Соединительный элемент и узел соединения

Соединительный элемент и узел соединения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение касается соединительного элемента для соединений желобковых секций цепного скребкового транспортера или для направляющих секций добычной машины, в частности направляющей струга, содержащего две соединенные за одно целое посредством сужающегося по ширине стержня головки, которые на обращенной к стержню стороне снабжены расположенными под наклоном к стержню заплечиками. Кроме того, изобретение касается узла соединения соответствующего соединительного элемента с расположенными на секциях карманами для соединительного элемента, в которые с зазором может быть помещен соединительный элемент, содержащий соединенные за одно целое посредством стержня головки, причем карманы для соединительного элемента имеют наклонные упорные поверхности для взаимодействия с заплечиками на головках соединительного элемента.

В подземной горной промышленности известны многочисленные выполнения соединительного элемента и узла соединения желобковых секций цепных скребковых транспортеров или направляющих секций добычной машины. В практике горных разработок хорошо зарекомендовали себя, в частности, узлы соединения, у которых соединительный элемент в осевом продолжении стержня содержит на обеих головках фиксирующие кулачки, в состоянии соединения охватывающие сзади фиксирующие поверхности в карманах для соединительного элемента и защищенные от выпадения из открытых боковых карманов соединительных элементов. Фиксирующие поверхности в карманах для соединительного элемента могут состоять из неподвижно расположенных в карманах запорных перемычек или из разъемных стопорных элементов.

Из DE 3645321 C2 известен соответствующий родовому понятию соединительный элемент, который снабжен на одной головке крюкообразно выполненным фиксирующим кулачком, а на другой головке имеет более широкий прямоугольный фиксирующий кулачок. Один карман для соединительного элемента снабжен на противоположном соединительному стыку заднем конце выполненным в виде поднутрения карманом, в который входит фиксирующий крюк, а другой карман открыт на заднем конце и переходит в приблизительно прямоугольное профильное отверстие кармана. Более широкий фиксирующий язычок в монтажном положении находится на промежуточном участке между карманом и профильным отверстием и фиксируется там посредством сформированного в виде пластины поворотного фиксатора, который скруглен на обоих концах пластины. Один конец пластины в монтажном положении находится в углублении, выполненном на обращенной к лежащему пласту стороне кармана. Другой конец пластины разъемно закрепляется посредством зажимной втулки на выступах стенки, которые выполнены со стороны висячего пласта на боковой стенке кармана и имеют отверстия для забивания зажимной втулки. Над своим более широким фиксирующим язычком головка соединительного элемента имеет паз, для того чтобы даже при осевых перемещениях соединительного элемента на поворотный фиксатор не могли передаваться усилия и предотвращалось случайное отсоединение поворотного фиксатора. Нижняя сторона крюкообразного фиксирующего выступа клинообразно сужается к его верхней стороне, с тем чтобы соединительный элемент мог быть наклонно помещен в карман, а затем повернут вниз. Дно обоих карманов для соединительного элемента совершенно плоское. Дополнительно заплечики на головках соединительного элемента и упорные поверхности в карманах проходят прямолинейно наклонно к продольной оси стержня, и соединительный элемент прилегает своими заплечиками без поднутрений к упорным поверхностям.

Из DE 10011288 А1 известны соединительный элемент и узел соединения для желобковых и направляющих секций, у которых два симметричных друг другу кармана для соединительного элемента размещены на примыкающих друг к другу концах секций, причем соединительный элемент содержит выполненные симметрично друг другу головки с фиксирующими язычками. Фиксирующие язычки выдаются из головок соединительного элемента со значительно меньшей, по сравнению с толщиной головок соединительного элемента, приблизительно постоянной толщиной. Верхняя и нижняя стороны фиксирующих язычков проходят плоскопараллельно друг другу, а соединительный элемент фиксируется от бокового выпадения посредством предусмотренного для обоих фиксирующих язычков разъемных предохранительных фиксаторов в карманах. Каждый предохранительный фиксатор снабжен двумя деформируемыми зажимными втулками, которые могут быть введены в полукруглые выемки на противоположных выступах стенок обеих продольных сторон кармана для соединительного элемента. За счет симметричного выполнения как карманов для соединительного элемента, так и самого соединительного элемента и предохранительных элементов, можно избежать при монтаже проблем с ориентированием. Заплечики и упорные поверхности проходят также наклонно к продольной оси стержня соединительного элемента или соответственно карманов для него и выполнены в виде плоских клиновых поверхностей.

