транспортное устройство для подземных горизонтальных горных выработок

Формула изобретения

1. Транспортное устройство для подземных горизонтальных горных выработок, которое имеет движущейся по рельсам транспортный поезд (1) с моторным вагоном (6), который с помощью вращающихся вокруг вертикальных осей (20) фрикционных колес (19), а также с помощью вращающихся вокруг тех же осей (20) зубчатых колес (21) может сочленяться с фрикционным или силовым замыканием с обеих сторон с несущим на отдельных участках зубчатые рельсы (31), составленным из звеньев с возможностью разъединения ходовым рельсом (FS), отличающееся тем, что расположенная в вертикальной диаметральной плоскости (MLE) ходового рельса (FS) и соединенная как одно целое с ходовым рельсом (FS) стенка (30) является несущим элементом выполненных со стороны входа и выбега клиновидными, а также оснащенных уменьшенными по высоте зубьями (46) зубчатых рельсов (31) и простирающихся выше зубчатых рельсов (31) путевых планок (33), которые взаимодействуют с вращающимися также вокруг осей (20) фрикционных колес (19) и зубчатых колес (21) путевыми колесами (22), причем по меньшей мере одна пара зубьев (47), находящаяся в вертикальной поперечной плоскости (OE) участков (32) входа и выбега зубчатых рельсов (31), расположена с возможностью перемещения в поперечном направлении и подпирается против направления действия упругого возвратного усилия (54).

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что уменьшенные зубья (46, 47) участков (32) входа и выбега заканчиваются острием со стороны головки.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что подвижные в поперечном направлении зубья (47) участка (32) входа и выбега опираются на расположенные параллельно ходовому рельсу (FS) на определенном расстоянии друг от друга листовые пружины (54).

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что между концами листовых пружин (54) установлены промежуточные детали.

5. Устройство по одному из пп. 1 4, отличающееся тем, что подвижные в поперечном направлении зубья (47) и создающие упругое возвратное усилие устройства (54) объединены в состоящем из нескольких деталей корпусе (48, 57, 58), который является составной частью каждого участка (32) входа и выбега.

6. Устройство по одному из пп. 1 5, отличающееся тем, что зубчатые рельсы (31) установлены по бокам стенки (30) ходового рельса (FS) с возможностью разъединения и участки (32) входа и выбега введены в углубление (40) стенки (30) с возможностью разъединения.

7. Устройство по одному из пп. 1 6, отличающееся тем, что длина зубчатого рельса (31) соответствует длине звена (23, 24) ходового рельса и смежные со стыковыми зазорами (25) звеньев (23, 24) ходового рельса зубья (38) зубчатых рельсов оканчиваются острием со стороны головки.

8. Устройство по одному из пп. 1 7, отличающееся тем, что путевые планки (33) выполнены короче звеньев (23, 24) ходового рельса и на обращенных к стыковым зазорам (25) торцевых сторонах оснащены перекрывающими стыковые зазоры (25), а также соединяющимися внахлестку с определенным вертикальным удалением тонкими стыковыми планками (39), выполненными в виде путевых планок (33).

9. Устройство по одному из пп. 1 8, отличающееся тем, что путевые планки (33) соединены с зубчатыми рельсами (31) с возможностью разъединения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается транспортного устройства для подземных горизонтальных горных выработок в соответствии с признаками ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Подобного рода транспортное устройство в объеме патента ФРГ N 2453751 причисляется к уровню техники. Состоящий из двутаврового профиля ходовой рельс проложен в подвешенном состоянии. Фрикционные колеса моторного вагона соприкасаются в той же поперечной плоскости с боковыми поверхностями стенки ходового рельса с возможностью качения. На верхнем фланце ходового рельса уложены зубчатые рельсы с боковыми рядами зубьев. С этими рядами зубьев могут приводиться в контакт с силовым замыканием зубчатые колеса, которые расположены коаксиально относительно фрикционных колес. Для получения контакта зубчатые колеса могут передвигаться вверх в продольном направлении своих осей вращения из уплотненного во фрикционные колеса положения.

