КОЛЕСО ДЛЯ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ИЛОСКРЕБА РАДИАЛЬНОГО ОТСТОЙНИКА

Полезная модель относится к промышленным колесам для оборудования и может найти применение на предприятиях Водоканала для отстойников и илоуплотнителей, связанных с обеспечением очистки сточных вод.
В процессе очистки сточных вод на предприятиях Водоканала используют радиальные отстойники. Привод в движение скребка илоскреба отстойника осуществляется с помощью колес ходовой части, укрепленной на подвижной части фермы отстойника. Колесо фермы двигается по направляющей части ограждающей конструкции отстойника.
Конструктивно это колесо состоит из диска, на торце которого укреплена шина из полиуретана.
В процессе эксплуатации илоскребов у колеса фермы отстойника нарушается контакт шины с диском. Колесо начинает скрипеть, материал шины в месте нарушенного контакта постепенно выкрашивается, шина полностью отрывается и сходит с диска. Отрыв и последующий сход шины с диска колеса приводит к тому, что подвижную ферму отстойника приходится останавливать. Колесо надо ремонтировать или заменять на новое. Остановка фермы приводит к выводу из строя отстойника одного из элементов в системе очистки сточных вод и нарушению технологии их обработки. В результате снижается надежность работы системы очистки сточной воды.
Ремонт или замена колес связаны также с дополнительными существенными затратами труда и материальных ресурсов.
Существует большое количество колес разных конструкций, которые применяются для автомашин, самолетов, подъемных кранов, грузовых тележек и других видов техники.
1f
2
Известно колесо транспортного средства (патент РФ 2309053). Колесо включает в себя ступицу, обод и дисковую часть, соединяющую обод со ступицей. Обод выполнен в виде тела вращения, ограниченного с внутренней стороны в зоне, примыкающей к дисковой части, двумя поверхностями вращения с прямолинейными образующими соответственно. Эти поверхности обода сочленены с дисковой частью парой тороидальных поверхностей. Тороидальная поверхность с образующей, имеющей радиус R касательно поверхности обода с образующей и к поверхности дисковой части, а тороидальная поверхность с образующей, имеющей радиус R, касательно к поверхности обода с образующей и к поверхности дисковой части. Дисковая часть выполнена с окнами, ограниченными в примыкающей к ободу зоне частями конической поверхности вращения с образующей.
Это колесо изготовлено из легких сплавов и его конструкция не обеспечивает безотказную работу ходовой части илоскреба в течение заданного срока службы.
Известно крановое колесо, относящееся к классу подъемно-транспортного машиностроения (патент РФ 94007875).
Крановое колесо состоит из бандажа, размещенного через диск на сферической поверхности центра, торцевых крышек, неподвижно соединенных с центром с помощью винтов и пальцев, ввинченных в крышки с размещенными на них упругими втулками, размещенными в заранее полученных отверстиях диска бандажа. Между торцевыми крышками и диском бандажа имеются зазоры, обеспечивающие угловые перемещения бандажа с диском в плоскости оси колеса.
Предложенная конструкция колеса не может быть применена для ходовой части илоскреба. Наличие реборд не обеспечивает перемещение ходовой части илоскреба по железобетонной направляющей отстойника.
Наиболее близким по технической сущности принятым за прототип, является колесо ходовой части илоскреба радиального отстойника, описанного в патенте РФ №59513. В ходовой части илоскреба радиального отстойника, содержащей мост, кольцевую опору моста, размещенную в центре радиального отстойника и установленную на борт радиального отстойника приводную двухколесную тележку с последовательным расположением колес, приводная двухколесная тележка имеет одну продольную балку и соединенные с ней две поперечные балки, причем продольная балка соединена с мостом неподвижно, на поперечных балках установлены с возможностью качания соответственно передний и задний двуплечие рычаги подвески, оси качания которых параллельны осям соответственно переднего и заднего колес приводной двухколесной тележки, горизонтальные плечи этих рычагов направлены на встречу друг другу, и на них установлены упомянутые колеса с приводами вращения, а вертикальные плечи этих рычагов шарнирно соединены со связывающей их тягой. В приводной двухколесной тележке каждая поперечная балка может быть соединена с продольной балкой подвижно с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и закреплена от поворота неподвижным соединением, допускающим регулировку положения этой поперечной балки относительно кольцевой опоры моста.
Основным конструктивным элементом колеса ходовой части радиального отстойника является диск с укрепленной на нем шиной из полиуретана.
