Направляющее устройство для подъемного сосуда

 

Использование: в шахтных подъемных установках. Сущность изобретения: устройство содержит плиту 2, на которой установлена разъемная муфта (РМ), состоящая из опорной части (ОЧ) 3 и хомута /Х/ 4. Жесткая фиксация ОЧ 3 и Х 4 осуществляется выступом 5 и углублением 6, выполненными соответственно в ОЧ 3 и Х 4. В РМ выполнен сквозной цилиндрический канал, поверхность которого покрыта упругим материалом. Между ОЧ 3 и Х 4 установлен съемный составной вкладыш /В/ 15, внутренняя поверхность которого выполнена коноидальной, что обеспечивает контактирование конатного проводника со всей поверхностью В 15 при любом изгибе проводника. Торцы ОЧ 3 снабжены цапфами 8, которые установлены в подшипниковых узлах 12 кронштейнов 11, что обеспечивает поворот РМ в плоскости, перпендикулярной плоскости плиты 2 в пределах изгиба проводника, а поверхность 10 ОЧ 3 выполнена выпуклой. Для подачи смазки непосредственно в полость В 15 в Х 4 выполнен L-образный канал. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, в частности к устройствам для направления подъемных сосудов при движении их по канатным проводникам в вертикальных стволах шахт.

Известно направляющее устройство для подъемных сосудов, содержащее шарнирно закрепленные на каждой опорной плите кронштейны с установленными на них и охватывающими канатный проводник роликами с фигурной рабочей канавкой, причем кронштейны с опорной плитой соединены упругим элементом, а каждый из роликов оборудован съемной ребордой.

Недостатком известного устройства является интенсивный износ роликового узла и канатного проводника за счет того, что при высокой скорости движения подъемного сосуда канатный проводник изгибается в различных плоскостях, а охватывающий канатный проводник роликовый узел, жестко закрепленный на сосуде, не обеспечивает копирование всех отклонений канатного проводника.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является направляющее устройство для подъемного сосуда, содержащее жестко закрепленную на сосуде плиту с установленной на ней разъемной муфтой, состоящей из опорной части и хомута, между которыми на стыке выполнен сквозной цилиндрический канал, съемный составной цилиндрический вкладыш, охватывающий канатный проводник и установленный в канале.

Недостатком известного устройства является высокий износ вкладыша и канатного проводника за счет того, что внутренняя цилиндрическая поверхность вкладыша контактирует с непрерывно изгибающейся в различных плоскостях поверхностью каната только в отдельных точках, что при высокой скорости движения подъемного сосуда вызывает интенсивный износ как вкладыша, так и канатного проводника.

В основу изобретения положена задача разработать направляющее устройство для подъемного сосуда, в котором конструкция разъемной муфты и форма установленного в ней вкладыша, охватывающего канатный проводник, обеспечили бы постоянный контакт непрерывно изгибающегося в различных плоскостях канатного проводника по всей его поверхности с внутренней поверхности вкладыша, что значительно снизило бы их износ.

Поставленная задача решается тем, что в известном направляющем устройстве для подъемного сосуда, содержащем жестко закрепленные на сосуде плиты с установленной на них разъемной муфтой, состоящей из опорной части и хомута, между которыми на стыке выполнен сквозной цилиндрический канал, съемный составной цилиндрический вкладыш, охватывающий канатный проводник и установленный в канале, плита снабжена кронштейнами и подшипниковыми узлами, торцы опорной части муфты снабжены цапфами, посредством которых муфта установлена в подшипниковых узлах с возможностью поворота в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости плиты, в пределах изгиба канатного проводника, при этом поверхность опорной части муфты, обращенная в сторону плиты, выполнена выпуклой, поверхность сквозного цилиндрического канала покрыта упругим материалом, а внутренняя поверхность установленного в канале составного цилиндрического вкладыша выполнена коноидальной, причем в хомуте муфты выполнен L-образный канал для подвода смазки, а во вкладыше со стороны хомута соосно горизонтальной ветви L-образного канала выполнен сквозной цилиндрический канал, соединенный с кольцевой выемкой, выполненной на внутренней поверхности вкладыша и заполненной пористым материалом. Кроме того, составной цилиндрический вкладыш выполнен из чугуна, обработанного магнитным полем.

