RU2481994C2

RU2481994C2 - Mine crawler excavator

Info

Publication number: RU2481994C2
Application number: RU2010146904/11A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Алексеевич Мельников; Александр Улдисович Муцениекс; Виктор Михайлович Донской
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2013-05-20
Also published as: RU2010146904A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to running gear of self-propelled mine machinery, namely to mining crawler machinery. Proposed crawler comprises caterpillar frame 1 with axles 2 for mounting wheels 3 thereon. Tensioning axles 4 with tensioning wheels 5 are arranged at the front of said caterpillar frames 4 while drive wheels are fitted on driver shafts 7. Treads 8 are fitted on tensioning and road wheels. Case 10 of complex seal 9 is secured to caterpillar frame 1. Said complex seal comprises tree-step sealing of friction assemblies: labyrinth seal 14, static seal composed of rubber ring 15 and end contact seal.

EFFECT: longer life, protected bearing assemblies.

5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ходовой части самоходных горных машин, в частности к малоопорному гусеничному ходу горнодобывающей техники.The invention relates to mechanical engineering, namely to the undercarriage of self-propelled mining machines, in particular to a weakly supported crawler track of mining equipment.

Известен гусеничный ход бурового станка (Патент на полезную модель №50582, МПК E21B 7/02. Публ. 20.01.2006), который включает гусеничные рамы ходовой тележки, направляющие и ведущие колеса, опорные и поддерживающие катки. Оси поддерживающих катков установлены консольно в опорах на внутренних сторонах гусеничных рам по отношению к бортам гусеничного хода. Верхняя поверхность каждой из рам тележки выполнена со скосом соответствующей наружной стороны тележки. При перемещении по карьеру попадающие в элементы конструкции гусеничного хода куски горных пород имеют возможность скатываться по скосу, и тем самым предотвращается разрушение гусениц, опор и вращающихся валов. Такая защита узла трения не является эффективной, т.к. не исключено попадание липкой субстанции в узлы трения.The caterpillar course of the drilling rig is known (Utility Model Patent No. 50582, IPC E21B 7/02. Publ. 01/20/2006), which includes caterpillar frames of the undercarriage, guides and drive wheels, support and support rollers. The axles of the support rollers are mounted cantilever in supports on the inner sides of the caterpillar frames with respect to the sides of the caterpillar track. The upper surface of each of the frames of the trolley is made with a bevel corresponding to the outside of the trolley. When moving around the quarry, pieces of rock falling into the structural elements of the caterpillar track have the ability to slide down the bevel, and this prevents the destruction of tracks, bearings and rotating shafts. Such protection of the friction unit is not effective, because sticky substance cannot be ruled out in friction units.

Более эффективной является двухступенчатая защита узлов трения гусеничного хода, применяемая в гидравлических карьерных экскаваторах KOMATSU MFG CO LTD (Патент JP 2000346205, МПК B62D 55/088. Публ. 2000.12.15). Первая ступень защиты выполнена в виде лабиринтного уплотнения, а вторая ступень - в виде упругих элементов, которые подлежат замене после износа.More effective is the two-stage protection of caterpillar friction units used in KOMATSU MFG CO LTD hydraulic mining excavators (Patent JP 2000346205, IPC B62D 55/088. Publ. 2000.12.15). The first stage of protection is made in the form of a labyrinth seal, and the second stage is in the form of elastic elements that must be replaced after wear.

