Научная статья на тему 'Устройство противовращения как фрагмент структурного портрета геохода'

Устройство противовращения как фрагмент структурного портрета геохода Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
99
41
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГЕОХОД / СТРУКТУРНЫЙ ПОРТРЕТ / ОПЕРАЦИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГЕОХОДА / УСТРОЙСТВО ПРОТИВОВРАЩЕНИЯ ГЕОХОДА / GEOCHOD / STRUCTURAL PORTRAIT / DISPLACE OPERATION OF GEOCHOD / COUNTERGYRATION SYSTEM OF GEOCHOD

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Аксенов В. В., Садовец В. Ю., Резанова Е. В.

Устройство противовращения геохода представлено как структурная единица технологической операции перемещения. Для наработки вариантов технических и компоновочных решений выделены функционально-конструктивные признаки и введены символьные обозначения функционально-конструктивных элементов устройства противовращения. Определено место устройства противовращения в структурном портрете геохода.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Countergyration system like the structural portrait fragment of geochod

Countergyration system of geochod presented like the structural unit of technological displace operation. Functional and constructive signs selected for creation of technical and constructive solutions. Symbol senses prescribed for functional and constructive elements of countergyration system. Site of countergyration system determinated for the structural portrait of geochod.

Текст научной работы на тему «Устройство противовращения как фрагмент структурного портрета геохода»

УДК 622.002.5

В.В. Аксенов, В.Ю. Садовец, Е.В. Резанова

УСТРОЙСТВО ПРОТИВОВРАЩЕНИЯ КАК ФРАГМЕНТ СТРУКТУРНОГО ПОРТРЕТА ГЕОХОДА

Геоходы представляют собой новый самостоятельный класс горных машин, предназначенных для проходки горных выработок различного назначения и расположения в подземном пространстве [1].

Проведение горной выработки с помощью геоходов определяется четырьмя основными технологическими операциями:

1) перемещением самого геохода в геосреде и созданием тем самым напорных усилий на исполнительном органе, разрушающем забой;

2) отделением горной массы;

3) уборкой отделенной горной массы;

4) креплением образовавшегося пространства выработки.

Перемещение геохода в геосреде принято за базовую технологическую операцию [2].

Геоходы относятся к семейству технологически согласованных, кинематически увязанных и имеющих единую конструктивную базу агрегатов, выполняющих все операции проходческого цикла в совмещенном режиме, что позволяет уменьшить массово-габаритные характеристики проходческой системы, увеличить маневренность, снизить металлоемкость и стоимость проходческого оборудования [1, 2].

Структурообразование геохода осуществляется при помощи функционально-конструктивного подхода. Результатом такого подхода является функционально-конструктивная модель горнопроходческого оборудования - структурный портрет. Отображение в структурном портрете функционально-конструктивных устройств и элементов функциональной машины посредством символов позволяет получить наглядную информацию о структуре геохода [1].

Одним из важнейших функциональных устройств геохода, обеспечивающим возможность

его перемещения в геосреде, является устройство противовращения.

Устройство противовращения - это система функциональных элементов, выполняющих функции восприятия и перераспределения нагрузок на окружающий массив горных пород, формирования продольного канала за контуром выработки и уборки отделенной горной массы из продольных каналов [3].

Функциональное устройство противовраще-ния включает в себя три функциональных элемента:

- крыло, непосредственно воспринимающее и перераспределяющее на массив горных пород (геосреду) нагрузку от силового оборудования;

- исполнительный орган, формирующий продольный канал за контуром выработки;

- орган уборки и транспортирования отделенной горной массы из продольного канала.

Устройство противовращения, являясь структурной единицей технологической операции перемещения геохода, представляет собой систему иерархически связанных функциональноконструктивных элементов (рис. 1).

Для наработки вариантов технических и компоновочных решений устройства противовраще-ния необходимо определить его место в структурном портрете геохода и ввести буквенносимвольное обозначение функциональноконструктивных элементов.

Крыло - это функциональный элемент устройства противовращения, активно взаимодействующий с геосредой за контуром выработки и предназначенный для предотвращения проворота стабилизирующей секции носителя геохода, восприятия и перераспределения на приконтурный массив нагрузок от работы силового оборудования и обеспечения возможности маневрирования гео-

Пере?&гщ8ние

внутренний движитель, внешний движитель, устройство противовращения

крыло, исполнительный орган, породоуборочный орган

конструктивные элементы

Рис. 1. Положение устройства противовращения в структуре технологической операции перемещения геохода

ходом в геосреде по трассе проводимой выработки [3].

Крыло может быть описано при помощи следующих функционально-конструктивных признаков:

1) расположение крыла относительно продольной оси стабилизирующей секции носителя геохода;

2) количество крыльев;

3) форма поперечного сечения крыла;

4) возможность перемещения крыла относительно осей стабилизирующей секции носителя

геохода;

5) наличие собственного привода;

6) наличие у крыла дополнительных конструктивных элементов для обеспечения возможности маневрирования геохода.

