К вопросу о создании частично уравновешенных исполнительных органов стреловидных проходческих комбайнов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Kn = Сед(Тр) / Сед (Тн)

где Тр - расчетный интервал эксплуатации до замены по расчетному предельному состоянию; Тн - интервал эксплуатации отличающийся от расчетного; Сед(Тр), Сед(Тн) - стоимость единицы продукции при соответствующих интервалах эксплуатации.

На наш взгляд целесообразно рассматривать Тн, отличающейся от Тр на 15 и 30 процентов. В зависимости от соотношений величин Тн и Тр предлагается коэффициент «пологости» Кп классифицировать как:

7.1. Весьма пологий

7.2. Пологий

7.3. Средний

7.4.Малой пологости

7.5.Весьма малой пологости.

Предложенная классификация может быть

использована при планировании мероприятий технического обслуживания, прогноза расхода запасных частей и эффективности эксплуатации оборудования, в том числе и экспертными методами.

---------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Хорин В.Н. Объемный гидропривод забойного оборудования. - М.: Недра, 1980 415 с.

— Коротко об авторах -----------------------------------

Рахутин М.Г. — Московский государственный горный университет.

--------------------------------------------- © В.А. Мостаков, 2004

УДК 622.232.83 В.А. Мостаков

К ВОПРОСУ О СОЗДАНИИ ЧАСТИЧНО УРАВНОВЕШЕННЫХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ СТРЕЛОВИДНЫХ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ

Семинар №17

¥ ¥ еуравновешенные нагрузки на ко-Л.Л. ронке стреловидного проходческого комбайна являются основной причиной потери прочности его элементов и потери устойчивости комбайна. Для компенсации этого увеличивают массу и габариты комбайна, а также применяют специальные устройства, обеспечивающие устойчивость комбайна.

Значения неуравновешенных нагрузок определяются мощностью привода исполнительного органа, частотой вращения, формой и диаметром коронки (т.е. скоростью резания), а направления их действия - схемой обработки забоя. В общем случае неуравновешенное суммарное усилие на коронке может быть ориен-

тировано любым образом относительно продольной оси стрелы.

Форма коронки и схема обработки забоя должны выбираться таким образом, чтобы неуравновешенная суммарная нагрузка действовала бы в направлении, наименее уязвимом для прочности комбайна и его устойчивости.

Анализ различных случаев нагружения показывает, что наименее уязвимым для конструкции комбайна является направление нагрузки - вдоль продольной оси комбайна. При этом на его стрелу и опорные детали не действуют значительные изгибающие моменты, его прочность, а также устойчивость (от сдвига по направлению продольной оси) максимальны.

Форма продольно-осевой коронки, в наибольшей степени удовлетворяющая условию, близка к грибообразной. Имеется в виду, что длина коронки существенно меньше ее диаметра, а форма огибающей по резцам близка к параболе (с отношением длины к максимальному диаметру до 0.5.).

Более уязвимыми для прочности и устойчивости комбайнов являются поперечные составляющие суммарной неуравновешенной нагрузки.

В современных конструкциях комбайнов, оснащенных установленными сзади аутриггерами и неповоротным силовым питателем, проблемы устойчивости комбайнов от опрокида в продольной и поперечной плоскостях в значительной степени решаются. В то же время устойчивость комбайна от нагрузок, стремящихся развернуть его в плоскости почвы выработок (т.е. от горизонтальных поперечных нагрузок), даже при наличии аутриггеров не всегда достаточна. В этих случаях применяют специальные забуриватели.

Следует отметить, что при прочих равных условиях, определяющих значения неуравновешенных нагрузок на коронках, комбайны с поперечно-осевыми исполнительными органами на 1530% более устойчивы от разворота, чем комбайны с продольно-осевым исполнительным органом в силу более удачной для их устойчивости ориентации суммарного усилия. Оптимизация формы коронки и схемы обработки забоя не всегда достаточны для дальнейшего улучшения его эксплуатационных характеристик.

В целях:

• повышения энерговооруженности комбайнов заданной массы и заданных габаритов,

• повышения устойчивости комбайнов (за счет того, что суммарная неуравновешенная нагрузка на исполнительном органе ниже, чем в традиционных случаях),

• расширения области применения комбайнов на более крепкие породы необходимо стремиться к созданию частично уравновешенных исполнительных органов, существенно снижающих неуравновешенные нагрузки, действующие на металлоконструкцию комбайна.

Некоторые схемы и конструктивные особенности частично уравновешенных исполни-

тельных органов известны. Так, в буровом проходческом комбайне ПК-8 имеются внутренняя и внешняя планшайбы, вращающиеся в разные стороны и частично уравновешивающие суммарный реактивный крутящий момент. Существуют попытки создания продольно-осевых коронок, работающих по аналогичному принципу. Один из возможных способов уравновешивания нагрузок - применение двух исполнительных органов, работающих в противофазе.

При использовании продольно-осевых коронок - две стрелы с индивидуальной энерговооруженностью, индивидуальной системой вождения и коронками, вращающимися - одна по часовой стрелке, другая - против. Как в горизонтальном направлении, так и в вертикальном стрелы движутся навстречу друг другу. Возможен случай, когда одна из них недогружена (не работает). Тогда другая использует половинную мощность и не влияет на прочность и устойчивость комбайна.

Здесь следует отметить, что любая кинематическая синхронизация работы стрел допустима, а силовая синхронизация - недопустима, поскольку при недозагрузке одной коронки автоматически другая будет дозагружена, и это приведет к обратному эффекту. Так в проходческом комбайне 6ПУ установлены две стрелы, объединенные в горизонтальной плоскости кинематическим и динамическим синхронизатором. В результате отсутствие горизонтальной поперечной нагрузки на одной из стрел приводит к удвоению такой же нагрузки на другой и резкому снижению устойчивости комбайна от разворота, а также снижению прочности стрелы и опорных узлов комбайна.

При использовании поперечно-осевых коронок две стрелы с индивидуальной энерговооруженностью, индивидуальной системой вождения и коронками (барабанами), вращающихся в одном направлении. Как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях стрелы перемещаются навстречу друг другу.

Способы создания частично уравновешенных исполнительных органов по принципу использования двух стрел с индивидуальной энерговооруженностью, работающих в противофазе, в перспективе позволят существенно повысить энерговооруженность и снизить металлоемкость стреловидных проходческих комбайнов.

_ Коротко об авторах -----------------------------------

Мостаков В.А. — Московский государственный горный университет