ПРИВОДНОЙ ВАЛ И ЗВЕЗДОЧКИ ДЛЯ ЦЕПНОГО КОНВЕЙЕРА
DRIVE SHAFT AND SPROCKETS FOR CHAIN CONVEYOR

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[01] В данной заявке испрашивается приоритет по находящимся на одновременном рассмотрении поданным ранее заявкам на патент США 62/467,761, поданной 6 марта 2017 г.; 62/467,766, поданной 6 марта 2017 г.; 62/467,767, поданной 6 марта 2017 г.; 62/467,769, поданной 6 марта 2017 г.; 62/467,770, поданной 6 марта 2017 г.; и 62/467,773, поданной 6 марта 2017 г. Полное содержание этих документов включено сюда путем ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[02] Настоящее изобретение относится к конвейерам для горной породы и, в частности, к цепным скребковым конвейерам.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[03] Горные машины, такие как выемочные комбайны непрерывного действия и цепные подающие механизмы могут содержать цепные конвейеры, способные отклоняться вбок для прохождения боковых поворотов. Цепные конвейеры могут содержать скребковые элементы для проталкивания или принудительного перемещения руды вдоль рештака. Цепь может приводиться в движение одной или несколькими звездочками.
[04] В одном независимом аспекте приводной механизм для цепного конвейера содержит удлиненный вал, проходящий вдоль оси и выполненный с возможностью приведения во вращение двигателем. Звездочка выполнена заодно целое с валом. Звездочка содержит множество выступов, которые проходят вокруг периметра вала. Каждый выступ отнесен от смежного выступа углубленным участком. Каждый из углубленных участков выполнен с возможностью приема приводного пальца цепного конвейера.
[05] В другом независимом аспекте приводной механизм для цепного конвейера содержит приводной вал с первым концом и вторым концом. Первый конец выполнен с возможностью привода выходным валом двигателя. Первый конец содержит канал или выступ. Канал или выступ образует профиль многоугольной формы с выпуклыми криволинейными сторонами. Звездочка выполнена заодно целое с валом и установлена между первым концом и вторым концом. Звездочка выполнена с возможностью зацепления и приведения в движение пальцев конвейерной цепи.
[06] В другом независимом аспекте конвейерная система содержит цепной конвейер и приводную систему. Цепной конвейер содержит множество звеньев. По меньшей мере некоторые из звеньев имеют первый боковой участок и второй боковой участок. Каждый из боковых участков содержит выполненный заодно целое приводной палец, выступающий от другого приводного пальца. Приводная система содержит удлиненный вал, проходящий вдоль оси и выполненный с возможностью приведения во вращение двигателем. Первая звездочка выполнена заодно целое с валом. Звездочка содержит множество первых выступов, проходящих вокруг периметра вала. Каждый первый выступ отнесен от смежного первого выступа первым углубленным участком. Каждый из первых углубленных участков выполнен с возможностью приема приводных пальцев первых боковых участков. Вторая звездочка выполнена заодно целое с валом и смещена от первой звездочки вдоль оси вала. Звездочка содержит множество вторых выступов, проходящих вокруг периметра вала. Каждый второй выступ отнесен от смежного второго выступа вторым углубленным участком. Каждый из вторых углубленных участков выполнен с возможностью приема приводных пальцев вторых боковых участков.
[07] В другом независимом аспекте конвейерная система содержит цепной конвейер и приводную систему. Цепной конвейер содержит множество звеньев. По меньшей мере некоторые из звеньев имеют первый боковой участок и второй боковой участок. Каждый из боковых участков содержит выполненный заодно целое приводной палец, выступающий от другого приводного пальца. Приводная система содержит приводной вал с первым концом и вторым концом. Первый конец выполнен с возможностью привода выходным валом двигателя. Первый конец содержит канал или выступ. Канал и выступ образуют профиль многоугольной формы с выпуклыми криволинейными сторонами. Первая звездочка выполнена заодно целое с валом. Звездочка содержит множество первых выступов, проходящих вокруг периметра вала. Каждый первый выступ отнесен от смежного первого выступа первым углубленным участком. Каждый из первых углубленных участков выполнен с возможностью приема приводных пальцев первых боковых участков. Вторая звездочка выполнена заодно целое с валом и смещена от первой звездочки вдоль оси вала. Звездочка содержит множество вторых выступов, проходящих вокруг периметра вала. Каждый второй выступ отнесен от смежного второго выступа вторым углубленным участком. Каждый из вторых углубленных участков выполнен с возможностью приема приводных пальцев вторых боковых участков.