Функционально-конструктивными признаками исполнительного органа устройства противо-вращения, формирующего продольный канал за контуром выработки, являются:

1) расположение ИО устройства противовра-щения относительно продольной оси стабилизирующей секции геохода;

Таблица 1. Символьное обозначение функционально-конструктивных элементов устройства противовращения геохода

№ пп Символьное обозначение ФЭ Символьное обозначение КЭ Особенности функционально-конструктивного элемента

1 <2> расположение крыла относительно продольной оси стабилизирующей секции носителя геохода с указанием количества крыльев

форма продольного/поперечного сечения крыла

возможность перемещения крыла относительно осей стабилизирующей секции носителя геохода

0 наличие собственного привода

наличие у крыла дополнительных конструктивных элементов для обеспечения возможности маневрирования геохода

2 • >2 расположение ИО устройства противовращения относительно продольной оси стабилизирующей секции геохода с указанием количества

<Й> тип ИО устройства противовращения

расположение ИО устройства противовращения относительно крыла

0 наличие собственного привода

3* возможность перемещения ИО относительно осей стабилизирующей секции носителя геохода

і тип разрушающего инструмента (ножи, резцы, шарошки и т.д.)

© наличие у ИО дополнительных конструктивных элементов для обеспечения возможности маневрирования геохода

3 и 2К тип органа погрузки отделенной горной массы с указанием их количества

тип транспортирующего органа с указанием их количества

>» расположение породоуборочного органа относительно продольной оси стабилизирующей секции геохода

Е> расположение породоуборочного органа относительно крыла

[Ж] расположение породоуборочного органа относительно ИО

К] возможность перемещения поодоуборочного органа относительно осей стабилизирующей секции носителя геохода

0 наличие собственного привода

2) количество исполнительных органов;

3) тип ИО устройства противовращения;

4) расположение ИО устройства противовра-щения относительно крыла;

5) наличие собственного привода ИО устройства противовращения;

6) возможность перемещения ИО относительно осей стабилизирующей секции носителя геохо-

да;

7) тип разрушающего инструмента (ножи, резцы, шарошки);

8) наличие у ИО дополнительных конструктивных элементов для обеспечения возможности маневрирования геохода.

Формирование за контуром выработки системы продольных каналов предопределяет с одной

Таблица 2. Символьное обозначение конструктивных элементов устройства _____________________________противовращения геохода_________________

№ пп КЭ Символьное обозначение Особенности конструктивного элемента

1 2 3 4

1 <3 схема расположения расположение крыла относительно продольной оси стабилизирующей секции носителя геохода с указанием количества крыльев

1=1 прямоугольная сплошная

11111 прямоугольная каркасная, закрытая обшивкой

д треугольная сплошная

2 А треугольная полая

л трапециевидная сплошная

а трапециевидная полая

Ей биплан

изогнутая под некоторым углом

<А > перемещение крыла возможно в вертикальном направлении (вдоль оси ОУ)

3 е@> перемещение крыла возможно в горизонтальном направлении (вдоль оси ОХ)

перемещение крыла возможно в горизонтальном направлении (вдоль оси О2)

<± > перемещение крыла в угловой системе координат

4 наличие у крыла дополнительных конструктивных элементов для обеспечения возможности маневрирования геохода

5 \ 2 (і ось ИО расположена перпендикулярно плоскости поперечного сечения стабилизирующей секции геохода

/ 2 ось ИО расположена параллельно плоскости поперечного сечения стабилизирующей секции геохода

( барабанный тип ИО

. А $ баровый тип ИО

6 ш шнековый тип ИО

& редукторный тип ИО

і ножевой активный тип ИО

7 расположение ИО устройства противовращения относительно крыла

21] перемещение ИО возможно в вертикальном направлении (вдоль оси ОУ)

8 >> Ы перемещение ИО возможно в горизонтальном направлении (вдоль оси ОХ)

1Е. перемещение ИО возможно в горизонтальном направлении (вдоль оси О2)

перемещение ИО в угловой системе координат

Продолжение табл. 2

1 2 3 4

разрушающий инструмент - лезвие

9 й Ф разрушающий инструмент - шарошка

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

разрушающий инструмент - резец

10 ® наличие у ИО конструктивных элементов для обеспечения возможности маневрирования геохода

11 2Х тип органов погрузки отделенной горной массы с указанием их количества

12 К] тип транспортирующих органов с указанием количества

13 С 3 ось транспортирующего органа расположена перпендикулярно плоскости поперечного сечения стабилизирующей секции геохода

а и ось транспортирующего органа расположена параллельно плоскости поперечного сечения стабилизирующей секции геохода

породоуборочный орган расположен на продольной оси крыла

-И-Е> породоуборочный орган расположен выше продольной оси крыла

14 *ЕВ> породоуборочный орган расположен ниже продольной оси крыла

спаренный породоуборочный орган расположен симметрично относительно продольной оси крыла

породоуборочный орган расположен в габарите крыла

15 К] расположение породоуборочного органа относительно ИО

ш перемещение породоуборочного органа возможно в вертикальном направлении (вдоль оси ОУ)

16 СЙ К) перемещение породоуборочного органа возможно в горизонтальном направлении (вдоль оси ОХ)

са перемещение породоуборочного органа возможно в горизонтальном направлении (вдоль оси О2)

перемещение породоуборочного органа в угловой системе координат

пневматический привод

17 0 ф гидравлический привод

ф электрический привод

стороны возможность перемещения геохода в другой - появление новых технологических опе-

любом направлении подземного пространства, а с раций в процессе проведения горных выработок.

