Ведерников Н.И. Горные машины и комплексы для добычи и обогащения полезных ископаемых

Подождите немного. Документ загружается.

кольцевой бар 1 с вертикально замкнутой в его направляющих

одношарнирной цепью 2 с консольными скребками 3 и резцами.

Электропривод грузчика размещён внутри кольцевого бара

посредством звезды 4 передает крутящий момент отбойно-

погрузочной цепи. Звезда 2 – свободная. При движении цепь своей

нижней ветвью захватывает уголь, разрушенный исполнительным

органом, дробит резцами крупные куски, перемещает и грузит горную

массу на забойный конвейер 5.

Рисунок 1.6 - Схемы погрузочных органов и устройств

очистных комбайнов

Такие автономные грузчики являются громоздкими по

конструкции и неудобными в эксплуатации; они значительно

измельчают уголь и создают дополнительное пылеобразование,

увеличивают обнаженное пространство в зоне работы комбайна и

повышают трудоемкость работ по демонтажу, монтажу после съема

комбайном каждой полосы угля. В современных узкозахватных

комбайнах они не используются, но еще имеют небольшое

применение в широкозахватных комбайнах.

Второй вариант используется на комбайне «Кировец» - во

встроенном исполнении погрузочная цепь расположена

непосредственно в исполнительном органе - кольцевом баре в его

заднем ручье. Разрушенный уголь удерживается в зоне работы этой

цепи посредством подпорного щитка.

Дальнейшее развитие привело к совмещению в одном

исполнительном органе узкозахватного комбайна функций

разрушения и погрузки угля применением простых по конструкции

устройств – подпорных щитков 1 (рис. 1.6, б, в). Их назначение

удерживать разрушенный исполнительным органом уголь в зоне

погрузки.

Особо следует отметить эффективное применение на забойных

передвижных скребковых конвейерах навесных статических лемехов

1 (рис. 1.6, г), позволяющих зачищать и погружать уголь с почвы

пласта на забойный конвейер при его передвижении к забою при

помощи гидродомкратов 2.

1.6 Механизмы подачи

Перемещение очистных комбайнов осуществляется

посредством механизмов перемещения, которые по типу привода

делятся на механические, гидравлические и электрические.

Электрические механизмы перемещения в настоящее время находятся

в стадии разработки. По месту установки привода различают

встроенные механизмы перемещения, монтируемые непосредственно

на очистном комбайне, и вынесенные системы подачи, монтируемые

на рамах приводных блоков забойного конвейера. В условиях крутых

пластов роль механизма перемещения выполняет тяговая лебедка,

устанавливаемая на вентиляционном штреке.

По тяговому элементу механизмы перемещения разделяют на:

канатные, цепные, бесцепные (с жесткой направляющей или с

траковой цепью) и шагающие. Последние в отечественной

промышленности пока не применяются.

Механический механизм перемещения - это встроенный в корпус

машины редуктор – вариатор с большим передаточным отношением

(i>1000), на выходном валу которого установлен барабан с канатом.

Перемещение комбайна осуществляется с помощью тягового каната,

растянутого вдоль лавы. Один конец каната закрепляется на упорной

стойке, которая раскрепляется между почвой и кровлей на расстоянии

20-30 м от комбайна по ходу его движения, а второй конец закреплен

на барабане. При включении механизма перемещения канат

наматывается на барабан, и комбайн начинает двигаться в сторону

упорной стойки с заданной скоростью. К механическим относятся

храповичные и пульсирующие механизмы перемещения.

Гидравлические механизмы перемещения, как и механические,

включают механизмы подачи и тяговый орган. В качестве механизма

подачи применяется объемный гидропривод, состоящий из насоса и

гидромотора, которые соединены между собой гидравлическими

магистралями (трубопроводами). Роль тягового органа выполняет

круглозвенная калиброванная цепь, которая в последнее время

постепенно заменяется зубчатой или цевочной шарнирной рейкой.

