Посадочные устройства для клетей.

Группа изобретений относится к горно-шахтному оборудованию, а именно к посадочным устройствам для клети, и может быть использована на вертикальных стволах для точной установки клети на приемных площадках. Техническим результатом является повышение безопасности и производительности работ шахтных подъемных установок. Устройство посадочное шахтной клети включает раму с осью и установленным на ней рычагом, который одним концом соединен с приводом, и пару упоров. Причем рама выполнена в виде параллелограмма, на которой закреплен рельсовый путь для перемещения вагонеток, ось установлена внутри рамы и смещена относительно ее середины в сторону передней части, а рычаг, установленный на оси, противоположным концом связан через палец с парой упоров, служащих для подъема клети до уровня головки рельс откаточного горизонта, при этом на пальце установлена опора для стыковки рельс клети и рельс откаточного горизонта. Во втором варианте изобретения указанное выше посадочное устройство дополнительно содержит на раме механизм открывания стопоров. 2 н.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к горно-шахтному оборудованию и применяется на вертикальных стволах для точной установки клети (совмещения уровня головки рельс откаточных путей горизонтов и уровня головки рельс клети) на приемных площадках и откаточных шахтных горизонтах при обмене вагонов и посадки, высадки людей на людских, грузовых и грузолюдских шахтных подъемных установках.

Известно, что в шахтной практике используются три типа посадочных устройств: посадочные брусья, посадочные кулаки и качающиеся площадки. Информация об этих технических устройствах изложена в учебнике: Стационарные машины, том 1, «Рудничные подъемные установки», издательство Московского Государственного горного университета, 2006 г., под редакцией А.П.Гришко.

Посадочные брусья, описанные в этом учебнике на с.56, представляют раму из деревянного бруса достаточной толщины, монтируемую на расстрелах армировки ствола, в его поперечном сечении таким образом, чтобы после посадки на них клети, уровни головок рельс клети и откаточных путей совпадали. Применение этих технических устройств возможно только на нижних откаточных шахтных горизонтах.

Качающиеся площадки для клетей, описанные в том же учебнике на с.58, представляют собой поворотные платформы, на которых закреплены отрезки рельсов, являющиеся продолжением откаточных рельсовых путей.

При использовании качающихся площадок для клетей клеть в процессе погрузочно-разгрузочных операций остается висеть на канате. Это обеспечивает высокую уравновешенность собственных весов двух сосудов на валу подъемной машины. Однако при останове у перегрузочного пункта в шахте клеть некоторое время совершает продольные колебания, обусловленные упругими свойствами канатов, и это затрудняет обменные операции. Кроме того, такие же колебания наблюдаются и в процессе обменных операций, когда вагонетка входит в клеть или выходит из нее и канат испытывает ударное изменение нагрузки. Размах колебаний тем больше, чем длиннее канат, на котором подвешена клеть. По этой причине применение качающихся площадок на глубоких шахтах и при большегрузных клетях становится весьма проблематичным.

Ближайшим аналогом является устройство посадочное шахтной клети кулачного типа, описанное в том же учебнике на с.56-57. Посадочные кулаки могут быть выдвижными и поворотными с механическим, гидравлическим и пневматическим приводом. Поворотные посадочные кулаки более распространены по сравнению с выдвижными кулаками. Две пары поворотных кулаков имеют попарно общие поворотные оси и своей рамой монтируются на подкулачных брусьях. На осях закреплены рычаги с контргрузами, а также рычаги, связывающие две поворотные оси регулируемой тягой. На одной из осей устанавливается рычаг, связанный с приводом. Под действием привода кулаки сближаются, создавая четыре опорные точки для посадки клети. Клеть опирается на кулаки, силой своего веса удерживает их в сближенном состоянии. При подъеме клети над кулаками они автоматически расходятся под действием контргрузов, закрепленных на рычагах.

Посадочные кулаки для клетей предназначены для установки клети на горизонте и приемной площадке вертикального ствола шахт для совмещения уровня головки рельс клети и уровня головки рельс откаточных путей горизонта. Посадочные кулаки выставляются на горизонте при подходе движущейся клети, а на приемной площадке ствола клеть поднимают выше расположения посадочных кулаков, останавливают клеть, выставляют кулаки и опускают клеть на кулаки. Посадочные кулаки вначале выставляют в рабочую зону движения клети и только после этого устанавливают клеть на посадочные кулаки. При этом теряется производительность ствола на 4-6%. Кроме того, при установке клети на посадочные кулаки возникают ударные нагрузки и ударные рывки каната при снятии клети с посадочных кулаков вследствие образования напуска каната при установке клети на кулаки. Сами кулаки устанавливаются на поворотной оси на шпоночное соединение. Как показывает практический опыт эксплуатации, при интенсивной работе и достаточно большой ударной нагрузке (вес клети и груженый вагон в клети) шпоночное соединение изнашивается, что приводит к проворачиванию кулака на оси и выходу кулаков в габариты движения клети, то есть посадки клети на кулаки или аварийной ситуации.

