Методика определения значений основных конструктивных и режимных параметров выемочной и доставочной подсистем агрегата для тонких пластов Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

БЛОК-СХЕМА АЛГОРИТМА НАХОЖЛЕНИЯ

РАШОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ Козлов, 200.

УЛК 622.232.7;622.273

В.В. Козлов

ЕЖІ

МЕТОЛИ КА ОПРЕАЕЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЙ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ И ПАРАМЕТРОВ ВЫЕМОЧНОЙ И АОСТА ПОАСИСТЕМ АГРЕГАТА АЛЯ ТОНКИХ

предназначена для определения значении ос-ьк конструктивных и режимных параметров вы-очнОй и доставочной подсистем фронтального стругового агрегата для выемки угля из тонких пологих пластов, имеющего горизонтально замкнутый исполнительный орган. В ее основу положен принцип последовательной отработки возможных вариантов набора параметров системы «исполнительный орган-конвейер» в результате сопоставления представляемых ими возможностей с рядом требований к системе.

К числу основных требований относятся следующие:

• обеспечение вписываемости оборудования в размеры тонкого пласта;

• обеспечение рационального режима резания;

• обеспечение заданной сортности добываемого угля;

• обеспечение высоты погрузочного окна, образованного верхней кромкой забойного борта конвейера и вышележащими элементами оборудования агрегата, достаточной для нормального протекания погрузки на транспортное средство отбитой горной массы;

• обеспечение примерно одинаковой производительности струговых кареток;

• обеспечение нормальной работы в заданном

ИМНЫХ

ВОЧНОЙ

ПЛАСТОВ

тельного органа, м; П - расстоя

ние от груди забоя до забойногс борта конвейера, м; - число ка

реток исполнительного органа, м - угол между линией забоя [

линией, образованной пересечени ем плоскости, проходящей чере: погрузочную поверхность каретки с плоскостью забоя. Рекомендует

ся принимать а^ = 1,15 рад; 0

угол между плоскостью сдвига уг ля в теле волочения и почвой вы

работки. При а! = 1,15 рад 0 = 0,84 рад; р - угоё

между линией забоя и линией, образованной пересече нием плоскости, проходящей погрузочную поверхносп каретки, с почвой выработки. Рекомендуется принимат

Р = 1.05 рад; Нж т^п - минимально допустимая глу

бина желоба конвейера, м; п - максимально до

г т.тах

пустимая ширина рештака конвейера, м; а - угол ес тественного откоса угля на конвейере, рад; в - угоё откоса угля на конвейере со стороны установки допол нительного борта, рад; ф - коэффициент разрыхления угля; Ь - максимально допустимая глубина резания

м; Sд - минимально допустимая площадь среза, м1; Г число резцов в линии разреза; П ~ ширина режущей

части резца, см; кш - коэффициент, зависящий о"

хрупко пластических свойств разрушаемого угля. Со ^гласно [1] и [2] рекомендуется принимать: к = 0,85

Число возможных вариантов набора параметров ограничивается теми их них, у которых соотношение скоростей перемещения исполнительного органа и скребковой цепи конвейера обеспечивает постоянство загрузки последнего [1]. Такие соотношения скоростей полностью определяются числом струговых кареток агрегата и могут быть найдены согласно [2] формуле

Н ф- Кзп • <2агр к ь , (1)

Нж ="Г Тг-----------к - Ьт

Ь -V -у

т х і

где Нж - глубина желоба конвейера, м.

Величина конструктивной площади поперечного сечения конвейера при оптимальном значении К3является максимально возможной для заданного уровня производительности и находится из условия равенства номинальных производительностей исполнительного органа и конвейера с учетом некоторого запаса для последнего.

Исходными материалами являются: 0 - теорети-

г^агр

ческая производительность исполнительного органа, т/с; Н - вынимаемая мощность пласта, м; V - скорость перемещения скребковой цепи конвейера, м/с; L - длина лавы, м; ^ - длина тяговой цепи исполни -

для вязких углей, к = 1.0 для хрупких углей, кш = 1,15

шш

для весьма хрупких углей; Кзп - коэффициент запаса конвейера по производительности; у - плотность угля, т/м1; Н2^ - минимально допустимая высота погрузочного окна, м; Ак - расстояние от верхней кромки погрузочного окна до кровли выработки (см. рис. 1 и 2), м;

Искомыми параметрами являются: п - число кареток

исполнительного органа; Ъ - глубина резания, м; V -

X

скорость резания, м/с; К - число резцов, устанавли-

ваемых на одной каретке

; г

У

шаг установки резцов,

; кзб - коэффициент забоя; Н

высота погрузки,

м; п д - минимально допустимое по условиям погрузки

число кареток исполнительного органа; - ширина

желоба конвейера, м; $ - конструктивная площадь поперечного сечения рештака конвейера, мі.

Расчет по предлагаемой методике дает, как правило, не один, а несколько, практически равноценных вариантов набора параметров. При этом для принятия окончательного решения могут быть сформулированы дополнительные требования к работе и характеристикам выемочно-доставочной подсистемы агрегата, конкретизирующие специфику реальных горно-геологических условий.

