Фрикционный механизм перестановки барабана шахтной подъемной машины

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

/-(61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22) Заявлено 12.10.79 (21) 2872228/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.е

В 66 В 15/06

Гасударствеилый комитет

СССР

Опубликовано 23.11.81. Бюллетень №43 (53) УДК 622.673..8 (088.8) ао делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 23.11.81 (72) Автор изобретения

И. С. Найденко

Донецкий ордена Трудового Красного Знаь|ецц политехнический институт (7l ) Заявитель (54) ФРИКЦИОННЫЙ МЕХАНИЗМ ПЕРЕСТАНОВКИ БАРАБАНА

ШАХТНОИ ПОДЪЕМНОЙ МАШИНЫ!

Изобретение относится к машиностроению, в частности к шахтным подъемным установкам.

Известен зубчатый механизм перестановки барабанов, включающий зубчатый эаклинитель, перемещающийся вдоль вала, н прикрепленный к барабану. зубчатый венец с внутренним зацеплением, размеры которого совпадают с соответствующими размерами заклинителя. Перемещение заклинителя из одного положения в другое осуществляется с помощью пневматических цилиндров через рычажную передачу. Зубчатые механизмы перестановки барабанов подъемных машин обычно передают значительные крутящие моменты 11).

Основными недостатками таких механизмов перестановки барабанов являются малая точность регулировки длины подъемных канатов (не менее 75 †1 мм), что затрудняет работу клетевых подъемных установок, особенно при применении на них жестких посадочных устройств; быстрый износ зубьев н быстрое увеличение зазоров между зубьями эаклинителя и венца, в результате чего значительно уменьшается срок службы всего механизма перестановки (до 7 — 10 лет при расчетном сроке службы подъемной машины 25 лет) и увеличиваются динамические составляющие усилий в подъемных ка-. натах; а также значительное время на осуществление операции по перестановке барабанов t,äî 20 мии), обусловленное несовпадением зубьев заклинителя с впадинами венца.

Наиболее близким по технической сущности н достигаемому эффекту к иэобрете10 нию является фрикциочный многодисковый механизм перестановки барабанов подъемной машины, включающий несколько фрикционных дисков, половина которых зафиксирована в ступице, заклиненной на главном валу машины, а вторая половина — на одной из ступиц переставного барабана. Зажатие дисков для передачи требуемого крутящего момента производится с помощью нескольких спиральных или тарельчатых пружин, установленных по окружности механизма перестановки между подвижными и непод20 вижными его частями. Для обеспечения нормальной работы такого механизма усилие, создаваемое каждой пружиной, . должно контролироваться с помощью специальных менения нескольких стопорных элементов, в каждом иэ которых совмещен источник усилия для эажатия диска и механизм отвода колодки от диска.

На фиг. I изображен фрикционный механизм перестановки барабанов шахтной подъемной машины, общий вид; на фиг. 2— то же, внд сбоку.

Фрикционный механизм состоит из главного вала .1 машины, барабанов, один из которых 2 заклинен, а второй 3 свободно установлен на главном валу машины. Барабан 3 имеет две лобовины 4, установленные свободно на главном валу с помощью подшипников 5 качения, н оболочку 6, соединяющую обе лобовины барабана в одну целую конструкцию, имеющую свое тормозное устройство 7. Фрикционный диск 8 с двумя рабочими поверхностями жестко прикреплен к оболочке 6 барабана и охватывается стопорными элементами 9, каждый из которых имеет цилиндр !О, поршень 11 тарельчатые пружины 12, шток 13, тормозную колодку 14 с фрикционной накладкой 15.

Стопорные элементы 9 установлены на опоре 16, которая болтом 17 присоединяется к ступице 18, заклиненной на главном валу 1 с помощью шпонки 19 или другого неподвижного соединения. Заклиненный барабан 2 закреплен на главном валу I шпонкой 20 и имеет свой тормоз 2!. Движение к барабанам 2 и 3 передается от при- . водного электродвигателя 22 через муфту 23.