[08] Другие аспекты должны стать понятными при рассмотрении подробного описания и прилагаемых чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[09] На фиг. 1 показана в изометрии горная машина.
[10] На фиг. 2 показан в изометрии передний конец горной машины фиг. 1.
[11] На фиг. 3 показан разобранный приводной узел конвейера.
[12] На фиг. 4 показан в изометрии узел цепного конвейера.
[13] На фиг. 5 показан разобранный узел цепного конвейера фиг. 4.
[14] На фиг. 6 показан в изометрии приводной вал и звездочки.
[15] На фиг. 7 показан вид с торца приводного вала и звездочек фиг. 6.
[16] На фиг. 8 показан вид с торца выходного вала двигателя.
[17] На фиг. 9 показан в изометрии узел цепного конвейера другого варианта осуществления.
[18] На фиг. 10 показан разобранный узел цепного конвейера фиг. 9.
[19] При изучении любых независимых вариантов осуществления, описанных подробно, следует понимать, что изобретение не ограничено в своем применении деталями конструкции и устройством компонентов, изложенными в следующем описании или показанными в прилагаемых чертежах. Изобретение может иметь другие независимые варианты осуществления, и его можно реализовать на практике различными путями.
[20] Также следует понимать, что фразеология и терминология, применяемая в данном документе, служит для описания и не должна рассматриваться, как ограничивающая. Подразумевается, что термины “включающий в себя,” “содержащий” или “имеющий” и их вариации в случае применения охватывают элементы, приведенные ниже здесь и их эквиваленты, а также дополнительные элементы. Термины “установленный”, “соединенный” и “спаренный”, а также их вариации применяются в широком смысле и подразумевают как прямую, так и непрямую установку, соединение, и сцепление. Кроме того, значения “соединенный” и “сцепленный” не ограничены физическими или механическими соединениями или сцеплениями, и могут включать в себя электрические или гидравлические соединения или сцепления, как прямые, так и непрямые. Также, электронные связи и уведомления могут быть выполнены с применением любого известного средства, в том числе прямых соединений, беспроводных соединений и т.д.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[21] На фиг. 1 показана горная машина 10, такая как горная машина непрерывной выемки. В показанном варианте осуществления, горная машина 10 содержит раму или шасси 18, стрелу 22, поворотно соединенную c шасси 18, и режущую головку 26, подвешенную на стреле 22. Шасси 18 может быть установлено для перемещения относительно несущей поверхности (не показано) на ходовой части (например, гусеницах 30).
[22] Как показано на фиг. 1 и 2, собирающий механизм или загребающая головка 34 установлена смежно с первым концом или передним концом 38 шасси 18, и конвейер 42 проходит в непрерывном контуре от переднего конца 38 шасси 18 к второму или заднему концу 46 шасси 18. Загребающая головка 34 установлена под режущей головкой 26 и содержит платформу 50 и пару вращающихся рычагов 54, которые зацепляют вырубленную руду и направляют ее на конвейер 42. Конвейер 42 транспортирует вырубленную руду от переднего конца 38 к заднему концу 46 (фиг. 1) шасси 18, из области под режущей головкой 26 на другой конвейер или откаточную машину (не показано), установленную вблизи заднего конца 46 шасси 18.
