Результат интеллектуальной деятельности: ПРИВОДНОЙ РЕМЕНЬ И РЕМЕННЫЙ ПРИВОД КАНАТА

Изобретение относится к машиностроению, а именно к приводам тяговых канатов конвейеров и канатных дорог.

Известен привод тягового каната, включающий один или несколько приводных канатоведущих шкивов, соединенных с электродвигателями через редукторы посредством муфт [1]. На ободе приводного канатоведущего шкива выполнена канавка для взаимодействия с тяговым канатом и передачи ему силы тяги.

Недостатком этого привода являются большие габаритные размеры, так как диаметр приводного канатоведущего шкива может достигать 8 м.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является ременный привод тягового каната, включающий замкнутый приводной ремень, охватывающий приводные и отклоняющие шкивы, неподвижную выпуклую направляющую или батарею роликов и контактирующий с тяговым канатом [2].

Недостатками данного привода являются большие потери на трение проводного ремня по неподвижной выпуклой направляющей или батарее роликов.

Задачей предполагаемого изобретения является повышение эффективности привода тягового каната.

Приводной ремень имеет замкнутую форму и состоит из сердечника, внутренней и наружной обкладок.

Согласно изобретению внутренняя обкладка выполнена из антифрикционного материала и имеет плоскую поверхность в свободном состоянии, а наружная обкладка выполнена из фрикционного материала и имеет вогнутую поверхность в свободном состоянии, причем радиус кривизны поперечного сечения вогнутой поверхности наружной обкладки в свободном состоянии R_O соответствует неравенству

R_K<R_О<R_Ш,

где R_K - радиус тягового каната, R_Ш - радиус кривизны поперечного сечения приводного шкива.

Внутренняя и наружная обкладки имеют переменную по ширине ремня толщину.

Ременный привод каната, включающий замкнутый приводной ремень, состоящий из сердечника, внутренней обкладки с плоской поверхностью в свободном состоянии, наружной обкладки с вогнутой поверхностью в свободном состоянии и охватывающий приводной, отклоняющий и натяжной шкивы, неподвижную направляющую и контактирующий с тяговым канатом.

Согласно изобретению приводной шкив имеет выпуклую форму поперечного сечения поверхности, контактирующей с наружной обкладкой приводного ремня, причем радиус кривизны поперечного сечения приводного шкива превышает радиус кривизны поперечного сечения вогнутой поверхности наружной обкладки в свободном состоянии.

При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в повышении эффективности привода тягового каната. Указанный технический результат достигается тем, что уменьшается трение проводного ремня по неподвижной направляющей, улучшается сцепление приводного ремня с канатом, увеличивается сила тяги привода.

На фиг. 1 изображен приводной ремень (изометрия с разрезом);

на фиг. 2 - поперечное сечение приводного ремня с переменной толщиной обкладок (увеличено);

на фиг. 3 - ременный привод каната с неподвижной направляющей (вид сверху);

на фиг. 4 - то же (сечение А-А на фиг. 3);

на фиг. 5 - участок неподвижной направляющей (изометрия);

на фиг. 6 - приводной шкив (поперечное сечение);

на фиг. 7 - отклоняющий шкив (поперечное сечение).

Приводной ремень 1 имеет замкнутую форму и состоит из резинотросового или резинотканевого сердечника 2, внутренней 3 и наружной 4 обкладок. Внутренняя обкладка 3 выполнена из антифрикционного износостойкого материала с малым коэффициентом трения и имеет плоскую поверхность 5 в свободном состоянии (фиг. 1). Наружная обкладка 4 выполнена из фрикционного износостойкого материала с большим коэффициентом трения и имеет вогнутую поверхность 6 в свободном состоянии, причем радиус кривизны поперечного сечения вогнутой поверхности 6 наружной обкладки 4 в свободном состоянии R_O соответствует неравенству

R_K<R_О<R_Ш,

где R_K - радиус тягового каната 7, R_Ш - радиус кривизны поперечного сечения приводного шкива 8.

Возможно выполнение приводного ремня 1 с внутренней 3 и наружной 4 обкладками переменной по ширине приводного ремня 1 толщиной (фиг. 2). Например, толщина наружной обкладки 4 в средней части поперечного сечения t1 меньше, чем вверху или внизу t2. Аналогично толщина внутренней обкладки 3 в средней части поперечного сечения t3 меньше, чем вверху или внизу t4 (фиг. 2). Переменная толщина обкладок 3, 4 расширяет технологические возможности изготовления приводного ремня 1.

Ременный привод каната 7 включает замкнутый приводной ремень 1, состоящий из сердечника 2, внутренней обкладки 3 с плоской поверхностью 5 в свободном состоянии и наружной обкладки 4 с вогнутой поверхностью 6 в свободном состоянии и охватывающий приводной 8, отклоняющий 9 и натяжной 10 шкивы, неподвижную направляющую 11, и контактирующий с канатом 7 (фиг. 3). Внутренняя обкладка 3 выполнена из антифрикционного износостойкого материала с малым коэффициентом трения. Наружная обкладка 4 выполнена из фрикционного износостойкого материала с большим коэффициентом трения.

