RU2847799C1 - Исполнительный орган очистного комбайна - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче угля и других пластовых полезных ископаемых. Исполнительный орган очистного комбайна содержит поворотный редуктор со встроенным в его корпус электродвигателем, кинематически связанным трансмиссией со шнеком, установленным на ступице, жестко соединенной с выходным валом поворотного редуктора, расположенным на двух радиальных подшипниках. Между выходным валом и корпусом редуктора установлен уплотнительный узел в виде торцевого уплотнения «Caterpillar», состоящего из подвижного и неподвижного износостойких металлических колец, прижатых друг к другу герметично торцами по узким кольцевым пояскам, двух упругих поджимных неметаллических колец круглого сечения, установленных соответственно на конических поверхностях подвижного и неподвижного металлических колец, со сторон, обратных кольцевым пояскам, а также подвижного и неподвижного держателей соответственно подвижного и неподвижного металлических колец. При этом держатели металлических колец установлены с охватом упругих поджимных неметаллических колец, в плотном контакте с ними. Между внутренней и наружной цилиндрическими поверхностями держателей неподвижного и подвижного металлических колец установлен с зазорами высокоточный подшипник качения, внутренняя и наружная обоймы которого зафиксированы от смещения в осевом направлении. При этом наружная цилиндрическая поверхность держателя неподвижного кольца торцевого уплотнения плотно охвачена бандажом из упругого материала с обеспечением герметичности его соединения с сопрягаемыми деталями. Техническим результатом является повышение ресурса и надежности уплотнительного узла между выходным валом и корпусом редуктора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при добыче угля и других пластовых полезных ископаемых.

Известен исполнительный орган очистного комбайна («Эксплуатация и ремонт угольного комбайна 2К52М» //А.И. Пархоменко и др. - М.: Недра, 1982, с. 17-20), состоящий из поворотного редуктора, шарнирно закрепленного на корпусе, на котором установлен электродвигатель, а на выходном валу поворотного редуктора закреплен шнек. Шнек приводится во вращение системой зубчатых передач от электродвигателя. Между корпусом поворотного редуктора и выходным валом установлен уплотнительный узел в виде крышки с манжетными уплотнениями типа УМА.

Недостатком такого исполнительного органа являются низкие надежность и ресурс уплотнительного узла и редуктора в целом.

Следует отметить, что условия эксплуатации угледобывающей техники в угольных шахтах характерны образованием большого количества абразивной мелкодисперсной угольной и породной пыли, которая проникает даже в небольшие зазоры между деталями оборудования и вместе с агрессивной (кислотной) шахтной водой в короткие сроки может вывести технику из строя. Именно поэтому наличие надежно работающих уплотнительных узлов в исполнительных органах угледобывающего комбайна, является залогом успешной работы не только оборудования, но и всего добычного участка.

Известен также исполнительный орган очистного комбайна («Горные машины для подземной добычи угля» // П.А. Горбатов и др. - Донецк - 2006, ООО «Норд Компьютер», с. 182) наиболее близкий по технической сущности и принятый за прототип. Исполнительный орган состоит из поворотного редуктора, снабженного проушинами для шарнирного крепления к корпусу комбайна, электродвигателя, установленного в расточке корпуса редуктора с одной стороны, и шнека, закрепленного на ступице редуктора, жестко соединенной с выходным валом, являющимся валом водила выходной планетарной передачи редуктора, с противоположной его стороны. Выходной вал установлен в корпусе на двух радиальных подшипниках и приводится в движение от электродвигателя с помощью трансмиссии. Уплотнительный узел между выходным валом и корпусом редуктора представлен торцевым уплотнением типа «Caterpillar», состоящим из подвижного и неподвижного износостойких металлических колец, прижатых друг к другу герметично торцами по узким кольцевым пояскам, и двух упругих поджимных неметаллических колец круглого сечения, установленных на конических поверхностях износотойких колец, со сторон обратных кольцевым пояскам.

Недостатком прототипа являются существенные эксплуатационные трудности применения в тяжелонагруженных узлах исполнительного органа радиальных подшипников больших размеров, имеющих относительно большие радиальные и осевые зазоры между элементами их конструкции. Эти зазоры, а также зазоры по посадочным поверхностям, упругие отклонения от своей формы деталей узла выходного вала пагубно влияют на работу торцевых уплотнений. В случае, когда запаса упругой деформации прижимных колец торцевого уплотнения недостаточно для обеспечения контакта рабочих поясков износостойких колец или происходит радиальное смещение подвижного износостойкого кольца относительно неподвижного на величину большую ширины этих поясков при деформации упругих прижимных колец сверх допустимых значений, уплотнение и весь подшипниковый узел, теряют герметичность и быстро выходят из строя. Это приводит к необходимости выполнения трудоемких и дорогостоящих ремонтных работ.