Насос предназначен для преобразования энергии вращения

электропривода в гидравлическую энергию напора, а гидромотор, в

свою очередь, преобразует энергию напора, а гидромотор, в свою

очередь, преобразует энергию напора рабочей жидкости, полученную

от насоса, в механическую энергию вращения выходного вала

механизма подачи. В современных механизмах перемещения очистных

комбайнов наибольшее применение получили регулируемые

радиально-поршневые и аксиально-поршневые насосы, регулируемые

и нерегулируемые поршневые радиальные и аксиальные гидромоторы.

Регулируемые насосы работают с переменной производительностью, а

нерегулируемые - с постоянной.

Гидромоторы изготавливаются двух типов: низкомоментные

(с крутящим моментом до 0,5 кН⋅м и частотой вращения выходного

вала до 6,6 с-1) и высокомоментные (с крутящим моментом более 5

кН⋅ м и частотой вращения выходного вала 0,3-1,65 с

-1

Гидропередачи с высокомоментными гидроматорами позволяют

создавать механизмы перемещения без редуктора или использовать

простейший редуктор. Применение низкомоментных гидромоторов

требует обязательного наличия редуктора для снижения скорости и

увеличения крутящего момента на выходном валу.

В гидравлических механизмах перемещения в качестве рабочей

жидкости применяются индустриальные масла сернокислой очистки.

В отечественных очистных комбайнах широко применяются

встроенные гидравлические механизмы перемещения типа Г404, Г406

и др., выполненные по схеме «регулируемый насос - нерегулируемый

гидромотор» (рис. 1.7, а - е) и вынесенные на штреки механизмы

перемещения (рис. 1.7, ж). По месту расположения цепи относительно

комбайна и выработанного пространства, различают системы с

расположением тягового органа со стороны завала (см. рис. 1.7, а, е),

со стороны забоя (см. рис. 1.7, в) и со смешанным расположением (см.

рис. 1.7, б, г).

При работе очистного комбайна тяговая цепь растягивается

вдоль лавы и ее концы закрепляются на рамах приводных блоков

забойного конвейера. Ведущая звездочка механизма перемещения

перекатывается по натянутой тяговой цепи как по зубчатой рейке,

осуществляя перемещения комбайна. Ведущие и отклоняющие

звездочки могут располагаться в горизонтальной или вертикальной

плоскостях - в зависимости от конструктивного исполнения механизма

перемещения. По концам тяговой цепи могут устанавливаться

компенсаторы длины цепи (пружинные или гидравлические) для

натяжения ее холостой ветви и вертлюги - для самоцентровки цепи

относительно направляющих ручьев приводной и отклоняющей

звездочек.

К преимуществам гидравлического механизма перемещения

следует отнести плавное регулирование скорости подачи и

неподвижность тягового элемента, что обеспечивает сравнительно

удобного и безопасное его расположение на приводных элементах

комбайнов и в лаве.

Вынесенные системы подачи (ВСП) по характеру работы могут

быть гидравлическими и электромеханическими, с ручным и

автоматическим управлением. Этими системами комплектуются

узкозахватные очистные комбайны струги для разработки тонких

пологонаклонных пластов мощностью 0,55- 0,8 м с углом падения до

35 градусов, где крайне затруднен доступ к встроенным механизмам

перемещения.

Для ВСП характерно наличие двух приводов, подвижно

размещенных на приводных головках забойного конвейера, вместе с

которым они перемещаются. Подача комбайна осуществляется

вертикально замкнутой калиброванной цепью, расположенной с

завальной стороны конвейера. Передний по ходу движения комбайна

привод ВСП является основным, а задний - вспомогательным, так как

осуществляет вытяжку холостой ветви цепи. При изменении

направления движения комбайна роль приводов ВСП меняется. Для

регулирования скорости подачи и тягового усилия механизм

перемещения оснащается электромагнитной муфтой скольжения ЭМС.

Преимуществами ВСП являются использование мощности

основного электродвигателя только для привода исполнительного

органа, сокращение длины комбайна на 1,5- 2 м и хорошая

доступность к узлам ВСП при осмотрах и ремонтах.

Главные недостатки заключаются в наличии двух движущихся

ветвей тяговой цепи в лаве, что затрудняет передвижение забойного

конвейера и возведение крепи (особенно в местах искривления лавы) и

двух механизмов подачи, расположенных по концам лавы.

