ШАХТНАЯ ПОДЪЕМНАЯ МАШИНА
MINE HOISTING MACHINE

Изобретение относится к оборудованию главного шахтного подъема, а именно к двухбарабанным подъемным машинам с механизмом перестановки для разъемного соединения переставного барабана и главного вала., и может быть использовано для подъема руды и породы двумя скипами с нескольких горизонтов.
Известна шахтная подъемная машина, включающая главный вал, тормозные устройства, два цилиндрических барабана, предназначенных для навивки подъемных канатов, один из которых наглухо связан с главным валом, а другой является переставным, оборудованным зубчатым механизмом перестановки с пружинно-пневматическим приводом, обеспечивающим отсоединение переставного барабана от главного вала и, после поворота последнего на любой угол, соединение с ним [1]. Недостатком известного устройства является недостаточная надежность и технологичность зубчатого механизма перестановки, особенно в случае использования в конструкции машин цилиндрических барабанов большого диаметра (от 6 м и более).
Технической задачей изобретения является повышение надежности и технологичности зубчатого механизма перестановки.
Поставленная задача решается тем, что шахтная подъемная машина включает главный вал, установленный в подшипниковых опорах (2 и 3), дисковые тормозные устройства, два цилиндрических барабана, предназначенных для навивки подъемных канатов, один из которых (4) жестко связан с главным валом, а другой (5) является переставным, оборудованным зубчатым механизмом перестановки, обеспечивающим отсоединение переставного барабана (5) от главного вала и, после поворота последнего на любой угол, соединение с ним посредством усилия сжатых пружин, при этом зубчатый механизм перестановки включает разрезное зубчатое кольцо (7) с наружным расположением зубьев, стянутое болтами, установленное на главном валу с помощью разрезной скольжения втулки, на котором болтами закреплена наружная боковина переставного барабана (5), разрезное зубчатое кольцо (10) с наружным расположением зубьев, стянутое болтами, жестко закрепленное болтами на кольцевом выступе главного вала с наружной стороны зубчатого кольца (7), разрезное зубчатое кольцо (12) с внутренним расположением зубьев, стянутое болтами, находящееся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом (10) с возможностью перемещения вдоль оси главного вала и зацеплением с зубчатым колесом (7) под действием усилия по меньшей мере четырех постоянно сжатых пружин (14), закрепленных с помощью кронштейнов (15) на наружной торцевой поверхности разрезного зубчатого кольца (10) симметрично и параллельно оси главного вала и упирающихся свободным концом в упорно-центрирующие элементы, закрепленные на торцевой поверхности зубчатого кольца (12) соосно с пружинами (14), и с возможностью перемещения вдоль оси главного вала с расцеплением с зубчатым колесом (7) под действием усилия двух гидравлических цилиндров (23) одностороннего действия, расположенных симметрично и параллельно оси главного вала, передаваемого посредством разрезного переключающего скольжения кольца (16), установленного с радиальным зазором в кольцевом углублении зубчатого кольца (12) с его внешней стороны, имеющего две проушины симметрично расположенные относительно оси главного вала, которые шарнирно соединены со свободными концами штоков гидравлических цилиндров (23) и имеют отверстия, в которых расположены направляющие (21), консольно и жестко закрепленные в опорах (22) симметрично и параллельно оси главного вала, при этом в этих же опорах шарнирно закреплены и гидравлические цилиндры (23), а опоры (22) жестко закреплены на общей с подшипниковой опорой (3) раме, при этом подшипниковая опора (2) устанавливается со стороны барабана (4) и является фиксирующей, а подшипниковая опора (3) устанавливается со стороны переставного барабана (5) и является плавающей.
Частным случаем конструктивного исполнения устройства является крепление с помощью винтов на торцевой поверхности разрезного переключающего скольжения кольца (16), обращенной в сторону постоянно сжатых пружин (14), накладок, изготовленных из антифрикционного материала в виде секторов.