В основу изобретения поставлена задача существенно повысить ресурс и надежность уплотнительного узла между выходным валом и корпусом редуктора за счет минимизации возможных взаимных смещений в осевом и радиальном направлениях металлических износостойких колец и деформацией упругих прижимных колец уплотнения типа «Caterpillar».

Поставленная задача решается за счет того, что в исполнительном органе очистного комбайна, содержащем поворотный редуктор со встроенным в его корпус электродвигателем, кинематически связанным трансмиссией со шнеком, установленным на ступице, жестко соединенной с выходным валом поворотного редуктора, расположенном на двух радиальных подшипниках, кроме того между ступицей и корпусом редуктора установлен уплотнительный узел в виде торцевого уплотнения типа «Caterpillar», состоящего из подвижного и неподвижного износостойких металлических колец, прижатых друг к другу герметично торцами по узким кольцевым пояскам, двух упругих поджимных неметаллических колец круглого сечения, установленных соответственно на конических поверхностях подвижного и неподвижного металлических колец, со сторон обратных кольцевым пояскам, а также подвижного и неподвижного держателей соответственно подвижного и неподвижного металлических колец, при этом держатели металлических колец установлены с охватом упругих поджимных неметаллических колец, в плотном контакте с ними, согласно изобретению, между внутренней и наружной цилиндрическими поверхностями держателей неподвижного и подвижного металлических колец установлен с минимальными зазорами высокоточный подшипник качения, внутренняя и наружная обоймы которого зафиксированы от смещения в осевом направлении, при этом наружная цилиндрическая поверхность держателя неподвижного кольца торцевого уплотнения плотно охвачена бандажом из упругого материала с возможностью обеспечения величины осевых и радиальных смещений всего уплотнительного узла относительно корпуса редуктора в пределах упругих свойств бандажа, без потери о герметичности его соединения с торцевым уплотнением.

Поставленная задача решается также за счет того, что в исполнительном органе бандаж из упругого материала плотно прижат крышкой, прикрепленной к корпусному узлу с обеспечением герметичности по периметру сопряжения бандажа с ним.

Причинно-следственная связь совокупности признаков изобретения с достигаемым техническим результатом заключается в том, что дополнительная связь подвижного и неподвижного износостойких колец торцевого уплотнения с радиальным высокоточным подшипником качения, зафиксированным в осевом и радиальном направлениях элементами держателей износостойких колец, гарантированно обеспечивает безаварийную работу торцевого уплотнения. Упругие прижимные кольца в этом случае компенсируют радиальную и осевую «игру» обойм высокоточного подшипника и величину осевых и радиальных зазоров между обоймами подшипника и охватывающими их поверхностями держателей износостойких колец уплотнения. Все остальные осевые и радиальные зазоры, а также упругие смещения деталей между выходным валом и корпусом редуктора компенсируются упругими деформациями бандажа, жестко установленного в корпусном узле редуктора и плотно охватывающего держатель неподвижного износостойкого кольца торцевого уплотнения.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид исполнительного органа очистного комбайна, на фиг. 2 - место I фиг. 1.

Исполнительный орган очистного комбайна содержит поворотный редуктор, со встроенным в его корпус 1 электродвигателем 2, кинематически связанным трансмиссией 3 со шнеком 4, установленным на ступице 5, жестко соединенной с выходным валом 6 редуктора, установленном на двух радиальных подшипниках 7 и 8. Между выходным валом 6 и корпусом 1 редуктора установлен уплотнительный узел в виде торцевого уплотнения типа «Caterpillar», состоящего из подвижного износостойкого металлического кольца 9 и идентичного ему неподвижного кольца 10, прижатых друг к другу герметично торцами по узким кольцевым пояскам. На конических поверхностях подвижного 9 и неподвижного 10 металлических колец со сторон обратных кольцевым пояскам установлены два упругих круглого сечения поджимных неметаллических кольца 11, а также подвижный держатель 12 и неподвижный держатель 13 соответственно подвижного и неподвижного металлических колец 9 и 10. При этом держатели 12, 13 металлических колец 9, 10 установлены с охватом упругих поджимных неметаллических колец 11, в плотном контакте с ними.