Недостатком такой конструкции колеса является отслаивание шины от диска колеса в процессе эксплуатации илоскреба. Илоскреб приходится останавливать для ремонта или замены колеса. Выполнение этой операции приводит к снижению надежности работы илоскреба и к затратам, связанным с ремонтом или заменой колеса.
Задачей настоящей полезной модели является создание конструкции, обеспечивающей увеличение периода безотказной работы колеса для ходовой части илоскреба.
Поставленная задача решается тем, что колесо снабжено внутренним и наружным бандажными кольцами, причем кольца соединены болтами с диском колеса и связаны с шиной с помощью шпилек, при этом шпильки запрессованы в штроба шины колеса и закреплены на наружных поверхностях внутреннего и внешнего бандажных колец. Наружные края бандажных колец размещены на расстоянии 0,85-0,9 R, а внутренние на расстоянии 0,2-0,3 R от центра колеса. Центры отверстий для болтов крепления бандажных колец к диску колеса размещены на наружной и внутренней поверхностях диска, а также на поверхностях внутреннего и наружного бандажных колец по окружностям радиуса 0,4-0,5 R с шагом 0,1-0,15 длины окружности этого радиуса. При этом центры отверстий для шпилек крепления бандажных колец к шине колеса размещены на наружной и внутренней боковых поверхностях шины, а также на наружном и внутреннем бандажных кольцах по окружностям радиуса 0,7-0,75 R с шагом 0,04-0,08 длины окружности этого радиуса.
Отличительными признаками заявленного «колеса для ходовой части илоскреба радиального отстойника» являются следующие:
- Колесо снабжено внутренним и наружным бандажами кольцами, причем кольца соединены болтами с диском колеса и связаны с шиной с помощью шпилек, при этом шпильки запрессованы в штроба шины колеса и закреплены на наружных поверхностях внутреннего и внешнего бандажных колец.
В результате установки бандажных колец, их крепления к диску колеса, размещения и запрессовки крепежных шпилек в штробах шины, зафиксированных на бандажных кольцах, образуется каркас колеса. Каркас колеса связывает в единую структуру диск колеса и шину, обеспечивая перераспределение усилий, возникающих на границе диска и шины колеса. Вследствие перераспределения этих усилий, возникающих на границе диск - шина, уменьшается тангенциальная составляющая силы, вызывающей сдвиг шины с диска и снижается вероятность ее последующего разрушения и схода с диска колеса.
- Наружные края бандажных колец размещены на расстоянии 0,85-0,9 R, а внутренние на расстоянии 0,2-0,3 R от центра колеса.
Такое размещение бандажных колец обеспечивает их крепление к диску колеса и к шпилькам шины. Изменение размеров бандажных колец не обеспечит их надежного крепления к шине и диску колеса или приведет к их выходу за пределы диска и шины.
- Центры отверстий для болтов крепления бандажных колец к диску колеса размещены на наружной и внутренней поверхностях диска, а также на поверхностях внутреннего и наружного бандажных колец по окружностям радиуса 0,4-0,5 R с шагом 0,1-0,15 длины окружности этого радиуса. При этом центры отверстий для шпилек крепления бандажных колец к шине колеса размещены на наружной и внутренней боковых поверхностях шины, а также на наружном и внутреннем бандажном кольцах по окружностям радиуса 0,7-0,7 5 R с шагом 0,04-0,08 длины окружности этого радиуса. Предложенное количество и размещение болтов и шпилек на бандажных кольцах обеспечит надежное крепление бандажных колец к диску колеса и к шине и не снизит прочностных характеристик диска колеса и шины. Техническим результатом полезной модели является повышение надежности работы отстойника, снижение трудоемкости и затрат на его эксплуатацию.
- Повышение надежности работы отстойника обусловлено увеличением продолжительности бесперебойной работы колеса фермы отстойника, уменьшением частоты внеплановых выводов отстойника из эксплуатации из-за выхода из строя колеса и нарушения технологии обработки сточных вод.
- Снижение трудоемкости и затрат на эксплуатацию отстойника обусловлены увеличением периода между заменами или ремонтом колес для ходовой части илоскреба отстойника и соответственно уменьшением количества операций, связанных с техническим обслуживанием и ремонтом отстойника и соответственно трудозатрат и материально-технических расходов.
