Механизм подачи горной машины

 

МЕХАНИЗМ ГОДАЧИ ГОРНОЙ МАШИНЫ , содержащей установленную на приводном валу двухвенцовзпо неподвижную звездочку, между венцами которой размещен роликовый генератор волн, ведомую звездочку и объединяющую их .приводную гибкую связь, отличающийся тем, что, с целью повышения тяговой способности и надежности работы передачи, приводная гибкая связь вьтолнена в виде зубчатой цепи, снабженной трехрядными направляняцими пластинами, перекрывающими одна другую в плоскости движения и контактирующими с генератором волн, имеющим один ролик. ;о 4; со о:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

В@в E 21 С 29 00 иг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3560569/22-03 (22) 02.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. N 20 (72) Е.А.Степанов, В.Г.Крупко, Г.А.Рябошапка и А.В.Ворошилов (71) Краматорский индустриальный институт (53) 622.232(088.8) (56) 1. Беркман И.Л. и др. Универсальные одноковшовые строительные экскаваторы. М., "Высшая школа", 1981,, с. 52, рис. 48,а.

2. Крутиков И.П. Экскаваторы.

М., "Машиностроение", 1964, с. 227, о рис. 124.

3. Авторское свидетельство СССР

В 859632, кл. E 21 С 29/00, 1979 (прототип).

„SU„„1094961, А (54) (57) МКХАНИЗМ ПОДАЧИ ГОРНОЙ МАШИНЫ, содержащей установленную на приводном валу двухвенцовую неподвижную звездочку, между венцами которой размещен роликовый генератор вьлн, ведомую звездочку и объединяющую их .приводную гибкую связь, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения тяговой способности и надежности работы передачи, приводная гибкая связь выполнена в виде зубчатой цепи, снабженной трехрядными направляющими пластинами, перекрываю- щими одна другую в плоскости движения и контактирующими с генератором волн, имеющим один ролик.

1094961

Изобретение относится к приводным передаточным устройствам горных машин, в частности к механизмам подачи (напора) экскаваторов типа "прямая механическая лопата" с независимым напором ковша.

Известен механизм независимой подачи (напора) прямой механической лопаты, включающий канатно-блочную и цепную передачу между напорным барабаном и рукоятью ковша. Преимуществом известного механизма является лучшая маневренность рабочего оборудования и независимость напора от положения ковшаэ (1).

Недостатком механизма является то, что при выдвижении рукояти преодолевается не только сопротивление

-врезанию ковша в грунт, но и составляющая усилия в подъемном канате. Машинист во избежание остановки двигателя вручную включает напорный механизм периодически, рывками подавая рукоять вперед, что отрицательно сказывается на работе привода и затрудняет работу машиниста. Кроме того, применение канатно-блочной передачи ограничено использованием этого механизма в экскаваторах с однодвигательным приводом, т.е. в малых моделях одноковшовых машин.

Известен также механизм независимости подачи (напора) прямой механической лопаты, включающий зубчатую передачу от двигателя к кремальерной шестерне и рейке рукояти. Преимуществом этого механизма является возможность применения его в мощных экскаваторах с многомоторным приводом 1,21 .

К недостаткам относится также необходимость частого включения механизма, т.е. обеспечение прерывной подачи при ручном. управлении этими включениями, а также повышенная ме-" таллоемкость зубчатых передач привода.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является механизм подачи горной машины, содержащей установленную на приводном валу двухвенцовую неподвижную звездочку, между венцами которой размещен роликовый генератор волн, ведомую звездочку и объединяющую их приводную гибкую связь, выполненную в виде трех-. рядной втулочно-роликовой цепи. Преимуществом известного механизма подачи является автоматическое, без учас5

55 тия оператора прерывистое движение исполнительного органа, кинематически связанного с ведомым валоМ цепной передачи, а также небольшая металлоемкость механизма при обеспечении большого передаточного числа в одной ступени (3).

