Контрольныевопросы
Требования,предъявляемыек буровомуинструменту.
Материалы,применяемыедляизготовлениябуровогоинструмента.
Конструкцииинструментадля перфораторов.
Конструкцииинструментадляпневмоударногобурения.
Конструкцииинструментадляшарошечногобурения.
Конструкцииинструментадлявращательного(шнекового)бурения.
Типы иобластьпримененияшарошечныхдолот.
Литература
ПодэрниР.Ю.Горныемашиныдля открытыхгорныхработ.В2-хч.М.: МГИ, 1999
ПодэрниР.Ю.Горныемашиныикомплексыдляоткрытых горныхработ.М.:Недра,1985
ИвановК.И.,ЛатышевВ.А.,АндреевВ.Д. Техникабуренияприразработкеместорожденийполезныхископаемых.М.:Недра.
Сафохин М.С.,КатановБ.А.Машинистбуровогостанканакарьере.М.:Недра.
ИсполнительныемеханизмыбурильныхмашинОпорныесловаитермины
Пневмоударник,воздухораспределительноеустройство,поршень-ударник,клапанные,золотниковыеибесклапанныевоздухораспределительныеустройства,погружныепневмоударники,вращательно-подающиемеханизмы(ВПМ),ВПМшпиндельного,патронногоилироторноготипа,вращатели,механизмыподачи,гравитационные,зубчато-реечные,канатные,винтовые,дифференциально-винтовые,поршневые(пневматическиеигидравлические)икомбинированные механизмыподачи.
Ударныемеханизмыпневмоударниковиперфораторовимеютодинаковыйпринципдействияиотличаютсятолькоразмерамииконструкциейотдельных деталей.
Сущностьработыпневмоударникаиперфораторазаключаетсявтом,чтосжатыйвоздухспомощьювоздухораспределительногоустройстваподаетсяпопеременновправуюилилевуюполостьцилиндраударного(илиударно-поворотного)механизма,обеспечиваядляпневмоударникавозвратно-поступательное,адляперфоратораиповоротноедвижениепоршня-ударника.
Холостойходпоршняначинаетсяподдействиемсжатоговоздуха,поступающегочерезвоздухораспределительноеустройствопоканалувправуюполостьцилиндра.Вкрайнейточкецилиндрапоршеньначнетоткрыватьвыхлопноеотверстиепереднейправойполостицилиндра,соединяяеесатмосферой.Приэтомдавлениевуказаннойполостирезкопадает,втовремякак
поршеньпродолжаетперемещатьсяснарастающейскоростью домаксимальнойвеличины.Вконцехолостогоходапоршеньперемещаетсяпоинерциисуменьшающейсяскоростьюдвижения,адавлениеснижаетсядоблизкогокатмосферному.Втожевремялеваяполостьцилиндравначалехолостогоходасвязанасатмосферойчерезвыхлопноеотверстие,ивнейдавлениепервоначальноудерживаетсянауровнеатмосферного.
Когдавыхлопноеотверстиезакрываетсяпоршнем,воздух,находящийсявлевойполостицилиндра,начинаетсжиматьсяи происходитнарастание давления.
Кконцухолостогоходапоршнянавоздухораспределительноеустройствосоднойстороныдействуетповышенноедавление,асдругой-полостьцилиндрасоединенасатмосферой.Клапанперемещаетсяоткрываяпутьсжатомувоздухувлевуюполостьцилиндра.Однакопоршеньпоинерцииещенекотороевремяпродолжаетхолостойход,сжимаявоздух,азатемобразовавшейсявоздушнойподушкойотбрасываетсяназад,начинаярабочийходслеванаправо.
Вовремярабочегоходапоршеньпервоначальнонабираетскоростьподдействиемсжатоговоздуха.Передокончаниемрабочегоходапоршеньоткрываетвыхлопноеотверстиесоднойстороныизакрываетотверстиесдругой.Приэтомскоростьдвиженияпоршняпродолжаетнарастатьдомаксимальнойвеличины,адавлениевлевойполостиснижается,стремяськатмосферному.Вправойполости,котораябыласоединенасатмосферой,давлениепадает;кконцуходапоршнявоздухначинаетсновасжиматьсяидавлениевозрастает.Поддействиемразностидавленийвправойилевойполостяхцилиндраклапанперебрасываетсяопятьвкрайнеелевоеположение,открываядляподачисжатоговоздухаканал.Втожевремяпоршеньнаноситударпо хвостовикубуровогоинструмента,иначинаетсяследующийхолостойходпоршня.