В подземной горной промышленности соединительные элементы и карманы для них подвержены высоким нагрузкам. Головки соединительных элементов должны воспринимать все осевые усилия между соседними желобковыми или направляющими секциями, которые возникают за счет движущейся с переменой направления добычной машины и/или движущихся скребков цепного скребкового транспортера. В то же время соединительные элементы и карманы для них должны обеспечивать достаточную угловую подвижность соседних желобковых секций, поскольку должны быть компенсированы складки и впадины лежачего пласта, а передвижка цепного скребкового транспортера или направляющей для добычной машины может осуществляться только посекционно.

Задачей изобретения является создание соединительного элемента и узла соединения, с помощью которых можно было бы передавать высокие осевые усилия при большей угловой подвижности и более простом монтаже соединительных элементов.

Эта задача в отношении соединительного элемента решается за счет того, что заплечики выполнены выпуклыми, в частности округловыпуклыми. За счет выпуклого выполнения заплечиков и возникающей в результате этого точечной или линейной поверхности контакта между заплечиками на головках соединительного элемента и соответствующими упорными поверхностями в карманах для соединительного элемента улучшается вертикальная подвижность соседних желобковых секций для компенсации впадин или складок лежачего пласта при одновременно оптимизированном восприятии осевых растягивающих усилий в головках соединительного элемента. При использовании под землей благодаря определенному восприятию передаваемых усилий между заплечиками и упорными поверхностями предотвращается контактное напряжение.

В предпочтительном варианте осуществления, как само по себе известно, обе головки соединительного элемента снабжены на обращенном от стержня конце головки аксиально выступающим фиксирующим язычком, сужающимся в поперечном сечении или соответственно по толщине относительно головки, и/или головки соединительного элемента, заплечики и фиксирующие язычки выполнены симметричными относительно середины стержня. Неправильный монтаж соединительного элемента из-за неправильной установки соединительного элемента в карманах предотвращен благодаря симметричному выполнению, что обусловлено конструкцией. В предпочтительном варианте осуществления радиус кривизны конца головки на участке сбоку от фиксирующих язычков может быть таким же по величине или меньше радиуса кривизны заплечиков. Радиус кривизны участка конца головки над фиксирующим язычком может также отличаться от радиуса кривизны участков сбоку от фиксирующего язычка и может быть таким же или, в основном, таким же по величине, что и радиус кривизны заплечика. За счет меньшего радиуса кривизны конца головки сбоку от фиксирующих язычков даже при максимальном вертикальном изгибе соседних желобковых секций устраняются напряжения на конце головки.

Дополнительно внешние боковые поверхности головок соединительного элемента могут быть выполнены преимущественно плоскими и плоскопараллельными средней продольной плоскости соединительного элемента. Выпуклые или округлые скругления заплечиков могут проходить от стержня до боковых поверхностей с постоянным радиусом скругления или кривизны и/или скругления концов головок проходят с постоянным радиусом скругления через участок над и сбоку участков фиксирующих язычков.

В особенно предпочтительном варианте осуществления головки соединительного элемента, по меньшей мере, на нижней стороне и/или также на верхней стороне выполнены изогнутыми, например скругленными по ширине, т.е. от одной боковой поверхности до другой. При этом радиусы скругления нижней и верхней сторон головок соединительного элемента могут быть, в частности, также равны радиусу скругления заплечиков. За счет скруглений головок по всей ширине дополнительно улучшается вертикальная и горизонтальная подвижность соседних желобов или направляющих секций. Радиус скругления заплечиков и/или участков может быть предпочтительно меньше расстояния между боковыми поверхностями головок соединительного элемента и больше максимальной глубины стержня и максимальной глубины головок соединительного элемента.