Недостатками механизма подачи являются ограниченная тяговая способность ввиду применения втулочнороликовой цепи, а также многороликового генератора волн, обуславливающего ограничение числа зубьев неподвижной звездочки для передачи окружного усилия. Кроме того, повышенные динамические нагрузки, являющиеся следствием "прерывистости" линии взаимодействия роликов генератора волн и роликов втулочно-роликовой цепи, когда окружная поверхность роликов генератора контактирует при обкатывании то с одним, то с несколькими роликами цепи, усиливая ее поперечные колебания.

Целью изобретения является повышение тяговой способности и надежности работы цередачи.

Поставленная цель достигается тем, что в механизме подачи горной машины, содержащем установленную на приводном валу двухвенцовую неподвижную звездочку, между венцами которой размещен роликовый генератор волн, ведомую звездочку и объединяющую их приводную гибкую связь, приводная гибкая связь выполнена в виде зубчатой цепи, снабженной трехрядными направляющими пластинами, перекрывающими одна другую в плоскости движения и контактирующими с генератором волн, имеющим один ролик.

На фиг. 1 изображена общая схема приводного устройства подачи (напора) прямой механической лопаты; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 — вид Г на фиг. 3; на фиг.6— диаграмма скоростных характеристик предлагаемого механизма.

Механизм 1 (фиг, 1) посредством реечной передачи 2 кинематически связан с рукоятью 3 ковша 4, имеющей отдельный привод механизма 5 подъема ковша 4.

Механизм I подачи ковша (фиг. 2) включает цепную передачу 6 с ведущим валом 7, связанным зубчатой переда3 чей 8 с отдельным электродвигателем 9, и ведомым валом 10, на котором установлены кремальерные шестерни 11, связанные с рейками 12 реечной передачи 2. Таким образом рассматривается независимый механизм подачи (напора) прямой механической лопаты.

Цепная передача 6 (фиг. 2 — 4) содержит двухвенцовую неподвижную 10 звездочку 13, соосную с ведущим валом 7, ведомую звездочку 14, закрепленную на ведомом валу 10 и объединяющую их приводную гибкую связь 15.

На ведущем валу 10 закреплен ролико- 15 вый генератор 16 волн, образованный водилом 17 с одним роликом 18. Гибкая связь 15 выполнена в виде зубчатой цепи 19, состоящей из .основных фигурных стальных звеньев 20 и zo снабженной трехрядными направляющими пластинами 21 с плоскими гранями 22, обращенными внутрь передачи и контактирующими с наружной поверхностью ролика 18 генератора. 16 волн. 25

При этом в плоскости движения цепи эти грани образуют практически непрерывный линейный профиль контакта цепи с роликом, поскольку трехрядное выполнение направляющих пластин обес- ц печивает перекрытие соседних парных 23 и одиночных 24 пластин (фиг.5) в зоне контакта с роликом. .Неподвижная звездочка 13 имеет наружный диаметр зубьев Р=2Р и наH 35 чальный диаметр П =2к . Ролик 18 имеет радиус г (фиг. 3) наружной поверхности, контактирующей с плоскими гранями 22 направляющих пластин. Кинематическое взаимодействие роликов с цепью осуществляется по фиктивному радиусу роликов ф, определяемому из формужы гф= г+1, (<) °

45 где Ь вЂ” расстояние от оси Ор шарнира цепи до плоской грани направляющей пластины (фиг, 3).

Зубчатая цепь 19 имеет шаг (фиг. 3). Радиус. окружности центра 50 ролика 18 составляет R а диаметр начальной окружности ведомой звездочки 14 — 4 =22<, число зубьев неподвижной звездочки Z„, а ведомой (подвижной) звездочки 22 .

