ЦЕПНОЙ КОНВЕЙЕР И ЗВЕНО ДЛЯ НЕГО
CHAIN CONVEYOR AND ITS LINK

Перекрестная ссылка на связанные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет по ранее поданным, находящимся на одновременном рассмотрении: предварительной заявке на патент США № 62/467761, поданной 6 марта 2017 г.; предварительной заявке на патент США № 62/467766, поданной 6 марта 2017 г.; предварительной заявке на патент США № 62/467767, поданной 6 марта 2017 г.; предварительной заявке на патент США № 62/467769, поданной 6 марта 2017 г.; предварительной заявке на патент США № 62/467770, поданной 6 марта 2017 г., и предварительной заявке на патент США № 62/467773, поданной 6 марта 2017 г. Полное содержание каждого из этих документов включено в настоящее описание посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к конвейерам для материалов, в частности к цепным скребковым конвейерам.
Сущность изобретения
Горнодобывающие машины, такие как проходческие комбайны непрерывного действия и средства цепной откатки, могут содержать цепные конвейеры, допускающие боковое отклонение, для прохождения через боковые повороты. Цепные конвейеры могут содержать скребковые элементы для продвижения или проталкивания материала вдоль рештака. Цепь можно приводить в движение посредством одной или нескольких звездочек.
В одном независимом аспекте звено для цепного конвейера содержит первую часть и вторую часть. Вторая часть ориентирована параллельно и дистанцирована в боковом направлении от первой части. Первая часть содержит первый зацепляющий звездочку штифт, а вторая часть содержит второй зацепляющий звездочку штифт. Первый зацепляющий звездочку штифт и второй зацепляющий звездочку штифт выступают в боковом направлении друг от друга. Первый зацепляющий звездочку штифт и второй зацепляющий звездочку штифт выровнены друг с другом вдоль оси, которая является поперечной относительно направления движения. Каждый из первого зацепляющего звездочку штифта и второго зацепляющего звездочку штифта имеет продолговатое поперечное сечение.
В другом независимом аспекте конвейерная цепь содержит первое звено, второе звено, соединительный штифт для соединения первого звена и второго звена и по меньшей мере один фиксатор. Первое звено содержит первую часть и вторую часть, и вторая часть ориентирована параллельно и дистанцирована в боковом направлении от первой части. Первая часть содержит первый зацепляющий звездочку штифт, а вторая часть содержит второй зацепляющий звездочку штифт. Первый зацепляющий звездочку штифт и второй зацепляющий звездочку штифт выступают в боковом направлении друг от друга. Соединительный штифт проходит между первой частью и второй частью первого звена. По меньшей мере один фиксатор удерживает соединительный штифт от перемещения относительно по меньшей мере одной из первой части и второй части. Каждый фиксатор расположен по существу внутри одной из первой части и второй части.
В еще одном независимом аспекте звено для цепного конвейера содержит первую часть, вторую часть и промежуточную часть. Первая часть содержит первый зацепляющий звездочку штифт. Вторая часть ориентирована параллельно и дистанцирована в боковом направлении от первой части, а вторая часть содержит второй зацепляющий звездочку штифт. Первый зацепляющий звездочку штифт и второй зацепляющий звездочку штифт выровнены друг с другом вдоль оси, поперечной направлению движения звена. Первый зацепляющий звездочку штифт и второй зацепляющий звездочку штифт выступают в боковом направлении от центральной оси. Промежуточная часть проходит между первой частью и второй частью и образует одно целое с первой частью и второй частью. Промежуточная часть выровнена в боковом направлении с первым зацепляющим звездочку штифтом и вторым зацепляющим звездочку штифтом.
Другие аспекты станут очевидными при рассмотрении подробного описания и прилагаемых чертежей.
Краткое описание фигур
На ФИГ. 1 представлен общий вид горной машины с частью загрузочной передней части в разрезе.
На ФИГ. 2 представлен общий вид переднего конца горной машины ФИГ. 1.
На ФИГ. 3 представлен покомпонентный вид узла привода конвейера.
На ФИГ. 4 представлен общий вид секции цепного конвейера.
