CC BY
12
© Б.А. Ошсров, О.А. Бондарснко, 2008
УДК 622.232.75
Б.А. Ошеров, О.А. Бондаренко
МЕТОДИКА РАСЧЕТА РЕСУРСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И РАСХОДА БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ СТРУГОВЫХ УСТАНОВОК ОТРЫВНОГО ТИПА
Разработана методика расчета ресурсных показателей и расхода подконвейерных плит и опор о конвейер исполнительных органов струговых установок отрывного типа.
труговая выемка угля имеет ряд преимуществ перед комбайновой, в числе которых снижение зольности за счет устранения присечек боковых пород, повышение выхода крупносредних сортов, снижение затрат на концевые и вспомогательные операции, высокие нагрузки на очистной забой, особенно на пластах малой мощности. В последние годы струговая выемка возрождается после резкого спада производства в угольной промышленности в целом. К струговой технологии проявляют значительный интерес производственные объединения Воркутин-ского и Кузнецкого бассейнов и Российского Донбасса.
Струговые установки отрывного типа наиболее предпочтительны при работе на тонких пластах, однако показатели их надежности ниже, чем у зарубежными аналогов. Недостаточный срок службы базовых элементов исполнительных органов - подкон-вейерной плиты и опоры струга о конвейер - сдерживает расширение объема применения стругов.
Нами разработана инженерная методика расчета ресурсных показателей и расхода базовых элементов исполнительных органов струговых установок отрывного типа, базирующаяся на уста-
новленном и экспериментально подтвержденном характере их износа [1].
Методика расчета наработки на исполнительный орган по факту износа подконвейерной плиты состоит в следующем. Установлено, что предельный износ подконвейерной плиты Дтах составляет 0,22 от её толщины Б.
Интенсивность изнашивания под-конвейерной плиты струга определяется выражением
1, = 1,58 • 10-2ап°,5 • Р0'6 , мм/км (1)
где ап - абразивность почвы; Р - контактное давление на почву по забойной кромке подконвейерной плиты. Его величина определяется по методике И. А. Симвулиди [2]:
Р=ао+2а1(е-0,5)+4а2(е-0,5)2+8а3(е-0,5)3
(2)
X V
здесь е = , где X - расстояние от забойной кромки подконвейерной плиты до точки, в которой определяется контактное давление; L - ширина подконвейерной плиты. Для забойной кромки подконвейерной плиты расстояние х = 0, поэтому Р = ао.
Значение ао определяется по выражению:
а111 а0
здесь а0 - при действии только сосредоточенных сил; а0 - при действии только моментов сил; а"1 - при действии распределенной нагрузки.
Значения а 0 -а,!,11 определяются по выражениям:
а 0 =
(8252 - 34а) • Ь Ж - 1344р:а 1344 + 29а
а 01 =
а 111 =
а
13440р2а 13440 + 229а
8252 + 29а 13440 + 29а
Я.
Значения этих показателей принимаются из технической документации на струговую установку, справочной литературе или определяются экспериментально.
Наработка на исполнительный орган струговой установки по фактору износа подконвейерной плиты определяется выражением
Д5 шах- шЬ у' О - _стр ' т
2Э
(3)
где Р1 - сосредоточенные силы, кН; я -распределенная нагрузка, кН/м;
(Ж^ - щ ; ш- - го,5^ - о, 5Ш
Н1 48L 6Ь 0
Я2-2ЕМ^(7 - 12Го,^). 2 48Ь '
здесь Г°'5 - двухсторонний прерыватель Герсеванова.
Значения сосредоточенных сил Р1 моментов сил М1 и распределенной нагрузки я определяются по действующей в отрасли нормативно-технической документации [3,4].
Показатель гибкости а определяется по формуле
д 1 -ц2 пЕ0ВЬ3 А - ---0-,
1Е1
где Е - модуль Юнга материала подкон-вейерной плиты; у - момент инерции сечения балки единичной ширины; В -1 - ширина балки единичной ширины; Ь - длина балки (ширина подконвейерной плиты струга); д - коэффициент Пуассона материала подконвейерной плиты; Ео - модуль Юнга почвы пласта; до -коэффициент Пуассона почвы пласта.
Здесь ш - мощность пласта, м; Ьс1р_ среднее значение толщины стружки, м; у - коэффициент разрыхления угля.
Среднее значение толщины стружки определяется опытным путем или по действующей в отрасли нормативной документации.
Значения ш и у принимаются по данным геологической и маркшейдерской службы шахты.
Тогда необходимое количество исполнительных органов для отработки лавы
0 л
пи.о. —"
<лл
(4)
здесь Ол - запасы угля в отрабатываемой лавой части пласта.
Полученное значение пи.о. округляется до ближайшего целого числа.
Расчет наработки на опору струга о конвейер проводится следующим образом.
Установлено, что величина предельного износа опоры струга о конвейер Мшах составляет 0,38 её толщины. Интенсивность изнашивания опоры струга о конвейер определяется выражением
1г-4,76-10-7-Р1;53
(5)
Здесь Ре - удельное давление в паре «опоры - боковина рештака», определяемое по формуле:
pf.
Nc1
- S у.
QyT_
A1 max- mh y
стр l
Ш1
T.
(6)
Тогда необходимое количество опор для отработки лавы можно определить по формуле:
Здесь Нс - усилие, передаваемое на исполнительный орган системой подачи струга на забой; Б^ - площадь взаимодействия опоры с боковиной рештака.
N определяется по действующей в отрасли нормативно-технической документации; Б^ определяется по технической документации на струговую установку.
Максимальная наработка на опору исполнительного органа равна
Q
л
Q
(7)
полученное значение Пуг округляется до ближайшего большого числа.
Разработанная методика позволяет определить наработку на подконвей-ерную плиту и опору исполнительного органа струговой установки отрывного типа для конкретных условий эксплуатации с целью оптимального планирования необходимого количества комплектующих узлов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Носенко A.C., Бондаренко O.A. Влияние свойств разрушенных углей и боковых пород на надёжность исполнительных органов струговых установок отрывного типа. Погрузочно-транспортные, строительно-дорожные и коммунальные машины. Сборник научных трудов ЮРГТУ (НПИ), Новочеркасск, 1004, стр.32-39.
2. Симвулиди H.A. Расчет инженерных конструкций на упругом основании. М.: Высшая школа, 1987.
3. РТМ 12.14.001-77. Машины очистные. Струговые установки. Расчет сил на резцах струга. Методика. М.: МУП СССР, ИГД им. A.A. Скочинского, 1977, 49 с.
4. РТМ 12.14.001-78. Машины очистные. Струговые установки. Расчет тяговых усилий в цепи струга. Методика. М.: МУП СССР, ИГД им. A.A. Скочинского, 1978, 84 с. ¡гт
ут
— Коротко об авторах -
Ошеров Б.А. - кандидат технических наук, первый зам. генерального директора, Бондаренко O.A. - кандидат технических наук,
ШахтНИУИ.
Рецензент д-р техн. наук, проф. Голод Аркадий Борисович.
д