Условием нормальной работы передачи является такое соотношение геометрических параметров, при котором обес61 4 печивается вывод роликом зубьев основных звеньев 20 в зону некасания ими вершины зубьев неподвижной звездочки 13 согласно выражению (окрестности точки С и ей подобные, фиг. 3) +гф 1 3 к где h — расстояние от оси 0,1 шарнир ра цепи до вершины зуба основного звена 20 (фиг.4).

Кроме того, число шагов цепи 7 в кривой acb (фиг. 3) должно быть больше числа шагов Zo в отрезке дуги аЬ радиуса на целое число Ь2, причем

a2=Z -г, . Ж

Провисание холостой цепи должно соответствовать этому числу звеньев.

Механизм работает следующим образом.

Водило 17- с роликом 18 генератора 16 волн получает от двигателя 9, через зубчатую 8, вращение против часовой стрелки с постоянной угловой частотой ы При этом в положении (фиг. 3} ролик 18, касаясь одного из направляющих звеньев 21 зубчатой цепи 19, оттягивает ее от неподвижной звездочки 13 и как-бы удлиняет рабочую (в данном случае верхнюю) ветвь цепи за счет выбора провиса холостой (в данном случае нижней) ветви цепи, что сопровождается соответствующим поворотом ведомой звездочки 14 с угловой частотой ю против часовой стрелки. Этот процесс продолжается в течение угла поворота водила 17 на угол 2а, пока ролик 18 не займет положения П и цепь 19 снова не займет исходного в вертикальном направлении положения, т.е. не ляжет на звездочку так, что основные звенья 20 разместятся во впадинах зубьев звездочки. При этом длина верхней ветви в новом положении по контуру дь равна

e =act + а.

Длина верхней ветви в исходном положении равна

e1 ac+ad.

Цепь 19 при этом перемещается на величину ge

ie=а -е =ь.-Ь Ъ

Но эта разность соответствует aZ ,шагов цепи согласно уравнению (3), 1094961

Величина угла oL находится из выражения

"о "Ф о(=o1rc,Con

В течение дальнейшего вращения генератора 16 волн ролик 18 вхолостую перегоняет "гофр" цепи añÜ на нижнюю ветвь цепи. Это происходит в пределах угла поворота.

Затем в пределах такого же угла к ролик 18 генератором волн перемещается между ветвями цепи 19. Таким образом, в течение угла поворота 2 ведомая звездочка 14 остается неподвижной так, что

2 g =2(Л-а .

Таким образом, при равномерном непрерывном вращении генератора 16 волн ведомая звездочка 14 и ведомый вал 10 вращаются прерывисто, т,е. пульсационно (фиг. 6).

Среднее передаточное число механизма определяется выражением г

1 Ð 1о

Ведомый вал 10 посредством установленных на нем кремальерных шестерен 11 сообщает рейке 12 и рукояти 3 с ковшом 4 экскаватора прерывистое движение со скоростью Ч11, необходимое при независимом напоре.

5 Обратное движение рукояти с ковшом обеспечивается реверсом двигателя 9. Генератор 16 волн вращается против часовой стрелки, касается роликом 18 нижней ветви цепи 19, пере.—

1О дает, в течение одного — двух оборотов, слабину этой ветви на верхнюю, а затем обеспечивает вращение ведомой звездочки 14 против часовой стрелки и соответственно возврат рукояти.

15 Таким образом, предлагаемый механизм подачи (напора) горной машины обеспечивает автоматически, без участия машиниста, прерывистость подачи (напора}, например, ковша экскавато2О ра, что необходимо при независимом напоре. При этом обеспечивается достаточная тяговая способность и снижение динамических нагрузок. Прочность цепи и звездочки уравниваются за счет

25. применения однороликового генератора волн, поскольку в передаче нагрузки участвует значительно большое число зубьев неподвижной звездочки, чем при многороликовом генераторе волн.

1094961 маце, Я

17

Составитель А.йестимиров

Редактор Н.Бобкова Техред,M.надь Корректор В. Иванова

Заказ 3556/19 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4