На ФИГ. 5 представлен покомпонентный вид секции цепного конвейера фиг. 4.
На ФИГ. 6 представлен общий вид соединительного звена.
На ФИГ. 7 представлен вид сверху соединительного звена фиг. 6.
На ФИГ. 8 представлен вид в разрезе соединительного звена, если смотреть вдоль сечения 8–8, как показано на ФИГ. 5.
На ФИГ. 9 представлен общий вид соединительного звена согласно другому варианту осуществления.
На ФИГ. 10 представлен общий вид в разрезе соединительного звена фиг. 9, если смотреть вдоль сечения 10–10, включая цепные штифты и фиксаторы.
На ФИГ. 11 представлен общий вид в разрезе соединительного звена фиг. 9, если смотреть вдоль сечения 10–10, включая цепные штифты и фиксаторы.
На ФИГ. 12 представлен общий вид в разрезе соединительного звена фиг. 9, если смотреть вдоль сечения 10–10, включая цепные штифты и фиксаторы.
На ФИГ. 13 представлен вид в разрезе соединительного звена фиг. 4, если смотреть вдоль сечения 13–13, включая фиксаторы согласно другому варианту осуществления.
На ФИГ. 14 представлен покомпонентный вид части соединительного звена и фиксатора фиг. 13.
На ФИГ. 15 представлен вид сверху соединительного звена фиг. 6, сцепленного с вертлюжными звеньями.
На ФИГ. 16 представлен другой общий вид соединительного звена фиг. 6.
На ФИГ. 17 представлен вид сверху секции цепного конвейера фиг. 4.
На ФИГ. 18 представлен общий вид секции цепного конвейера согласно другому варианту осуществления.
На ФИГ. 19 представлен покомпонентный вид секции цепного конвейера фиг. 18.
Перед подробным объяснением каких–либо независимых вариантов осуществления раскрытия следует понять, что применение раскрытия не ограничено деталями конструкции и расположением компонентов, изложенными в следующем описании или проиллюстрированными на чертежах. Раскрытие допускает другие независимые варианты осуществления и может быть применено на практике или осуществлено различными способами.
Кроме того, следует понимать, что фразеология и терминология, используемые в данном документе, предназначены для целей описания и не должны рассматриваться как ограничивающие. Использование слов «в том числе», «содержащий» или «имеющий» и их вариаций в настоящем документе подразумевает охват элементов, перечисленных после них, и их эквивалентов, а также дополнительных элементов. Термины «установленный», «соединенный» и «сцепленный» используются широко и охватывают как прямые, так и косвенные установку, соединение и сцепление. Кроме того, «соединенный» и «сцепленный» не ограничены физическими или механическими соединениями или сцеплениями и могут включать в себя электрические или жидкостные соединения или сцепления, прямые или непрямые. Кроме того, электронные коммуникации и уведомления могут быть выполнены с использованием любых известных средств, включая прямые соединения, беспроводные соединения и т. д.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
На ФИГ. 1 проиллюстрирована горная машина 10, такая как горный комбайн. В проиллюстрированном варианте осуществления горная машина 10 содержит раму или шасси 18, стрелу 22, шарнирно соединенную с шасси 18, и режущую головку 26, закрепленную на стреле 22. Шасси 18 может поддерживаться тяговым механизмом (например, гусеницами 30) для движения относительно опорной поверхности (не показано).
Как показано на ФИГ. 1 и 2, загребающий механизм или загрузочная передняя часть 34 расположена смежно первому концу или передним концом 38 шасси 18, а конвейер 42 проходит в виде непрерывной петли от переднего конца 38 шасси 18 ко второму или заднему концу 46 шасси 18. Загрузочная передняя часть 34 расположена под режущей головкой 26 и содержит полотно 50 и пару вращающихся рычагов 54, которые зацепляют и направляют выбитый материал на конвейер 42. Конвейер 42 транспортирует вырубленный материал от переднего конца 38 по направлению к заднему концу 46 (ФИГ. 1) шасси 18, из области под режущей головкой 26 к другому конвейеру или транспортному средству (не показано), расположенному в непосредственной близости от заднего конца 46 шасси 18.
