Механизм подачи горной машины

 

vl

° Т

СОГОЗ t:ОБЕ iСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

t ai)s Е 21 С 29/00

ГОсудАРcTВе нный кОмитет

ПО ИЗОБРГТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1"- --l""-.i .,;-Г.» Д:gq - .

0

Ф

ОО

О !

С) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4807528/03 (22) 25.01,90 (46) 30.11,91. Бюл, ¹ 44 (71) Тульский политехнический институт (72) В,А.Бреннер, Д,А.Ветчинкин, Л.М.Гельфанд,. Э.Г.Годынский, В.П,Заволодько, В,Г,Лукиенко. Л.B. Лукиенко. В,А.Потапенко, В.Д.Потапов, Г.А.Сагитов, А.Д.Сергеев, С.Н.Смирнов, А.IG.Têà÷åâ и Н,А.Шальнов (53) 622.284(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹1263843,,кл. Е 21 С 29/02, 1984.

Бесцепная система подачи зарубежных очистных комбайнов, серия "Добыча угля подземным способом". Вып. 37. М.: ЦНИЭИУголь, 1982, с,10 — 11, рис.3. (54) МЕХАНИЗМ ПОДАЧИ ГОРНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к средствам механизации выемки полезных ископаемых и м,б. использовано в бесцепных системах перемещения выемочных и проходческих машин. Цель изобретения — повышение надежности работы при одновременном увеличении ресурса работы. Механизм включает зубчатое колесо (ЗК) и зубчатую рейку (ЗР). Профиль зуба ЗК выполнен по радиусу, а ЗК установлено с возможностью взаимодействия с 3 Р. Отношение радиуса р кривизны профилей ЗК к радиусу R центров их кривизны составляет

Изобретение относится к средствам механизации выемки полезных ископаемых и может быт использовано в бесцепных системах перемещения выемочных и проходческих машин.

„„Я3„„16У4890 А1 р/R=(2S sin(r/2))((Р, +HtgrP+ Н сова) +

+ tg (t/2 — arctg Н/Рр + Нщ а): cos а, где

S — расстояние от точки начала контакта ЗК с зубом ЗК до оси, нормальной к ЗР и проходящей через центр ЗК, мм; т — угловой шаг

ЗК, рад; Рр — шаг зацепления, мм; Н вЂ” высота рабочего профиля зуба ЗР, мм; а — угол наклона профиля зуба ЗР, рад, Расстояние от точки начала контакта зуба ЗК с зубом ЗР до оси, нормальной к ЗР и проходящей через центр ЗК, составляет 0,05 — 0 25 от величины шага зацепления. Высота рабочего профиля зуба ЗР составляет 0,01 -0,1 от величины шага зацепления. Отношение радиуса кривизны профилей зубьев ЗК к радиусу центров их кривизны находится в диапазоне

0,2 — 0,5. Величина Н задается при расчете, Я

Увеличение высоты рабочего участка профиля зуба 3Р улучшает условия работы движителя, уменьшая скольжение в зацеплении, однако при этом растет металлоемкость ЗР.

Величины S д,б. положительна, поэтому ее минимальное значение принято 0,05 РР, что обеспечивает выполнение реального условия при реальных погрешностях при изготовлении ЗК и ЗР. При износе направляющей ЗР и опорной поверхности лыжи горной машины происходит смещение точки входа зуба ЗК с зубом ЗР вниз, при превышающем 20 мм предусмотрено увеличение S до 0,1 Рр, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Целью изобретения является повышение надежности ее работы при одновременном увеличении ресурса работы за счет обеспечения действия в зацеплении колеса с рейкой радиальной силы одного направления.

1694890

На фиг.1 приведена схема работы зацепления в случае, когда точка начала контакта зуба колеса с зубом рейки лежит по осевой линии, проходящей через центр колеса нормально к рейке, на фиг,2 — схема работы зацепления в случае, когда точка начала контакта лежит за осевой линией; на фиг.3 — расчетная схема, поясняющая вывод данной зависимости.

Возможны три случая работы движителя: линия зацепления при вращении колеса по часовой стрелке лежит справа от осевой, проходящей через центр колеса нормально к рейке (фиг.1); линия зацепления лежит слева от осевой (фиг,2); линия зацепления начинается справа от осевой и кончается слева (фиг.1 и 2), Когда линия зацепления находится справа от осевой, проходящей через ось колеса перпендикулярно к рейке (фиг.1), точка контакта в момент входа в зацепление лежит у головки зуба колеса, перемещаясь за фазу зацепления к ножке. Следствием этого является смещение линии действия окружной силы F относительно общей нормали и — и на угол трения в зацеплении р к центру колеса. Это приводит к уменьшению фактического усилия подачи Рл >д и росту радиальной "выталкивающей" составляющей Гр д, ухудшающей устойчивость комбайна, ломающей обратные захваты опорно-направляющего механизма и ускоряющей износ обратных захватов и бортов реек, В этом случае величина радиальной составляющей .

Град = F . sin ((x + p), а Fppp = F со$ (Q + p)

Когда линия зацепления лежит слева от осевой (фиг.2), зацепление начинается у ножки зуба колеса и точка контакта за фазу зацепления перемещается к головке зуба колеса. В результате этого линия действия окружной силы F отклоняется от общей нормали и-и на угол трения вниз и величина радиальной силы:

Ррад = F sin (c p)

Одновременно увеличивается и фактическая величина Fppp, = F " соз (а — p).

Когда линия зацепления начинается справа от осевой, а кончается слева, в момент перехода точки контакта через осевую происходит смена направления перемещения точки контакта и соответственно величины радиальной силы. При а (p изменяется не только величина, но и направление ее действия, что приводит к ухудшению устойчивости комбайна и его раскачиванию.