Другим частным случаем конструктивного исполнения устройства является выполнение упорно-центрирующих элементов  в виде цилиндрических стержней с наружной резьбой в средней части, на которых установлены упорные втулки и поджимные гайки, при этом цилиндрические стержни имеет хвостовики с наружной резьбой, которые вкручены в ответные резьбовые отверстия, выполненные в торцевой поверхности зубчатого кольца (12), при этом свободный конец цилиндрических стержней располагается внутри пружин (14), а  пружины (14) свободным концом упираются в упорные втулки с возможностью регулирования степени сжатия пружин путем вращения поджимных гаек.
Также частным случаем конструктивного исполнения устройства является выполнение кронштейнов (15) в виде пластин со стаканами, с возможностью установки в эти стаканы концов пружин (14), при этом пластины крепятся винтами к наружной торцевой поверхности разрезного зубчатого кольца (10).
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена шахтная подъемная машина вид сбоку; на фиг. 2 - шахтная подъемная машина вид сверху; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг 3; на фиг. 5 - зубчатый механизм перестановки вид сбоку в положении зацепления зубчатых колес 7 и 12; на фиг. 6 - вид В на фиг. 5; на фиг. 7 - вид Г на фиг. 5; на фиг. 8 - вид Д на фиг. 5; на фиг. 9 - разрезное переключающее скольжения кольцо; на фиг. 10 - вид Е на фиг. 9; на фиг. 11 - узел Ж на фиг 9; на фиг. 12 - узел З на фиг. 5. При этом на чертежах условно не показаны рама шахтной машины подъема и тормозные устройства.
Шахтная подъемная машина содержит главный вал 1, дисковые тормозные устройства, фиксирующую подшипниковую опору 2, плавающую подшипниковую опору 3, барабан 4, жестко связанный с главным валом 1, переставной барабан 5, зубчатый механизм 6 перестановки. Зубчатый механизм 6 перестановки включает разрезное зубчатое кольцо 7 с наружным расположением зубьев, состоящее из двух полуколец, стянутых болтами 8, установленное на главном валу 1 с помощью разрезной скольжения втулки 9; разрезное зубчатое кольцо 10 с наружным расположением зубьев, состоящее из двух полуколец, стянутых болтами 35, жестко закрепленное на кольцевом выступе главного вала 1 с помощью болтов 11; разрезное зубчатое кольцо 12 с внутренним расположением зубьев, состоящее из двух полуколец, стянутых болтами 13, находящееся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 10 с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси главного вала 1; постоянно сжатые пружины 14, симметрично закрепленные с помощью кронштейнов 15 на торцевой поверхности разрезного зубчатого кольца  10 и упирающихся свободным концом в упорно-центрирующие элементы, закрепленные на торцевой поверхности зубчатого кольца 12; разрезное переключающее скольжения кольцо 16, установленное в кольцевом углублении зубчатого кольца 12 с его внешней стороны, состоящее из двух полуколец 17 и 18, стянутых болтами 19, на торцевой поверхности которых со стороны пружин 14 винтами закреплены секторные накладки 20, изготовленные из антифрикционного материала и образующие в совокупности упорное кольцо скольжения; две направляющие 21, консольно и жестко закрепленные в опорах 22 симметрично и параллельно оси главного вала 1 и размещенные в отверстиях проушин кольца 16 с возможностью скольжения последнего по этим направляющим вдоль оси главного вала 1; два гидравлических цилиндра 23 одностороннего действия, расположенных симметрично и параллельно оси главного вала 1, шарнирно закрепленных в опорах 22 с помощью пальцев 24, свободные концы штоков которых шарнирно закреплены в прорезях проушин кольца 16 с помощью пальцев 25. На зубчатом колесе 7 закреплена наружная боковина 26 переставного барабана 5 с помощью болтов 27. Упорно-центрирующие элементы включают цилиндрический стержень 28, на который установлена упорная втулка 29 и гайка 30 с фиксирующей шайбой 31.  Цилиндрический стержень 28 имеет хвостовик с резьбой, который вкручивается в ответные резьбовые отверстия, выполненные в торцевой поверхности зубчатого кольца 12. В средней части цилиндрического стержня 28 выполнена резьба, на которую накручивается гайка 30. Кронштейны 15 состоят из пластин 32 и стаканов 33, в которые вставлены пружины 14.