Как показано на ФИГ. 2, конвейер 42 представляет собой цепной конвейер, образованный цепными звеньями, соединенными последовательно в непрерывную петлю. Конвейер 42 прогоняет вырубленный материал вдоль цепного рештака или полотна 58. Конвейер 42 приводят в движение посредством узла привода, содержащего вал 62, расположенный смежно загребающей головке 34 шасси 18. Как показано на ФИГ. 3, вал 62 располагают в боковом направлении относительно шасси 18 (ФИГ. 2) и приводят в движение (например, одним или несколькими двигателями) для вращения относительно шасси 18. Пара звездочек 66 зацепляет и перемещает конвейер 42. В проиллюстрированном варианте осуществления каждая звездочка 66 содержит четыре зубца или выступа 70, дистанцированные вокруг вала 62, и углубления между выступами 70 для приемки и приведения в движение конвейера 42.
На ФИГ. 4 и 5 показана секция цепи 82, которая образует конвейер 42. В проиллюстрированном варианте осуществления цепь 82 содержит первое звено или скребковое звено 86, второе звено или соединительное звено 90, сцепляющее звено или вертлюжное звено 94, сцепляющее скребковое звено 86 с соединительным звеном 90, и скребки или скребковые брусья 98, расположенные в боковом направлении наружу от скребкового звена 86. Другое вертлюжное звено 94 может соединять соединительное звено 90 с другим скребковым звеном (не показано), и, следовательно, конвейерная цепь 82 может содержать последовательность чередующихся скребковых звеньев и соединительных звеньев, соединенных друг с другом посредством вертлюжных звеньев. В других вариантах осуществления цепь 82 может содержать другую последовательность звеньев – например, несколько соединительных звеньев можно расположить между одним скребковым звеном и последующим скребковым звеном. Возможны различные изменения последовательности звеньев.
В проиллюстрированном варианте осуществления скребковое звено 86 содержит пару выступов или боковых частей 106 (первую боковую часть 106a и вторую боковую часть 106b) и перемычку 110, проходящую между внутренними поверхностями боковых частей 106. Каждая боковая часть 106 содержит пару отверстий 114, проходящих сквозь внутреннюю поверхность и наружную поверхность каждой боковой части 106.
Как лучше всего показано на ФИГ. 5, скребковое звено 86 дополнительно содержит пару скребковых штифтов 122, и каждый скребковый штифт 122 выходит наружу из внешней поверхности одной из боковых частей 106. В проиллюстрированном варианте осуществления скребковые штифты 122 выровнены друг с другом (т.е. вдоль общей оси), и каждый из скребковых штифтов 122 расположен между цепными штифтами 222 (более подробно описано ниже). Иными словами, скребковые штифты 122 проходят в боковом или поперечном направлении относительно направления перемещения 126 конвейера 42. Каждый из скребковых штифтов 122 расположен между отверстиями 114 соответствующей боковой части 106. В проиллюстрированном варианте осуществления каждый скребковый брус 98 соединен с возможностью отсоединения с одним из скребковых штифтов 122 (например, посредством нарезного болта 130 и гайки 134). Участок зацепления звездочки или приводная часть 138 каждого скребкового штифта 122 расположена между боковой частью 106 и соответствующим скребковым брусом 98. В проиллюстрированном варианте осуществления оконечная часть 142 каждого скребкового штифта 122 расположена в отверстии 146 одного из скребковых брусьев 98.
Как показано на ФИГ. 5, каждое соединительное звено 90 содержит пару выступов или боковых частей 170 (первую боковую часть 170a и вторую боковую часть 170b) и перемычку 174, проходящую между внутренними поверхностями боковых частей 170. Каждая боковая часть 170 содержит пару отверстий 178, проходящих сквозь внутреннюю поверхность и наружную поверхность каждой боковой части 170. Кроме того, приводной штифт 182 выходит наружу из внешней поверхности каждой боковой части 170. Иными словами, каждый приводной штифт 182 проходит в боковом или поперечном направлении относительно направления движения 126 цепи 82. Каждый приводной штифт 182 расположен между отверстиями 178 соответствующей боковой части 170. Звездочки 66 (ФИГ. 3) сцеплены с приводными штифтами 182 и приводными частями 138 скребковых штифтов 122 для приведения в движение цепь 82. В проиллюстрированном варианте осуществления перемычка 174 соединительного звена содержит отверстие 186.