[23] Как показано на фиг. 2, конвейер 42 является цепным конвейером, выполненным из звеньев цепи, последовательно соединенных в непрерывном контуре. Конвейер 42 перемещает вырубленную руду вдоль цепного рештака или платформы 58. Конвейер 42 приводится в движение приводным узлом, содержащим вал 62, установленный смежно с загребающей головкой 34 шасси 18. Как показано на фиг. 3, вал 62 ориентирован поперечно относительно шасси 18 (фиг. 2) и приводится во вращение (например, одним или несколькими двигателями) относительно шасси 18. Звездочки 66 зацепляют и перемещают конвейер 42 и закреплены на валу 62.
[24] На фиг. 4 и 5 показан узел цепи 82, которая образует конвейер 42. В показанном варианте осуществления, цепь 82 содержит первое звено или скребковое звено 86, второе звено или соединительное звено 90, сцепное звено или шарнирное звено 94, сцепляющее скребковое звено 86 с соединительным звеном 90, и скребки или скребковые бруски 98, установленные поперечно в направлении наружу от скребкового звена 86. Другое шарнирное звено 94 может сцеплять соединительное звено 90 с другим скребковым звеном (не показано), и конвейерная цепь 82 может таким образом содержать последовательность сменяющих друг друга скребковых звеньев и соединительных звеньев, соединенных друг с другом шарнирными звеньями. В других вариантах осуществления цепь 82 может содержать отличающуюся последовательность звеньев, например, многочисленные соединительные звенья могут быть установлены между одним скребковым звеном и следующим скребковым звеном. Возможны различные комбинации звеньев.
[25] В показанном варианте осуществления, скребковое звено 86 содержит пару проушин или боковых участков 106 (первый боковой участок 106a и второй боковой участок 106b), а также перемычку 110, проходящую между внутренними поверхностями боковых участков 106. Каждый боковой участок 106 содержит пару отверстий 114, проходящих через внутреннюю поверхность и наружную поверхность каждого бокового участка 106.
[26] Как лучше всего показано на фиг. 5, скребковое звено 86 дополнительно содержит пару скребковых пальцев 122, и каждый скребковый палец 122 проходит в направлении наружу от наружной поверхности одного из боковых участков 106. В показанном варианте осуществления, скребковые пальцы 122 являются соосными друг с другом (т.e., имеют общую ось), и каждый из скребковых пальцев 122 установлен между пальцами 222 цепи (описано подробнее ниже). Другими словами, скребковые пальцы 122 проходят вбок или поперечно относительно направления 126 хода конвейера 42. Каждый из скребковых пальцев 122 установлен между отверстиями 114 соответствующего бокового участка 106. В показанном варианте осуществления, скребковый брусок 98 соединен c одним из скребковых пальцев 122 (например, резьбовым болтом 130 и гайкой 134). Зацепляемый звездочкой участок или приводной участок 138 каждого скребкового пальца 122 установлен между боковым участком 106 и соответствующим скребковым бруском 98. В показанном варианте осуществления, концевой участок 142 каждого скребкового пальца 122 установлен в отверстии 146 одного из скребковых брусков 98.
[27] Как показано на фиг. 5, каждое соединительное звено 90 содержит пару проушин или боковых участков 170 (первый боковой участок 170a и второй боковой участок 170b), а также перемычку 174, проходящую между внутренними поверхностями боковых участков 170. Каждый боковой участок 170 содержит пару отверстий 178, проходящих через внутреннюю поверхность и наружную поверхность каждого бокового участка 170. В дополнение, приводной палец 182 проходит в направлении наружу от наружной поверхности каждого бокового участка 170. Другими словами, каждый приводной палец 182 проходит вбок или поперечно относительно направления 126 хода 82 цепи. Каждый приводной палец 182 установлен между отверстиями 178 соответствующего бокового участка 170. Звездочки 66 (фиг. 3) зацепляют приводные пальцы 182 и приводят в движение участки 138 скребковых пальцев 122 для приведения в движение цепи 82. В показанном варианте осуществления, перемычка 174 соединительного звена 90 содержит отверстие 186.