Устройство работает следующим образом.
Вращение главного вала 1 осуществляется с помощью электропривода 34.
В режиме нормальной работы, при котором осуществляется подъем руды или породы скипами, зубчатый механизм 6 перестановки находится во включенном состоянии, которое характеризуется следующими техническими параметрами: подача рабочей жидкости в гидравлические цилиндры 23 не осуществляется; под действием усилия сжатых пружин 14, передаваемого посредством упорно-центрирующих элементов в направлении боковины 26 на зубчатое колесо 12, последнее находится в одновременном зацеплении с зубчатыми колесами 7 и 10, что обеспечивает соединение главного вала 1 с боковиной 26 переставного барабана 5, которая жестко закреплена на зубчатом колесе 7. В результате барабаны 4 и 5 вращаются синхронно с одинаковой скоростью, обеспечивая так же синхронное перемещение скипов от места загрузки к месту разгрузки, и наоборот.
При смене горизонта, с которого поднимается груз, скип, канат которого навивается на переставной барабан 5, устанавливается на верхней приемной площадке. Затем переставной барабан 5 отсоединяется от главного вала 1 и стопорится тормозом. Отсоединение переставного барабана 5 от главного вала 1 осуществляется путем отключения зубчатого механизма 6 перестановки следующим образом: подается рабочая жидкость под давлением в гидравлические цилиндры 23, при этом их штоки, которые были выдвинуты при нормальном режиме работы машины подъема, втягиваются, перемещая по направляющим 21 разрезное переключающее скольжения кольцо 16, которое, упираясь торцевой поверхностью с накладками 20 в стенку кольцевого углубления зубчатого кольца 12, перемещает последнее в направлении противоположном боковине 26, выводя его из зацепления с зубчатым кольцом 7, преодолевая при этом сопротивление пружин 14. После расцепления зубчатых колес 7 и 12 ключается подъемная машина и поднимается на нужный горизонт скип, канат которого навит на барабан 4, жестко связанный с главным валом 1. После этого опять включается зубчатый механизм 6 перестановки следующим образом: прекращается подача рабочей жидкости в гидравлические цилиндры 23; под действием усилия сжатых пружин 14, зубчатое колесо 12, вместе с кольцом 16 перемещается в направлении зубчатого колеса 7 и входит с ним в зацепление при одновременном зацеплении с зубчатым колесом 10. В результате переставной барабан 5 соединяется с главным валом 1 и подъемная машина готова для работы с нового горизонта.
Упорно-центрирующие элементы служат для центрирования свободного конца пружин 14, а также для регулировки степени сжатия пружин 14 и передачи их усилия на зубчатое колесо 12. Регулировка степени сжатия пружин 14 осуществляется путем вращения гаек 30, которые поджимают упорные втулки 29, в которые упираются свободные концы пружин 14. Фиксирующие шайбы 31 (на чертеже изображены шайбы лапчатого типа) служат для предотвращения несанкционированного проворачивания гаек 30.
Секторные накладки 20, изготовленные из антифрикционного материала, обеспечивают защиту от износа торцевой поверхности разрезного переключающего скольжения кольца 16, обращенной в сторону постоянно сжатых пружин 14, а также ответной боковой поверхности кольцевого углубления зубчатого кольца 12. При износе накладки 20 подлежат замене.
Предлагаемая шахтная подъемная машина была изготовлена в ЗАО «Солигорский Институт проблем ресурсосбережения с Опытным производством» (модель 2Ц 7,0×3,2 с барабанами диаметром 7 м) и установлена на скиповом стволе Петриковского ГОКа. Ее отличительной особенностью является высокая надежность и технологичность зубчатого механизма перестановки.
1. Завозин Л.Ф., Шахтные подъемные установки / Л.Ф. Завозин / Изд. 2-е переработ. и доп. / Л.Ф. Завозин / - М., Недра, 1975. - С. 109-110.