Рис. 2. Фрагмент структурного портрета геохода

а) геоход ЭЛЛНГ-S; б) геоход ЭЛЛНГ-4.

В качестве конструктивных элементов средств уборки и транспортирования отделенной горной массы на данном этапе рассматриваются традиционные решения. Признаками породоуборочного органа могут являться:

1) тип органа погрузки отделенной горной массы;

2) тип транспортирующего органа;

3) количество органов погрузки и транспортирующих органов;

4) расположение породоуборочного органа относительно продольной оси стабилизирующей секции геохода;

З) расположение породоуборочного органа относительно крыла;

6) расположение породоуборочного органа относительно ИО;

7) возможность перемещения породоуборочного органа относительно осей стабилизирующей секции носителя геохода;

В) наличие собственного привода.

Символьные обозначения функциональноконструктивных признаков функциональных элементов устройства противовращения геохода при-веденыв табл. І.

Символьные обозначения конструктивных элементов устройства противовращения геохода приведены в табл. 2.

При расположении устройства противовраще-ния в структурном портрете геохода необходимо учитывать:

1) взаимодействие устройства противовраще-ния с геосредой;

2) взаимосвязь устройства противовращения геохода с технологическими операциями отделения, уборки горной массы и крепления образовавшегося пространства;

3) совокупность функциональных и конструктивных элементов устройства противовращения;

4) технологические, кинематические и конструктивные связи функционально-конструктивных

элементов устройства противовращения.

Фрагменты структурных портретов геоходов ЭЛАНГ-З и ЭЛАНГ-4 представлены на рисунке 2.

Операция перемещения на примере геоходов ЭЛАНГ-З и ЭЛАНГ-4 осуществляется при помощи идентичного набора функциональных устройств - внешнего движителя, внутреннего движителя и устройства противовращения.

Устройства противовращения геоходов ЭЛАНГ-З и ЭЛАНГ-4 состоят только из одного функционального элемента - крыла, отличающегося конструкцией и принципом работы. Наличие исполнительного органа, формирующего продольный канал за контуром выработки, а также органа уборки отделенной горной массы в структуре опытного образца геохода ЭЛАНГ-З не предусмотрено. Однако, в отличие от геохода ЭЛАНГ-4, устройство противовращения в данном случае имеет собственный гидропривод.

В геоходе ЭЛАНГ-4 устройство противовра-щения, являясь пассивным, ориентировано на решение только одной задачи - предотвращать проворот стабилизирующей секции носителя геохода, воспринимать и перераспределять на приконтур-ный массив нагрузки от работы силового оборудования. Кроме указанного, структурный портрет дает возможность представить геометрическое расположение, количество и конструкцию крыльев геоходов ЭЛАНГ-З и ЭЛАНГ-4.

Таким образом, устройство противовращения представлено как структурная единица технологической операции перемещения геохода, определена иерархичность структуры устройства противо-вращения. Для наработки вариантов технических и компоновочных решений выделены функционально-конструктивные признаки и введены символьные обозначения функциональноконструктивных элементов устройства противо-вращения.

Сформирован фрагмент структурного портре- перемещения. Определено место устройства про-

та, описывающий технологическую операцию тивовращения в структурном портрете геохода.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Аксенов В.В., Садовец В.Ю. Структурная матрица геоходов I «Служение делу» ГУ КузГТУ - Кемерово; 200б, стр. 90-100.

2 Винтоповоротные проходческие агрегаты I А.Ф. Эллер, В.Ф. Горбунов, В.В. Аксенов. - Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1992. - 192 с.

3 Аксенов В.В, Резанова Е.В. Пути развития устройств противовращения геоходов // Вестник КузГТУ - 2008. - № 2-'08. - С. 24-2З.

□ Авторы статьи:

Аксенов Владимир Валерьевич

- докт. техн. наук, ведущий научный сотрудник ИУУ СО РАН, профессор Юргинского технологического института (филиала) ТПУ email: vIaksenov@kemsc.ru

Садовец Владимир Юрьевич - канд.техн.наук., доцент

каф. прикладной механики КузГТУ, доцент Юргинского технологического института (филиала) ТПУ Тел. 8-(3842)-58-35-70

Резанова Елена Викторовна ст. преп.каф. прикладной механики КузГТУ Тел. 8-(3842)-58-35-70

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.