ПРИВОДНОЙ УЗЕЛ БАРАБАННОГО ГОРНОГО КОМБАЙНА И НАПРАВЛЯЮЩИЙ БАШМАК ДЛЯ НЕГО
DRIVE UNIT OF DRUM OF MINING MACHINE AND GUIDING BOOT FOR IT

Изобретение относится к приводному узлу для барабанного горного комбайна, содержащему установленное с возможностью вращения приводное зубчатое колесо для вхождения в зацепление с предназначенным для перемещения барабанного горного комбайна цевочным устройством; расположенное коаксиально с приводным зубчатым колесом и соединенное с ним без возможности прокручивания передаточное зубчатое колесо; по меньшей мере, один съемный, предназначенный для направления барабанного горного комбайна на цевочном устройстве направляющий башмак; и основную плиту корпуса, на которую опирается и закреплена без возможности прокручивания расположенная коаксиально оси вращения опорная труба. Изобретение относится также к направляющему башмаку для такого приводного узла барабанного горного комбайна, содержащему, по меньшей мере, одну базовую стенку, на которой выполнен направляющий буртик для захвата цевочного устройства и которая предназначена для съемного крепления направляющего башмака на основной плите корпуса.
В подземных горных разработках применяемые обычно для добычи угля барабанные горные комбайны перемещаются вдоль продвигаемого вперед в направлении разработки транспортера, который они охватывают подобно порталу своим машинным корпусом и который рядом с направляющими рельсами для барабанного горного комбайна еще содержит образованное в большинстве случаев зубчатыми рейками или цепями цевочное устройство, в которое входит сверху своими зубьями приводное зубчатое колесо приводного узла барабанного горного комбайна. За счет привода от двигателя приводного зубчатого колеса барабанный горный комбайн может перемещаться вдоль цевочного устройства. Для обеспечения надежного вхождения зубьев приводного зубчатого колеса в цепь и, соответственно, зубчатую рейку приводной узел дополнительно направляется с помощью, по меньшей мере, одного направляющего элемента, соответственно, направляющего башмака на цевочном устройстве. Вследствие больших реактивных сил при добыче угля из-за большого веса барабанного горного комбайна, а также из-за каменных глыб или т.п., которые могут также падать в цевочный зуб, износ, в частности, приводного зубчатого колеса приводного узла барабанного горного комбайна, а также износ направляющих элементов является относительно сильным. Поэтому принципиально имеется потребность в как можно более быстрой и простой замене направляющих элементов, таких как, например, направляющий башмак, и приводного зубчатого колеса при возникновении износа.
В известном из DE 3718442 С2 приводном узле барабанного горного комбайна приводное зубчатое колесо сидит на приводном валу, который одним из своих концом опирается с возможностью вращения на основную плиту корпуса с помощью подшипника жидкостного трения. Приводной вал опирается с помощью дополнительных уступов на другие плиты корпуса, которые для этого расположены на расстоянии от основной плиты корпуса. Для обеспечения опоры скольжения опорного вала на основной плите корпуса опорное пространство для промежуточного колеса, а также находящегося с ним в зацеплении и сидящего на приводном валу приводного двигателя зубчатого колеса выполнено герметичным для жидкости.
В известном из DE 19712774 А1 приводном узле барабанного горного комбайна приводное зубчатое колесо связано резьбовым соединением с передаточным зубчатым колесом, и его можно, после демонтажа крышки, противоположной основной плите корпуса, снимать вместе с опорной трубой и подшипниками. Направляющий башмак содержит специально выполненный крюк, который захватывает как снизу, так и сзади нижнюю направляющую планку на зубчатой рейке или подобный элемент. Затраты на монтаж и переоборудование относительно высоки, поскольку при ремонте необходимо демонтировать блок, состоящий из приводного зубчатого колеса, передаточного зубчатого колеса, подшипников и опорного вала. Поэтому демонтаж нельзя выполнять без подъемных инструментов.
