Рассмотреть кинематические схемы проходческих комбайнов и очистного комбайна. Рассмотреть принципиальную схему управления комбай. Рассмотреть кинематические схемы проходческих комбайнов и очистного комбайна. Рассмотреть принципиальную схему управления комбайнами
 Скачать 208.4 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Республики Казахстан Карагандинский Государственный Технический Университет Кафедра ТОМиС
Выполнил: Магистрант группы ТМОМ-19-1 Токарева Р.А. Проверил: Синько А.Н. 2020 Введение Структурно-компоновочные схемы существующих проходческих комбайнов не обеспечивают возможности дальнейшего качественного повышения их технического уровня по причине низкого качества выработок, получаемых при проходке, больших трудозатрат на возведение крепи, недостаточной устойчивости и значительного числа циклов знакопеременного нагружения, конструкцией исполнительного органа. Одними из основных требований к проходческому комбайну, обеспечивающими возможность качественного повышения их технического уровня, являются: повышение качества получаемых при проходке выработок по критериям точности профиля выработки и параллельности боковой поверхности выработки к ее оси, возможность механизации установки крепи и расширение области применения по углам наклона выработки. 1. Исполнительные органы и рабочее оборудование комбайнов Комбайн (рисунок 1.1) состоит из следующих основных частей: сдвоенного исполнительного органа планетарного типа, разрушающего забой двумя парами поворотных дисков 1 и дисками забурников 10, установленных на поворотных редукторах 2; верхнего отбойного устройства 3, оформляющего кровлю выработки; бермового органа, состоящего из боковых фрез 9 и шнеков 4, осуществляющего выравнивание почвы, подрезку углов выработки и погрузку отбитой руды на скребковый конвейер 6; гусеничного хода 8, осуществляющего перемещение комбайна на рабочих и маневровых скоростях; щита ограждения 5, ограничивающего распространение пыли из призабойного пространства в выработку; кабины 7, предназначенной для защиты машиниста от пыли, шума и вибрации. Кинематическая схема комбинированного исполнительного органа проходческо-очистного комбайна состоит из отдельных приводов планетарно-дисковых исполнительных органов, отбойного устройства и бермового режущего органа. Планетарно-дисковые исполнительные органы комбайна кинематически связаны между собой общим редуктором переносного вращения. Вращение резцовых дисков осуществляется одновременно в двух направлениях: – вокруг собственных осей – относительное движение с частотой вращения noтн = 40,7 мин-1, привод от двух электродвигателей ВАО2-315М6 мощностью Nотн = 160 кВт; – вокруг оси раздаточного редуктора (водила) исполнительного органа – переносное движение с частотой вращения nпер= 4,2 мин-1, привод от электродвигателя 2ВР250S4 мощностью Nпер= 75 кВт. Исполнительные органы, вращаясь в противоположных направлениях, перемещают разрушенную массу к приёмной части скребкового конвейера. Каждый исполнительный орган (левый и правый) комбайна (см. рисунок 1.1) состоит из раздаточного редуктора (водила) исполнительного органа и двух поворотных редукторов, двух резцовых дисков и двух дисков забурника. Резцовые диски оснащены резцами РС-14У или ПС1-8У. Забурники оснащены резцами РС-14У.  Рисунок 1.1 – Комбайн проходческо-очистной: – фронтальная проекция; б – горизонтальная проекция; 1 – поворотные диски; 2 – поворотные редукторы; 3 – верхнее отбойное устройство; 4 – шнековые грузчики; 5 – щит ограждения; 6 – скребковый конвейер; 7 – кабина машиниста; 8 – гусеничный ход; 9 – бермовые фрезы; 10 – забурник Исполнительные органы смонтированы на общей платформе, которая установлена на передней раме скребкового конвейера. Верхнее отбойное устройство комбайна предназначено для оформления верхней части выработки, устанавливается подвижно на редукторах исполнительного органа и может подниматься и опускаться двумя гидроцилиндрами, обеспечивая необходимый типоразмер выработки по высоте или зазор в транспортном положении. Конструктивно отбойное устройство представляет собой самостоятельный узел с приводом (электродвигатель ВРПВ 200L4Р, мощностью 45 кВт) и редуктором, смонтированным в одной из рукоятей и включающим в себя две планетарные передачи типа 2К-Н и три пары цилиндрических колёс. Бермовый орган выполненный в виде шнека и двух боковых фрез, предназначен для оформления нижней части выработки, транспортировки и погрузки отбитой горной массы в приёмную часть скребкового конвейера. Шнек бермового органа состоит из двух частей, имеющих встречное направление спирали, причем одна часть может проворачиваться относительно другой, что обеспечивает кинематическое разделение