Упрощенноеописаниевдействительностиболеесложнопротекающегопроцесса,хорошообъясняетфизическуюсущностьработыперфоратора.
Воздухораспределительныеустройствавыполняютсяклапанными,золотниковымиибесклапанными.Впневмоударникахиперфораторахнаиболеераспространенобесклапанноевоздухораспределение,котороеимеетмалыедвижущиесямассыиповерхностьтренияималуючувствительностькзасорению.Золотниковоеустройствоболееэкономичнопорасходусжатоговоздуха,ноболеетребовательновэксплуатации.Бесклапанноевоздухораспределениеобеспечиваетсясамимпоршнем.Ононадежновработе,ноимеетменьшеенаполнениеполостейцилиндровсжатымвоздухом,всвязисчемчащеприменяетсяпрималомходепоршняибольшойчастотеударов.
Перфораторы,устанавливаемыенаколонкахилистанках,могутиметьвстроенныемеханизмынезависимоговращениябураотпневмодвигателячерезмеханическуюпередачу.
Погружныепневмоударники.Приударно-вращательномбурениибуровоймашинойявляетсяпогружнойпневмоударник,вкоторомпоршеньсовершаетвозвратно-поступательноедвижениеиприрабочемходенаноситударпохвостовикубуровогоинструмента.Погружнойпневмоударниквыполняетсябезвстроенногоповоротногоустройства,работаетнасжатомвоздухеиливоздушно-водянойсмеси,котораяобеспечиваетэффективноепылеподавление.Вращениеиподачапневмоударниканазабойосуществляетсячерезштангуотустановленныхвнескважинывращателяиподатчика.
Кчислуосновныхфакторов,определяющихэффективностьбурениявзрывныхскважинпогружнымипневмоударниками,относятся:величинаэнергииединичногоударапоршняпобу-ровомуинструменту,частотаударов,геометрияразрушающегоинструментаифизическиесвойствабуримойпороды.
Погружныепневмоударникивыпускаюттрехтипоразмеров.Пневмоударникисбесклапаннойсистемойвоздухораспределения(рис.5.1)имеютпоршень-ударник5,которыйприрабочемдвижениивцилиндре4перемещаетсянавеличинухода,саморегулируяподачусжатоговоздухаизполостибтрубки6вполостиаи0,атакженапродувкукоронкиприлюбомположениипоршнявцилиндречерезканалыпоршня(сеченияВ—ВиГ—Г)ибуксы(сеченияБ—Б).Коронка11вставляетсявбуксу1ификсируетсяотвыпаденияшариками12,имеянекоторуюсвободухода.Настройка пневмоударника обеспечиваетсягайкой8 и седлом 7.
5.1.ПогружнойпневмоударникП-125К:
1—букса;2 — кольцо;3—пружина;4—цилиндр;5—поршень-ударник;6—трубка
распределительная;7—седло;8 —гайка регулировочная;9—стопор;10—переходник;11—коронка;12—шарики
Конструкциявращательно-подающегомеханизма(ВПМ)определяетпринципиальныеразличиямоделейстанков(внезависимостиот,ихтипа),диапазоныизменения частотвращенияиподачиинструмента,величиныосевыхнагрузок,крутящихмоментов,атакжедлительностьвспомогательныхоперацийпоприведениюбуровогостававрабочееположение(свинчивание-развинчивание става)и его подъемупослеокончаниябуренияскважины.
Взависимостиотсиловойсхемынагруженияставаприводвращенияможетразмещатьсявнизу(на платформе)илинаверху(наподвижной кареткебуровогостава).
Похарактерунагруженияштангиосевымусилиемразличаютсхемыснижнимприложениемнагрузки(обычноосуществляемымпатроном)исверхним,действующимнавсюдлинуштанги.