Для автоматизации процесса поиска рациональных параметров системы «исполнительный орган-конвейер» фронтального стругового агрегата для выемки угля из тонких пологих пластов с помощью ЭВМ разработана программа на языке ПЛ/1, реализующая вычислительный алгоритм методики.

При автоматизированном расчете с помощью ЭВМ вместо числа кареток п и числа резцов в линии резания Г задаются диапазоны их изменения

п, — п, ,1 — Г . Кроме этого задается при-

k. mm ,lk .max max к «к

знак конструктивной схемы конвейера РК. При горизонтально замкнутой цепи конвейера РК=0, в противном случае РК=1.

Алгоритм нахождения рациональных параметров выемочно-доставочной подсистемы агрегата

1. Вычислить величину Sk потребной конструктивной площади поперечного сечения рештака конвейера ф-кзп -Qa

Sk =

✓агр

Vk•y

2. Вычислить величину ^к конструктивной площади

поперечного сечения конвейера с глубиной желоба

Н _ Н т ■ и его шириной Ь = Ь

ж ж.шіп к т т.тах

о н ь + ^ Ь 2

окр Н ж.шіп Ьт.тах + К Ьт.тах,

где к = 0,5 • tga ■

V

0,25 • tga tga + tge.

3. Если < 8к- вычислить ширину желоба кон-

вейера по формуле

bm = —

Я

2 • k

і

H2 S

жэ. min і__________k_

'2 k

4

•(к)2

При этом Н = Н • .

ж ж. min

Если Sk > Sk , вычислять глубину желоба конвей-

ера по формуле

Нж =

Sk

bm

■ — к •h

При этом b = b

т т. max

Есёи Sk = Skp , принять, Нж = Нж.шт ,

bm bm.max.

4. Вычислить высоту погрузки Н :

- при конвейере с вертикально замкнутой скребковой цепью Н = 2 • Н ;

п ж

- при конвейере с горизонтально замкнутой скребковой цепью Н = Н .

п ж

5. Вычислить высоту погрузоч-

ного окна

Н 2 = Hi — Нп —Лк.

6. Проверить выполнение условия Н2 > Н 2д.

В случае его невыполнения пересмотреть конструктивные размеры лавного оборудования, влияющие на величину погрузочного окна, или уменьшить значение

производительности дагр и повторить расчет, начиная с п.1.

7. Проверить кратность числа кареток числу резцов в линии резания. Если частное от деления числа кареток Пк на число резцов в линии резания Г не равняется целому числу, то необходимо изменить либо значение , либо значение Г на величину, обеспечивающую их кратность.

8. Вычислить скорость резания

V = Пк -2-i V

х к

пк

При первом расчете следует принимать

i = пк /2 -1

h

9. Вычислить глубину резания

Sk'L4 V

ф-Н • r^L^kзп Vx

І0. Если полученное значение h > h , то по-

вторить расчет с п.8, уменьшив I на 1.

11. Вычислить минимально допустимое число кареток по условию нормального протекания процесса погрузки

2-Н-ф-к

пкд =

[Яп ■ (ctgai + ctg0) + bc •c • tgp\•r •H2

Если Пк < Пкд, то повторить расчет, начиная с п.8,

уменьшив при этом значение I на 1.

12. Вычислить величину їш оптимального шага установки резцов при принятой глубине резания

7 5

г... _ 0,01- к • —^— +

h + o,65

0,3 • h + (bp — 2)

Значение Ъ , Ьр перед подстановкой в формулу

необходимо выразить в сантиметрах.

13. Вычислить число линий резания т

т = Н /.

1

У

Значение т округляется до ближайшего целого числа. Если К=0, то необходимо повторить расчет, начиная с п.8, уменьшив i на 1.

15. Вычислить шаг установки резцов t

гу = Н • г/Пк •к.

16. Вычислить величину сечения среза

Я = ^у.

17. Вычислить величину коэффициента забоя

Кзб _ 0,38 -

1 _ 2-

і -1

Vгш

\2

18. Зафиксировать полученный набор параметров П , если выполняется условие перейти к вы-

числению нового набора, начиная с п.8, уменьшив i на 1.

Блок-схем алгоритма нахождения рациональных параметров представлена на рис. 1-5.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Балакпейскпй С.П. Формирование грузопотока полезного ископаемого на конвейере стругового агрегата для выемки угля из тонких пологих пластов. М., - 1981 с рукописи представлена Московским горным

институтом в ЦНИИТЭИТЯЖМАШ 29 сентября 1981г., № 805.

2. Кириллов М.А. Исследование и определение рациональных параметров системы «исполнительный

доставочный орган» современных выемочных комплексов и агрегатов. Ав-тореф. дисс. канд. техн. наук. - М.. 1970, 17 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------------------------------------

Козлов Валерий Владимирович - кандидат технических наук, Московский государственный горный университет.