Известно шарнирное закрепление на опорной плите кронштейнов для установки на них роликов. Такое соединение обеспечивает поддержание постоянного точечного контакта роликов с канатным проводником.

В предлагаемом устройстве кронштейны с подшипниковыми узлами жестко закреплены на плите и предназначены для установки в них муфты с возможностью поворота в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости плиты, в пределах изгиба канатного проводника.

Пpизнак, характеризующий выполнение внутренней поверхности цилиндрического вкладыша, установленного в канале муфты, коноидальной в известных технических решениях не обнаружен. Такая форма выполнения поверхности вкладыша в предлагаемом устройстве позволяет копировать изгиб канатного проводника и обеспечить их контактирование в пределах всей коноидальной поверхности вкладыша, а не в отдельной точке. Это обеспечивает равномерное перераспределение контактного давления проводника на вкладыш, а следовательно, их минимальный износ.

Известно использование упругого материала для гашения динамических нагрузок только в одной плоскости и только в одном направлении.

В предлагаемом устройстве упругий материал, размещенный между вкладышем и разъемной муфтой, обеспечивает гашение динамических нагрузок от канатного проводника на вкладыш в вертикальной плоскости в любых направлениях изгиба канатного проводника, что приводит к уменьшению напряжений в зоне контакта трущихся поверхностей вкладыша и проводника, а следовательно, и к снижению их износа.

Признаки, характеризующие конструктивное выполнение узла смазки вкладыша в известных технических решениях не обнаружены.

Известно использование в двигателях внутреннего сгорания поршневых колец, обработанных магнитно-импульсным полем. Использование таких элементов в известных устройствах обеспечивает снижение износа трущихся поверхностей.

В предлагаемом устройстве выполнение вкладыша из чугуна, обработанного магнитно-импульсным полем, также как и в известном решении, предназначено для снижения износа трущихся поверхностей вкладыша и канатного проводника в присутствии смазки.

На основании вышеприведенного анализа известных источников информации можно сделать вывод, что предлагаемое направляющее устройство для подъемного сосуда соответствует условию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 схематично изображено размещение направляющих устройств на подъемном сосуде; на фиг.2 - направляющее устройство для подъемного сосуда, в аксонометрии; на фиг.3 - разъемная муфта с установленным в ней цилиндрическим вкладышем, в аксонометрии; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг.3.

Направляющее устройство содержит жестко закрепленную на подъемном сосуде 1 плиту 2 с установленной на ней разъемной муфтой, состоящей из опорной части 3 и хомута 4. При этом для обеспечения жесткой фиксации разъемных частей муфты относительно друг друга внутренняя поверхность хомута 4 выполнена с прямоугольным выступом 5, а на контактирующей с хомутом 3 внутренней поверхности опорной части 3 выполнено углубление 6 по форме и габаритам выступа 5. В месте контактирования выступа 5 хомута 4 с углублением 6 опорной части 3 муфты выполнен сквозной цилиндрический канал 7. Торцы опорной части 3 муфты снабжены цапфами 8 с ограничительными фланцами 9. Наружная поверхность 10 опорной части 3 муфты, обращенная в сторону плиты 2, выполнена выпуклой, что обеспечивает поворот муфты в пределах изгиба канатного проводника. Плита 2 снабжена жестко закрепленными на ней кронштейнами 11 с подшипниковыми узлами 12 (фиг.2). При этом разъемная муфта посредством цапф 8, выполненных на торцах опорной части 3, установлена в подшипниковых узлах 12 с возможностью поворота в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости плиты 2, в пределах изгиба канатного проводника 13. При этом муфта закреплена в кронштейнах 11 (фиг.1, 2) с образованием зазора между поверхностью плиты 2 и выпуклой поверхностью 10 опорной части 3 муфты. Выполнение поверхности 10 опорной части 3 муфты выпуклой и шарнирное закрепление цапф 8 муфты в подшипниковых узлах 12 обеспечивают свободный поворот муфты в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости плиты 2, вслед за изгибом канатного проводника 13, что значительно снижает износ последнего. Поверхность сквозного цилиндрического канала 7 покрыта слоем упругого материала 14, например резины. В канале 7 установлен съемный составной цилиндрический вкладыш 15 (фиг.2-5) с ограничительными буртами 16, обеспечивающими фиксированное положение вкладыша 15 в разъемной муфте. При этом внутренняя поверхность 17 вкладыша 15 выполнена коноидальной, что обеспечивает контактирование ее со всей поверхностью канатного проводника 13 при любом направлении его изгиба. В результате давление канатного проводника 13 на вкладыш 15 происходит не в одной точке, а равномерно перераспределяется по всей его поверхности, что приводит к уменьшению износа как проводника 13, так и вкладыша 15. Кроме того, слой упругого материала 14, размещенный между вкладышем 15 и составными частями 3 и 4 муфты, обеспечивает поглощение, а следовательно, и максимальное гашение возникающих при движении подъемного сосуда 1 ударов и толчков на канатный проводник 13, что дополнительно снижает износ проводника 13 и вкладыша 15.

