ограничивает цилиндрическое отверстие 54, проходящее по всей длине сердечника 22. В цилиндрические отверстия 54 входят удлиненные штифты 34 цепи. Сердечник 22 зажимается на штифтах 34 с помощью зажимных средств в виде заклепок или резьбовых крепежных средств 56 (см. фиг. 1), которые проходят через отверстия 58, проходящие только через металлическую основу 22. Сердечник 22 вместе со штифтами 34 обеспечивает прочность и жесткость для поддержания уретановой наружной оболочки 20 скребка 18.
[0028] Для обеспечения доступа к заклепкам или резьбовым крепежным средствам 56 для возможного излечения скребка 18 из конвейера 10 или замены поврежденного скребка новым скребком 18 в уретановой оболочке 20 выполнены отверстия 60, расположенные над отверстиями 58, проходящими через металлическую основу 22.
[0029] В одном варианте выполнения, который не представлен на чертежах, звукозаглушающий скребок 20 может быть изготовлен из нескольких частей, которые склеивают вместе одновременно с их приклеиванием на сердечники 22. В предпочтительном варианте выполнения скребок 18 отливают непосредственно на сердечнике 22. Более конкретно, сердечник 22 вставляют в форму, а затем поверх сердечника заливают звукозаглушающий материал 20. Сердечник может состоять из одной или двух частей. На фиг. 3 изображен однокомпонентный сердечник 22, а на фиг. 4 изображен сердечник 72, выполненный из двух одинаковых частей 74 и 76, имеющих симметричную конфигурацию. Сердечник 72 также может быть выполнен как единое целое путем сварки двух частей вдоль их краев. Однокомпонентный сердечник обеспечивает более надежный зажим на штифтах 34 цепи, однако двухкомпонентный сердечник требует меньших затрат на изготовление.
[0030] Как показано на фиг. 5, длина цилиндрических отверстий 54 не обязательно должна быть равна общей длине сердечника 22. Если в целях экономии применяют штифты 34, которые проходят не по всей длине сердечника 22, то длина отверстий 54 может соответствовать длине штифта 34. Кроме того, это обеспечивает возможность простого изготовления цепных узлов различной ширины путем простого выбора скребков заданной ширины с сохранением при этом одинаковой длины штифтов.
[0031] На чертежах показана конвейерная цепь с двумя звездочками, описанная в патенте США №6662932, который включен в данный документ посредством ссылки. Предложенный принцип также может быть применен к стандартной конвейерной цепи с одной звездочкой. На чертежах уретановый скребок показан частично прозрачным для отображения расположенных в нем штифтов и сердечника.
[0032] На фиг. 6-9 изображен скребковый узел 400 цепи в соответствии с другим вариантом выполнения изобретения. Скребковый узел 400, изображенный на фиг. 6-9, аналогичен узлу, описанному выше со ссылкой на фиг. 1-5, и ниже приведено описание только их отличий. Аналогичные элементы обозначены теми же номерами позиций, увеличенными на 400.
[0033] Скребковый узел 400 содержит скребки 418, шарнирные звенья 426, боковые пластины 430 и штифты 434 для установки скребка. Как показано на фиг. 7-8, скребки 418 содержат оболочку 420, изготовленную из звукозаглушающего материала, например уретана, и внутренний сердечник 422, изготовленный из жесткого материала, например стали.
[0034] На фиг. 8 сердечник 422 изображен более подробно. Изображенный сердечник 422 содержит две параллельные трубки 438 и присоединенный к ним промежуточный элемент 442. Каждая трубка 438 имеет первый конец 446 и второй конец 464, при этом трубки 438 расположены друг от друга на расстоянии, равном длине шага цепи 14. Трубки 438 имеют внутреннюю поверхность 466, определяющую внутренний диаметр. Внутренний диаметр трубок слегка превышает диаметр штифтов 434 для обеспечения возможности посадки с зазором между трубками 438 и наружной поверхностью штифтов 434.
[0035] Промежуточный элемент 442 имеет первый конец 468, проксимальный первым концам 446 трубок 438, второй конец 480, верхнюю поверхность 484 и нижнюю поверхность 488. Промежуточный элемент 442 проходит параллельно трубкам 438 в направлении второго конца 480, который в изображенной конструкции расположен дальше, чем вторые концы 464 трубок 438. В элементе 442 также имеются отверстия 492, проходящие между верхней поверхностью 484 и нижней поверхностью 488. В других вариантах выполнения промежуточный элемент 442 может иметь большее или меньшее количество отверстий 492 различных размеров.