Задачей изобретения является создание приводного узла барабанного горного комбайна, а также направляющего башмака для него, которые обеспечивают простой и быстро выполняемый монтаж и, соответственно, демонтаж изнашиваемых частей, таких как, в частности, приводное колесо и направляющий башмак.
Эта задача в приводном узле барабанного горного комбайна согласно изобретению решается тем, что направляющий башмак с помощью болта, проходящего через внутреннее отверстие опорной трубы, съемного и образующего поворотную опору для направляющего башмака, закреплен на основной плите, и/или что между приводным зубчатым колесом и опорной трубой расположена опирающаяся с помощью, по меньшей мере, одного подшипника с возможностью вращения на опорную трубу опорная гильза, на которую съемно надвинуто или предназначено для надвигания приводное зубчатое колесо со стороны конца опорной трубы, противоположного основной плите корпуса. Решение согласно изобретению относительно направляющего башмака предусматривает, что необходимо разъединить и удалить всего лишь один болт, служащий одновременно поворотной опорой для направляющего башмака, чтобы затем отделить направляющий башмак от приводного узла предпочтительно вниз. При этом этот болт проходит через внутреннее отверстие опорной трубы, так что ось поворота направляющего башмака совпадает с осью вращения приводного зубчатого колеса. Удаление болта обеспечивает очень быстрый демонтаж направляющего башмака без необходимости разъединения, соответственно, снятия других элементов приводного узла. Поворотная опора направляющего башмака одновременно улучшает направление приводного узла на цевочном устройстве и повышает срок службы направляющего башмака. Согласно второй концепции решения согласно изобретению для приводного узла барабанного горного комбайна предлагается опора приводного колеса, при которой необходимо демонтировать лишь приводное колесо, предпочтительно после предварительно необходимого демонтажа направляющего башмака, в то время как все служащие для опоры приводного зубчатого колеса элементы узла и подшипник остаются в приводном узле в смонтированном состоянии. Благодаря этой мере, которая достигается за счет того, что приводное зубчатое колесо закреплено в приводном узле лишь опосредованно с промежуточным включением опирающейся с возможностью вращения на опорную трубу опорной гильзы, значительно упрощается монтаж и, соответственно, демонтаж приводного зубчатого колеса. Для монтажа и, соответственно, демонтажа приводного зубчатого колеса не требуется больше монтировать и, соответственно, удалять опорную трубу вместе с соответствующими опорами, поскольку опорная труба остается закрепленной на основной плите корпуса.
В одном предпочтительном варианте выполнения приводного узла барабанного горного комбайна опорная гильза опирается на опорную трубу с возможностью вращения с помощью одного единственного расположенного в опорном участке опорной гильзы подшипника, и опорная гильза имеет участок, который проходит вплоть до второго подшипника, на который предпочтительно непосредственно надвинуто передаточное зубчатое колесо своей колесной ступицей. Таким образом, этот участок опорной гильзы обеспечивает одновременно необходимое расстояние подшипника и, соответственно, опорного участка опорной гильзы от второго подшипника. Это расстояние требуется для обеспечения возможности монтажа приводного зубчатого колеса и расположения рядом с передаточным зубчатым колесом. Особенно предпочтительно, если опорная труба и опорная гильза содержат по одному уступу для расположения первого подшипника, которые, с одной стороны, ограничивают и, соответственно, минимизируют осевой зазор подшипника и опорной гильзы и, с другой стороны, обеспечивают, что толщина опорной трубы и опорной гильзы не становится слишком большой. Первый и/или второй подшипник могут предпочтительно состоять из двухрядных подшипников качения.