Хотя известная конструкция оправдала себя на практике, однако она имеет некоторые достойные усовершенствования свойства. Так, например, конструктивные затраты на утапливание зубчатых колес во фрикционные колеса, а также на относительное перемещение зубчатых колес относительно фрикционных колес сравнительно велики. Речь идет об элементах конструкции, которые нуждаются в интенсивном техническом обслуживании. Таким образом, время простоя моторного вагона непомерно велико. Помимо этого это связано с трудностями введения вращающихся с фрикционными колесами зубчатых колес в ряды зубьев. Плавно и без толчков это вряд ли можно осуществить. Следовательно, как зубья зубчатых колес, так и зубья зубчатых рельсов подвержены ударным и изнашивающим нагрузкам.

Недостатком является также то, что глубина вхождения зубчатых колес в ряде зубьев зависит от наружного диаметра фрикционных колес. Так как в случае с фрикционными колесами речь идет о явно выраженных быстроизнашивающихся деталях, то последние должны часто заменяться, чтобы обеспечить надлежащее взаимодействие зубчатых колес и рядов зубьев.

Особенно проблематичным представляется переход от одного зубчатого рельса к следующему рельсу в зоне стыка ходовых рельсов в тех случаях, когда при переходе от горизонтальных участков пути к участку с подъемом или к участку с уклоном стыки ходовых рельсов более сильно изломаны относительно друг друга. Так как шарнирные оси стыков ходовых рельсов расположены, как правило, в зоне нижнего фланца ходовых рельсов, шаг зубьев зубчатых рельсов более или менее поднимается в зависимости от угла надлома следующих друг за другом стыков ходовых рельсов, так что и в этих местах также можно наблюдать неравномерные ходовые качества, следствием которых являются более высокие изнашивающие нагрузки.

Исходя из указанного в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения транспортного устройства, в основе изобретения лежит задача его усовершенствования в том отношении, чтобы при уменьшенных затратах, связанных с разработкой конструкции и техническим обслуживанием, можно было обеспечить плавный переход от фрикционного привода к приводу с помощью зубчатых колес без значительного износа.

В соответствии с изобретением решение этой задачи заключается в признаках, приведенных в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Существенный признак варианта выполнения в соответствии с изобретением можно видеть в том, что введение зубчатых колес в боковые ряды зубьев зубчатых рельсов осуществляется с помощью путевых планок и насаженных на приводные оси фрикционных и зубчатых колес путевых колес. С этой целью расположенные в зоне участков входа и выбега зубчатых рельсов концевые участки путевых планок выполнены по аналогии с участками входа и выбега клиновидными. Следовательно, если путевые колеса оказываются в контакте с этими клиновидными концевыми участками, оси фрикционных, зубчатых и путевых колес отодвигаются друг от друга, так что фрикционные колеса оказываются вне контакта со стенкой ходового рельса. С другой стороны, путевые колеса способствуют в этом случае целенаправленному введению зубьев зубчатых колес в зубья зубчатых рельсов, причем зубья участков входа и выбега, медленно увеличивающиеся до полной высоты зубьев, способствуют тому, что облегчается их введение. Это легкое введение без передвижки дополнительно поддерживается с помощью подвижных в поперечном направлении зубьев. При этом предпочтительно зубья располагать с возможностью перемещения в поперечном направлении, высота их составляет примерно половину высоты зубьев зубчатого рельса. Если при соответствующем относительном положении зубчатых колес относительно рядов зубьев торцевая поверхность колесного зуба наталкивается на подвижный зуб, то последний перемещается против направления действия противодействующей силы, так что зубчатые колеса продолжают катиться беспрепятственно дальше и могут вводиться самостоятельно.

Помимо этого в рамках изобретения в качестве преимущества рассматривается то, что теперь расположенная в вертикальной диаметральной плоскости ходового рельса со стороны кровли стенка без проблем может использоваться для установки зубчатых рельсов и их участков входа и выбега, а также путевых планок. Это положение вещей облегчает, в частности, дополнительную установку зубчатых рельсов и сопряженных с ними путевых планок в тех случаях, когда производственная эксплуатация показала, что фрикционного привода достаточно, чтобы обеспечить надежное продвижение вперед транспортного поезда.