При использовании посадочных кулаков для клетей на шахтных горизонтах и приемных площадках машинисту подъемной машины (двух барабанная подъемная машина) необходимо плавно устанавливать клеть, которая движется вниз на посадочные кулаки на горизонтах, а на приемной площадке приподнимать клеть выше посадочных кулаков и после того как выставят кулаки опускать клеть на кулаки. Тем самым, при применении посадочных кулаков машинисту необходимо быть предельно внимательным, при совершении маневровых операций по установке клетей на горизонтах и приемной площадке, следовательно, увеличивается время маневровых операций.

Технический результат - повышение безопасности и производительности работы шахтных подъемных установок.

Технический результат по первому варианту обеспечивается за счет того, что в устройстве посадочном шахтной клети, включающем раму с осью и установленным на ней рычагом, одним концом соединенный с приводом, и пару упоров, рама выполнена в виде параллелограмма, на которой закреплен рельсовый путь для перемещения вагонеток, ось установлена внутри рамы и смещена относительно ее середины в сторону передней части рамы, а рычаг, установленный на оси, противоположным концом связан через палец с парой упоров, служащих для подъема клети до уровня головки рельс откаточного горизонта, при этом на пальце установлена опора для стыковки рельс клети и рельс откаточного горизонта.

Технический результат по второму варианту обеспечивается за счет того, что в устройстве посадочном шахтной клети, включающем раму с осью и установленным на ней рычагом, одним концом соединенный с приводом, и пару упоров, рама выполнена в виде параллелограмма, на которой закреплен рельсовый путь для перемещения вагонеток и механизм открывания стопоров, ось установлена внутри рамы и смещена относительно ее середины в сторону передней части рамы, а рычаг, установленный на оси, противоположным концом связан через палец с парой упоров, служащих для подъема клети до уровня головки рельс откаточного горизонта, при этом на пальце установлена опора для стыковки рельс клети и рельс откаточного горизонта.

При применении устройств посадочных шахтных клетей отпадает необходимость выполнения маневровых операций, отсутствуют ударные нагрузки на устройства посадочные и ударное изменение нагрузки на канат, так как клеть после остановки на горизонте плавно поднимается с помощью посадочного устройства до уровня головки рельса откаточного горизонта и после обмена вагона клеть плавно опускается, что и обуславливает безопасность эксплуатации ствола в режимах при спуске и подъеме людей, выдачи груженых вагонов по стволу.

Использование механизма открывания стопоров позволяет дополнительно повысить безопасность работ при обмене вагонеток в клети, т.к. исключается работа обслуживающего персонала при производстве обмена вагонов, отсутствие взаимодействия человека с механизмами при открывании стопоров клети.

Конструктивно устройство посадочное шахтных клетей по отношению к посадочным кулакам для клетей обеспечивает безопасность прохождения клети на горизонте, с которого не выдается на данный момент груз, и обеспечивает зазор между клетью и рельсовым путем горизонта 120-125 мм.

Устройство посадочное шахтной клети (фиг.1) состоит из рамы 1, представляющей собой сварную конструкцию из швеллеров и двутавровых балок, на которой крепятся все детали устройства. На раме 1 неподвижно установлен механизм открывания стопоров 2, который служит для открывания стопоров клети кулачного типа. Ось 3, закрепленная на раме, необходима для крепления рычага 4. На рычаге 4 закреплена опора 5, изготовленная из листовой стали, опора служит для соединения рельс посадочного устройства с рельсами клети. На рычаге 4 смонтирована пара упоров 6, выполняющие функцию кулаков для поддержания и подъема клети, причем опора и упоры кинематически связаны с рычагом с помощью пальца 7. Пневматический цилиндр 8, служащий для приведения устройства посадочного в рабочее положение, установлен в кронштейнах 9, приваренных к раме устройства посадочного. Отрезки рельсов, (фиг.2) левого 10 и правого 11, установленных на раме устройства посадочного, являются продолжением рельсовых путей околоствольного двора. На фиг.3, разрез Б-Б по фиг.2, показано соединение рельсовых путей околоствольного двора и отрезков рельс устройства посадочного. Стыковка путей производится при помощи башмака 12, накладки 13 и затягиваются пути болтами либо шпильками (на разрезе Б-Б болт не обозначен позицией). Ограничитель 14 (фиг.1) необходим для фиксации рычага при исходном положении устройства посадочного, т.е в не рабочем состоянии. Для монтажа устройства посадочного в котлованах околоствольного двора предусмотрены стойки 15 (фиг.4), выполненные из двутавровых балок, и крепятся к раме сваркой.

