CC BY
22
ПРОБЛЕМЫ ГОРНОЙ ЭКОЛОГИИ
© Л.Е. Маметьев, А.Н. АнаньеЕ О.В. Любимов, 2000
УДК 622.24.051.52:621.822.6
Л.Е. Маметьев, А.Н. Ананьев,
О.В. Любимов
РАЗРАБОТКА ОПОРНЫХ
ПОДШИПНИКОВЫХ УЗЛОВ
ДЛЯ БУРОШНЕКОВОГО ИНСТРУМЕНТА
Благодаря своим техническим, технологическим, экономическим и экологическим преимуществам бестраншейный способ проходки горизонтальных выработок различного назначения находит все большее распространение в горнодобывающей и строительной промышленности. Предпочтение для реализации данного способа отдается при этом бурошнековым комплексам. В ряде регионов России успешно эксплуатируются бурошнековые машины различных конструкций, в том числе и спроектированные кафедрой горных машин и комплексов КузГТУ.
Дальнейшее расширение области применения бурошнековых машин горизонтального бурения сдерживается повышенными энергозатратами, одной из причин которых являются неудовлетворительные моментные характеристики работающих в составе комплексов многочисленных подшипниковых опор, оснащенных традиционными смазывающими и уплотняющими устройствами. Определенный резерв в снижении энергоемкости процесса составляют технические решения, направленные на оснащение данных опор подшипниками качения с твердосмазочным антифрикционным заполнителем (АФЗ), обладающими самосмазывающим и самоуплотняющим свойствами.
С целью оценки работоспособности подшипников с АФЗ в опорно-центри-рующих устройствах шнекового бурового става при непосредственном воздействии транспортируемого продукта бурения на испытательном стенде была осуществлена серия экспери-
ментов. Подшипники монтировались в корпусе опоры, расположенной в отрезке инвентарной обсадной трубы, нагружались весом секции шнековой спирали и приводились во вращение приводом экспериментальной бурошнековой машины. Корпус опоры оставлялся открытым так, чтобы подшипники имели непосредственный контакт с транспортируемым продуктом, в качестве которого использовалась глина, как наиболее часто встречающийся вид грунта, разрабатываемый бурошнековым способом. Поскольку по результатам работы оценке должна быть подвергнута общая эффективность использования АФЗ в узлах бурошнекового оборудования, одна из серий эксперимента была реализована с подшипниками, заполнитель в которых был подвергнут разрушению.
В качестве эксплуатационных условий, влияние которых на работоспособность подшипников с АФЗ оценивалось, при проведении экспериментов рассматривались:
• время непосредственного воздействия транспортируемой среды на подшипники с АФЗ (0;
• влажность транспортируемой среды №);
• коэффициент заполнения шнековой спирали (^). Последние две характеристики оказывают существенное влияние на производительность процесса бурения бурошнековым способом.
В качестве выходного параметра эксперимента оценивалась величина контролируемого с помощью комплекса тензоизмери-тельной аппаратуры, максимального преодолеваемого приводом в пульсирующем цикле при вращении, момента трения подшипникового узла Мтах.
Поскольку периодичность контроля выходного параметра эксперимента и соответствующие этому моменту уровни входных характеристик транспортируемого продукта носят случайный характер, анализ результатов эксперимента может быть осуществлен в вероятном аспекте.
Результаты исследований позволили сде-
лать следующие выводы:
• при проведении экспериментальных работ впервые была осуществлена оценка в вероятном аспекте степени влияния ряда эксплуатационных параметров на моментные показатели подшипниковых узлов бурошнековых машин, оснащенных подшипниками с АФЗ;
• полученные результаты позволяют с помощью регрессионной модели прогнозировать моментные характеристики опорных уз-
лов с АФЗ бурошнекового оборудования и при их совпадении с измеренными момент-ными характеристиками делать заключение о работоспособности данных узлов;
• применение подшипниковых узлов с АФЗ в инструменте бурошнековых машин позволяет с наибольшей эффективностью реализовать способы бурения горизонтальных скважин с увлажнением продуктов бурения, как наименее энергоемкие из всех существующих способов.
Маметьев Л.Е., Ананьев А.Н., Любимов О.В. - Кузбасский государственный технический университет
У