Другим аналогом может служить экскаватор BUSYRUS (Экскаватор канатный полноповоротный типа 495HD, Краткое руководство по эксплуатации, Busyrus International Inc., 1100Milwaukee Ave, Box 500, South Milwaukee, Wisconsin 53172-0500 USA, стр.19). Машина снабжена гусеничным ходом с двумя гусеничными лентами, приводимыми в движение ведущими колесами в виде звездочек, установленными на валы, вращающиеся в подшипниках большого диаметра, посаженных в раму гусеницы. Несущие ролики и опорные катки вращаются на кованых валах, установленных консольно в гусеничных рамах. Опорные катки рассчитаны на кратковременное восприятие полной нагрузки на сторону при передвижении по неровным поверхностям в забоях. Попаданию частиц грунта во втулки опорных катков препятствуют дефлекторы треугольного сечения с кольцевыми уплотнениями V-образного сечения. Натяжные колеса установлены на консолях натяжной оси на втулках, защищенных герметичными колпаками с одной стороны и кольцевыми уплотнениями V-образного сечения с другой.Another alternative is the BUSYRUS excavator (full-swing cable excavator type 495HD, Quick Start Guide, Busyrus International Inc., 1100 Milwaukee Ave, Box 500, South Milwaukee, Wisconsin 53172-0500 USA, page 19). The machine is equipped with a caterpillar track with two caterpillar tracks driven by drive wheels in the form of sprockets mounted on shafts rotating in large-diameter bearings mounted in the track frame. Bearing rollers and track rollers rotate on forged shafts mounted cantilever in tracked frames. Track rollers are designed for a short-term perception of the full load on the side when moving on uneven surfaces in the faces. The penetration of soil particles into the bushings of the road wheels is prevented by deflectors of a triangular section with O-rings of a V-shaped section. The tension wheels are mounted on the tension axis consoles on the bushings protected by hermetic caps on one side and V-ring seals on the other.

Несмотря на то что это двухступенчатое уплотнение, оно не является надежным, т.к V-образное сечение кольца подвержено интенсивному износу, кроме того, оно неравномерно сжимается при низких температурах, поэтому деформируется и требует частой замены.Despite the fact that this is a two-stage seal, it is not reliable, because the V-shaped section of the ring is subject to intense wear, in addition, it is unevenly compressed at low temperatures, therefore, it deforms and requires frequent replacement.

Прототипом выбран гусеничный ход экскаватора карьерного гусеничного типа ЭКГ (Экскаваторы карьерные гусеничные типа ЭКГ-15, Руководство по эксплуатации 3537.00.00.000-03РЭ, ОАО «Ижорские заводы», 2000 г., стр.35, 36, 164). Гусеничный ход состоит из сварных рам, правой и левой, оснащенных опорными колесами, ведущим колесом, натяжным колесом и бортовой передачей. Опорные колеса установлены на осях, которые крепятся с помощью штифтов и полухомутов. Ведущее колесо установлено на ведущем валу в задней части гусеничной рамы, в передней части гусеничной рамы расположена натяжная ось с натяжным колесом. На подшипниковых узлах напорных и натяжных колес предусмотрены торцевые контактные уплотнения в виде уплотняющего резинового кольца, которое прижимается к торцу колеса пружинами.The crawler track excavator of the career caterpillar type ECG was selected as a prototype (career crawler excavators type ECG-15, Operation manual 3537.00.00.000-03RE, OAO Izhorskiye Zavody, 2000, p. 35, 36, 164). The crawler track consists of welded frames, left and right, equipped with support wheels, a drive wheel, a tension wheel and final drive. The support wheels are mounted on axles that are fastened with pins and clamps. The drive wheel is mounted on the drive shaft in the rear of the track frame, in the front of the track frame is a tension axis with a tension wheel. On the bearing assemblies of the pressure and tension wheels, mechanical contact seals are provided in the form of a sealing rubber ring, which is pressed against the wheel end by springs.

Недостаток торцевых контактных уплотнений, применяемых в экскаваторах ЭКГ-15, в том, что их срок службы меньше гарантийного срока экскаватора, т.к. при попадании камней разрушаются уплотняющие резиновые кольца, кроме того, уплотнение не дает достаточной герметизации и при работе на болотистой почве вода попадает в подшипниковые узлы.The lack of mechanical contact seals used in EKG-15 excavators is that their service life is less than the warranty period of the excavator, because when stones hit, the sealing rubber rings are destroyed, in addition, the seal does not provide sufficient sealing and when working on swampy soil, water enters the bearing assemblies.

Технической задачей является создание долговечного гусеничного хода с надежной защитой узлов трения посредством применения комплексного уплотнения между неподвижными осями и вращающимися колесами.The technical task is to create a durable caterpillar track with reliable protection of friction units through the use of a comprehensive seal between the fixed axles and the rotating wheels.