В особенно предпочтительном варианте выполнения приводное зубчатое колесо разъемно связано с передаточным зубчатым колесом с помощью осевых винтов. Это соединение без возможности прокручивания между приводным зубчатым колесом и передаточным зубчатым колесом целесообразно поддерживается с помощью призматических шпонок и/или шлицевого соединения между обоими зубчатыми колесами, с целью защиты осевых винтов от срезающих нагрузок. Согласно одному предпочтительному варианту выполнения приводное зубчатое колесо может содержать на одной боковой стенке буртик, который входит без возможности прокручивания в углубление в боковой стороне передаточного зубчатого колеса. В одном особенно предпочтительном варианте выполнения приводное зубчатое колесо может в этом случае содержать на противоположной боковой стенке кольцевой выступ, который проходит над первым подшипником до свободного, противоположного основной плите корпуса конца опорной гильзы и предпочтительно снабжен окружной канавкой для вхождения снимающего инструмента или т.п. для приводного зубчатого колеса. В этом варианте выполнения может быть одновременно предусмотрено, что кольцевой выступ снабжен бочкообразной поверхностью. В рабочем состоянии приводное зубчатое колесо может с помощью бочкообразной поверхности кольцевого выступа одновременно катиться по верхней стороне цевочного устройства.
Согласно одному особенно предпочтительному варианту выполнения приводного узла барабанного горного комбайна согласно изобретению направляющий башмак выполнен в виде одной детали, и этот направляющий башмак имеет базовую стенку с направляющим буртиком для захвата снизу цевочного устройства и напротив базовой стенки - ответную стенку с направляющим буртиком для захвата сзади цевочного устройства. Выполненный в виде одной детали направляющий башмак, который захватывает цевочное устройство не только снизу, но и сзади, обеспечивает надежное направление приводного узла барабанного горного комбайна как в вертикальной плоскости, так и поперек направления движения барабанного горного комбайна на цевочном устройстве и эффективно предотвращает выход из зацепления приводного зубчатого колеса с зубчатой рекой или цепью цевочного устройства. Монтаж и, соответственно, демонтаж можно выполнять особенно просто, если болт с обеих сторон выступает из опорной трубы и для поворотного опирания направляющего башмака входит в проходное отверстие в базовой стенке и ответной стенке направляющего башмака. Болт может состоять, в частности, из выполненного из одной детали вставного болта, который с помощью подходящей фиксации защищен в своем монтажном положении от соединения.
Указанная выше задача относительно направляющего башмака решена согласно изобретению предпочтительно тем, что выполненное в базовой стенке проходное отверстие предусмотрено на одной линии с выполненным в ответной стенке вторым проходным отверстием, при этом оба проходных отверстия служат для вхождения и прохождения болта, вставляемого в расположенную на стороне узла опорную трубу, для поворотного опирания и удерживания направляющего башмака. Опирающийся с возможностью поворота на две противоположные стенки направляющий башмак можно не только полностью демонтировать лишь за счет простого удаления болта, но также он одновременно предпочтительно опирается по всей своей длине для поворота. Для направляющего башмака также особенно предпочтительно, если он выполнен в виде одной детали и имеет базовую стенку с направляющим буртиком для захвата снизу цевочного устройства и ответную стенку с направляющим буртиком для захвата сзади цевочного устройства. Между базовой стенкой и ответной стенкой целесообразно образовано открытое вверх и вниз промежуточное пространство, в котором в смонтированном на приводном узле состоянии направляющего башмака расположено приводное зубчатое колесо с таким погружением, что оно своими зубьями может входить в цевочное устройство.
Другие преимущества и варианты выполнения приводного узла барабанного горного комбайна согласно изобретению, а также направляющего башмака согласно изобретению следуют из приведенного ниже описания предпочтительного примера выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:
фиг.1 - направляемый по зубчатым рейкам барабанный горный комбайн со стороны его приводных зубчатых колес;
фиг.2 - вертикальный частичный разрез одного из обоих приводных узлов барабанного горного комбайна в зацеплении с закрепленным на лавовом конвейере цевочным устройством;
фиг.3 - приводной узел согласно фиг.2 в увеличенном масштабе;
фиг.4 - разрез приводного узла согласно фиг.2 со снятым направляющим башмаком;
фиг.5 - разрез приводного узла согласно фиг.2 с дополнительно снятым приводным зубчатым колесом;
фиг.6 - направляющий башмак согласно одному предпочтительному примеру выполнения, в изометрической проекции; и
фиг.7 - направляющий башмак согласно фиг.6, вид спереди.
