Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАТЯЖЕНИЯ КАНАТОВ КАРЬЕРНОГО ЭКСКАВАТОРА

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, подъемникам и выемочно-погрузочным машинам, предназначенным для перемещения грузов, разработки и погрузки в транспортные средства или отвал полезных ископаемых, а также может быть использовано для задания силы натяжения гибкого элемента, сматываемого с барабана.

Проблема поддержания силы натяжения гибкого элемента с требуемой точностью актуальна для машин и оборудования, на которых требуется контролировать нагрузки на тяговые органы. С этой целью используются различные, более или менее эффективные и точные, способы и устройства. В канатных карьерных экскаваторах усилие напора обеспечивается напорной лебедкой посредством напорных и возвратных канатов. Надежность работы напорной лебедки зависит от наличия постоянного натяжения канатов, исключая их провисание.

Известно натяжное устройство для цепных и ременных передач (Патент RU 2316686 F16H 7/08, публ. 10.02.2008 Бюл. №4.). Натяжное устройство состоит из корпуса, стержня, пружины, шкива, расклинивающего устройства и элемента натяжения. В корпусе установлен подпружиненный шток с возможностью продольного перемещения и взаимодействующий с натяжным шкивом и стержнем. Для фиксации стержня установлен зажим, состоящий из двух конусообразных цанг, контактирующих между собой торцевыми поверхностями и охватывающих стержень. Торцевая поверхность одной цанги выполнена с выступом, а торцевая поверхность другой цанги - с углублением. Цанги охвачены стопорными втулками с внутренним конусом, установленными в корпусе. В качестве расклинивающего устройства используют накидную гайку.

Вышеприведенное натяжное устройство не обладает высокой нагрузочной способностью, что делает невозможным его применение в горном оборудовании.

Известно устройство автоматического регулирования натяжения канатов рабочего оборудования карьерного экскаватора (Патент RU 2425194 E02F 9/14, B66D 1/50, публ. 27.04.2010, Бюл. №21), которое содержит тяговые и возвратные канаты, направляющие элементы движения канатов и гидравлическую систему компенсации. Направляющие элементы движения канатов выполнены в виде тягового и возвратного полублоков, установленных с возможностью перемещения в плоскости движения соответствующих канатов. Гидравлическая система компенсации содержит пары тяговых и возвратных гидроцилиндров, соединенных гидросистемой с обратным и предохранительным клапанами, причем корпусы гидроцилиндров жестко установлены на рукояти, а штоки соединены с соответствующим каждой паре гидроцилиндров полублоком. Отношение диаметров возвратных к диаметрам тяговых гидроцилиндров больше единицы.

Использование устройства позволяет поддерживать постоянным натяжение тяговых и возвратных канатов и снизить динамические нагрузки на рабочее оборудование выемочно-погрузочных машин и подъемников, увеличить срок службы канатов, а также ручьев блоков и барабанов лебедки.

Но, чтобы избежать негативных последствий при снижении силы натяжения гибкого элемента, гидравлическую систему компенсации необходимо включать сразу после того как натяжение канатов ослабевает и они, даже незначительно, провисают. При том, что регулирование осуществляется без затруднений, останавливать работу экскаватора приходится достаточно часто.

Прототипом предлагаемого изобретения выбрано устройство натяжения канатов согласно изобретению (Патент US 6168542 E02F 3/30, E02F 3/42, F16H 7/08), механизм которого включает в себя напорный полублок, цилиндр с внешней винтовой резьбой, зацепляемой гайкой. Червячная шестерня входит в зацепление с шестернями зубчатого колеса снаружи гайки. Цилиндр удерживается против вращения, и гайка захватывается в продольном направлении, так что вращение червячной шестерни с помощью силового ключа преобразуется в продольное перемещение цилиндра и шкива. Червячная передача заблокируется от вращения съемным стопором.