Для монтажа соответствующих изобретению соединительных элементов, предпочтительно, если фиксирующие язычки клинообразно сужаются к своим торцам на верхней и нижней сторонах. Верхняя и нижняя стороны фиксирующих язычков могут быть выполнены по существу плоскими соответственно по всей ширине. Кроме того, стержень соединительного элемента предпочтительно может иметь овальное поперечное сечение и/или снабжен посередине стержня образующим место заданного разрушения сужением, так что даже при избыточных нагрузках узла соединения можно предотвратить повреждение желобковых секций или закрепленных на них карманов для соединительного элемента за счет мест заданного разрушения соединительного элемента.

Соответствующий изобретению узел соединения отличается тем, что заплечики выполнены выпуклыми, в частности выпукло скругленными, а упорные поверхности, по меньшей мере, в области зоны контакта с заплечиками - плоскими или, при необходимости, лишь слегка выпуклыми. Особенно благоприятно, если карманы соответствующего изобретению узла соединения выполнены по-разному по отношению друг к другу, один из двух карманов для соединительного элемента снабжен прилитым и частично охватывающим сверху отверстие кармана фиксирующим выступом на задней стороне кармана, так что под фиксирующим выступом образовано поднутрение для размещения фиксирующего язычка на соответствующей головке соединительного элемента. Для монтажа соединительного элемента особенно предпочтительно, если дно имеющего фиксирующий выступ кармана для соединительного элемента снабжено углублением, преимущественно проходящим наклонно и увеличивающимся с увеличением расстояния от стыка, с тем чтобы один из двух фиксирующих язычков при монтаже или демонтаже мог входить в углубление. В согласовании с наклонной нижней стороной фиксирующего язычка при монтаже соединительный элемент может быть вставлен одной головкой с одной стороны в дно кармана, а затем повернут.

Дополнительно глубина дна обоих карманов предпочтительно может увеличиваться от задней стороны кармана к передней стороне на стыке между двумя соседними карманами, причем предпочтительно дно обоих карманов выполнено желобчатым. Фиксирующий выступ предпочтительно имеет на своей входящей в карман передней стороне желобок, преимущественно желобок с основанием в форме дуги окружности, для достижения оптимальной угловой подвижности скругленных на конце головок соединительного элемента относительно фиксирующих выступов. Другой карман предпочтительно имеет на задней стороне сквозное отверстие ко второй выемке кармана, в которой с возможностью разъединения и фиксации установлено составное фиксирующее устройство соединительного элемента для фиксации второго фиксирующего язычка.

Для этого фиксирующее устройство заполняет преимущественно выемку кармана в осевом направлении полностью, с тем чтобы предотвратить осевые смещения головки соединительного элемента в направлении сквозного отверстия. Выполнение обоих карманов, которые могут быть прилиты к желобковым или направляющим секциям или приварены в качестве отдельных деталей, может иметь независимое от выполнения соединительных элементов собственное изобретательское значение.

Изобретение более подробно поясняется со ссылкой на пример выполнения, изображенный на чертежах, на которых представляют:

фиг.1 - снабженный соединительным элементом и соответствующий изобретению узел соединения на виде сбоку карманов для соединительного элемента;

фиг.2 - разрез карманов по фиг.1 на виде сбоку соединительного элемента;

фиг.3 - соответствующий изобретению соединительный элемент на виде сверху;

фиг.4 - соединительный элемент по фиг.3 на виде сбоку;

фиг.5 - разрез по линии V-V на фиг.3.

Фиг.1 и 2 представляют весь узел 100 для соединения между собой с прочностью на растяжение и угловой подвижностью желобковых секций цепного скребкового транспортера или направляющих секций для подземной добычной машины (не показаны). Узел 100 соединения включает в себя первый 1 и второй 2 карманы для соединительного элемента, которые либо приварены, либо непосредственно прилиты к соответствующим секциям. Каждый карман 1, 2 образует соответственно для одной из половин соединительного элемента 10 приемное гнездо 3 или соответственно 4, которое имеет конически сужающийся от передней стороны 5 или соответственно 6 кармана приемный участок для стержня, переходящий в приемный участок 7 или соответственно 8 для головки. Оба приемных участка 7, 8 для головки имеют проходящие наклонно к другому карману 2, 1 упорные поверхности 21, 22, выполненные прямолинейно плоскими или слегка выпукло-криволинейными. К упорным поверхностям 21, 22 карманов 1, 2 соединительный элемент 10 прилегает заплечиками 11, которые выполнены соответственно на обращенной к стержню 12 стороне соединенных им головок 13 соединительного элемента. Заплечики 11 обеих головок 13 проходят наискосок к стержню 12 и имеют выпуклую сформированную в виде дуги окружности поверхность. Приемные гнезда 3, 4 для соединительного элемента выполнены идентичными друг другу в отношении упорных поверхностей 21, 22 и приемных гнезд для стержня, а головки 13 соединительного элемента опираются соответственно двумя заплечиками 11 с обеих сторон стержня 12 на соответствующие упорные поверхности 21, 22.