Стопорные элементы 9 закреплены на опоре 16 болтами 24 и регулировочными планками 25. Цилиндры !О стопорных элементов 9 соединены с пневмогидросетью подъемной машины с помощью главного вала 1 машины, трубопроводов 26 и уплотнительных наконечников 27. Штоковые полости 28 всех стонорных элементов 9 соединены между собой и с пневмогидросетью подъемной машины (последняя на чертеже не показана).

Механизм перестановки работает следующим образом.

При нормальной работе подъемной уста- . новки иэ всех цилиндров 10 стопорных элементов 9 воздух выпущен, и тарельчатые пружины 12 передают требуемое усилие через поршни ll, штоки 13, тормозные колодки. 14 с фрикционными накладками 15 к обеим рабочим поверхностям фрикционного диска 8. В этом случае переставной барабан 3 может быть расторможен тормозом 7 и вращаться совместно с главным валом 1 машины за счет передачи вращающего момента от вала шпонкой 19, ступицей 18, опорой 16 приводных элементов, болтами 17 и 24, регулировочными планками 25, всеми стопорными элементами 9 с фрикциониыми накладками 15 к диску 8, а также к оболочке 6 барабана и его лобовинам 4. Для нормальной работы подь882907

\ тарирояочных устройств или приспособлений.

Основной частью этих механизмов являются фрнкцнонные диски, которые в зажатом состоянии передают требуемый крутящий момент от главного вала машины к барабану. Для надежной передачи укаэанного момента количество фрикционных дисков обычно бывает довольно большим (до

20 шт) . При различ ных режимах работы шахтной подъемной машины часто происходит подгорание дисков, в результате чего

1О значительно снижается их срок службы (до двух-трех лет), а иногда происходит и преждевременное разрушение их !2).

Основными недостатками фрнкционных многодисковых механизмов перестановки барабанов являются частое подгорание и быстрое разрешение многих дисков, а вследствие этого малый срок службы всего фрикционного механизма перестановки барабанов, наличие смазки между фрикционными дисками, значительно снижающей коэффициент трения между дисками, что в свою очередь приводит к увеличению количества дисков (до 20 — 30 шт); необходимость герметизации масла в камере с фрикционными дисками, имеющими большие размеры (диаметр до 2-х м); трудность изготовления, особенно термической обработки, фрикционных дисков, имеющих большие размеры (диаметром до 2-х м) и толщину до 10 мм, а также высокая стоимость ремонтных работ механизма перестановки барабанов, обус- 30 ловленная большими габаритами его деталей и трудностью доступа к ним.

Цель изобретения — упроц1ение конструкции фрикционного механизма перестановки барабанов шахтных подъемных машин и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в фрикционном механизме перестановки барабана шахтной подъемной машины, включающем барабаны, один иэ которых неподвижен, а второй свободно установлен на валу машины и имеет приспособление со стопорными элементами и пневмосистему, приспособление выполнено в виде диска, а стопорные элементы выполнены в виде цилиндров с подпружиненными поршнями, штоки которых снабжены фрикцион ными накладками, при этом диск жестко прикреплен к свободно установленному барабану, фрикционные накладки установлены с возможностью контакта с поверхностями диска, а стопорные элементы установлены

A0IIBpH0 друг против друга и их штоковые йолости соединены между собой.

Применение одного фрикционного диска, н нескольких стопорных элементов сугцественно упрощает конструкцию и повышает надежность работы фрикционного механизма перестановки барабанов шахтных подъемных машин за счет обеспечения сухого трения пары «диск-колодка» я при882907 емной машины общее усилие, развиваемое тарельчатымн пружинами 12 всех стопорных. элементов 9, должно быть таким, чтобы удерживающий момент на диске 8 был значительно больше максимального (или расчетного) статического момента, действующего на подъемную машину (не менее 4 — 5 кратного). Такой запас момента позволит исключить случайные, даже незначительные проскальзывания одной части барабана 3 относительно ступицы 18. Для исключения дополнительных нагрузок на диск 8 стопорные элементы 9 создают одинаковые усилия, они установлены иа ступице 18 попарно друг против друга и их штоковые полости 28 соединены между собой и . с пневмогидросетью подъемной машины.