Такое устройство натяжения канатов обеспечивает неограниченное усилие выборки провисания каната благодаря использованию гидравлического привода. Канат постоянно находится в натянутом состоянии, при незначительном растяжении, благодаря сжатому поглощающему аппарату и в пределах хода поглощающего аппарата. Кроме того, ударные нагрузки, возникающие в процессе копания, гасятся не только эластичностью каната, но и поглощающим аппаратом. Основная выборка провисания каната обеспечивается червячным механизмом без использования дополнительного привода, т.е. ограниченным усилием, не более 2-4 тонн, а это означает, что даже при небольшом растяжении самого каната требуется его постоянное (дополнительное) подтягивание.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение постоянного натяжения тяговых и возвратных канатов, посредством компенсации их провисания в дополнении к технологическим характеристикам поглощающего аппарата.

Решение технической задачи достигается установкой на рукояти рамы с напорным полублоком и устройством подтягивания канатов включающим поглощающий аппарат. Рама состоит из внешней направляющей и внутренней подвижной частей, устройство подтягивания канатов снабжено домкратами, регулировочными вкладышами с возможностью размещения во внутренней подвижной части рамы, а также упором расположенным внутри подвижной части рамы между регулировочными вкладышами и поглощающим аппаратом.

В упоре выполнены ограничительные отверстия для стопорной оси.

Выполнение рамы в виде внешней направляющей и внутренней подвижной частей, а устройства подтягивания канатов содержащим поглощающий аппарат и домкраты позволяет регулировочными вкладышами компенсировать все возможное провисание каната, под действием нагрузок, заложенных в его технических характеристиках. Ограничительные отверстия в упоре необходимы для надежной фиксации поглощающего аппарата в экстремально сжатом положении.

На фиг. 1 показан общий вид рабочего оборудования, которое состоит из стрелы 1, рукояти 2, ковша 3. Устройство регулирования натяжения канатов 4 установлено на рукояти 2, соединено гибкой связью с напорным 5 и возвратным 6 полублоками напорным 7 и возвратным 8 канатами.

Фиг. 2 вид сверху устройства регулирования натяжения канатов 4.

Фиг. 3 показано устройство регулирования натяжения канатов 4 (вид сбоку), на котором изображены: рама содержащая внешнюю 9 и внутреннюю 10 части, причем сама рама подвижна относительно рукояти 2, а внутренняя часть рамы 10 подвижна относительно внешней направляющей части 9; домкраты 11, регулировочные вкладыши 12, упор 13 расположенный внутри подвижной части рамы 10, поглощающий аппарат 14, отверстия для стопорных осей 17 на рукояти 2.

Фиг. 4 - представлены: стопорные оси 15, ограничительная штанга 16, предотвращающая выпадение регулировочных вкладышей 12.

Устройство регулирования натяжения канатов работает следующим образом - при вытягивании каната свыше допустимого ковш 3 упирают в забой и напорным усилием сжимают упругие элементы поглощающего аппарата 14 до предела. При этом вся система напорный полублок 5, внешняя 9, внутренняя 10 части рамы и упор 13 смещаются под действием этой силы (усилия напора).

В отверстия 17 на рукояти 2 вставляют стопорные оси 15. При снятии напорной нагрузки упор 13, под действием упругого элемента поглощающего аппарата 14, продвинется до оси 15. Это расстояние должно быть примерно равно половине хода поглощающего аппарата 14. В этот момент между рамой и упором 13 отсутствует сжимающая сила. Домкратом 11 подвижная относительно рукояти 2 внешняя часть рамы 9 с полублоком 5 отодвигается от упора 13. Это пространство плотно заполняется регулировочными вкладышами 12. Ограничительная штанга 16 удерживает регулировочные вкладыши 12 в этом состоянии во время эксплуатации.

Повторно усилием механизма напора сжимают поглощающий аппарат 14, а высвободившиеся от нагрузки стопорные оси 15 вынимают из ограничительных отверстий 17. Рабочее оборудование готово к эксплуатации.

Устройство регулирования натяжения канатов позволяет своевременно и без потерь на длительную остановку карьерного экскаватора производить подтягивание провисших канатов и обеспечивать эксплуатацию рабочего оборудования в оптимальном режиме.