Между наружной цилиндрической поверхностью держателя 12 и внутренней цилиндрической поверхностью держателя 13 установлен с минимальными зазорами высокоточный подшипник качения 14, внутренняя и наружная обоймы которого зафиксированы от смещения в осевом направлении. При этом наружная цилиндрическая поверхность держателя 13 неподвижного кольца 10 плотно охвачена бандажом 15 из упругого материала с обеспечением герметичности соединения. Материал и упругие свойства бандажа 15 заданы с условием обеспечения величины осевых и радиальных смещений всего уплотнительного узла относительно корпуса редуктора без остаточных деформаций и разрушений бандажа. Кроме того, бандаж 15 из упругого материала плотно прижат крышкой 16, прикрепленной к корпусному узлу с обеспечением герметичности по периметру сопряжения бандажа с ним.

Достижение технического результата осуществляется следующим образом. При включении блока резания вращение от вала электродвигателя 2 через трансмиссию 3 передается выходному валу 6, ступице 5 и жестко соединенному с ней шнеку 4.

Нагрузки от шнека при разрушении им угольного пласта и погрузке горной массы передаются через жестко соединенную с ним ступицу 5, на выходной вал 6, радиальные подшипники 7, 8 и корпус 1. Радиальные и осевые смещения выходного вала относительно корпуса редуктора определяются зазорами в радиальных подшипниках, возможными смещениями в подвижных соединениях деталей узла и величиной упругих деформаций деталей от нагрузок. Радиальные и осевые смещения подвижного (вращающегося) изностойкого кольца 9 торцевого уплотнения относительно неподвижного (невращающегося) кольца 10, определяющие ресурс и надежность работы всего редуктора исполнительного органа, в данном решении определяются только зазорами в осевом и радиальном направлениях высокоточного подшипника качения 14 и зазорами между внутренней и наружной его обоймами, а также охватывающих их поверхностей держателей 12 и 13. Эти относительно небольшие смещения гарантировано компенсируются податливостью упругих поджимных колец 11. Все остальные смещения компенсируются упругой податливостью бандажа 15 плотно охватывающего цилиндрическую наружную поверхность неподвижного держателя 13, обеспечивая герметичность его соединения с сопрягаемыми деталями и гарантированное исключение возможности вращения держателя 13 неподвижного износостойкого кольца 10. Плотность и герметичность установки бандажа 15 обеспечиваются прижимной крышкой 16.

Реализация изобретения позволит существенно повысить срок службы и надежность работы уплотнительного узла между выходным валом и корпусом редуктора как наиболее нагруженного и аварийного узла исполнительного органа очистного комбайна.

Claims (2)

1. Исполнительный орган очистного комбайна, содержащий поворотный редуктор со встроенным в его корпус электродвигателем, кинематически связанным трансмиссией со шнеком, установленным на ступице, жестко соединенной с выходным валом поворотного редуктора, расположенным на двух радиальных подшипниках, кроме того, между выходным валом и корпусом редуктора установлен уплотнительный узел в виде торцевого уплотнения «Caterpillar», состоящего из подвижного и неподвижного износостойких металлических колец, прижатых друг к другу герметично торцами по узким кольцевым пояскам, двух упругих поджимных неметаллических колец круглого сечения, установленных соответственно на конических поверхностях подвижного и неподвижного металлических колец, со сторон, обратных кольцевым пояскам, а также подвижного и неподвижного держателей соответственно подвижного и неподвижного металлических колец, при этом держатели металлических колец установлены с охватом упругих поджимных неметаллических колец в плотном контакте с ними, отличающийся тем, что между внутренней и наружной цилиндрическими поверхностями держателей неподвижного и подвижного металлических колец установлен с зазорами высокоточный подшипник качения, внутренняя и наружная обоймы которого зафиксированы от смещения в осевом направлении, при этом наружная цилиндрическая поверхность держателя неподвижного кольца торцевого уплотнения плотно охвачена бандажом из упругого материала с обеспечением герметичности его соединения с сопрягаемыми деталями.

2. Исполнительный орган по п. 1, отличающийся тем, что бандаж из упругого материала плотно прижат крышкой, прикрепленной к корпусному узлу с обеспечением герметичности по периметру сопряжения бандажа с ним.