Как показано на ФИГ. 6–8, перемычка 174 соединительного звена 90 содержит вогнутую поверхность 184 и отверстие 186. Перемычка 174 проходит между боковыми частями 170 в направлении, по существу перпендикулярном направлению движения 126 (ФИГ. 6). Вогнутая поверхность 184 и отверстие 186 обеспечивают зазор, который допускает поворотное движение вертлюжного звена 94 (ФИГ. 8). Вогнутая поверхность 184 и отверстие 186 позволяют сделать конец вертлюжного звена 94 толще, тем самым увеличивая прочность и срок службы вертлюжного звена 94. Кроме того, отверстие 186 обеспечивает путь для пропуска материала, предотвращая тем самым накопление материала, которое может вызвать защемление и/или износ соединительного звена 90 и вертлюжного звена 94. В других вариантах осуществления, показанных, например, на ФИГ. 9, перемычка 174 может содержать только вогнутую поверхность 184 без отверстия.
Обращаясь снова к ФИГ. 5, вертлюжное звено 94 содержит первый конец 190, второй конец 194 и пару отверстий 198, проходящих в боковом направлении от одной стороны вертлюжного звена 94 до другой противоположной стороны вертлюжного звена 94. Продольная ось 200 вертлюжного звена проходит между первым концом 190 и вторым концом 194. При номинальных условиях эксплуатации продольная ось 200 вертлюжного звена выровнена с направлением движения 126 цепи 82. В проиллюстрированном варианте осуществления вертлюжное звено 94 выполнено в виде вертикально открытого звена цепи, в котором отверстия 198 разделены вставкой или усиливающим элементом 202. Усиливающий элемент 202 проходит между первой или верхней стенкой 204 и второй или нижней стенкой 208 вертлюжного звена 94. Каждое вертлюжное звено 94 дополнительно содержит пару опорных элементов или подшипников, таких как шарообразные подшипники 206. Каждый подшипник 206 расположен в гнезде 210 (ФИГ. 5), образованном в соответствующем одном из отверстий 198 вертлюжного звена 94.
Одно из отверстий 198 совмещают с параллельными отверстиями 178 в боковых частях 170 соединительного звена 90, в то время как другое отверстие 198 совмещают с параллельными отверстиями 114 в боковых частях 106 скребкового звена 86. Первый соединительный штифт или первый цепной штифт 214 вставляют через отверстия 178 боковой части 170 соединительного звена и через одно отверстие 198 вертлюжного звена 94, тем самым сцепляя вертлюжное звено 94 с соединительным звеном 90. Аналогичным образом второй соединительный штифт или второй цепной штифт 222 вставляют через отверстия 114 боковой части 106 скребкового звена и через другое отверстие 198 вертлюжного звена 94, сцепляя тем самым вертлюжное звено 94 со скребковым звеном 86. Каждый из цепных штифтов 214, 222 поддерживают для поворотного движения относительно вертлюжного звена 94 одним из подшипников 206, расположенных в присоединенном вертлюжном звене 94.
В проиллюстрированном варианте осуществления первый цепной штифт 214 вставляют через боковые части 170 соединительного звена в первом боковом направлении, тогда как второй цепной штифт 222 вставляют через боковые части 106 скребкового звена во втором боковом направлении, противоположном первому боковому направлению. Цепные штифты 214, 222 закреплены от перемещения относительно соединительного звена 90 и скребкового звена 86 фиксаторами (описаны ниже). Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, внешняя сторона одной из боковых частей 170 может содержать отверстие, имеющее уменьшенный диаметр, так что каждый штифт 214 можно вставить только с одной стороны соединительного звена на другую. Отверстия скребкового звена могут быть устроены аналогичным образом.