На фиг.1 схематично показан барабанный горный комбайн 1, корпус 2 которого, на котором на неизображенных поворотных рычагах закреплены снабженные обрабатывающими инструментами барабаны, охватывает сверху подобно порталу также не изображенный на фиг.1 подземный лавовый конвейер. Показанный барабанный горный комбайн 1 содержит для обоих возможных направлений движения соответствующее приводное зубчатое колесо 3, которое приводится во вращение с помощью соответствующего приводного двигателя, из которых изображено лишь выходное зубчатое колесо 4. Зубья 5 приводных зубчатых колес 3 входят сверху в выемки зубчатых реек 7, которые съемно закреплены на козлах 8, которые, в свою очередь, закреплены на стороне очистного забоя на боковых навесных бортах проложенного вдоль подземного забоя лавового конвейера, как показано, например, на изображенной только на фиг.2 секции лотка 9. Поскольку частично показанная на фиг.2 конструкция подземного, составленного из секций, лотка лавового конвейера известна для специалистов, то здесь не приводится дополнительного описания соответствующих секций лотка.
На фиг.2 и 3 показан полностью смонтированный приводной узел 10 барабанного горного комбайна для добычи угля в рабочих условиях, в которых зубья 5 приводного зубчатого колеса 3 приводного узла 10 входят в выемки зубчатых реек 7 цевочного устройства. Весь приводной узел 10 опирается на корпус 2 через основную плиту 11 корпуса, которая через траверсу 12 соединена с корпусом 2 барабанного горного комбайна (фиг.1). Между центральной выемкой 13 в траверсе 12, а также соединенным с основной плитой 11 через распорки 12а кожухом 14 корпуса установлено с помощью нескольких подшипников 15 качения зубчатое колесо 4, которое соединено без возможности прокручивания с не изображенным приводным валом не изображенного двигателя и своими торцевыми зубьями находится в зацеплении с торцевыми зубьями передаточного зубчатого колеса 16, которое вместе с приводным зубчатым колесом 3 и коаксиально с ним установлено в приводном узле 10. Приводное зубчатое колесо 3 и передаточное зубчатое колесо 16 установлены с возможностью вращения вокруг общей оси D вращения и соединены друг с другом с возможностью передачи крутящего момента. Ниже приводится описание опоры как приводного зубчатого колеса 3, так и передаточного зубчатого колеса 16 на неподвижно закрепленной на основной плите 11 опорной трубе 17 сначала со ссылками на фиг.3.
