CC BY
28
Получаемая в ходе расчетов ФРД является важнейшей характеристикой надежности и говечности элементов, а следовательно, и ВГП в целом. Она показывает медианный ресурс
мента ¿, соответствующий вероятности разрушения 50 %, гамма-процентный ресурс эл ¿т, соответствующий вероятности безотказной работы у (%) или вероятности появления
ны 100 - у (%).
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОНАПОРНЫХ ОСЕВЫХ ВЕНТИЛЯТОРОВ МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ
IIIАНГАРИН С. С.
Уральская государственная горно-геологическая академия
Увеличение глубины шахт, интенсификация очистных и горнопроходческих работ, ние количества выделяющихся в шахтах вредных газов, пыли и тепла обусловливают повы требования к шахтной вентиляции - важному звену технологической системы шахты, от к зависят безопасность, здоровье и производительность труда шахтеров.
Основным средством, обеспечивающим атмосферные условия в подземных горных ботках, являются вентиляторные установки глазного и местного проветривания.
Немаловажное значение для проветривания очистных и проходческих забоев имеют ляторы местного проветривания. На некоторых шахтах их число доходит до 80. а суммарная ность превышает мощность вентиляторов главного проветривания.
В дальнейшем с увеличением глубины разработки полезных ископаемых применение ного порядка отработки шахтных полей и выемочных участков, применением более мощных также предъявлением более жестких требований правил безопасности значительно расш поле потребных вентиляционных режимов местного провегривания и еще больше увеличится чение этих вентиляторов.
Мри проходке тупиковых выработок значительной длины большое значение имеет ность вентилятора. В практике проветривания горных выработок известны случаи исполь до 12+14 осевых вентиляторов местного проветривания, соединенных последовательно.
Попыткой повышения напорности осевых вентиляторов местного проветривания было данис двухступенчатых осевых вентиляторов «Проходка - 500 - 2М», а позднее - создание тробежных вентиляторов местного проветривания со спиральным корпусом «ВЦО - 0,6». С уменьшения габаритных размеров были разработаны прямоточные центробежные вентил например ВМЦ - 6, 7, 8.
Несмотря на то, что прямоточные центробежные вентиляторы существенно пре осевые машины по аэродинамическим параметрам, развивают существенно большее давление 2+3 раза больше, по сравнению с осевыми вентиляторами) при том же диаметре рабочего имеют более высокий КПД меньший шум, однако они имеют существенный недостаток: тельные поперечные размеры, обусловленные прямоточной конструкцией корпуса.
В связи с этим прямоточные центробежные вентиляторы получили весьма ограни применение, и наибольшее распространение имеют по-прежнему осевые вентиляторы.
В процессе неоднократной модернизации проточной части и всей конструкции венти; в целом современные осевые вентиляторы местного проветривания выполнены по аэродик: ской схеме с меридиональным ускорением потока и представляют собой одноступенчатую ну. Меридиональные вентиляторы по сравнению с осевыми развивают более высокое стати давление при достаточно высоком КПД, имеют лучшие регулировочные характеристики при лировании режимов рабогы входным направляющим аппаратом.
Однако увеличение глубины шахт и протяженности проходческих выработок, в совести со стесненностью условий, требует создания компактных и высоконапорных (давлением 600+700 даПа) вентиляторов.
Схема компактного высоконапорного двухступенчатого вентилятора местного проветривания смешанною тринципа действия
Наиболее мощный осевой вентилятор местного проветривания, серийно выпускаемый в на-время Артемовским машзаводом ВМЭ - 12Л, разбивает максимальное давление до даПа.
Дальнейшее повышение аэродинамических параметров осевых вентиляторов путем увели-частоты вращения рабочего колеса, практически невозможно, так как неизбежно приведет к
жю шума, создаваемого вентиляторной установкой. Наиболее перспективное направление в данной ситуации дальнейшего повышения аэродиких параметров вентиляторов местного проветривания - ориентация на создание двухсту-х вентиляторов смешанного принципа действия на базе аэродинамических схем с мерильным ускорением потока. Конст- _ такого вентилятора показана на ри- г I1.;
Создание двухступенчатых вентиля-позволяет практически в два раза статическое давление осевых в во всем диапазоне промыш-использования, при неизменном и КПД.
Использование в конструкции веити-осе-радиального рабочего колеса ступени, имеющего скос по концам и увеличенную до 25+35° конус-втулки рабочего колеса, позволяет прирост статического давления даПа за счет использования ради-давления, возникающего в резуль-закручивания потока воздуха при действии с рабочим колесом.
Проточная часть вентилятора, выполненная по законам радиального смещения потока, в об-рябочего колеся позволяет также лостичь более высокого КПД вентилятора, снизить уро-шума, так как в этом случае форма проточной части вентилятора соответствует траектории 1ния потока.
Первоначальным этапом решения данной проблемы является разработка методов оптимиза-геометрических и кинематических параметров вентиляторов, требующих соответствующих шсских обоснований.