Данная зависимость обусловливает пересопряжение зубьев рейки и колеса по схеме, приведенной на фиг,2, обеспечивающей оптимальное соотношение сил, действующих в зацеплении.

Эта зависимость получена из следую5 щих соображений (фиг,З), где введены следующие обозначения: Л а и Л а — допуски на изменение межосевого расстояния в паре колесо-рейка из-за зазора в обратном захвате опоры и ее износа, соответственно:

10 X), Y), Xg, Yg, ХА, Уд, Хь, Yt> — координаты точек пересопряжения 1 и 2 и вспомогательных точек А и Б соответственно;

Из Л ОАБ

АБ

15 2 зь (т72 )

ИзЛ АБС

АБ =- /(Хд — Xa ) +(Y b — Уд) где

20 Хд=-Xt+рcosа= Рр+(H+ Ла )tgа+рcosа;

Хь = Xg+pcos а= Ла+ tga+pcos а;

Уд =- У1+ р з! и а = Л а tg a + p sin а;

Yp =- Yz+psin а= Ла tgrx+psin а.

После преобразований

Из и AIE

Р— — -+ F . +DA=

DOS Q COS а — + R sin (г/2 — р)

cos а

Из, АБС:

= ми YE YA

ХА — ХБ

После подстановки значений Yg YD

Хд, Хь и преобразований

Н

40 Р асад Р +Н, S + R tg (гб2 — агстд )

Н

cos а

Тогда в окончательном виде отношение

2 31п хб2 (Pp + H tg а ) +P COS а

tg (7/2 — агстд

Р +Нсда }

cos а выбор параметров по которому гарантирует действие в зацеплении радиальной силы одного направления.

Диапазон рекомендуемых величин вы55 соты рабочего участка профиля зуба рейки

Н = (0,01-0,1) Рр выбран из следующих соображений. Величина Н является исходной, задаваемой при расчете. Минимальной величиной может быть точка или близкая к ней величина, чему соответствует значе5

1694890 ние 0,01 Р . Увеличение высоты рабочего участка профиля зуба рейки улучшает условия работы движителя, уменьшая скольжение в зацеплении, С другой стороны, в этом случае растет металлоемкость рейки, Опыт 5 эксплуатации очистных комбайнов с БСП показывает, что ресурс движителя вполне удовлетворителен при высоте рабочего профиля в пределах 10 мм, чему и соответствует верхний предел 0,1 Рр для движителей с 10 шагом 100 мм, С увеличением шага растет скольжение в зацеплении, что требует óâåличения высоты рабочего участка зуба рейки.

Диапазон рекомендуемых величин рас- 15 стояния точки начала контакта зуба колеса в направлении вращения колеса с зубом рейки от оси, нормальной к рейке и проходящей через центр колеса, S = (0,05...0,1) Р> выбран из следующих соображений. 20

B соответствии с поставленной задачей зацепление должно происходить по схеме, приведенной на фиг.2, причем величина S должна быть положительна. Поэтому минимальное ее значение принято S = 0,05 Рр, что 25 обеспечивает вы пол кение поста влен ного условия даже при реальных погрешностях изготовления колеса и рейки, В процессе работы изнашивается направляющая рейка и опорная поверхность 30 лыжи, что обусловливает смещение точки входа зуба колеса с зубом рейки вниз, Следствием этого при значительном износе и больших углах а точка входа в зацепление, может оказаться справа от оси, т.е. зацепле- 35 ние будет происходить по схеме фиг.1 с вытекающими отсюда недостатками. Для исключения этой возможности для случая, когда совместный изноС лыжи и опорной поверхности превышает 20 мм, предусмот- 40 рено увеличение величины S до 0,1 Р>.

Таким образом линия зацепления зуба колеса с зубом рейки лежит за осевой, проходящей через ось колеса перпендикулярно к рейке, что обеспечивает действие в зацеп- 45 лении колеса с рейкой радиальной силы одного направления, в отличие от прототипа, где линия зацепления лежит по обе стороны осевой и в зацеплении действуют знакопеременные радиальные силы.

Формула изобретения

1. Механизм подачи горной машины, включающий зубатое колесо, профиль зуба которого выполнен по радиусу, и установленную с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом зубчатую рейку, отл ичающийся тем, что, с целью повышения надежности его работы его одновременном увеличении ресурса работы, отношение радиуса р кривизны профилей зубьев зубчатого колеса к радиусу R центров их кривизны составляет

2 з!Ы /Л) р/R—

cos а

К

P +Н тда

tg (г/2 — arctg p H )

cos а где S — расстояние от точки начала контакта зуба колеса с зубом рейки до оси, нормальной к рейке и проходящей через центр зубчатого колеса, мм; т — угловой шаг зубчатого колеса, мм;

Pp — шаг зацепления, мм;

К вЂ” высота рабочего профиля зуба рейки, мм; а — угол наклона профиля зуба рейки, ряд, при этом расстояние от точки начала контакта зуба колеса с.зубом рейки до оси, нормальной.к рейке и проходящей. через центр зубчатого колеса, составляет 0,050,25 от величины шага зацепления, причем высота рабочего профиля зуба рейки составляет 0,01 — 0,1 от величины шага зацепления. с

2, Механизм поп.1, отл ича ю щийся тем, что отношение радиуса кривизны профилей зубьев зубчатых колес к радиусу центров их кривизйы находится в диапазоне

0,2-0,5.

1б94890

1694890

Фиг. Ю

Составитель И. Замятин

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор Н. Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4142 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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