Внастоящеевремякакнаотечественных,такиназарубежныхстанкахшарошечногобуренияприменяютВПМшпиндельного,патронногоилироторноготипа.НаиболеераспространеннымтипомВПМявляютсяшпиндельныйсканатнойилицепнойсистемойподачи,атакжекомбинированный,состоящийизгидроцилиндровсканатнойилицепнойсистемойподачи.
Вращателивсехбуровыхстанковпопринципудействияодинаковыисостоятиздвигателяиредуктора.
Применяютдвеконструктивныесхемыбуровыхстанковсточкизренияустройствавращателя.Воднойизнихвращательвместесбуровымснарядомперемещаетсявнизпомереуглубленияскважины(шпиндельнаясхема),вдругой—вращательнеподвижен,авместесбуровымснарядомперемещаетсягидропатрон(патроннаясхема)илинапорнаятраверса(роторнаясхема).
Попервойсхемеработаютстанкивращательного,пневмоударногоитермическогобурения,повторой—станкишарошечногобурения,гдеходподачиограничен(2СБШ-200-32;4СБШ-200-40;ЗСБШ-200-60).
Навращателяхприменяют,электродвигателипеременногоипостоянноготокаилигидродвигатели.Последниедватипадвигателей(постоянноготокаигидравлические)позволяютнепрерывнорегулироватьчастотувращенияинструментаиработатьнавсехпородахсоптимальнымрежимом.
Вслучаепримененияасинхронногодвигателяобычноиспользуютдвух-имногоскоростныередукторы.
Механизмподачи.Различаютгравитационные,зубчато-реечные,канатные,винтовые,дифференциально-винтовые,поршневые(пневматическиеигидравлические)икомбинированныемеханизмыподачи.
Гравитационныемеханизмы,вкоторыхподачасоздаетсяподвоздействиемвесовбуровогоснарядаивращателя,применяютнастанкахвращательногобурения,работающихпослабымпородам,гденетребуетсябольшихусилийподачи,атакженастанкахкомбинированногобуренияиударно-канатных.Гравитационныемеханизмы,простыеинадежныевработе,состоятизлебедкидляподъемавращателяинаправляющих,покоторымперемещаетсявращатель.Приусилияхподачисвыше50кНэтимеханизмыпрактическинеприменимы,таккаксильноувеличиваютмассустанкаиразмерыподъемнойлебедки.Гравитационныемеханизмыподачинепригоднытакжедлястанков,бурящихгоризонтальныескважиныилинаклонныеподнебольшимугломкгоризонту.
Зубчато-реечныемеханизмыподачиобычносостоятиздвухзубчатыхреекивходящихснимивзацеплениешестерен.Валшестерениихприводустановленынавращателе,арейки—нараме станка.Вращение шестеренвызываетперемещениевращателяибуровогоснаряда.
Вканатныхмеханизмахподачиканат(иногдацепь),навиваясьнабарабан,подаетбуровойснарядназабой.Применяютсяканатныемеханизмынаколонковыхперфораторахистанках.Достоинствоэтихмеханизмов—простотаустройстваивозможностьполучениябольшогоходаподачи,безперехвата инструмента.
Винтовыемеханизмыподачи,применяемыенаколонковыхперфораторах,состоятизгайки,скрепленнойскорпусоммолотка,ивинтаустановленногонанаправляющих.Небольшойпневматическийдвигательчерезредукторвращает винт, подавая молоток назабой.
Дифференциально-винтовые механизмыподачиприменяютсянаколонковыхсверлах.
Пневматическиепоршневыемеханизмыподачиприменяютсянателескопическихиколонковыхперфораторахибуровыхстанках,работающихспневмоударниками,т.е.втехслучаях,гденетребуетсяособеннобольшихусилийподачи.Пневматическиемеханизмыподачипростыпоустройству,надежнывработе,малочувствительныкутечкамвоздуха.Прибольшихусилияхподачи(порядканесколькихдесятковкило-ньютонов)применяютгидравлическиепоршневые механизмыподачи.
Цепныемеханизмыподачипредставляютсобойбесконечнуювтулочно-роликовуюцепьчерезведущие звездочки,перемещающуюкареткувращателяпонаправляющим.Даннаяконструкциянаиболееуниверсальна,пригоднадлявсехтиповстанков при любыхусловияхподачи.