Кроме того, преимуществом в соответствии с изобретением является то, что при приводе с помощью зубчатых колес с помощью исходящего от общей оси крутящего момента для фрикционных и зубчатых колес по причине передаточного отношения делительной окружности зубчатого колеса к диаметру фрикционного колеса могут создаваться большие тяговые усилия.

Хотя изобретение с особым преимуществом может использоваться в подвесных транспортных поездах, как, например, поезда монорельсовой подвесной дороги, его использование возможно также в проложенных по основанию путях для транспортных устройств.

Еще более облегчается введение зубьев колес в зацепление с зубьями зубчатых рельсов при использовании признаков пункта 2 формулы изобретения. При этом оканчивающиеся острием боковые стороны уменьшенных зубьев слегка выпукло изогнуты.

Хотя и возможно, чтобы подвижные в поперечном направлении зубья опирались на винтовые пружины сжатия, тарельчатые пружины или аналогичные действующие в осевом направлении пружины или имели бы возможность поворачиваться вокруг оси, с практических точек зрения подземных работ предпочтительный вариант выполнения видится в признаках пункта 3 формулы изобретения. В случае использования листовых пружин речь идет о выполняемых прочными элементах, которые вряд ли подвержены явлениям усталости и вследствие этого имеют длительный срок службы при минимальной потребности технического обслуживания. Расстояние между обеими листовыми проушинами выбрано таким образом, что подвижные в поперечном направлении зубья могут достаточно далеко перемещаться зубьями колеса против направления действия усилия противодействия листовых пружин, чтобы обеспечить безупречное перекатывание зубчатых колес с последующим самостоятельным вхождением в ряды зубьев.

Дистанцирование листовых пружин может осуществляться, в частности, с помощью признаков пункта 4 формулы изобретения. В этом случае, кроме того, целесообразно скашивать обращенные друг к другу концевые участки промежуточных деталей, чтобы обеспечить свободу перемещения листовых пружин. Концы гнезда для листовых пружин целесообразно также скашивать. Промежуточные детали могут быть концевыми составными частями предусмотренной между продольными консолями прокладки.

С помощью признаков пункта 5 формулы изобретения возможен не только простой монтаж, но и помимо этого существенно облегчается также, в частности, в подземных выработках техническое обслуживание. Кроме того, такая конструкция допускается без всяких проблем замену отдельных деталей, если это потребовалось по соображениям ремонта в особых случаях производственной эксплуатации. Корпус, например, может собираться из продольных консолей, прокладки и покровной пластины, которые привинчиваются к участкам входа и выбега.

Признаки пункта 6 формулы изобретения предусматривают, что зубчатые рельсы устанавливаются разъемно сбоку стенки ходового рельса. С этой целью зубчатые рельсы могут быть оснащены расположенными на удалении друг от друга вертикальными накладками, которые привинчены к стенке. Напротив, участки входа и выбега с корпусами для установки подвижных в поперечном направлении зубьев, а также листовые пружины требуют несколько больше пространства, так что для объединения участков входа и выбега на определенных продольных участках стенки выполнены углубления. Затем в эти углубления вставляются участки входа и выбега и с помощью направленных в продольном направлении концевых планок также свинчиваются со стенкой.

Чтобы на боковых стыках ходового рельса в любом относительном положении двух следующих друг за другом звеньев ходового рельса обеспечивалось безупречное обкатывание зубчатых колес на зубчатых рельсах, предусмотрены признаки пункта 7 формулы изобретения. В этом случае головные участки боковых сторон концевых зубьев рельсов могут быть слегка выпукло изогнуты.

Безупречное обкатывание путевых колес на путевых планках в зоне стыковых зазоров обеспечивается с помощью признаков пункта 8 формулы изобретения. Благодаря тому, что одна стыковая планка прикреплена к нижней кромке одной путевой планки, а другая путевая планка прикреплена к нижней кромке соседней путевой планки, например приварены, путевые колеса во всех положениях излома звеньев ходового рельса постоянно имеют достаточные поверхности для обкатывания.