Соединительный элемент 10 имеет на каждой головке 13 фиксирующий язычок 14, клинообразно сужающийся к своему торцу 15, причем верхняя 14' и нижняя 14'' стороны фиксирующего язычка выполнены плоскими, наклонены к горизонтальной плоскости и сходятся друг к другу, так что фиксирующий язычок 14 клинообразно сужается к своему торцу 15. Соединительный элемент 10 фиксируют посредством фиксирующих язычков 14 в открытых с боков карманах 1, 2 с помощью подходящих фиксирующих элементов. Соответствующий изобретению узел 100 соединения включает в себя один неподвижно встроенный в один из карманов фиксирующий элемент и один разъемный фиксирующий элемент. Неподвижный фиксирующий элемент состоит из фиксирующего выступа 23, который выполнен за одно целое с задней стороной приемного гнезда 4 кармана 2 и желобчатым на своей входящей в гнездо 8 для головки соединительного элемента передней стороне 24, с тем чтобы поддерживать низкими контактные напряжения между соответствующим концом 16 головки 13 и фиксирующим выступом 23, а также способствовать перемещениям головки соединительного элемента наподобие шарового шарнира. Под фиксирующим выступом 23 карман 2 имеет сквозной паз 25, донный участок 25' которого в виде углубления сужается наклонно вниз к присоединенной желобковой или направляющей секции. Донный участок 25' проходит, по существу, параллельно нижней стороне 23' фиксирующего выступа, с тем чтобы соединительный элемент 10 при монтаже можно было поместить наискосок в карман 2 и чтобы он при этом фиксирующим язычком 14 мог сравнительно глубоко войти в сквозной паз 25. Противоположный карман 1 имеет примыкающее к гнезду 7 для головки соединительного элемента сквозное отверстие 26 и приблизительно прямоугольное профильное отверстие 27, в которое разъемно может быть помещен составной фиксирующий элемент 90, охватывающий сверху фиксирующий язычок 14 на соответствующей головке 13 соединительного элемента. Фиксирующий элемент 90 включает в себя вставляемую 91 и фиксирующую 92 детали, соединяемые между собой резьбовым соединением 93, причем фиксирующая деталь 92 снабжена фиксирующим носиком 94, который также скруглен на передней стороне 95 и охватывает сверху фиксирующий язычок 14. Фиксирующий элемент 90 является объектом параллельной заявки на выдачу охранного документа, так что дальнейшее пояснение здесь не приведено.

Конструктивное геометрическое выполнение соединительного элемента 10 более подробно поясняется со ссылкой на фиг.3-5. Соединительный элемент 10 выполнен зеркально-симметричным относительно вертикально проходящей продольной средней плоскости L и делящей стержень 12 пополам средней плоскости М, а обе головки 13 соединительного элемента снабжены на обращенном от стержня 12 конце 16 головки двумя клинообразно сужающимися фиксирующими язычками 14, как уже пояснялось. Стержень 12 имеет почти по всей своей осевой длине, по существу, постоянное овальное поперечное сечение с глубиной Т соединительного элемента большей, чем толщина D соединительного элемента. Максимальная глубина Т в продольной средней плоскости L постоянна в области стержня 12 и в области головок 13. Соединительный элемент 10 в области стержня 12 и в области обеих головок 13 чашеобразно скруглен на верхней 17 и нижней 18 сторонах с единым радиусом кривизны соответственно R_O и R_U, причем оба радиуса кривизны преимущественно одинаковы по величине и в предпочтительном подземном применении имеют радиус кривизны R=100 мм вокруг центров кривизны в продольной средней плоскости L. Стержень 12 имеет, правда, как показано на фиг.3, посередине выемку 17 в качестве сужения толщины D стержня, образуя в стержне 12 место заданного разрушения.