Работа устройства посадочного поясняется чертежами, изображенными на фиг.5 и фиг.6, где показаны два вида. Фиг.5 - устройство посадочное в исходном положении, т.е. устройство посадочное убрано (нерабочее) и фиг.6 - рабочее положение устройства посадочного, выставлено.

Исходное положение фиг.5.

В штоковую полость пневмоцилиндра 8 подается сжатый воздух, P_min=5 кг/см². Пневмоцилиндр связан с рычагом 4 с помощью пальца 25. Поршень пневмоцилиндра находится в крайнем заднем положении. Рычаг 4 через ось 3 повернут назад. Опора 5, упоры 6, связанные с рычагом через палец 7 (фиг.1), опущены вниз. При этом опора 5 нижними концами удерживается от проворачивания в направляющих 26, которые вмонтированы в стойки 15. Ход пневмоцилиндра ограничивает ограничитель 14, в который упирается рычаг 4.

В исходном положении между габаритом клети 27 и выступающей частью рельса левого 10 и рельса правого 11 обеспечивается безопасный зазор 120-125 мм, для прохождения клети на промежуточных горизонтах ствола.

Рабочее положение фиг.6.

После остановки клети 27 на откаточном горизонте, ниже уровня головки рельс (УГР) устройства посадочного на 100-200 мм, в поршневую полость пневмоцилиндра 8 подается сжатый воздух. Под действием приводного усилия пневмоцилиндра 8 рычаг 4 поворачивается на оси 3 и перемещает опору 5 и упор 6, через палец 7, вверх. При этом опора 5 нижними концами - выступающими частями - перемещается в направляющих 26 стоек 15. Упоры 6 поднимают клеть 27 за нижний пояс до уровня головки рельс устройства посадочного, т.е до УГР откаточного горизонта, а опора 5 соединяет уровень головки рельс 10, 11 устройства посадочного и клети.

В данной конструкции применен пневматический привод, но также возможно применение гидравлического привода.

Монтаж устройства посадочного поясняется чертежом, представленным на фиг.7, где изображена схема установки устройства посадочного в вертикальном шахтном стволе. После проходки ствола со стороны рудного двора на приемных площадках и на шахтных горизонтах, то есть откуда подаются вагоны в клеть, устанавливается устройство посадочное, оборудованное механизмом открывания стопоров 2, стойками 15 устанавливается на двутавровую поперечную балку 28, а задней частью рамы 1 - на двутавровую балку 29 и с помощью сварки обвариваются. С противоположной стороны ствола, то есть куда выходят вагоны, устанавливают устройство посадочное без механизма открывания стопоров.

При двухклетьевом подъеме возможна установка механизма открывания стопоров клети как с правой, так и с левой стороны рамы 1 устройства посадочного, в зависимости от расположения рычагов привода открывания механизма клетьевых стопоров.

Устройство посадочное шахтной клети с механизмом открывания стопоров, представленное фиг.1, и устройство посадочное без механизма открывания стопоров фиг.8-10 работают в паре, по принципу действия и своей конструкции аналогичны.

Вариант 2. Конструкцией устройства посадочного предусмотрено крепление на раме механизма открывания стопоров, который предназначен для открывания стопоров клети кулачного типа. Принцип действия и устройство механизма открывания стопоров показан на фиг.11 и 12. Педаль 16 закреплена в кронштейне 17 через ось 18. Педаль 16 через штангу 19 связана с рычагом 20. Рычаг с противовесом 21 представляют одну деталь, служащий для возврата механизма открывания стопоров в нерабочее положение, изготовленный из листовой стали и закреплен в кронштейне 22 с помощью оси 23. На устройство посадочное механизм открывания стопоров крепится сваркой через плиту 24 на раму устройства посадочного.