Комбинированныемеханизмыподачипредставляютсобойсочетаниеканатныхилицепныхсистемспоршневыми.Поршневыесистемымогутбытькакспневматическими,такисгидравлическимицилиндрами.
Контрольныевопросы
Какие механизмыбуровыхстанковявляютсяисполнительными?
Какие бурильныемашиныимеютударныемеханизмы?
Какие буровыестанкиимеютпогружныепневмоударники?
Какустроенпогружнойпневмоударник?
Изкакихмеханизмовсостоитвращательно-подающиймеханизм (ВПМ)?
Какие вращательно-подающие механизмывызнаете?
Какие механизмыподачивызнаете?
Литература
ПодэрниР.Ю.Горныемашиныдля открытыхгорныхработ.В2-хч.М.: МГИ, 1999
ПодэрниР.Ю.Горныемашиныикомплексыдляоткрытых горныхработ.М.:Недра,1985
ИвановК.И.,ЛатышевВ.А.,АндреевВ.Д. Техникабуренияприразработкеместорожденийполезныхископаемых.М.:Недра.
Сафохин М.С.,КатановБ.А.Машинистбуровогостанканакарьере.М.:Недра.
Лекция№4
Экскаваторы.Общиесведения,классификация
План занятия
Ретроспективаразвитиясредствмеханизациивыемочно-погрузочныхработ.
Классификацияэкскаваторов.
Конструктивныесхемыодноковшовыхэкскаваторов.
Конструктивныесхемымногоковшовыхэкскаваторов.
Опорныесловаитермины
Экскаватор,одноковшовыеэкскаваторы,многоковшовыеэкскаваторы, прямаямех.лопата,обратнаямех.лопата,драглайн,грейфер,ходовое оборудование,роторныеэкскаваторы,цепныеэкскаваторы,ковшоваярама, цепь сковшами,подвескаковшовойрамы, ротор,стреларотора,разгрузочнаяконсоль,подвескастрелы ротора.
Наиболеетрудоемкимпроцессомприоткрытомспособеразработкиполезныхископаемыхявляютсявыемочно-погрузочныеработы.Механизацииихдолжноуделятьсяосновноевнимание.Наиболеепрогрессивные-бестранспортныесхемыэкскавациисприменениемвысокопроизводительныхмашин,способныхперемещатьпородыназначительноерасстояние.Несмотрянаразвитиебестранспортныхсистемразработкипреобладающимиявляютсятранспортныеспособыведенияработсприменениемэкскаваторов.Экскаваторыприменяютсядлявскрышныхработидлядобычиугля,руд,строительныхматериаловоткрытымспособом.
Впервыев1809г.былсоздан"копательныйковш"сручнымприводом.ОнприменялсянаДнепреприразработкепескаиявлялсяпрототипомсовременногоэкскаватора.В1845-1851г.гнастроительствежелезнойдорогиМосква-Петербургработаличетырепаровыхэкскаватора.С1854гпаровыеэкскаваторысталиприменятьсянаНижнетагильскихрудниках,ас1894-наАмурскихзолотыхроссыпях.В1900гнаПутиловскомзаводебылипостроеныэкскаваторына
железнодорожномходусковшомдо 2,3 м3.
В1936годуУралмашзаводизготовилпервыйэлектрическийэкскаваторМ-1У-ЭсковшомЗм3и вдовоенныегоды былоизготовлено11экскаваторов.
До1956гУралмашзаводвыпускалэкскаваторыСЭ-3сковшомЗм3,а1956г-ЭКГ-4иболеесовершенныемодификацииЭКГ-4,6,ЭКГ-4,6АиЭКГ-4,6Б.ВнастоящеевремяУралмашзаводвыпускаетэкскаваторыЭКГ-5А,ЭКГ–5В,шагающиедраглайнычетырехмодификацийимощныйкарьерныйэкскаваторЭКГ-20.КромеУралмашзаводаразличные типыэкскаватороввыпускаютИжорскийзавод,Новокраматорскиймашиностроительныйзавод,Донецкиймашиностроительныйзавод,Красноярскийидр.