Современное состояние теории работы турбомашин не позволяет аналитически установить рвзработать методику расчета геометрических и аэродинамических параметров вентилятора ципиально новой конструкции вследствие большего числа принятых допущений. Допущение в теории о бесконечно большом количестве лопаток рабочего колеса предпола-. что поток воздуха мгновенно приобретает скорость закручивания, равную окружной скоро-лопаток рабочего колеса, при этом углы входа и выхода потока соответствуют углам установ-.юпаток на входе и выходе из рабочего колеса, что исключает возможность установления зако-кзменения скорости закручивания потока при динамическом взаимодействии лопаток рабочего и спрямляющего аппарата с потоком текучего, на основе «классической теории турбома-, а следовательно, и установление закона радиального смещения потока при взаимодействии с рабочим колесом.
Весьма перспективным направлением дальнейшего совершенствования методики расчета и мизации различных геометрических параметров вентиляторов смешанного принципа дейст-является рассмотрение не относительных и абсолютных скоростей движения потока, а сил, их 1вающих.
При расчете сложных динамических систем с нелинейными законами изменения различных етров в машиностроении в последние годы находит широкое применение пошаговый метод ета различных параметров. Суть метода конечных элементов (так его еще называют) заключа-в разделении какого-либо сложного динамического процесса на достаточно большое количе-конечных элементов, а затем рассмотрение процесса преобразования какого-либо расчетного метра на каждом конечном отрезке.
Результатом реализации является рассмотрение пошагового преобразования аэроди ских параметров при динамическом взаимодействии лопаток рабочего колеса и спрямля аппарата с потоком. Для этого процесс взаимодействия колеса с потоком разбивается на ■ но малые интервалы времени и рассматривается пошаговое преобразование аэродинам параметров потока при прохождении рабочего колеса и других хзементов конструкции. При рассматривается частица воздуха элементарного объема, движущаяся в потоке воздуха.
Наличие скосов по концам лопаток осе-радиального рабочего колеса первой ступени лятора не позволяет осуществлять регулирование режимов работы вентилятора изменен чального угла установки лопаток на рабочем колесе. Изменение режимов работы двухсту~ вентиляторов местного проветривания смешанного принципа действия (см. рис. 1) цел производить двумя способами: входным направляющим аппаратом; снятием второго леса вентилятора.
Таким образом, анализ различных этапов конструктивного совершенствования ве местного проветривания, пересмотр некоторых основных принципов существующей теории бовоздуходувных машин, рассмотрение пошагового преобразования аэродинамических ров даст возможность расширить область применения теории турбомашин. что в конечном позволит создать вентиляторы местного проветривания нового поколения.
ОБЗОРНОСТЬ С РАБОЧЕГО МЕСТА МАШИНИСТА КАК ЭРГОНОМИЧЕСКИЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСКАВАТОРА
ЛОДУСОВК. в. «ОМЗ - Горное оборудование и технологии» ХУСАИНОВ В. Г. Уральская государственная горно-геологическая академия
С переходом нашего государства в 90-х годах на рыночные отношения российская промышленность столкнулась с огромным кругом проблем экономического и технического которые привели к спаду производства и даже к закрытию некоторых предприятий. Урал» - один из немногих предприятий-производителей, который смог в этих тяжелых экономи условиях выжить и сохранить имидж надежного партнера.
На сегодняшний день Уралмашзавод входит в ОАО «Объединенные машиностро заводы», что дает ему дополнительные возможности для развития. Подразделение ак1 общества «ОМЗ - Горное оборудование и технологии», занимающееся разработкой и сбытом каваторов, дробильно-размольногс- оборудования и станков шарошечного бурения, ставит собой задачу создавать надежную, доступную и эргономически выдержанную технику. В щее время в ООО «ОМЗ-ГО и Т» еедется работа по проектированию новой унифицированной дульной кабины для всего ряда гусеничных экскаваторов, что позволит снизить с изготовления кабины при производств« ад смет серийности и улучшить эргономические п ли рабочего места машиниста.
Одним из важных эргономических показателей экскаватора является коэффициент кабины машиниста-оператора. Качество обзорности и видимости с рабочего места маш экскаватора зависит от положения кабины относительно стрелы и кузова экскаватора, пс сиденья машиниста в кабине, конфигурации оконных проемов, качества стекол, их свое" ной очистки и обогрева, применения средств зашиты глаз от ослепления солнечными лучами, ключения блеска.
Ранее обзорность определяли, решая сложные математические выражения, которые преобразованы в программу для ЭВМ на языке Фортран [1,3]. Данная программа требовала ромного количества входных параметров и имела неудобный интерфейс, что отнимало много мсни при работе с ней. С появлением систем автоматизированного проектирования (Aut Solidedge, SolidWorks и т. п.) жизнь конструктора сильно облегчилась, что позволило уп увеличить качество построения картин обзорности на стадии проектирования.