Решение технической задачи достигается выполнением гусеничного хода карьерного экскаватора содержащим правую и левую гусеничные рамы, снабженные осями, на которых установлены опорные колеса, в передней части гусеничных рам размещены натяжные оси с установленными на них натяжными колесами, ведущие колеса установлены на ведущих валах, расположенных в задней части гусеничных рам. Оси колес выполнены из хромоникелевой стали с повышенными механическими свойствами. На натяжных и опорных колесах размещен бандаж из ударно-вязкой и износостойкой стали, а приводные колеса выполнены из хромоникелевой стали. На опорных и натяжных колесах установлены комплексные уплотнения, состоящие из корпуса, подвижного чугунного и неподвижного стального уплотнительных колец и пружины. Каждый корпус уплотнения неподвижно установлен на гусеничной раме и образует лабиринтное уплотнение с кольцевой проточкой, выполненной на опорных и ведущих колесах. Между корпусом уплотнения и гусеничной рамой размещено статическое уплотнение в виде резинового кольца, также резиновое кольцо размещено между корпусом и неподвижным стальным кольцом.The solution to the technical problem is achieved by carrying out the crawler track of a mining excavator containing the right and left caterpillar frames, equipped with axles on which the support wheels are mounted, tension axles with tension wheels mounted on them are placed in the front of the caterpillar frames, drive wheels are mounted on the drive shafts located in the rear parts of tracked frames. The axles of the wheels are made of chromium-nickel steel with enhanced mechanical properties. On the tension and support wheels there is a bandage made of impact-resistant and wear-resistant steel, and the drive wheels are made of nickel-chromium steel. Integrated seals are installed on the support and idler wheels, consisting of a housing, a movable cast-iron and fixed steel o-rings and a spring. Each seal housing is fixedly mounted on the caterpillar frame and forms a labyrinth seal with an annular groove made on the supporting and driving wheels. Between the seal housing and the caterpillar frame, a static seal in the form of a rubber ring is placed, and a rubber ring is placed between the body and the fixed steel ring.

Выполнение осей опорных натяжных и ведущих колес из хромоникелевой стали с повышенными механическими свойствами позволяет увеличить их срок службы за счет снижения износа, повышения хладостойкости и стабильности механических характеристик в течение срока службы.The implementation of the axles of the support tension and drive wheels of chromium-nickel steel with improved mechanical properties allows to increase their service life by reducing wear, improving cold resistance and stability of mechanical characteristics during the service life.

Наличие на опорных и натяжных колесах бандажей из ударно-вязкой и износостойкой стали повышает твердость колес и исключает их деформацию в процессе эксплуатации (раскатку), таким образом, увеличивается долговечность.The presence on the support and tension wheels of bandages made of impact-resistant and wear-resistant steel increases the hardness of the wheels and eliminates their deformation during operation (rolling), thus increasing durability.

Подшипниковые узлы опорных, натяжных и приводных колес выполнены в виде подшипников скольжения и защищены от попадания грязи комплексным трехступенчатым торцевым уплотнением, состоящим из: 1) лабиринтного уплотнения, образованного неподвижным корпусом уплотнения и кольцевой проточкой в опорных и натяжных колесах; 2) статического уплотнения между корпусом уплотнения и гусеничной рамой; 3) торцевого контактного уплотнения между неподвижным стальным кольцом, которое пружинами прижимается к вращающемуся чугунному кольцу. Такой комплекс защиты повышает надежность узла трения, что в соответствии с поставленной задачей позволяет создать долговечный гусеничный ход.The bearing assemblies of the support, idler and drive wheels are made in the form of sliding bearings and are protected from dirt by a complex three-stage mechanical seal, consisting of: 1) a labyrinth seal formed by a stationary seal housing and an annular groove in the support and idler wheels; 2) a static seal between the seal housing and the track frame; 3) mechanical contact seal between a fixed steel ring, which is pressed by springs against a rotating cast iron ring. Such a complex of protection increases the reliability of the friction unit, which, in accordance with the task, allows you to create a durable crawler track.