Экскаваторомназываетсямашиныдлязачерпывания(экскавации)горноймассы,перемещенияеенаотносительнонебольшие расстоянияипогрузкинатранспортныесредстваилиотвал.Рабочийциклодноковшовогоэкскаватораскладываетсяизчетырехпоследовательныхопераций:наполненияковша(черпания),перемещенияегокместуразгрузки(транспортирования),разгрузкииперемещенияпорожнегоковшакместузачерпываниядляновогоцикла.Поэтомуодноковшовыеэкскаваторы-машиныциклическогодействия.Многоковшовыеэкскаваторыукоторыхвсеэлементырабочегоциклаосуществляютсяодновременно(совмещенно),являютсямашинаминепрерывногодействия.
Существующиетипыэкскаваторовклассифицируютсяна:одноковшовыеимногоковшовые.
Одноковшовыеэкскаваторывсвоюочередьразличают:
по типурабочегооборудования:прямаямех.лопата,обратнаямех.лопата,драглайн ,
грейфер,кран,копер,
специальныетипырабочегооборудования;
-потипуходовогооборудованиягусеничные,
шагающие,пневмоколесные,плавучие;
-потипусиловогооборудованияэлектрическиедизельэлектрическиедизельгидравлическиеэлектрогидравлические.
Потипуиназначениюодноковшовыеэкскаваторыразличают:
ЭО-строительныегусеничныеипневмоколесныеэкскаваторыЕ=0,16 ÷ 2,5м3(6базовыхмоделей)
ЭКСГ-карьерно-строительныегусеничныеЕ =2,5 ÷ 8м3( 5базовыхмоделей)
ЭКГ-карьерныегусеничныеЕ =2,0÷20м3( 6базовыхмоделей)
ЭВГ-вскрышныегусеничныеЕ =15÷100 м3(4базовые модели)
ЭШ-шагающие (драглайны)Е =4÷125 м3(6базовыхмоделей)
ЭКСГ-Д-драглайныгусеничныеЕ<6м3.
Базовыемоделиимодификациивсехтиповодноковшовыхэкскаваторовимеютсменныековши для работы впородахразличныхкатегорий(покрепости).
Экскаваторсостоитизследующихосновныхчастей:рабочегооборудования(уодноковшовыхэкскаваторовоножеитранспортирующее),транспортирующего,механического,ходового,силовогооборудования,механизмовуправления,платформысрамой,надстройкиикузова.
Карьерныеэкскаваторыпредназначаютсядлявыемкиипогрузкитяжелыхпородилиполезногоископаемоговтранспортныесредства,находящиесянаодномуровнесэкскаватором,иливотвал.Вскрышныелопатыишагающиедраглайнынеимеютсменногооборудованияипредназначеныдляразработкивысокихзабоевсперемещениемгорнойпородывотвалилиспогрузкойеевтранспортныесредства.Драглайны-дляразработкизабоев,расположенныхкакниже,такивышегоризонтаустановкиэкскаватораиперемещенияпородывотвал,атакжедляпереэкскавацииотвалов.
Многоковшовыеэкскаваторыразличаютроторныеицепные.
Роторныеэкскаваторыразличаютпотеоретическойпроизводительности:
ЭР-карьерныероторные(5базовыхмоделей)длявскрышныхработ(Qт=630; 1250; 2500;5000; 10000м3/ч);
ЭРП-модификацияЭРсповышеннымусилием копанияКF=1,4МН/м2 тойжепроизводительности.
Этиэкскаваторыпредназначеныдляведениядобычныхработ.ЦепныеэкскаваторыпоставлемыеизГерманииразличают:
ЕRS-нагусеничномходу(22типоразмера)сковшомемкостью250÷3150 л иQтдо 7800 м3/чпо рыхлоймассе;
ЕS-нарельсовомходу(9типоразмеров)сковшомемкостью900-4500лиQтдо 14500 м3/ч по рыхлоймассе.
Крометого,существующиеодноковшовыеимногоковшовыеэкскаваторыимеютболееузкиеклассификации,отвечающие конкретнойспецификеконструкции.