Опорная труба 17 своим одним концом 18 так закреплена внутри крепежного гнезда 19 в основной плите 11, что имеющая относительно большие размеры опорная труба 17 по существу подвешена лишь на одной стороне и образует опорную ось для передаточного зубчатого колеса 15, а также приводного зубчатого колеса 3. Опорная труба 17, исходя из своего свободного конца 20, снабжена первым уступом 21, на который опирается первый подшипник 22 качения, который выполнен в виде двухрядного конического роликоподшипника, своим внутренним кольцом подшипника. Опорная труба имеет между средним участком 23 и закрепленным на основной плите 11 концом 18 трубы второй уступ 24, на котором сидит второй двухрядный подшипник 25 качения. На первый подшипник 22 качения опирается с возможностью вращения опорная гильза 26. Опорная гильза опирается лишь одной стороной в зоне опорного участка 28, который выполнен с меньшим диаметром на внутренней окружности опорной гильзы 26, и опорная гильза содержит участок 29, который проходит от ступеньки 30 между обоими участками 28, 29 вплоть до второго подшипника 25 качения. Первый подшипник 22 качения фиксирован с помощью первого упорного кольца 31 на уступе 21 опорной трубы, а второй подшипник 25 качения зафиксирован с помощью упорного кольца 32 на внутренней окружности ступицы передаточного зубчатого колеса 16. За счет осевой фиксации обоих подшипников 22, 25 качения вращающаяся опорная гильза 26 одновременно зафиксирована против аксиального сдвига из своего монтажного положения. На свободном конце опорной гильзы 26 закреплено содержащее сальник 49 запорное кольцо 33 для защиты подшипников 22, 25 от проникновения грязи и влаги. Как показано на фиг.3, наружная окружность опорной гильзы 26 находится на одной линии с наружной окружностью второго подшипника 25 качения, а приводное зубчатое колесо 3 своей ступицей надвинуто на наружную окружность опорной гильзы 26. Для осевого соединения между приводным зубчатым колесом 3 и коаксиально с ним расположенным передаточным зубчатым колесом 16 предусмотрены несколько распределенных по окружности осевых винтов 34, которые проходят в осевом направлении через все приводное зубчатое колесо 3 и ввинчены в резьбовые отверстия 35 в передаточном зубчатом колесе 16. Кроме того, между приводным зубчатым колесом 3 и передаточным зубчатым колесом 16 передача крутящего момента осуществляется с помощью шпонок 36 и/или с помощью буртика 37 на боковой стенке 38 приводного зубчатого колеса 3, который с геометрическим замыканием входит в выполненное концентрично ступице углубление 39 в обращенной к приводному зубчатому колесу 3 торцевой стороне передаточного зубчатого колеса 16. При этом между буртиком 37 и углублением 39 возникает не изображенное шлицевое соединение. Передаточное зубчатое колесо 16 опирается непосредственно на опорную трубу 17 с помощью расположенного в его ступице второго подшипника 25 качения. Кроме того, к передаточному зубчатому колесу на обращенной к приводному зубчатому колесу 3 торцевой стороне привинчено приемное кольцо 47 с размещенными в нем кольцами 40 скольжения с целью обеспечения уплотнения относительно кожуха 14 корпуса. Приводное зубчатое колесо 3 имеет у наружной стенки 41 корпуса выступающий кольцевой выступ 42 с бочкообразно изогнутой поверхностью 43. При работе кольцевой выступ 42 может катиться по верхней стороне зубчатой рейки 7.
Опорная труба 17 служит не только для опоры подшипников 22, 25 с целью образования опоры приводного зубчатого колеса 3 и передаточного зубчатого колеса 16, но также одновременно для крепления направляющего башмака 50, который выполненным на базовой стенке 51 направляющим выступом 52 захватывает снизу зубчатую рейку 7, а выполненным на противоположной ответной стенке 53 направляющим выступом 54 захватывает сзади боковую сторону зубчатой рейки 7. За счет взаимодействия направляющего выступа 52 и направляющего выступа 54 весь приводной узел 10 барабанного горного комбайна направляется относительно плотно на зубчатой рейке 7, так что предотвращается выход зубьев приводного зубчатого колеса 3 из зацепления с впадинами в зубчатой рейке 7. Крепление направляющего башмака 50 осуществляется с помощью вставного болта 60, который вставляется во внутреннее отверстие 48 опорной трубы 17 и выступает с обеих сторон за концы 18, 20 опорной трубы. Как показано на фиг.3, выступающие участки болта 60 входят в проходные отверстия в базовой стенке 51 и противоположной стенке 53 направляющего башмака 50.