По сведениям, имеющимся у авторов, приведенные отличительные признаки являются новыми и в технической литературе не представлены. Совместное их применение в заявленной полезной модели позволяет получить требуемый положительный результат. Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых представлены:
Фиг.1 радиальный отстойник;
фиг.2, 3, 4 колесо для ходовой части илоскреба радиального отстойника.
Как показано на фиг.1, колесо 1 располагается в раме 2. Рама укреплена на подвижной ферме 3, на противоположной стороне которой размещен скребок 4. Колесо 1 радиуса R движется по окружности направляющей 5 ограждающей конструкции 6 отстойника со сточной водой 7.
Как показано на фиг.2, 3, 4, колесо 1 состоит из диска 8 с наружной 9 и внутренней 10 поверхностями и шины 11 с наружной 12 и внутренней 13 боковыми поверхностями, укрепленной на диске 8 в месте соединения 14 (фиг.2). На колесе 1 установлены внутреннее 15 и наружное 16 бандажные кольца с наружными 17 и внутренними 18 краями.
Бандажные кольца 15, 16 прикреплены к диску 8 колеса 1 с помощью болтов 19 и связаны с шиной 11 с помощью шпилек 20. Отверстия 21 для болтов 19 размещены на наружной 9 и внутренней 10 поверхностях диска 8 и на внутреннем 15 и наружном 16 бандажных кольцах по окружностям 22 радиуса 0,4-0,5 R с шагом 0,1-0,15 длины окружности этого радиуса.
Отверстия 23 для шпилек 20 размещены на наружном 15 и внутреннем 16 бандажном кольцах и на наружной 12 и внутренней 13 боковых поверхностях шины 11 по окружностям размещения штробов шпилек 24 радиуса 0,7-0,75 R с шагом 0,04-0,08 длины окружности этого радиуса. Шпильки 20 размещены в штробах 25 плотной посадкой и на наружном 15 и внутреннем 16 бандажных кольцах зафиксированы с помощью гаек 26.
Пример конкретного изготовления колеса в соответствии с заявленной полезной моделью.
Из листовой стали Ст.3 толщиной 2 мм вырезаем внутреннее 16 и наружное 15 бандажные кольца, наружный радиус которых составляет 0,85-0,9 R, а внутренний 0,2-0,3 R. На бандажных кольцах 15, 16 выполняем разметку под размещение отверстий для болтов 19 по окружности 22 и отверстий для шпилек 20 по окружности 24.
При разметке окружности отверстий болтов 19 и шпилек 20 отмечаем центры размещения болтов с шагом 0,1-0,15 и центры отверстий шпилек с шагом 0,04-0,08.
По размеченным центрам размещения болтов 19 и шпилек 20 высверливаем в бандажных кольцах 15, 16 отверстия D - под болты 19 и D 4 мм под шпильки 20. Из прутка D 5 мм вырезаем в размер шпильки 20. На концах каждой шпильки 20 нарезаем резьбу под гайки М4.
На диске 8 выполняем разметку под отверстия для болтов 19 по окружности 22.
По разметке окружности размещения болтов 19 на диске 8 отмечаем центры отверстий для болтов с шагом 0,1-0,15.
По размеченным центрам размещения отверстий для шпилек 20 на шине высверливаем штроба 25 D 4 мм под шпильку D 5 мм. В штробах 25 выполняем плотную посадку шпилек 20 D 5. Насаживаем бандажные кольца 15, 16 на шпильки 20. Крепим бандажные кольца 15 и 16 к диску 8 колеса 1 с помощью гаек М4. Готовое колесо 1 устанавливаем на подвеску колесной пары 2 (фиг.1).
Колесо работает следующим образом. При движении фермы 3 колесо 1 перемещается по направляющей 5 ограждающей конструкции 6 отстойника (фиг.1) начинает работать система бандажных колец колеса 15, 16, соединенных с диском 8 колеса 1 с помощью болтов 19, а также с помощью шпилек 20, соединенных с кольцами 15, 16 и связанных с шиной 11 колеса 1. Происходит перераспределение нормальной и тангенциальной составляющих силы воздействия фермы на соединение 14 шины 11 с диском 8 колеса 1. Уменьшается усилие сдвига на границе диск шина, обусловливающее отрыв шины 11 от диска 8 колеса 1, и увеличивается период до последующего схода шины 11 с диска 8 колеса 1.
Заявленное техническое решение может быть реализовано в процессе эксплуатации ходовой части отстойников при использовании доступных материалов, технологии изготовления комплектующих и их монтажа.