Работа механизма открывания стопоров показана на фиг.11-12. При накатывании колеса вагона на педаль 16 педаль поворачивается на оси 18 кронштейна 17, который с помощью сварки прикреплен к раме 1 устройства посадочного (фиг.1). Педаль 16 воздействует на штангу 19, которая перемещается вперед и поворачивает рычаг 20 с противовесом 21. Рычаг 20 поворачивается на оси 23, воздействуя на рычаг стопора клети, который условно изображен на фиг.11. В исходное положение рычаг 20 возвращает противовес 21.

1. Устройство посадочное шахтной клети, включающее раму с осью и установленным на ней рычагом, который одним концом соединен с приводом, и пару упоров, отличающееся тем, что рама выполнена в виде параллелограмма, на которой закреплен рельсовый путь для перемещения вагонеток, ось установлена внутри рамы и смещена относительно ее середины в сторону передней части, а рычаг, установленный на оси, противоположным концом связан через палец с парой упоров, служащих для подъема клети до уровня головки рельс откаточного горизонта, при этом на пальце установлена опора для стыковки рельс клети и рельс откаточного горизонта.

2. Устройство посадочное шахтной клети, включающее раму с осью и установленным на ней рычагом, который одним концом соединен с приводом, и пару упоров, отличающееся тем, что рама выполнена в виде параллелограмма, на которой закреплен рельсовый путь для перемещения вагонеток и механизм открывания стопоров, ось установлена внутри рамы и смещена относительно ее середины в сторону передней части, а рычаг, установленный на оси, противоположным концом связан через палец с парой упоров, служащих для подъема клети до уровня головки рельс откаточного горизонта, при этом на пальце установлена опора для стыковки рельс клети и рельс откаточного горизонта.

Вопрос 30

Шахтные скипы. Типы скипов. Скипы, предназначенные для выдачи из шахты угля и породы через вертикальные стволы, применяются следующих типов: с раз­грузкой через дно без наклона кузова с секторным затвором; с от­клоняющимся кузовом и разгрузкой через донное отверстие; опро­кидывающиеся.

Стандартный скип с разгрузкой через дно с секторным затвором (рис. 43, а) представляет собой сварную металлоконструкцию, в ко­торой кузов 1 и рама 2 жестко соединены между собой.

Дно кузова наклонено в сторону загрузки на 45°. В нижней ча­сти передней стенки кузова имеется разгрузочное отверстие, закры­ваемое секторным затвором 3,а боковые стенки кузова изогнуты так, что между ними и рамой скипа имеется зазор примерно 180 мм. В этом зазоре размещаются боковые стенки секторного затвора, имеющие удлиненную фигурную форму, и охватывающие их боко­вые стенки выдвижного рештака 4,который располагается под зат­вором. На боковых стенках секторного затвора укреплены разгру­зочные ролики 6.Выдвижной рештак вращается на оси, укреплен­ной на наклонной части кузова, и свободным концом опирается на поддерживающие ролики, укрепленные на раме скипа. Ниже под­держивающих роликов на раме скипа имеется деревянный брус, на который опирается рештак при разгрузке скипа, имея наклон 45°.

На боковых стойках рамы скипа, вверху и внизу, укреплены на­правляющие опоры (башмаки), предохраняющие скип от враще­ния и раскачивания во время его движения по стволу шахты.

В верхней части рамы расположена площадка 5с ограждени­ем, служащая для осмотра ствола и предохраняющая уголь внутри скипа от воды. В верхней и нижней частях рамы имеются оси для подвесных устройств подъемного и хвостового канатов.

При разгрузке ролики скипа входят в разгрузочные кривые_: в результате чего секторный затвор открывается и одновременно выдвигается рештак. По мере открывания затворов рештак выдви­гается вперед и наклоняется в сторону бункера. При открытом секторном затворе рештак выдвинут полностью и опирается на брус рамы.

Закрывание секторного затвора после разгрузки скипа произво­дится в основном принудительно посредством разгрузочных кри­вых, которые при опускании скипа возвращают ролики вместе с за­твором и рештаком в исходное положение, и частично за счет веса затвора.

Для скипов грузоподъемностью 4, 6 и 8 т размеры разгрузочного отверстия в боковой стенке кузова при открытом секторном затво­ре составляют 850×1330 мм.

Типовой скип Шахтостроя с отклоняющимся кузовом и разгруз­кой через донное отверстие (рис. 43,6) состоит из рамы 1 и сварно­го кузова 2,эксцентрично подвешенного к верхней части рамы.