В соответствии с пунктом 9 формулы изобретения путевые планки соединены с зубчатыми рельсами также с возможностью разъединения. Это может быть существенно, например, с помощью расположенных на определенном удалении друг от друга поперечных планок, которые привинчиваются к зубчатым рельсам.

На фиг. 1 представлен вид сбоку транспортного поезда, а также ходового рельса транспортного устройства; на фиг. 2 вид сверху ходового рельса транспортного устройства, представленного на фиг.1, в зоне перехода от фрикционного привода к приводу с помощью зубчатых колес; на фиг. 3 в увеличенном масштабе часть изображения, представленного на фиг. 2, после введения зубчатых колес в ряды зубьев зубчатых рельсов; на фиг. 4 вид по стрелке IV на фиг.3; на фиг. 5 вертикальный поперечный разрез изображения, представленного на фиг. 3, вдоль линии V-V; на фиг. 6 вид сверху входного участка зубчатого рельса в увеличенном масштабе; на фиг. 7 вид сбоку представленного на фиг. 6 входного участка в соответствии со стрелкой VII; на фиг. 8 вертикальный поперечный разрез изображения, представленного на фиг.6, вдоль линии VIII-VIII; на фиг. 9-11 вертикальные поперечные разрезы изображения, представленного на фиг.6, вдоль линии IX-IX, X-X, XI-XI соответственно; на фиг. 12 изображение, представленное на фиг.6, при перекатывающихся зубчатых колесах, частично в разрезе; на фиг. 13 вид сбоку зоны стыкового зазора ходового рельса при прямолинейно направленных звеньях ходового рельса; на фиг. 14 зона стыкового зазора, представленного на фиг. 13, при надломанных вниз звеньях ходового рельса; на фиг. 15 зона стыкового зазора, представленного на фиг. 13, при надломанных вверх звеньях ходового рельса; на фиг. 16 вид сверху увеличенного схематического изображения зоны стыкового зазора двух зубчатых рельсов при двух прямолинейно направленных звеньях ходового рельса и перекатывающемся зубчатом колесе; на фиг. 17 зона стыка в соответствии с фиг.16 при надломленных вниз звеньях ходового рельса; на фиг. 18 зона стыка в соответствии с фиг. 16 при надломленных вверх звеньях ходового рельса.

На фиг. 1 представлен подвешиваемый на состоящем из двутаврового профиля ходовом рельсе FS транспортный поезд 1 монорельсовой подвесной дороги для подъемного горного производства. Транспортный поезд 1 имеет на обоих концах кабины водителя 2,3 с тормозными агрегатами 4,5. С кабиной водителя 2 сочленен моторный вагон 6, который имеет ходовые механизмы 7,8. С ходовыми механизмами 7,8 соответственно сопряжены тормозные агрегаты 9,10. За моторным вагоном 6 следует подвешенное с помощью ходового механизма 11 охлаждающее устройство 12. Ходовой механизм 11 имеет тормозной агрегат 13. Непосредственно за охлаждающим устройством 12 следует отдельный тормозной вагон 14 с тормозными агрегатами 15, 16. С кабиной водителя 3 сопряжен еще дополнительный привод 17 с тормозным агрегатом 18. В зоне штрихпунктирных линий расположены не показанные более детально транспортные вагонетки транспортного поезда 1.

Ходовые механизмы 7,8 моторного вагона 6, а также дополнительный привод 17 включают соответственно (фиг.5) расположенные парами с обеих сторон ходового рельса FS фрикционные колеса 19, расположенные на приводных осях 20 выше фрикционных колес 19 зубчатые колеса 21 и расположенные над зубчатыми колесами 21 на приводных осях 20 фрикционных колес 19 и зубчатых колес 21 путевые колеса 22.