Обращенные друг к другу заплечики 11 на противоположных головках 13 проходят между плоскими и ориентированными параллельно продольной средней плоскости L боковыми поверхностями 18 головок соединительного элемента и переходом к стержню 12 соответственно выпукло-скругленными или изогнутыми в виде дуги окружности с радиусом R_S кривизны. Выпуклые заплечики 11 могут поэтому обкатываться без давлений по соответствующим упорным поверхностям (21, фиг.1) карманов 1,2 при изгибах желобковых секций по отношению друг к другу. Концы 16 головок 13 скруглены на участках 16А над фиксирующими язычками 14 с радиусом R_K кривизны и на участках 16В сбоку фиксирующих язычков 14 с радиусом R_Т кривизны. В изображенном примере осуществления радиусы R_S, R_K, R_O, R_U кривизны одинаковы по величине и расположены в пределах расстояния В между обеими плоскими боковыми поверхностями 18 и глубиной Т стержня. Радиус R_Т кривизны примерно на 20% меньше, чем R_K. Расстояние В, т.е. ширина соединительного элемента 10 в зоне головок 13, приблизительно вдвое больше толщины D стержня 12.

Верхние стороны 13' головок соединительного элемента, проходящие между обеими боковыми поверхностями 18 криволинейно с радиусом R_O кривизны вокруг центров кривизны в продольной средней плоскости L, имеют на переходе к криволинейно проходящему концу 16 соединительного элемента переходный участок 19, который проходит также криволинейно между обеими боковыми поверхностями 18 и образует наклонный переход между изогнутыми верхними сторонами 13' головок соединительного элемента и приблизительно вертикально ориентированными концами 16 соединительного элемента. Далее из фигур видно, что выполненный предпочтительно в виде поковки соединительный элемент 10 на переходе между четырьмя заплечиками 11 и стержнем 12, заплечиками 11 и верхней 13' и нижней 13'' сторонами соединительного элемента, концами 16 головок соединительного элемента и фиксирующими язычками 14 и т.п., имеет скругленные переходы.

Из фиг.2 также видно, что оба кармана 1, 2 имеют наклоненное к стыку между обоими карманами 1, 2 дно 28, 29, а глубина обоих приемных гнезд 3, 4 возрастает от задней стороны к передней стороне 5, 6, так что соединительные элементы 10 находятся в непосредственном контакте с дном 28 и 29 карманов только своими головками 13.

Предшествующее описание содержит для специалиста ряд отклонений, которые должны подпадать под охрану прилагаемой формулы изобретения. Вариант осуществления с одинаковыми радиусами кривизны концов головок, заплечиков, верхней и нижней сторон воротка, а также примерно на 20% меньшим радиусом кривизны боковых участков образует предпочтительный вариант осуществления. Но соответствующие радиусы кривизны могут отличаться друг от друга.

1. Соединительный элемент для соединений желобковых секций цепного скребкового транспортера или для направляющих секций добычной машины, содержащий две соединенные за одно целое посредством сужающегося по ширине стержня (12) головки (13), которые на обращенной к стержню стороне снабжены ориентированными с наклоном к стержню (12) заплечиками (11), отличающийся тем, что заплечики (11) выполнены выпуклыми, в особенности выпукло скругленными.

2. Соединительный элемент по п.1, отличающийся тем, что обе его головки (13) на обращенном от стержня конце (16) головки снабжены аксиально выступающим фиксирующим язычком (14), сужающимся в сечении относительно головки (13) соединительного элемента, и/или обе головки (13) соединительного элемента со своими заплечиками (11) и своим фиксирующим язычком (14) выполнены симметричными относительно середины (М) стержня.

3. Соединительный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что его головки (13) выполнены на конце (16) сбоку и/или над фиксирующим язычком (14) выпуклыми, в частности скругленными, или снабжены скругленными участками (16А; 16В).

4. Соединительный элемент по п.3, отличающийся тем, что радиус (R_T) кривизны конца (16) головки на участках (16В) сбоку от фиксирующих язычков (14) равен по величине или меньше радиуса (R_S) кривизны заплечиков (11).

5. Соединительный элемент по п.4, отличающийся тем, что радиус (R_К) кривизны участка (16А) конца (16) головки над фиксирующим язычком (14) равен или, по существу, равен радиусу (R_S) кривизны заплечиков (11).