правого левого приводов. Вращение бермового органа осуществляется от двух приводных электродвигателей 2ВР250S4 мощностью 75 кВт. 1.2 Достоинства и недостатки исполнительных органов комбайна достоинствам исполнительных органов комбайнов следует отнести относительно небольшое количество одновременно контактирующих с забоем резцов, что обеспечивает передачу на них значительной мощности при малых напорных усилиях на забой. Резцы, установленные на исполнительных органах комбайна, контактируют с забоем одинаковой скоростью, вследствие периодичности контакта происходит их охлаждение, что положительно сказывается на сроке службы породоразрушающего инструмента. Следует отметить также некоторые существенные недостатки исполнительных органов комбайнов. Калийный массив разрушается стружками серповидного сечения, что обусловливает повышенный выход мелких пылевидных классов руды в продуктах отбойки. конструкции редукторов планетарно-дисковых исполнительных органов используются конические передачи, что негативно отражается на ресурсе трансмиссий комбайна. Отсутствие демпфирующих устройств и значительные внешние динамические нагрузки обусловливают повышенный выход из строя опорных подшипников и валов поворотных дисков. Мощность одного привода бермового органа составляет 75 кВт. На основании расчетов установлено, что на отбойку руды шнеком и фрезой затрачивается мощность, не превышающая 35 кВт, следовательно, основная часть энергии привода затрачивается на перемещение и погрузку горной массы. Значительные энергозатраты на погрузку свидетельствуют о том, что руда перемещается шнеками с значительным сопротивлением, при этом происходит интенсивное измельчение горной массы. Скребковый конвейер (перегружатель) комбайна предназначен для погрузки отбитой массы на транспортно-погрузочные средства, в качестве которых используются бункер-перегружатели и самоходные вагоны. Последние обеспечивают перегрузку горной массы на ленточные конвейеры. Перегружатель состоит из передней опорной, переходной и поворотной разгрузочной рам. На поворотной раме установлены два электродвигателя ВРПВ180S4 мощностью 22 кВт. Ширина жёлоба скребкового конвейера – 710 мм. В качестве тягового органа применена круглозвенная скребковая цепь 18×64 – С11 ТУ12.44.1050-83 с шагом расстановки скребков 516 мм. Рама конвейера в средней части шарнирно соединена с рамой гусеничного хода, а передней частью опирается на два гидроцилиндра, нижние концы которых закреплены на раме гусеничного хода. Гидроцилиндрами рама конвейера может быть опущена вниз или приподнята вверх, что обеспечивает управление движением комбайна при выемке в вертикальной плоскости. Работа скребковых конвейеров в качестве погрузочно-транспортных устройств проходческо-очистных комбайнов характеризуется рядом особенностей: – большим углом наклона передней рамы конвейера (до 30º); – неравномерностью поступления груза от двух однозаходных шнеков; – подверженностью рамы конвейера значительной вибрации, обусловленной значительными динамическими нагрузками на исполнительном органе комбайна и приводе конвейера. Угол естественного откоса отделённой от массива калийной руды в движении составляет около 20°, при погрузке часть горной массы скатывается с конвейера. Производительность скребкового перегружателя ещё больше снижается при работе комбайна в выработках с отрицательными углами наклона (движение комбайна вниз). Однозаходные шнеки подают руду на конвейер неравномерно, отдельными порциями, что обусловливает динамический характер нагрузок приводов перегружателя. Ходовая гусеничная тележка предназначена для подачи комбайна на забой с необходимым напорным усилием и скоростью, а также для выполнения маневровых операций: перегона, поворота и разворота комбайна. Особенность гусеничной ходовой тележки комбайна состоит в том, что она обеспечивает сравнительно невысокие скорости перемещения при высоких напорных усилиях. состав ходовой тележки комбайна входит основная рама, к которой посредством цапф крепятся гусеничные рамы. Ходовая тележка имеет боковые направляющие лыжи, перемещаемые гидроцилиндрами, имеющими раздельное управление. Направляющие лыжи осуществляют распор тележки боковые стенки выработки и обеспечивают прямолинейное движение комбайна при перегонах, а также используются при поворотах. Гусеничная рама состоит из корпуса с установленными на нем опорными и натяжными катками, натяжного устройства и гусеничных цепей. Гусеничная цепь состоит из траков шириной 390 мм с шагом установки 230 мм и соединительных пальцев диаметром 36 мм. В передней части рам гусеничного хода имеются кронштейны с обработанными вертикальными плоскостями, которые образуют направляющие для