Обоснование параметров блокоукладчика кольцевого типа механизированного щита Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

-------------------------------------- © В.Ф. Сандалов, А. А. Гагарин,

2006

УДК 621.043

В. Ф. Сандалов, А.А. Гагарин

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ БЛОКОУКЛАДЧИКА КОЛЬЦЕВОГО ТИПА МЕХАНИЗИРОВАННОГО ЩИТА

Семинар № 20

~П нашей стране успешно осуще-

X# ствляются большие работы, направленные на дальнейшее развитие всех видов транспорта. Важное место в комплексе транспортных сооружений занимают тоннели. Одним из основных элементов оборудования тоннелей является проходческий щитовой комплекс. Впервые проходческий щит был применен в Великобритании при сооружении тоннеля под р. Темзой (1825 г.). В нашей стране проходческие щиты применяют с 1932 г.

Проходка ведется без вскрытия городских территорий, не нарушается ритм транспортного движения, отпадает необходимость в сносе зданий, перекладке подземных сооружений, восстановлении дорог и зеленых насаждений. Закрытый способ работ проходческими щитами также дает возможность прокладывать инженерные коммуникации наикратчайшим путем, в любое время независимо от метеорологических условий. По шкале Про-тодьяконова М.М. проходка тоннелей в городах осуществляется в сложных горногеологических условиях на глубине до 30 м. в породах крепостью f < 8 .

В мировой практике широко применяют механизированные проходческие щиты. Подземные работы, связанные с сооружением тоннелей в городских условиям сопровождаются подчас просадкой улиц, домов, трещинами стен, фундаментов, даже провалами. Чтобы решить эту проблему, был спроектирован, разработан и изготовлен проходческий щитовой ком-

плекс «Топаз». Это — первый в России роторный проходческий щит с герметически закрытой призабойной камерой и устройством для сооружения тоннеля из монолитно-прессованного бетона. С помощью «Топаза» в сложных горно- и гидрогеологических условиях без применения специальных способов был построен первый в России монолитный бетонный коллекторный тоннель глубокого заложения.

Разрушая известняки с весьма крепкими кремневыми, кварцевыми включениями и валуны, «Топаз» оставляет после себя уже готовый надежно закрепленный монолитным прессованным бетоном тоннель (диаметром в 4 м) с почти что отполированными стенами, не нарушая нетронутую миллионами лет естественно образованную окружающую тоннель породу, при этом никаких дополнительных работ с обделкой коллектора не нужно, можно монтировать трубы, прокладывать различные коммуникации. Однако для него в стартовом стволе был смонтирован бетоноприготовительный узел, целый автоматизированный бетонный минизавод под землей, так как это обусловлено особыми требованиями к бетонной смеси технологическим регламентом. А это является недостатком, так как необходимо дополнительные затраты на строительство бетоноприготовительного узла.

Поэтому необходимо применять другой проходческий щитовой комплекс «Топаз - 4М» с блокоукладчиком для сборки тоннеля из железобетонных блоков.

Принцип работы проходческого щита основан на внедрении в забой ножевой части щита, оборудованной горизонтальными перегородками с последующим возведением сборной тоннельной обделки и нагнетанием раствора в первое кольцо. Для укладки блоков в кольцо в хвостовой части щита имеется блокоукладчик, состоящий из цевочного колеса, опирающегося на регулируемые катковые опоры, приводимый во вращение от двух гидроприводов эксцентрикового типа. Внутри цевочного колеса закрепляются два кронштейна с гидродомкратами, штоки которых связаны траверсой, имеющей захват с домкратом доводки. Домкраты, расположенные на кронштейнах, производят радиальное перемещение блока при укладке его в блочное кольцо. Применение укладчика кольцевого типа позволяет совмещать процессы разработки и выдачи породы с укладкой блоков.

Для применения проходческого щита необходимо произвести расчет мощности для вращения блокоукладчика.

Необходимые данные: N - вес противовеса, N = 738 кг; О - вес блока, О = 1000 кг; Р - вес блокоукладчика, Р = 6980 кг; й - наружный диаметр блокоукладчика, й = 456 см; /1 - плечо блока, /1 = 280 см; ґ - коэффициент трения качения цевочного колеса по каткам, ґ = 0,05; /2 - плечо противовеса, /2 = 195,5 см; к - коэффициент, учитывающий трение колеса о реборду катка, к = 3.

Момент сопротивления вращению цевочного колеса:

М = М1 + М 2 - М 3,

где М1 - момент сопротивления вращению, создаваемый весом блока; М1 = 53722 Нм; М2 - момент сопротивления

вращению, создаваемый силой трения при перекатывании цевочного колеса,

М 2 = 1 ( + о).f. к. -2 =

= —— 7980 .0,05 .3 .228 = 2730 Нм 10,5

где г - радиус кривизны, г = 10,5; М3 -момент сопротивления вращению, создаваемое противовесом,

М3 = N • /2 = 738 • 195,5 = 14420 Нм

Отсюда, М = 42034 Нм Максимальный момент передаваемый приводом:

Мпр = 2100 Нм

Максимальный момент привода:

Мр = 2 . 2100 . 13,78 = 57876 Нм

где 13,78 - передаточное число цевочного зацепления.

Что удовлетворяет условию. Вычисляем скорость вращения блоко-укладчика, исходя из производительности насосов:

2 . 35 = 70 л/мин

Рабочий объем гидропривода:

V = 0,99 л/об

Скорость вращения звездочки гидропривода:

п = ——— = 35,35 об/мин 36 0,99. 2

Скорость вращения блокоукладчика:

пх 35,35 с„

п = —3^ =---------= 2,56 об/мин, что

/ 13,78

удовлетворяет условию.

Обделка из железобетонных блоков имеет следующие преимущества: облегчаются транспортные и монтажные работы ввиду массы элементов, обеспечиваются удобство и точность сборки обделки благодаря наличию болтовых связей.

Таким образом, применение проходческого щитового комплекса «Топаз -4М» является более прогрессивным методом в строительстве тоннелей. Проходческий щит с блокоукладчиком для

сборки тоннеля из железобетонных блоков позволяет значительно повысить производительность труда, при этом сокращается объем горно-

1. Тоннели и метрополитены. Под ред. Докт.техн.наук, проф. В.П.Волкова - М.: Изд-во Транспорт, 1975. - 551 с

подготовительных работ, уменьшаются сроки и подготовка обработки выработки, что приводит к повышению эффективности горного производства.

--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

2. Зайков В.И., Берлявский Г.П. Эксплуатация горных машин и оборудования. - М.: МГГУ, 2000. - 257 с.

3. Данные производственной практики. - 30

с.

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

Сандалов В. Ф. - профессор, доктор технических наук кафедры «Горные машины и оборудование» Московского государственного горного университета Гагарин А.А. - студент,

кафедра «Горные машины и оборудование», Московский государственный горный университет.

---------------------------------------------- © М.Г. Рахутин, 2006

УДК 622.232.83: 62-82 М.Г. Рахутин

УЧЕТ ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОПРИВОДА НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЗАБОЙНЫХ МАШИН

Семинар № 20

У элементов гидропривода забойного оборудования в процессе эксплуатации происходит изменение величины параметра, характеризующего способность элемента выполнять заданную функцию, что в свою очередь приводит к снижению технической производительности забойных машин и оборудования.

Однако в настоящее время влияние изменения параметра элемента гидропривода забойной машины на ее производительность в расчетных формулах не учитывается. Для ее учета нами предложено использовать понятия «продолжительность условного простоя».

Под продолжительностью условного простоя предлагается понимать разницу между реальным Тр и расчетным (идеальным -