На фиг.1 представлен гусеничный ход карьерного экскаватора, вид сверху;Figure 1 shows the caterpillar course of a career excavator, top view;

фиг.2 - гусеничный ход карьерного экскаватора, вид сбоку;figure 2 - caterpillar course of a career excavator, side view;

фиг.3 - размещение комплексных уплотнений на колесах на примере опорного колеса;figure 3 - the placement of complex seals on wheels on the example of a support wheel;

фиг.4 - комплексное уплотнение;4 is a comprehensive seal;

фиг.5 - бандажированные натяжное и опорное колеса.figure 5 - bandaged idler and support wheels.

Гусеничный ход карьерного экскаватора включает (фиг.1 фиг.2) гусеничные рамы (правую и левую) 1 с осями 2, на которых установлены опорные колеса 3, в передней части гусеничных рам 1 размещены натяжные оси 4 с натяжными колесами 5, а ведущие колеса 6 установлены на ведущих валах 7. На натяжных 5 и опорных колесах 3 установлены бандажи 8. Комплексные уплотнения 9 (фиг.3 и фиг.4) состоят из корпуса 10, подвижного чугунного 11 и неподвижного стального 12 уплотнительных колец и пружины 13. Корпус уплотнения 10 неподвижно установлен на гусеничной раме 1, образует лабиринт 14 с кольцевой проточкой, выполненной на опорных 3 и натяжных 5 колесах. Между корпусом уплотнения 10 и гусеничной рамой 1 размещено статическое уплотнение в виде резинового кольца 15, также резиновое кольцо 16 размещено между корпусом уплотнения 10 и неподвижным стальным кольцом 12. Бронзовые втулки 17 заменяемые и снижают трение в парах ось-колесо.The crawler track of a mining excavator includes (Fig. 1 of Fig. 2) track frames (left and right) 1 with axles 2 on which the support wheels 3 are mounted, in the front of the track frames 1 there are tension axles 4 with tension wheels 5, and the drive wheels 6 are installed on the drive shafts 7. On the tension 5 and support wheels 3 are installed bandages 8. The complex seals 9 (Fig. 3 and Fig. 4) consist of a housing 10, a movable cast iron 11 and a fixed steel 12 o-rings and a spring 13. The seal housing 10 is fixedly mounted on the tracked frame 1, forms a la birint 14 with an annular groove made on supporting 3 and tension 5 wheels. A static seal in the form of a rubber ring 15 is placed between the seal housing 10 and the track frame 1, and a rubber ring 16 is placed between the seal housing 10 and the fixed steel ring 12. The bronze bushings 17 are replaceable and reduce friction in the axle-wheel pairs.

Перед эксплуатацией гусеничного хода производят натяжение гусениц с помощью гидроцилиндров (на фигурах не показаны), установленных на гусеничных рамах 1. Максимальные напряжения локализованы на натяжных осях 4. При движении основные нагрузки несут опорные колеса 3 с осями 2 и ведущие колеса 6 на ведущих валах 7. Бандажи 8, установленные на опорных 3 и натяжных 5 колесах, воспринимают рабочие нагрузки веса машины, которые экстремально возрастают при наезде на камни и неровности забоя, предотвращают раскатку колес 3 и 5.Before operating the caterpillar track, the caterpillars are tensioned using hydraulic cylinders (not shown in the figures) mounted on the caterpillar frames 1. The maximum stresses are localized on the tension axles 4. When driving, the main loads are supported by supporting wheels 3 with axles 2 and driving wheels 6 on the drive shafts 7 Bandages 8, mounted on supporting 3 and 5 tension wheels, perceive the working load of the machine weight, which increases extremely when hitting stones and roughnesses of the face, prevent rolling wheels 3 and 5.

Конструкция комплексного уплотнения 9 предусматривает, что во время передвижения экскаватора корпус уплотнения 10 неподвижен (зафиксирован на гусеничных рамах 1), а опорные 3 и натяжные 5 колеса вращаются совместно с запрессованными в них кольцами 12. Уплотнение узлов трения трехступенчатое.The design of the complex seal 9 provides that during the movement of the excavator, the seal housing 10 is fixed (fixed on the caterpillar frames 1), and the supporting 3 and idler 5 wheels rotate together with the rings 12 pressed into them. The seal of the friction units is three-stage.