[28] Как также показано на фиг. 5, шарнирное звено 94 содержит первый конец 190, второй конец 194 и пару окон 198, проходящих поперечно от одной стороны шарнирного звена 94 до другой, противоположной стороны шарнирного звена 94. Продольная ось 200 шарнирного звена проходит между первым концом 190 и вторым концом 194. При номинальных рабочих условиях продольная ось 200 шарнирного звена совпадает с направлением 126 хода 82 цепи. В показанном варианте осуществления, шарнирное звено 94 выполнено как вертикальное открытое звено цепи, в котором окна 198 разделены вставкой или армирующим элементом 202. Каждое шарнирное звено 94 дополнительно содержит пару опорных элементов или подшипников, таких как сферические подшипники 206. Каждый подшипник 206 установлен в гнезде 210 (фиг. 5), выполненном в соответствующем одном из окон 198 шарнирного звена 94.
[29] Одно из окон 198 совмещается с параллельными отверстиями 178 в боковых участках 170 соединительного звена 90, а другое окно 198 совмещается с параллельными отверстиями 114 в боковых участках 106 скребкового звена 86. Первый соединительный палец или первый палец 214 цепи вставляется через отверстия 178 боковых участков 170 соединительного звена и через одно окно 198 шарнирного звена 94, при этом сцепляя шарнирное звено 94 с соединительным звеном 90. Аналогично, второй соединительный палец или второй палец 222 цепи вставляется через отверстия 114 боковых участков 106 скребкового звена и через другое окно 198 шарнирного звена 94, при этом сцепляя шарнирное звено 94 с скребковым звеном 86. Каждый из пальцев 214, 222 цепи установлен с возможностью поворота относительно шарнирного звена 94 с помощью одного из подшипников 206, установленных в соединяемом шарнирном звене 94.
[30] В показанном варианте осуществления, первый палец 214 цепи вставляется через боковые участки соединительного звена 170 в первом поперечном направлении, а второй палец 222 цепи вставляется через боковые участки 106 скребкового звена во втором поперечном направлении, противоположном первому поперечному направлению. Пальцы 214, 222 цепей закрепляют для предотвращения перемещения относительно соединительного звена 90 и скребкового звена 86 фиксаторами (например, самоконтрящими стопорными кольцами, не показаны). Также, в некоторых вариантах осуществления одна сторона одного из боковых участков 170 может содержать отверстие 178b уменьшенного диаметра, чтобы каждый палец 214 мог быть вставлен только с одной стороны соединительного звена 90. Отверстия 114 под пальцы скребка могут быть сконструированы аналогично.
[31] На фиг. 6 и 7 показан вал 62 и звездочки 66, закрепленные на валу 62. В показанном варианте осуществления, каждая звездочка 66 содержит четыре зуба или выступа 70, разнесенные по периметру вала 62 с равными угловыми интервалами (например, 90 градусов по окружности вала 62); в других вариантах осуществления каждая звездочка 66 может содержать меньше или больше выступов, установленных в отличающейся конфигурации по окружности вала. В некоторых вариантах осуществления каждый выступ 70 образует угол A вокруг оси вала 62. В некоторых вариантах осуществления угол A составляет по меньшей мере 30 градусов. В некоторых вариантах осуществления угол A составляет по меньшей мере 40 градусов. В некоторых вариантах осуществления угол A составляет по меньшей мере 50 градусов. В некоторых вариантах осуществления угол A составляет по меньшей мере 60 градусов. В некоторых вариантах осуществления угол A составляет по меньшей мере 65 градусов. В других вариантах осуществления каждый выступ 70 может стягивать угол равный или больший 65 градусов вокруг оси вала 62. Между выступами 70 расположены выемки 72. В частности, выемки 72 принимают приводные пальцы 182 (фиг. 5) и приводят в движение участки 138 скребковых пальцев 122, и вращение звездочек 66 обуславливает приведение в движение цепи 82 выступами 70. В показанном варианте осуществления, выемки 72 имеют по существу параболическую форму.
[32] В показанном варианте осуществления, вал 62 и звездочки 66 отливают, как цельный элемент. В результате, вал 62 и звездочки 66 могут быть отлиты близкими к конечной форме, что исключает необходимость дополнительной сборки и монтажа (например, сварки), а также возможность изменений и нестыковок, связанных с данными процессами. В дополнение, материал, применяемый для литых частей получает сквозную закалку, обеспечивая улучшенные показатели износа. В некоторых вариантах осуществления вал 62 и звездочки 66 могут быть выполнены из аустемпированного чугуна (закаленного чугуна с изотермическим превращением).