Поиски путей дальнейшего совершенствования механизмов

перемещения очистных комбайнов привели к созданию бесцепной

системы подачи (БСП). В отрасли накоплен достаточный опыт

создания и эксплуатации различных конструктивных решений БСП,

которые можно классифицировать по следующим признакам:

- по месту расположения исполнительного органа – встроенные

на комбайне и рассредоточенные по всей длине лавы;

- по характеру подачи - непрерывного и цикличного действия;

- по исполнительному органу - колесные, траковые и с

помощью гидроцилиндров;

- по тяговому органу – зубчатые направляющиеся, цевочные

плоские и цевочные трубчатые направляющие.

Встроенные БСП не имеют тяговой цепи. Роль ее выполняет

жесткая направляющая, состоящая из отдельных шарнирно связанных

между собой элементов.

В отечественной промышленности наибольшее

распространение получили встроенные гидравлические механизмы

перемещения непрерывного действия с колесным исполнительным

органом. В качестве тягового органа применяются зубчатые и

цевочные направляющие (рис. 1.8).

Основные преимущества БСП перед цепными заключаются в

возможности:

создания на базе БСП самотормозящих механизмов

перемещения, обеспечивающих работу комбайна на пологих и

наклонных пластах, что не удавалось осуществить в цепных

механизмах перемещения;

работы комбайна с весьма малыми колебаниями скорости

подачи, что создает условия для резания полезного ископаемого с

постоянной глубинной при более эффективном использовании

установленной мощности привода;

повышения надежности и безопасности при обслуживании

комбайна.

Отсутствие тяговой цепи в лаве сокращает простои комбайна в

лаве из-за отказов механизма перемещения до 45%.

1- вертлюг; 2 – тяговая цепь; 3 – ведущая звездочка; 4 –

отклоняющая звездочка; 5 – компенсатор длины цепи; 6 – блок; 7-

гидроцилиндр натяжения цепи

Рисунок 1.8 – Системы подачи очистных комбайнов с цепным

тяговым органом

В зависимости от типа комбайна и условий его работы

механизм перемещения должен обеспечивать максимальное тяговое

усилие в пределах 150-300 кН.

В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют

гидравлические механизмы перемещения, чем и объясняется их

широкое распространение.

1 – комбайн; 2- конвейер; 3 – жесткая направляющая; 4 – концевая

каретка; 5 – гидроцилиндр натяжения; 6 – ведущая звездочка; 7 –

цевочное колесо.

Рисунок 1.9 – Схема расположения БСП в лаве (а) и возможные

варианты зацепления колеса с зубчаткой (б),

трубчатой (в) и цевочной (г) рейками

1.7 Расчет мощности двигателя на погрузку и подачу.

Усилие подачи очистного комбайна определяется из выражения

(

)

[

]

,Уcos"fsinGКУ

иfп

∑

+α+α=

где К

= 1,3-1,5 коэффициент, учитывающий дополнительное

сопротивление перемещению комбайна;

G - вес машины; α - угол падения пласта;

- коэффициент трения машины ( о почву пласта - f

= 0,3 - 0,4; о

направляющие конвейера f

= 0,18 -0,25);

- суммарная сила в направлении подачи машины на

исполнительном органе,

осохв

срi

2ср

1сри

КK

У...

У ⋅













+++

;

ср

- среднее значение силы внедрения резца,

обзсж0пср

КSRZКУ ⋅⋅+⋅=

;

- коэффициент, учитывающий влияние толщины среза на силу

подачи ( для вязких углей К

= 0,7; для хрупких углей К

= 0,6; для

весьма хрупких углей К

= 0,5);

сж

- временное сопротивление угля одноосному сжатию;

- проекция площадки затупления резца на плоскость резания;

N - количество резцов в группе;

γ охв.

- коэффициент влияния угла контакта исполнительного органа с

разрушаемой пачкой угля;

ос.

- коэффициент, учитывающий ослабление массива.

Мощность, необходимая для перемещения машины

определяется из выражения

100060

VУ

nи

η⋅⋅

⋅

кВт,