В предлагаемом устройстве составной цилиндрический вкладыш 15 может быть выполнен из чугуна, обработанного магнитным полем, что при высоких скоростях движения подъемного сосуда 1 и пульсирующей нагрузке на вкладыш 15 со стороны канатного проводника 13 обеспечивает значительное повышение механической прочности вкладыша ( ≈109%) и сопротивление износу ( ≈118%), а следовательно позволяет повысить срок службы заявляемого устройства. В хомуте 4 муфты выполнен L-образный канал 18 (фиг.5) для подвода смазки из пресс-масленки 19, а во вкладыше 15 со стороны хомута 4 соосно горизонтальной ветви L-образного канала 18 выполнен сквозной цилиндрический канал 20. Канал 20 соединен с кольцевой выемкой 21, выполненной на внутренней поверхности вкладыша 15 и заполненной пористым материалом 22 (фиг.5). Такое конструктивное выполнение узла смазки обеспечивает постоянный подвод ее непосредственно в центральную часть вкладыша 15, откуда смазка равномерно распределяется по поверхностям контактирования вкладыша 15 с канатным проводником 13, что снижает коэффициент трения, а следовательно, и износ контактирующих поверхностей вкладыша 15 и проводника 13 и всей подъемной установки в целом. Жесткое соединение опорной части 3 с хомутом 4 обеспечивается посредством шпилек 23 и болтов 24 (фиг.3). Сборка направляющего устройства для подъемного сосуда может быть осуществлена на дневной шахтной поверхности следующим образом.

На плиту 2 жестко крепят кронштейны 11 с подшипниковыми узлами 12. Затем на каждую составную поверхность сквозного цилиндрического канала 7, выполненного на стыке выступа 5 опорной части 3 и углубления 6 хомута 4 муфты, крепят слой упругого материала, например резины, и на него устанавливают части разъемного вкладыша 15 так, чтобы его ограничительные фланцы 9 контактировали с верхней и нижней поверхностью соответствующих частей муфты. После этого канатный проводник 13 размещают на составной части вкладыша 15 опорной части 3 муфты, а кольцевую выемку 21 обеих частей вкладыша 15 заполняют пористым материалом. Затем на шпильки 23 опорной части 3 муфты надвигают хомут 4. Указанные части муфты стягивают посредством болтов 24 до совмещения выступа 5 с углублением 6 и полного контакта внутренних поверхностей опорной части 3 и хомута 4. Пресс-масленку 19 соединяют с L-образным каналом 18 хомута 4, а по торцам муфты жестко крепят цапфы 8. Цапфы 8 устанавливают в подшипниковых узлах 12 кронштейнов 11. Собранные таким образом направляющие устройства жестко крепят на стенках подъемного сосуда 1, после чего они готовы к работе.

Направляющее устройство для подъемного сосуда работает следующим образом.