перемещения передней рамы конвейера при использовании домкратов подъема бермового органа. Ходовая тележка комбайна приводится в движение механизмом хода, состоящим из двух самостоятельных приводов, выполненных отдельно и предназначенных для передачи крутящих моментов от гидродвигателей к ведущим звездочкам гусеничных цепей. Гидропривод гусеничного хода обеспечивает рабочую и маневровую скорости движения комбайна. недостаткам ходового оборудования комбайнов необходимо отнести отсутствие устройств, осуществляющих контроль скорости подачи Vп комбайна на забой. При работе добычной машины на пластах с отрицательными углами наклона (движение вниз) нередки ситуации «задавливания» комбайна в забой под собственным весом, что приводит к превышению нагрузок на приводах исполнительных органов и, как следствие, к срабатыванию защит или возникновению аварийных отказов. При работе комбайна в выработках с положительными углами наклона (движение вверх) гусеничный ход зачастую не обеспечивает необходимого напорного усилия, что приводит к проскальзыванию гусениц, уменьшению скорости подачи комбайна на забой и снижению качества отделяемой от массива руды. Органы перемещения имеют регулируемую скорость подачи комбайна на забой с ручным управлением. Режим и параметры работы комбайна во многом определяются уровнем квалификации машиниста и его психоэмоциональным состоянием. Таблица 1.4 – Статистика аварийных отказов редукторов комбайнов
Отсутствие эффективных систем контроля параметров работы (в частности скорости подачи комбайна на забой), защит, устройств демпфирования динамических нагрузок является причиной значительной части аварийных отказов комбайнов. Согласно статистике, наиболее часто выходят из строя поворотные и раздаточные редукторы планетарно-дисковых исполнительных органов, редукторы бермовых исполнительных органов, а также тихоходные редукторы скребковых конвейеров-перегружателей (таблица 1.4). Заключение 1. Формирование нагрузок на приводах исполнительных органов проходческо-очистных комбайнов является сложным многофакторным процессом. Величина и характер изменения нагруженности приводов омбайна определяются физико-механическими свойствами руды, слагающей массив, способом и схемой разрушения забоя, кинематической схемой и характеристиками приводов, состоянием режущего инструмента и узлов комбайна, режимом работы выемочной машины в очистной камере. 2. Выбор рациональных режимных параметров работы комбайна типам в условиях калийных рудников возможен путем оценки величины и характера изменения нагруженности приводных двигателей породоразрушающих исполнительных органов. 3. Величина и характер изменения нагрузки на приводах исполнительных органов комбайна достоверно оцениваются по значениям активной мощности, потребляемой двигателями выемочной машины, при работе проходческо-очистного комбайна. 4. Существующее техническое оснащение комбайна не позволяет в полной мере контролировать процесс изменения нагруженности приводов выемочных машин. Отсутствие информации о перемещении добычной машины, значениях мгновенной и средней скорости подачи комбайна затрудняют оценку устойчивости режима работы комбайнов, значений эксплуатационной производительности и эффективности использования технологического оборудования во времени. Список использованной литературы 1. Норенков И.П., Маничев В.Б. Основы теории и проектирования САПР. Учебник для втузов. –М.: Высшая шк., 1990. –335 с. 2. А.Б. Каплун, Е.М. Морозов, М.А. Олферьева «ANSYS в руках инженера, практическое руводство»,-М.2003 3. Нургужин М.Р., Даненова Г. Т. Инженерные расчёты в ANSYS: сборник примеров, Караганда 2006 319 с. 4. Пивень Г.Г., Климов Ю.И. Имитационное моделирование гидромеханических систем (математические модели): учеб.пособие / КарГТУ. – Караганда, 2004. – 106 с. 5. Басов К.А. ANSYS в примерах и задачах / Под общей редакцией Д.Г. Красковского. – М.: КомпьютерПресс, 2002. – 224 с. 6. Бейсембаев К.М., Шащянова М.Б. Основы системного анализа в базах данных. Караганды, Болашак-Баспа, 2008, 208 с. 7. Бейсембаев К.М., Жетесов С.С. Практические аспекты разработки промышленных информационных систем. Караганда 2009, изд-во КарГТУ, 207 с. 8. Бейсембаев К.М., Жетесов С.С., Демин В.С., Малыбаев Н.С., Шманов М.Н. Практические и исследовательские аспекты авто проектирование горных машин в 3d. Караганда 2012, изд-во КарГТУ. 9. Бейсембаев К.М., Жетесов С.С., Шманов М.Н. Геомеханические основы разработки угля в нестационарных системах. Караганда 2009, изд-во КарГТУ, 207 с. Содержание Введение 1. Исполнительные органы и рабочее оборудование комбайнов. 1.2 Достоинства и недостатки исполнительных органов комбайна Заключение Список использованной литературы |