Первой ступенью защиты узла трения между колесами 3 и 5 с бронзовыми втулками 17 и осями 2 и 4 является лабиринтное уплотнение, образованное неподвижным корпусом уплотнения 10 и кольцевой проточкой в опорных колесах 3 и натяжных 5.The first step in protecting the friction assembly between the wheels 3 and 5 with the bronze bushings 17 and the axles 2 and 4 is the labyrinth seal, formed by the stationary housing of the seal 10 and the annular groove in the support wheels 3 and tension 5.

Второй ступенью защиты узла трения являются статические уплотнения между корпусом уплотнения 10 и гусеничной рамой 1 (резиновое кольцо 15) и между корпусом уплотнения 10 и кольцом 16.The second stage of protection of the friction unit are static seals between the seal housing 10 and the track frame 1 (rubber ring 15) and between the seal housing 10 and the ring 16.

Третьей ступенью защиты является торцевое контактное уплотнение между неподвижным стальным кольцом 12 (зафиксированным штифтами на корпусе 10), которое пружинами 13 прижимается к вращающемуся чугунному кольцу 11.The third stage of protection is the mechanical contact seal between the fixed steel ring 12 (fixed with pins on the housing 10), which is pressed by springs 13 against the rotating cast-iron ring 11.

Высокая степень защиты уплотнения третьей ступени и его долговечность достигается за счет подбора материалов колец 11 и 12, а также за счет чистоты и точности обработки трущихся поверхностей.A high degree of protection of the seal of the third stage and its durability is achieved through the selection of materials of the rings 11 and 12, as well as due to the cleanliness and accuracy of the processing of rubbing surfaces.

Предлагаемая конструкция гусеничного хода позволяет увеличить срок его службы и в целом срок службы карьерного экскаватора, снизить расходы на его эксплуатацию и ремонт за счет устойчивых к раскатке опорных и натяжных колес, а также применения надежной защиты подшипниковых узлов трехступенчатым комплексным уплотнением.The proposed design of the caterpillar track allows you to increase its service life and, in general, the life of a mining excavator, reduce the cost of its operation and repair due to support and tension wheels resistant to rolling, as well as the use of reliable protection of bearing assemblies with a three-stage complex seal.

Claims

Гусеничный ход карьерного экскаватора, содержащий правую и левую гусеничные рамы, снабженные осями, на которых установлены опорные колеса, в передней части гусеничных рам размещены натяжные оси с установленными на них натяжными колесами, ведущие колеса установлены на ведущих валах, расположенных в задней части гусеничных рам, отличающийся тем, что оси колес выполнены из хромоникелевой стали с повышенными механическими свойствами, натяжные и опорные колеса выполнены бандажированными ударно-вязкой и износостойкой сталью, ведущие колеса выполнены из хромоникелевой стали, на опорных и натяжных колесах установлены комплексные уплотнения, состоящие из корпуса, подвижного чугунного и неподвижного стального уплотнительных колец и пружины, каждый корпус уплотнения неподвижно установлен на гусеничной раме и образует лабиринтное уплотнение с кольцевой проточкой, выполненной на опорных и ведущих колесах, между корпусом уплотнения и гусеничной рамой размещено статическое уплотнение в виде резинового кольца, также резиновое кольцо размещено между корпусом и неподвижным стальным кольцом. A crawler track of a mining excavator comprising a right and left track frame equipped with axles on which the support wheels are mounted, tension axles with tension wheels mounted on them are placed in the front of the track frames, drive wheels are installed on the drive shafts located in the rear of the track frames, characterized in that the axles of the wheels are made of chrome-nickel steel with improved mechanical properties, the tension and support wheels are made of bandaged shock-resistant and wear-resistant steel, the drive wheels made of chrome-nickel steel, complex seals are installed on the support and idler wheels, consisting of a housing, a movable cast-iron and fixed steel sealing rings and springs, each seal housing is motionlessly mounted on a track frame and forms a labyrinth seal with an annular groove made on the supporting and driving wheels , a static seal in the form of a rubber ring is placed between the seal body and the caterpillar frame, and a rubber ring is placed between the body and the fixed steel ring.