Цепные штифты 214, 222 закреплены от перемещения относительно соединительного звена 90 и скребкового звена 86 стопорными механизмами. Как показано на ФИГ. 10, стопорный механизм может содержать стопорное кольцо 230 с автоматической блокировкой, закрепленное внутри отверстий 178, в непосредственной близости к одной стороне соединительного звена 90, для упора в конец цепного штифта 214. В качестве альтернативы или в дополнение к стопорному кольцу 230 с автоматической блокировкой, как показано на ФИГ. 11, стопорный механизм может содержать стопорное кольцо 234 зажимного типа, размещенное в пазу 238 по внутреннему периметру отверстия 178, смежное одной стороне соединительного звена 90 для упора в конец цепного штифта 214. Кольцо 234 зажимного типа можно сжать, чтобы расположить кольцо 234 внутри паза 238, а затем сместить наружу для закрепления кольца 234 внутри паза 238. В качестве альтернативы или в дополнение к вышеупомянутым стопорным механизмам, как показано на ФИГ. 12, стопорный механизм может содержать отверстие 242, проходящее сквозь боковую часть 170 и сквозь отверстие 178, и штифт 246, расположенный внутри отверстия 242, для упора в конец цепного штифта 214.
В отличие от обычных цепей, которые содержат внешние стопорные механизмы, которые подвержены поломкам и требуют дополнительной механической обработки, стопорные механизмы расположены внутри (внутри отверстий 178 соединительного звена 90), чтобы предотвратить перемещение штифтов 214 цепи внутри отверстий 178. В результате можно использовать более простые, прочные штифты цепи и упростить изготовление и механическую обработку деталей цепи. Хотя стопорные механизмы проиллюстрированы выше в отношении соединительного звена 90, показанного на ФИГ. 9, понятно, что подобные механизмы могут быть также включены в соединительное звено на ФИГ. 7–9. Кроме того, хотя стопорные механизмы проиллюстрированы в отношении соединительного звена 90 и цепных штифтов 214, понятно, что аналогичные механизмы могут быть соединены со скребковым звеном 86 для удержания цепных штифтов 222.
На ФИГ. 13 и 14 показан фиксатор в соответствии с другим вариантом осуществления. В боковой части 170a соединительного звена 90 образовано отверстие или полость 250, сообщающаяся с пазом 254 вокруг периметра отверстия 178 (ФИГ. 14), в котором расположен цепной штифт 214. Кроме того, на внешней поверхности цепного штифта 214 образован желоб 258. Когда штифт 214 располагают в отверстии 178, и желоб 258 совмещают с пазом 254, через полость 250 боковой части 170a вводят проволоку 262. Когда проволоку 262 проталкивают в полость 252, проволока 262 проходит через паз 254 и желоб 258, оборачиваясь вокруг цепного штифта 214. Проволоку 262 можно легко и быстро протолкнуть в полость 250, закрепляя цепной штифт 214 на месте без дополнительной механической обработки и с минимальными материальными затратами. Проволока 262 также заполняет избыточное пространство между цепным штифтом 214 и отверстием 178 (например, из–за наложения допусков). Несмотря на то, что стопорный механизм на ФИГ. 13 и 14 проиллюстрирован по отношению к соединительному звену 90 и цепному штифту 214, следует понимать, что подобные механизмы могут быть включены в скребковое звено 86, чтобы удержать цепной штифт 222. Следует понимать, что любую комбинацию описанных здесь стопорных механизмов можно использовать в составе скребковых звеньев 86 и/или соединительных звеньев 90 цепи.
Как показано на ФИГ. 15, соединительное звено 90 образовано как единый элемент. Иначе говоря, боковые части 170, перемычка 174 и приводные штифты 182 выполнены как единое целое. В результате соединительное звено 90 дешевле в изготовлении и легче в сборке, чем обычные цепи. Кроме того, соединительное звено 90 прочнее обычных цепей и снижает риск поломки или отказа, связанный с многокомпонентными цепями в сборе. Интегрированные приводные штифты 182 увеличивают прочность приводной части, которую вводят в зацепление с цепными шестернями 66, не допуская зацепления между цепными штифтами 214 и цепными шестернями 66 (ФИГ. 3).