В месте подвески кузова рама усилена и на ней укреплены крон­штейны 3 для оси 4,на которой подвешен кузов. Боковые и задняя стенки кузова выше передней и образуют борта, препятствующие просыпанию угля при загрузке. Задняя стенка кузова изогнута: вверху — чтобы поднимающийся и одновременна отклоняющийся в момент разгрузки скип не задевал за металлоконструкции копра, внизу — для образования наклонной поверхности (около 45°), по ко­торой движется высыпающийся из скипа уголь.

Разгрузка скипа производится через откидное дно, выполненное в виде затвора. Для предохранения от просыпания угля затвор 5снабжен двумя высокими бортовыми стенками. Затвор соединен с кузовом осью 6 и удерживается в закрытом положении опорны­ми роликами 7, укрепленными в нижней части рамы. В нижней части кузова имеются ролики 8,которые отклоняют кузов скипа при его разгрузке.

На передней стенке кузова предусмотрены два ролика 9для воз­действия на затвор разгрузочного устройства при его закрывании. На раме скипа установлены направляющие опоры 10.На раме в верхней части закреплена ось для коуша подъемного каната, а в нижней части — ось для коуша хвостового каната.

При подходе скипа к месту разгрузки ролики 8входят в разгру­зочные кривые и отклоняют кузов скипа от вертикали на 15°. Так как ролики 7уже не поддерживают затвор, то он, двигаясь по ро­ликам, открывается под действием веса угля, находящегося в ски­пе, и устанавливается под углом 45°, образуя разгрузочный лоток. При этом нижняя часть задней стенки кузова и затвор образуют одну наклонную плоскость, по которой уголь ссыпается через дон­ное отверстие.

Отклонение кузова в разгрузочных кривых сопровождается энер­гичным встряхиванием его, что способствует разгрузке скипа.

Закрывание затвора после разгрузки скипа производится при­нудительно с помощью разгрузочных кривых, которые при опу­скании скипа устанавливают кузов, а вместе с ним и дно-затвор в исходное положение.

Благодаря тому, что ось подвески кузова смещена относительно его центра тяжести, затвор надежно предохранен от произвольной разгрузки.

В результате длительной эксплуатации скипов с отклоняющим­ся кузовом и донной разгрузкой установлены следующие их недо­статки: большой собственный вес скипа и неуравновешенность его при разгрузке: недостаточная жесткость кузова и рамы скипа; боль­шое давление на разгрузочные кривые.

Учитывая эти недостатки и опыт эксплуатации скипов с непод­вижным кузовом, в качестве стандартных были приняты скипы с неподвижным кузовом.

Опрокидывающийся скип (рис. 43, в) состоит из рамы 1 и свар­ного кузова 2 призматической формы с горизонтальным днищем. Кузов расположен симметрично относительно рамы и опирается со стороны передней стенки на ось 3,вокруг которой он поворачива­ется при опрокидывании, а со стороны задней стенки — на швел­лерную балку, соединяющую боковые стенки рамы. Ось 3враще­ния кузова закреплена на раме, а кузов связан с ней двумя под­шипниками, укрепленными на его днище. Вверху на боковых стен­ках кузова укреплены разгрузочные ролики 4.На задней стенке кузова имеются специальные выступы 5, которыми скип опирается на копровые ролики при опрокидывании. На раме скипа с обеих сторон укреплены направляющие опоры 6.

При разгрузке скипа на поверхности ролики кузова входят в разгрузочные кривые на копре, при этом рама скипа продолжа­ет двигаться вверх по направляющим проводникам, а ролики ски­па, двигаясь в кривых, выводят кузов из рамы, заставляя его по­ворачиваться вокруг опорной оси на 135°. После разгрузки рама скипа опускается вниз и кузов занимает первоначальное положение. Схема опрокидывания скипа такая же, как и опрокидной клети.

Основными недостатками опрокидывающихся скипов являются: значительные динамические усилия, возникающие при разгрузке и передающиеся на разгрузочные кривые и копер; неуравновешен­ность подъема, так как при разгрузке значительная часть веса ски­па передается на разгрузочные кривые; сравнительно продолжи­тельный цикл опрокидывания и большая высота подъема, необхо­димая для разгрузки скипа.

Скипы для наклонных шахт состоят из кузова, рамы, колесных скатов и прицепных устройств.

Типовые скипы для наклонных шахт приняты двух видов. При угле наклона ствола от 20 до 40°, что меньше угла естественного откоса угля, корпус скипа делается открытым сверху и закрытым со стороны задней стенки. При угле наклона ствола от 40 до 70° корпус скипа закрыт сверху и открыт спереди.

 

Вопрос 31