Указанная выше опора приводного зубчатого колеса 3 на опирающуюся с возможностью вращения на опорную трубу опорную гильзу 26 обеспечивает особенно простой монтаж и, соответственно, демонтаж и тем самым особенно простую и быструю замену приводного зубчатого колеса 3. Описание этого процесса приводится ниже со ссылками на фиг.4 и 5. На фиг.4 показанный на фиг.3 направляющий башмак уже демонтирован посредством удаления удерживающего его, проходящего через внутреннее отверстие опорной трубы выполненного массивным болта 60 (фиг.3), при этом демонтаж направляющего башмака можно осуществлять лишь тогда, когда приводной узел 10 барабанного горного комбайна находится над отверстием внутри цевочного устройства, как это показано на фиг.1 в правой половине. Лишь при демонтированной зубчатой рейке можно направляющий башмак, после того как удерживающий болт вынут из внутреннего отверстия опорной трубы 17, снимать вниз, и это состояние показано на фиг.4. В следующей стадии демонтажа приводного зубчатого колеса 3 затем удаляют промежуточную шайбу 45, которая расположена между ответной стенкой направляющего башмака и опорной гильзой 26 в качестве распорной шайбы. После удаления промежуточной шайбы 45 можно разъединять осевые винты 34, за счет чего разъединяется осевое соединение между приводным зубчатым колесом 3 и передаточным зубчатым колесом 16. Приводное зубчатое колесо 3 снабжено между кольцевым выступом 42 и боковой стенкой 41 канавкой 44, в которую может входить, после разъединения осевых винтов 34, пригодный разъединительный инструмент, такой как стяжной инструмент, для стягивания приводного зубчатого колеса 3 с опорной гильзы 26 через свободный конец 20 опорной трубы 17. Конечное состояние после демонтажа приводного зубчатого колеса с опорной гильзы 26 и опорной трубы 17 показано на фиг.5. Приводное зубчатое колесо удалено, хотя все остальные служащие для опоры и уплотнения опоры элементы, такие как, в частности, крышка 33 с сальником и приемное кольцо 47 с уплотнительными кольцами, а также подшипники 22 и 25 остаются в положении монтажа. Для монтажа при необходимости обновленного приводного зубчатого колеса необходимо лишь снова надвинуть его своей ступицей через свободный конец 20 опорной гильзы 26 на ее наружную окружность, а затем при сцеплении шлицевого соединения и закреплении осевых винтов снова восстановить рабочее положение.
Как указывалось выше, направляющий башмак 50 можно закреплять с возможностью поворота на приводном узле 10 и, соответственно, удалять с него посредством монтажа и, соответственно, демонтажа лишь одного проходящего через внутреннее отверстие опорной трубы 17 болта 60 (фиг.3). Выполненный предпочтительно для этого направляющий башмак 50 подробно показан на фиг.6 и 7. Базовая стенка 51 с захватывающим снизу цевочное устройство массивным направляющим выступом 52 ограничивает с одной стороны открытое вверх и вниз промежуточное пространство и соединена через прилитые за одно целое поперечные распорки 56 с ответной стенкой 53, на нижней стороне которой выполнен второй направляющий выступ 54 для захвата сзади цевочного устройства. Как базовая стенка 51, так и ответная стенка 53 снабжены каждая находящимися на одной линии друг с другом проходными отверстиями 58 и, соответственно, 59, в которые входит в смонтированном состоянии крепежный болт. Крепежный болт образует во взаимодействии с проходными отверстиями 58, 59 поворотную опору для направляющего башмака 50, который тем самым в рабочем положении может незначительно перемещаться и согласовываться с углами между соседними зубчатыми рейками.
Изобретение не ограничивается описанным примером выполнения, и для специалиста понятны многочисленные модификации, которые должны входить в объем защиты прилагаемой формулы изобретения. Выполнение приводного зубчатого колеса и передаточного зубчатого колеса может изменяться различным образом. Также может изменяться геометрия и число зубьев приводного зубчатого колеса, когда цевочное устройство содержит выполненные иначе зубчатые рейки или цевочную цепь.