Плиты 2 с установленными на них муфтами жестко крепят по четыре на каждой боковой стенке подъемного сосуда 1. Канатный проводник 13 пропущен через цилиндрический вкладыш 15 каждой пары соосно установленных на стенке сосуда 1 муфт. При движении подъемного сосуда 1 вверх или вниз по шахтному стволу на каждый канатный проводник 13 действуют колебания сосуда 1 и поперечные усилия (кориолисово усилие от вращения Земли, аэродинамическое усилие струи воздуха, идущего по стволу шахты, крутящий момент от тяговых канатов и усилия вследствие неточной установи канатного проводника относительно вертикали). Под воздействием указанных усилий происходит постоянное изгибание канатного проводника 13 от вертикального положения в различных плоскостях. При этом в случае, если канатный проводник изгибается в плоскости, перпендикулярной плите 2 (фиг.1 и 2), то муфта с установленным в ней вкладышем 15 за счет возможности ее поворота в вертикальной плоскости повернется в пределах изгиба проводника 13 в этой же плоскости, в результате чего коноидальная поверхность 17 (фиг.4,5) вкладыша 15 копирует изгиб проводника 13 в плоскости поворота и обеспечивает максимальный контакт поверхности проводника 13 с коноидальной поверхностью 17 вкладыша 15, что позволяет равномерно перераспределить давление от канатного проводника 13 на всю поверхность вкладыша 15, а не на отдельные его точки, как в прототипе. Это способствует снижению износа как вкладыша 15, так и канатного проводника 13. Кроме того, слой упругого материала 14 ( фиг.2,4,5), размещенный между вкладышем 15 и составными частями 3 и 4 муфты, обеспечивает максимальное гашение динамических нагрузок, постоянно действующих при движении сосуда 1 на канатный проводник 13, что приводит к уменьшению напряжений в зоне контакта проводника 13 со вкладышем 15 и снижению их износа. В случае изгиба канатного проводника 13 в плоскости, параллельной плоскости плиты 2, разъемная муфта не меняет своего положения, сохраняя при этом жесткость системы в плоскости изгиба канатного проводника 13, что вынуждает канатный проводник 13 скопировать форму коноидальной поверхности 17 вкладыша 15 в плоскости изгиба и тем самым обеспечивает максимальный контакт поверхности проводника 13 со всей поверхностью вкладыша 15. Это обеспечивает равномерное перераспределение давления от канатного проводника 13 на всю поверхность вкладыша 15, снижая тем самым износ проводника и вкладыша. Кроме того, как и в вышеописанном случае возникающие в канатном проводнике 13 динамические нагрузки максимально гасятся слоем упругого материала 14, что приводит к дополнительному снижению износа контактирующих поверхностей проводника 13 и вкладыша 15.

В предлагаемом устройстве предусмотрена постоянная подача смазки в узел "канатный проводник - вкладыш". Это осуществляется следующим образом. Смазка из пресс-масленки 19 (фиг.2-5) под давлением через L-образный канал 18 хомута 4 и соосно выполненный во вкладыше 15 канал 20 поступает в кольцевую выемку 21, заполненную пористым материалом 22 (фиг.5), который обеспечивает подачу в узел трения "канатный проводник - вкладыш" минимально необходимого количества смазки. При этом подача смазки непосредственно в полость вкладыша 15 обеспечивает жидкостное трение канатного проводника 13 с поверхностью вкладыша 15, а выполнение последнего из чугуна, обработанного магнитно-импульсным полем, обеспечивает в условиях жидкостного трения снижение в 3-4 раза концентрации напряжений в узле "канатный проводник - вкладыш", повышение ударной вязкости и динамической стойкости материала вкладыша. Все это способствует снижению износа проводника и вкладыша.

Предлагаемое устройство может быть применено в шахтных подъемных установках, а следовательно, соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

1. НАПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМНОГО СОСУДА, содержащее жестко закрепленную на сосуде плиту с установленной на ней разъемной муфтой, состоящей из опорной части и хомута, между которыми на стыке выполнен сквозной цилиндрический канал, и установленный в последнем съемный составной цилиндрический вкладыш, охватывающий канатный проводник, отличающееся тем, что плита снабжена кронштейнами с подшипниковыми узлами, а торцы опорной части муфты-цапфами, посредством которых муфта установлена в подшипниковых узлах с возможностью поворота в вертикальной плоскости, перпендикулярной к плоскости плиты, в пределах изгиба канатного проводника, при этом обращенная в сторону плиты поверхность опорной части муфты выполнена выпуклой, причем поверхность сквозного цилиндрического канала покрыта упругим материалом, а внутренняя поверхность вкладыша выполнена коноидальной, при этом в хомуте муфты выполнен L-образный канал для подвода смазки, а во вкладыше со стороны хомута соосно с горизонтальной ветвью L-образного канала - сквозной цилиндрический канал, соединенный с кольцевой выемкой, выполненной на внутренней поверхности вкладыша и заполненной пористым материалом.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что составной цилиндрический вкладыш выполнен из чугуна, обработанного магнитно-импульсным полем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5