Приводной шкив 8 имеет выпуклую форму поперечного сечения поверхности 12, контактирующей с наружной обкладкой 4 приводного ремня 1 (фиг. 6). Радиус кривизны R_Ш поперечного сечения приводного шкива 8 превышает радиус кривизны R_О поперечного сечения вогнутой поверхности 6 наружной обкладки 4 в свободном состоянии.

Отклоняющий 9 и натяжной 10 шкивы цилиндрическую форму поверхностей, контактирующих с внутренней обкладкой 3 приводного ремня 1 (фиг. 7).

На канате 7 неподвижно закреплены подвески 13 для перемещения груза.

Приводной шкив 8 соединен с электродвигателем через редуктор посредством муфт (на чертежах не показано).

Натяжной шкив 10 снабжен натяжным устройством 14, например винтовым, для перемещения относительно приводного шкива 8.

Для предотвращения заклинивания ширина паза приводного шкива 8 bn превышает ширину bp приводного ремня 1 изогнутого на приводном шкиве 8. Аналогично ширина паза отклоняющего 9 и натяжного 10 шкивов bo превышает ширину bpo приводного ремня 1 изогнутого на отклоняющем 9 и натяжном 10 шкивах.

Неподвижная направляющая 11 имеет паз 15 для движения приводного ремня 1 и отверстия 16 для крепления к раме привода (рама привода на чертежах не показана).

Поверхность паза 15 имеет двойную кривизну: выпуклую форму в продольном направлении и вогнутую форму в поперечном направлении. Поверхность паза 15 имеет антифрикционное покрытие, например тефлоновое (покрытие на чертежах не показано).

Приводной ремень 1 и ременный привод каната 7 работают следующим образом.

Натяжной шкив 10 посредством натяжного устройства 14 перемещают относительно приводного шкива 8 и натягивают приводной ремень 1 до нужной величины.

Приводной шкив 8 приводит в движение замкнутый приводной ремень 1, который скользит вдоль паза 15 неподвижной направляющей 11.

Приводной ремень 1 взаимодействует с канатом 7 и поверхностью 12 приводного шкива 8 поверхностью 6 наружной обкладки 4, выполненной из фрикционного материала. Нормальная составляющая силы натяжения каната 7 прижимает его к поверхности 6 приводного ремня 1, расположенного между канатом 7 и неподвижной направляющей 11 (фиг. 5). При этом приводной ремень 1 передает силу тяги канату 7 за счет трения. Вогнутая форма поверхности 6 увеличивает площадь контакта приводного ремня 1 с канатом 7. Фрикционные свойства и вогнутая форма поверхности 6 увеличивают силу тяги ременного привода каната 7.

Радиус кривизны поперечного сечения вогнутой поверхности 6 наружной обкладки 4 изменятся на разных участках привода: в свободном состоянии (например, на участках между направляющей 11 и шкивами 9, 10) имеет значение R_О; при взаимодействии приводного ремня 1 с канатом 7 и пазом 15 направляющей 11 радиус кривизны поперечного сечения вогнутой поверхности 6 уменьшается до величины R_K; при взаимодействии приводного ремня 1 с поверхностью 12 приводного шкива 8 радиус кривизны поперечного сечения вогнутой поверхности 6 увеличивается до величины R_Ш.

Заданное неравенство R_K<R_О<R_Ш ограничивает переменные деформации приводного ремня 1 при работе и повышает, таким образом, его долговечность.

Приводной ремень 1 взаимодействует с пазом 15 неподвижной направляющей 11 и поверхностью отклоняющего 9 и натяжного 10 шкивов поверхностью 5 внутренней обкладки 3, выполненной из антифрикционного износостойкого материала. Благодаря антифрикционным свойствам поверхности 5 и поверхности паза 15 при скольжении приводного ремня 1 возникает незначительная сила трения и незначительный износ.

Внутренняя обкладка 3 имеет плоскую в свободном состоянии поверхность 5 (на поперечном сечении ремня 1 (фиг. 2) поверхность 5 представлена отрезком прямой). При взаимодействии с цилиндрическими поверхностями отклоняющего 9 и натяжного 10 шкивов указанная форма поверхности 5 минимизирует проскальзывание и износ контактирующих поверхностей.

Технико-экономическое преимущество заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности привода каната. Данное преимущество достигается тем, что уменьшается трение проводного ремня по неподвижной направляющей, увеличивается сила тяги привода.

Источники информации, использованные при составлении заявки

1. Зенков, Р.Л. и др. Машины непрерывного транспорта / Р.Л. Зенков, И.И. Ивашков, Л.Н. Колобов - М.: Машиностроение, 1987. с. 405-409.

2. Реутов, А.А. Анализ эффективности промежуточного привода тягового каната / А.А. Реутов, В.И. Аверченков // Вестник Брянского государственного технического университета. 2014, №3, с. 53-56.