[33] Как также показано на фиг. 3, каждый конец вала 62 приводится в движение концом 88 вала 76 сцепления, который в свою очередь соединен c выходным валом двигателя 80. Как показано на фиг. 6 и 7, каждый конец вала 62 содержит выемку или канал 84 для приема соответствующего конца 88 вала 76 сцепления. В показанном варианте осуществления, канал 84 имеет четыре стороны для образования шлицевого соединения, имеющего близкий к многоугольному профиль, где каждая сторона является искривленной или скошенной так, что стороны являются нелинейными (например, выпуклыми криволинейными сторонами). В других вариантах осуществления канал 84 может быть выполнен с тремя сторонами, или с числом сторон больше четырех. Конец 88 вала 76 сцепления может иметь аналогичный профиль. Аналогично, как показано на фиг. 8, конец выходного вала двигателя 80 может также содержать аналогичное, близкое к многоугольному шлицевому соединению 92. Многоугольный профиль компонентов приводного вала обеспечивает более низкие механические напряжения в каналах 84 в сравнении с обычными шлицевыми соединениями вала, благодаря отсутствию концентраторов напряжения на углах, и может уменьшать образование трещин в поверхностях шлицевого соединения. В других вариантах осуществления (не показано), выходной вал 80 двигателя может содержать выемку, принимающую конец вала 76 сцепления или вал 62.
[34] На фиг. 9 и 10 показана цепь 882 другого варианта осуществления. Элементы цепи 882 являются аналогичными элементам 82 цепи и указаны одинаковыми ссылочными позициями, плюс 800. Для краткости, только отличия цепей 82 и 882 описаны ниже. В дополнение, компоненты или элементы, описанные для одного или нескольких вариантов осуществления данного документа, являются применимыми для любых других вариантов осуществления, описанных в данном документе.
[35] Цепь 882 содержит скребковое звено 886, содержащее пару боковых участков 906, которые отделены друг от друга и не соединены напрямую. Другими словами, скребковое звено 886 не содержит перемычку между боковыми участками 906. Вместо этого, боковые участки 906 соединены друг с другом соединительными пальцами 1022 (фиг. 10), проходящими между боковым участком 906 и через шарнирное звено 894. Аналогично, соединительное звено 890 содержит пару боковых участков 970, которые отделены друг от друга и не соединены напрямую. Другими словами, соединительное звено 886 не содержит перемычки между боковыми участками 970, который выполнены, как отдельные компоненты 970a, 970b. Вместо этого, боковые участки 970 соединены друг с другом соединительными пальцами 1014 (фиг. 10), проходящими между боковым участком 970 и через шарнирное звено 894.
[36] В дополнение, скребок 898 выполнен заодно целое с каждым боковым участком 906 скребкового звена 886. В показанном варианте осуществления, приводной участок 938 выступает из каждого бокового участка 906, и скребок 898 проходит поперечно в направлении наружу от конца приводного участка 938. Приводной участок 938 установлен между боковым участком 906 и поперечиной 898. Следует понимать, что аспекты цепи 882 могут быть применены в других раскрытых вариантах осуществления. Например, являющийся одним целым скребок может быть применен в скребковом звене 86, описанном выше и показанном на фиг. 4 и 5.
[37] Хотя выше описан конвейер для горной машины непрерывной выемки следует понимать, что конвейер может быть применен для машин другого типа, в том числе, но не ограничиваясь, проходческих комбайнов и проходческих машин предварительной выработки, а также погрузочных и откаточных машин, в том числе, но не ограничиваясь, самоходных вагонеток, групповых откаточных машин или машин других типов.
[38] Хотя аспекты описаны подробно со ссылками на некоторые варианты осуществления, существуют вариации и модификации в рамках объема и сущности одного или нескольких описанных независимых аспектов.