Ходовой рельс FS (фиг. 13-15) состоит из разъемно сочлененных друг с другом звеньев 23, 24 ходового рельса заранее заданной длины. В зоне стыковых зазоров 25 звенья 23, 24 на нижних фланцах 26 вертикально шарнирно опираются друг на друга. Для этого звенья 23, 24 ходового рельса имеют на одном конце вертикальные торцевые поверхности 28, а на другом конце наклонные торцевые поверхности 29. Кроме того, в зоне стыковых зазоров 25 предусмотрены подвесные устройства 27 для установки ходового рельса FS на креплении подземных горизонтальных горных выработок. Эти подвесные устройства выполнены таким образом, что они в соответствии с изображениями на фиг. 14 и 15 способствуют надлому звеньев 23, 24 ходового рельса вверх и вниз, не требуя для этого их изменения. Вид сверху подвесного устройства 27 наглядно показан на фиг.2.

Звенья 23, 24 ходового рельса (фиг. 1-5 и 13-15) оснащены находящимися в диаметральной плоскости МLE стенками 30. Эти стенки 30 предназначены для установки взаимодействующих с зубчатыми колесами 21 зубчатых рельсов 31 с полосчатыми участками входа и выбега 32, а также взаимодействующих с путевыми колесами 22 путевых планок 33.

Зубчатые рельсы 31 (фиг. 2-5 и 13-15) с помощью расположенных на определенном удалении друг от друга вертикальных накладок 34 и резьбовых болтов 35 установлены в возможностью разъединения на стенках 30. Путевые планки 33 с помощью простирающихся на определенном удалении друг от друга горизонтальных поперечных накладок установлены с возможностью разъединения посредством резьбовых болтов 37 на зубчатых рельсах 31. Тем самым звенья 23, 24, зубчатые рельсы 31 и путевые планки 33 образуют составленные в виде звеньев функциональные узлы.

Фиг. 13-18 показывают, что длина зубчатого рельса 31 соответствует длине одного звена 23, 24 ходового рельса и смежные со стыковыми зазорами 25 звеньев 23, 24 ходового рельса зубья 38 зубчатых рельсов 31 заканчиваются со стороны головки острием. Эта конфигурация служит для обеспечения безупречного обкатывания зубчатых колес 21, как можно видеть из фиг. 13 и 16, на зубчатых рельсах 31 при прямолинейно направленных звеньях 23, 24 ходового рельса, т. е. предназначена для эксплуатационной ситуации, при которой шаг зубчатого рельса соответствует шагу зубчатых колес 21, а также в случаях, когда в соответствии с фиг. 14 и 17 звенья 23, 24 ходового рельса надломлены вниз или в соответствии с фиг. 15 и 18 надломлены вверх. С помощью заканчивающихся острием зубьев 38 в конце зубчатых рельсов 31 и в этих эксплуатационных ситуациях зубчатые колеса 21 могут безупречно скатываться по стыковым зазорам 25.

На фиг. 13-15 можно видеть, что путевые планки 33 выполнены короче, чем звенья 23, 24 ходового рельса. На их обращенных к стыковым зазорам 25 торцевых концах предусмотрены перекрывающие путевые планки 33 со стыковыми зазорами 25 стыковые планки 39 (см. также фиг.5). Толщина стыковых планок 39 выбрана меньше половины толщины путевых планок 33. При двух следующих друг за другом путевых планках 33 одна стыковая планка 39 приварена в зоне верхней кромки одной путевой планки 33, в то время как в случае с другой путевой планкой 33 стыковая планка 39 приварена к нижней кромке. Благодаря этому в зоне стыкового зазора 25 при всех возможных эксплуатационных ситуациях в соответствии с фиг. 13-15 также обеспечено то, что путевые колеса 22 безупречно могут перекатываться по зоне стыковых зазоров.

Участки входа и выбега 32 зубчатых рельсов 31 более детально показаны на фиг. 2-4 и 6-12. На виде сверху они выполнены клиновидными и соответственно могут быть установлены в углублении 40 стенок 30 звеньев 23, 24 ходового рельса с помощью резьбовых болтов 41. Для этого к концу каждого участка 32 входа и выбега приварена вертикальная продольная планка 42, которая усилена с помощью поперечной стойки 43. В продольной планке 42 предусмотрено отверстие 44, через которые могут быть вставлены резьбовые болты 41 и таким образом устройство 32 входа и выбега может быть свинчено со стенкой 30.