6. Соединительный элемент по п.1, отличающийся тем, что внешние боковые поверхности (18) головок (13) соединительного элемента выполнены плоскими и плоскопараллельно продольной средней плоскости (L) соединительного элемента.

7. Соединительный элемент по п.1, отличающийся тем, что выпуклые скругления заплечиков (11) проходят приблизительно от стержня (12) до боковых поверхностей (18) с постоянным радиусом (R_S) кривизны.

8. Соединительный элемент по п.2, отличающийся тем, что скругления концов (16) головок проходят с постоянным радиусом (R_K; R_T) кривизны на участке (16А) над и сбоку участков (16В) фиксирующих язычков (14).

9. Соединительный элемент по п.1, отличающийся тем, что головки (13) соединительного элемента, по меньшей мере, на нижней (13'') стороне и/или на верхней стороне (13') выполнены скругленными от одной боковой поверхности (18) до другой, причем предпочтительно радиус (R_O, R_U) кривизны нижней стороны (13'') и/или верхней стороны (13') головки соединительного элемента равен радиусу (R_S) кривизны заплечиков (11).

10. Соединительный элемент по п.1, отличающийся тем, что радиус (R_S) кривизны заплечиков (11) и/или участков (16А; 16В) меньше расстояния (В) между боковыми поверхностями (18) головок (13) соединительного элемента и больше максимальной глубины (Т) стержня (12) или максимальной глубины (Т) головок (13).

11. Соединительный элемент по п.2, отличающийся тем, что фиксирующие язычки (14) клинообразно и преимущественно с плоской поверхностью сужаются к своим торцевым концам (15) на верхней и нижней сторонах (14', 14'') фиксирующих язычков.

12. Соединительный элемент по п.1, отличающийся тем, что стержень (12) имеет овальное поперечное сечение и/или снабжен посередине образующим место заданного разрушения сужением (17).

13. Узел соединения желобковых секций цепных скребковых транспортеров или направляющих секций для добычной машины для подземных горных разработок, содержащий расположенные на секциях, открытые с боков карманы (1, 2) для соединительного элемента, в которые с зазором помещен соединительный элемент (10) с двумя соединенными за одно целое сужающимся по ширине стержнем (12) головками (13), которые на обращенной к стержню (12) стороне имеют ориентированные с наклоном к стержню (12) заплечики (11) для взаимодействия с соответствующими наклонными упорными поверхностями (21) карманов (1, 2) для соединительного элемента, отличающийся тем, что заплечики (11) выполнены выпуклыми, в особенности выпукло скругленными, а упорные поверхности (21), по меньшей мере, в области зон контакта с заплечиками (11) плоскими или выпуклыми.

14. Узел по п.13, отличающийся тем, что карман (2) для одной из двух головок (13) снабжен прилитым фиксирующим выступом (23), который частично охватывает сверху приемное отверстие (8) для головки соединительного элемента, причем под фиксирующим выступом (23) выполнено поднутрение для размещения фиксирующего язычка (14) соединительного элемента (10).

15. Узел по п.14, отличающийся тем, что дно (25') имеющего фиксирующий выступ (23) кармана (2) для соединительного элемента выполнено под фиксирующим выступом (23), скошенным книзу.

16. Узел по любому из пп.13-15, отличающийся тем, что глубина обоих приемных гнезд (3, 4) для соединительного элемента увеличивается от задней стороны кармана к передней стороне на стыке между смежными карманами (1, 2), причем предпочтительно дно (28, 29) обоих карманов (1, 2) выполнено желобчатым.

17. Узел по п.14, отличающийся тем, что фиксирующий выступ (23) имеет на своей выступающей в приемное гнездо (8) передней стороне (24) желобок, предпочтительно желобок с дном, образованным дугой окружности.

18. Узел по п.14, отличающийся тем, что карман (1) для соединительного элемента имеет на задней стороне сквозное отверстие (26) ко второму гнезду (27) кармана, в которое с возможностью разъединения может быть вставлено составное фиксирующее средство (90) соединительного элемента для фиксации второго фиксирующего язычка (14).

19. Карман для соединительного элемента, входящего в узел соединения по любому из пп.14-18.