Как показано на ФИГ. 16, приводные штифты 182 имеют продолговатый профиль по меньшей мере вдоль поверхности, где приводные штифты 182 вводят в зацепление или соприкосновение со звездочкой 66. Используемый здесь термин «продолговатый» относится к некруглой форме, периметр которой по меньшей мере частично криволинейный. Среди прочего, продолговатый профиль может содержать профили, имеющие, например, эллиптическую или эксцентрическую форму. В отличие от линейного контактного взаимодействия между обычными цепями и звездочками, некруглый профиль допускает «накладной» контакт между приводным штифтом 182 и зубьями 70 звездочки 66 для уменьшения контактных напряжений и скорости износа на штифтах 182 и звездочках 66. Кроме того, профиль позволяет приводным штифтам 182 проходить через всю высоту соединительного звена 90. Иначе говоря, первый край или нижний край каждого штифта 182 находится в одной плоскости с нижней поверхностью боковых частей 170 и перемычки 174. Приводные части 138 (ФИГ. 5) скребковых штифтов 122 имеют сходный профиль. Как показано на ФИГ. 17, удлиненные штифты 182 и приводные части 138 обеспечивают профиль цепи, при котором цепь по всей ширине входит в соприкосновение с конвейерным полотном 58 и скребет по нему, в отличие от обычных цепей, которые оставляют зазоры, в которых может накапливаться материал. В некоторых вариантах осуществления второй край или верхний край каждого штифта 182 находится в одной плоскости с верхней поверхностью боковой части 170 соединительного звена. Аналогичным образом, верхний край приводных частей может находиться в одной плоскости с верхней поверхностью боковых частей 106 скребкового звена 86.
На ФИГ. 18 и 19 показана цепь 882 в соответствии с другим вариантом осуществления. Параметры цепи 882 аналогичны параметрам цепи 82 и обозначены аналогичными ссылочными номерами плюс 800. По меньшей мере некоторые различия и/или по меньшей мере некоторые сходства между цепью 82 и 882 описаны ниже. Кроме того, компоненты или параметры, описанные в отношении только одного или некоторых из вариантов осуществления, описанных в данном документе, в равной степени применимы к любым другим вариантам осуществления, описанным в данном документе.
Цепь 882 содержит скребковое звено 886, содержащее пару боковых частей 906, которые отделены друг от друга и не связаны напрямую. Иначе говоря, скребковое звено 886 не содержит перемычку между боковыми частями 906. Точнее, боковые части 906 соединены друг с другом соединительными штифтами 1022 (ФИГ. 19), проходящими между боковой частью 906 и через вертлюжное звено 894. Аналогично, соединительное звено 890 содержит пару боковых частей 970, которые отделены друг от друга и не связаны напрямую. Иначе говоря, соединительное звено 886 не содержит перемычку между боковыми частями 970, которые образованы как отдельные компоненты 970a, 970b. Точнее, боковые части 970 сцеплены друг с другом соединительными штифтами 1014 (ФИГ. 19), проходящими между боковой частью 970 и через вертлюжное звено 894.
Кроме того, скребок 898 образован как единое целое с каждой боковой частью 906 скребкового звена 886. В проиллюстрированном варианте осуществления приводная часть 938 выступает из каждой боковой части 906, а скребок 898 выходит в боковом направлении наружу из конца приводной части 938. Приводная часть 938 расположена между боковой частью 906 и скребком 898. Следует понимать, что составляющие цепи 882 можно включить в другие раскрытые варианты осуществления. Например, цельный скребок можно включить в скребковое звено 86, описанное выше со ссылкой на ФИГ. 4 и 5.
Несмотря на то что конвейер описан выше в отношении горной машины непрерывного действия, следует понимать, что конвейер можно включить в другие типы машин, в том числе, но без ограничения проходческие комбайны и машины для проходки штреков, а также погрузочные и транспортировочные машины, включая, но без ограничения челночные вагонетки, аккумуляторные самосвалы или другие типы.
Несмотря на то что аспекты были подробно описаны со ссылкой на некоторые предпочтительные варианты осуществления, существуют варианты и модификации в пределах объема и сущности одного или нескольких независимых аспектов, как описано.