Для перестановки барабанов тормоз 7 включается и при неподвижной подъемном машине воздух (масло) подается через главные вал I машины, трубопроводы 26 и уплотнительные наконечники 27 в штоковые полости 28 цилиндров 10. В этом случае поршни l I сжимают тарельчатые пружины 12 и штоки 13 отводят тормозные колодки 14 с фрикционнымн накладками 15 до создания зазора в 1,5 — 2,0 мм между диском 8 и колодками 14. После растормаживания правого барабана 2 тормозом 21 правый барабан поворачивается на требуемую величину приводным электродвигателем 22 через муфту 23, главный вал I u шпонку 20. После окончания процесса перестановки барабанов подъемная машина останавливается тормозом 21 и воздух выпускается из штоковых полостей 28 всех стопорных элементов 9 с помощью специального электроклапана, расположенного на панели управления машиной (на схемах не показан). В этом случае диск 8 зажимается всеми стопорными элементами 9 при любом положении левого барабана 3 относительно главного вала 1 машины. Это позволяет бесступенчато регулировать 4р длины подъемных канатов с высокой точностью.

При аварийном режиме работы польемной установки (заклинивание сосуда или каната, наматываемого на переставной барабан) нагрузка на подъемный канат 45 может значительно возрасти. Однако она не превысит той нагрузки на канат, при которой произойдет проскальзывание диска 8 относительно тормозных колодок 14 стопорных элементов 9. Как показано ранее, проскальзывание диска произойдет при

Мкр > (4 — 5)Мст. pacz. Это значит, что предлагаемый механизм перестановки барабанов позволит значительно уменьшить пиковые нагрузки на подъемные канаты, навиваемые на левый (переставной) барабан машины.

Таким образом, изоб1 етение позволяет уменьшить количество дорогостоящих фрикционных дисков с 20 — 30 шт..до одного, их габариты и веса; исключить смазочные материалы для фрикционных дисков и устройств для герметизации дисков со смазкой; уменьшить габариты и вес подъемных машин на 10 — 15О/о за счет размещения механизма перестановки внутри одного из барабанов (между лобовинами переставного барабана) и обеспечения сухого трения пары «диск-колодка>, имеющего повышенный коэффициент трения, чем со смазкой, а также уменьшить время на операцию перестановки барабанов

2-х барабанных шахтных подъемных машин (почти вдвое по отношению к зубчатым механизмам перестановки барабанов) увеличить срок службы подъемных канатов (до 30%), навиваемых на переставной (левый) барабан, за счет значительного снижения пиковых нагрузок на них, и исключить обрывы этих канатов при заклинивании подъемных сосудов в стволе шахты.

Обрыв каждого подъемного каната приводит к большим материальным убыткам (да

100 тыс. руб) и длительным простоям шахтных подъемных установок (до 2 — 3 -х суток).

Формула изобретекия

Фрикцнонный механизм перестановки барабана шахтной подъемной машины, включающий барабаны, один из которых неподвижен, а второй свободно установлен на валу машины и имеет приспособление со стопорными элементами и víåâìîñèñòåìó, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения его надежности, приспособление выполнено в виде диска, а стопорные элементы выполнены в виде цилиндров с подпружиненными поршнямн, штоки которых снабжены фрикционными накладками, при этом диск жестко прикреплен к свободно установленному барабану, фрикционные накладки установлены с воэможностью контакта с поверхностями диска, а стопорные элемен1ы установлены попарно друг против друга и их штоковые полости соединены между собой.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

l. Руководство по ревизии, наладке и испытанию шахтных подъемных установок.

М., «Недра», 1970, с. 41

2. Завозни Л. Ф. Шахтные подъемные установки. М., «Недра», 1975, с. 130 — 131 (прототип).

Составитель С. Лукашова

Редактор Н. Данкулич Телред А. Бойкас Корректор В. Синннкая

За/саз 10099/24 Тираж 932 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, N — ЗЬ| Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП аПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4