[0036] Оболочка 420 скребка изготовлена из уретана или другого звукозаглушающего материала. Как показано на фиг. 9, изображенная оболочка 420 по существу окружает весь сердечник 422, покрывая верхнюю, нижнюю и наружные торцевые поверхности сердечника 422. В других конструкциях оболочка 420 может покрывать внутреннюю торцевую поверхность сердечника 422. Оболочка 420 проходит через отверстия 492 промежуточного элемента 442 и заполняет их, укрепляя связь между указанной оболочкой 420 и элементом 442.
[0037] В соответствии с фиг. 7 штифты 434 имеют увеличенную длину для обеспечения их прикрепления к сердечнику 422. Скребки 418 присоединены к штифтам 434, причем в данном варианте выполнения соединение скребков 418 и штифтов 434 обеспечивает связывающее вещество. Для сборки скребка 418 и цепи 14 связывающее вещество или монтажный состав наносят на внутреннюю поверхность трубок 438 и/или на штифты 434. Для улучшения связывающего соединения штифты 434 могут быть подвергнуты предварительной обработке, которая может включать выполнение насечек, канавок на наружной поверхности штифтов 434 или ее пескоструйную обработку. Трубки 438 задвигают поверх штифтов 434, закрепляя скребок 418 относительно скребкового узла 400 цепи. Пространство между внутренней поверхностью трубки 438 и штифтом 434 заполняют связывающим веществом.
2
[0038] Подходящие связывающие вещества имеют предел прочности на сдвиг, составляющий 5 фунтов/кв.дюйм (0,35 кг/см), при этом трубки 438 и штифты 434 выполнены с соответствующей площадью контакта, обеспечивающей необходимую прочность узла 400. Кроме того, выбранное связывающее вещество имеет такую температуру плавления, что тепловое воздействие приводит к расплавлению указанного вещества и позволяет оператору удалить и заменить изношенный или поврежденный скребок 418. После нанесения дополнительного связывающего вещества на штифты 434 и/или трубки 438 (при необходимости) на штифты 434 устанавливают новый, запасной скребок 418.
[0039] Модульная конструкция скребка 418, изображенного на фиг. 6-9, упрощает замену сломанного скребка без необходимости отсоединения цепи 14 и замены всего скребкового узла 400. Жесткий сердечник 422 придает скребку 418 прочность и жесткость, в то время как оболочка 420 скребка обеспечивает глушение звука, уменьшая шум, создаваемый при работе конвейера 10.
[0040] Кроме того, наличие сердечника 422 и оболочки 420 скребка упрощает процесс изготовления вследствие отсутствия необходимости первоначального закрепления скребка на скребковом узле цепи и последующего нанесения оболочки на каждый скребок. Вместо этого скребки 418 могут быть изготовлены по отдельности, при этом сначала изготавливают сердечник 422, а затем заключают его в оболочку 420. Это снижает стоимость изготовления скребкового узла 400, содержащего звукозаглушающие скребки 418.
[0041] Длина трубок 438 может регулироваться в зависимости от заданной величины контактной поверхности между штифтами 434 и трубками 438. Кроме того, возможно регулирование длины и формы промежуточного элемента 422 в зависимости от требуемой прочности или жесткости скребка 418.
[0042] На фиг. 10 изображен альтернативный вариант выполнения скребкового узла 500 цепи, содержащего скребок 518, в котором сердечник 522 задвинут поверх штифтов 534 и концы штифтов 534 прикреплены к сердечнику 522. Сердечник 522 проходит приблизительно по всей длине оболочки 520 скребка, что обеспечивает более высокую прочность узла.
[0043] В еще одном варианте выполнения (не изображенном на чертежах) скребок изготовлен из материала, имеющего звукозаглушающие свойства, так что отпадает необходимость в отдельно выполненной оболочке, и обладающего достаточной прочностью, так что отсутствует необходимость в отдельно выполненном сердечнике. Одним примером такого подходящего материала является ковкое железо. Несмотря на то что ковкое железо сложно приварить к стали, такой скребок может быть прикреплен к штифтам с помощью связывающего вещества, как описано выше. Такой скребок может иметь конструкцию, аналогичную конструкции скребка 418 (например, иметь отверстия под штифты 434 и в целом такую же наружную форму). Как вариант, скребок может иметь конструкцию, аналогичную конструкции, показанной в заявке на патент США №2009/0250318, опубликованной 8 октября 2009 года, полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.
[0044] Таким образом, изобретение может в целом обеспечивать, среди прочего, скребковый узел цепи, обладающий звукозаглушающими свойствами. В нижеприведенных пунктах формулы изобретения могут быть изложены один или более независимых особенностей и преимуществ изобретения.