Как, в частности, на фиг. 6 и 12 участки 32 входа и выбега оснащены сбоку несколькими зубьями 46, которые медленно поднимаются из клиновидной поверхности 45 и постоянно увеличиваются до тех пор, пока они не достигнут трапецеидальной формы зубьев зубчатых рельсов 31. Головки этих зубьев 46 заострены. Их боковые поверхности выполнены слегка выпуклыми.

Кроме того, с помощью фиг. 6,7 и 12 можно видеть, что расположенная в поперечной плоскости пара зубьев 47 может перемещаться в поперечном направлении. Зубья этой пары 47 в вертикальном поперечном сечении выполнены Т-образными и с одной стороны установлены в полосчатом участке 32 входа и выбега, а с другой стороны в продольных консолях 48, которые с помощью резьбовых болтов 49 привинчены к участкам 32 входа и выбега. Пригнанные втулки 50 предназначены для фиксирования продольных консолей 48 на участке 32 входа и выбега.

Дополнительное направление пара зубьев 47 испытывает с помощью пальцев 51, которые проходят сквозь продольные консоли 48 и входят в расположенные в верхней части пазы 52 пары зубьев 47.

Продольные консоли 48 ограничивают предусмотренное также в каждом участке 32 входа и выбега продолговатое свободное пространство 53, через которое проходят две расположенные на определенном расстоянии параллельно друг другу листовые пружины 54 (фиг.6 и 12). Промежуточные детали 55 образуют составную часть предусмотренной между продольными консолями 48 распорной планки 58. Обращенные друг к другу концевые участки промежуточных деталей 55 сбоку клинообразно смещены. Кроме того, фиг. 12 позволяет видеть, что концы боковых стенок свободного пространства 53 также скошены, чтобы допускать видимое из фиг. 12 наклонное положение листовых пружин 54, если пара зубьев 47 при перекатывании через зубчатые колеса 21 утоплена.

Положение листовых пружин 54 зафиксировано винтовыми болтами 56, концы которых проходят в поперечном направлении сквозь продольные консоли 48. Свободное пространство 53 закрыто покровной плитой 57, которая привинчена к продольным консолям 48.

При коаксиально ориентированных относительно друг друга звеньях 23, 24 ходового рельса фрикционные колеса 19 обкатываются по стенкам 30 звеньев 23, 24 ходового рельса (фиг. 2). Если, например, на участке подземной горной выработки непосредственно следует участок подъема, то вначале, (фиг. 2-4) в стенке 30 выбирается продольный участок, где должен ввинчиваться участок 32 входа. Затем к участку 32 входа непосредственно примыкают зубчатые рельсы 31, а также путевые планки 33.

Теперь транспортный поезд 1 с помощью фрикционных колес 19, зубчатых колес 21 и путевых колес 22 передвигается в соответствии с фиг. 2 влево, таким образом путевые колеса 22 оказываются в контакте со скошенными клинообразно концами 45 путевых планок 33. В результате этого общие приводные оси 20 фрикционных колес 19, зубчатых колес 21 и путевых колес 22 смещаются в сторону, вследствие чего фрикционные колеса 19 оказываются вне контакта со стенками 30. Одновременно зубья зубчатых колес 21 с помощью участка 32 входа вводятся в зубчатые рельсы 31, как это, например, можно видеть на фиг. 3 и 4. В этом рабочем положении очевидно, что фрикционные колеса 19 не имеют больше контакта с соответствующей стенкой 30. Продольное перемещение транспортного поезда 1 осуществляется теперь исключительно с помощью зубчатых колес 21, причем глубина входа зубьев зубчатых колес 21 в зубчатые рельсы 31 постоянно определена катящимися вдоль по путевым планкам путевыми колесами 22.