Одинизглавныхпризнаковразличияодноковшовыхэкскаваторов,определяющихихназначениеиобластьприменения,являетсяихоборудование(исполнительныймеханизм).Взависимостиотназначениярабочееоборудованиеодноковшовыхэкскаваторовимеетразличную
конструкциюикинематику.Науниверсальныхэкскаваторахмогутприменятьсядодесятивидовсменногорабочегооборудования.Однакоэкскаваторы,применяемыенаоткрытыхразработках,имеют,какправило,одиносновнойвидспециализированногорабочегооборудования.
Основныевиды рабочегооборудованияодноковшовыхэкскаваторов-прямаянапорнаялопатаидраглайн,болееограниченнонаоткрытыхработахиспользуетсягидравлическиепрямыеиобратныелопаты,ковшовые погрузчики,грейфер,струг,кран.
Существуеттривидарабочегооборудованияпрямойлопаты:напорнаяпрямаясвыдвижнойрукоятью,напорнаяколено-рычажнаяибезнапорная.Напорнаялопатаимеетсистемупринудительнойподачирукоятииковшавзабой,действующуюоткакого-либопривода,убезнапорнойлопатыподачаковшавзабойосуществляетсяподдействиемсилытяжестиковшаирукоятисострелой(применяютсятольконаэкскаваторахсемкостьюковшадо 2м3).
ПрямаянапорнаялопатасвыдвижнойрукоятьюсостоитизковшаI,рукояти2,удерживаемойседловымподшипником3идеталяминапорногомеханизма.Стрелаопираетсянаповоротнуюплатформуспомощьюпятовогошарнира4иподдерживаетсяспомощьюподвески5.Подъемныйканатотлебедки01проходитчерезголовнойблок6стрелыивточкеВсподвеской7ковшаобразуетподвижноезвено.
Взависимостиотсистемынапорногомеханизмаиконструкциистрелыразличают4основныхтипапрямоймех.лопаты:
-сзубчато-реечныммеханизмомнапора,расположеннымнастреле8ипередающимусилиеназубчатуюрейку9рукоятичерезкремальернуюшестерню10сосьювращенияО2иточкиконтак-таползуновсрукоятью(т.А).
-сканатныммеханизмомнапорасстрелой,которуюшарнирО2делитнадвечасти-верхнею8инижнюю9поддерживаемуюподкосом10.Напорнаялебедка11расположенанаплатформе.Выдвижениеивозвратрукоятипроизводятсяканатами12и13,которыеогибаютцентральныеблоки 14,закрепленныенарукояти.
-сканатныммеханизмомкапораинеразрезнойстрелой8.Седловойподшипник3ицентральныеблоки14укрепляютсянаоси02встреле.Выдвижениеивозвратрукоятиосуществляютсялебедкой 11,такжекаки впредыдущейсхеме.
-сканатныммеханизмомнапораинеразрезнойдвухбалочнойстрелой8.Седловойподшипник3установленнашарнирестойки9,несвязаннойсострелой.Стойкаподдерживаетсяподкосом10.Напорнаялебедка11расположенавпереднейчастиплатформы,выдвижениеивозвратрукоятиосуществляетсятакжекакинадвухпредыдущихсхемах.Положениерукоятивседловомподшипникепозволяетейвращатьсявокругоси02крепленияседловогоподшипникаподдейст-виемусилиявподъемномканате,атакжерукоятьможетпоступательноперемещатьсявседловомподшипникеподдействиемнапорногомеханизмаиповорачиватьсявокругпродольнойоси.Таким образом,рукоятьимееттристепениподвижности.
Напорныепрямыелопатыпредназначеныдляразработкимассивов,расположенных,какправило,вышеуровнястояниямашины,испособныосуществлятьчерпаниенижеуровнястояниянанезначительнуюглубину,достаточнуютолькодлясамоуглублениямашиныприпроходкетраншей.
Прямыеколено-рычажныелопатыимеютрукоять,кинематическинесвязаннуюсострелойиперемещающуюсямеждустойкамидвухбалочнойнеразрезнойстрелы.Такогородалопатыимеютдвесистемыподачи:зубчато-реечнойиканатной.
Элементамирабочегооборудованиялопатыявляются:ковш,рукоять,стреласголовнымиблокамиипятой,балансир,подвескаковша,седловойполиспаст,подъемныйканат.Уколено-рычажныхлопатседловойподшипниквынесеннадвуногуюстойку,аподачарукоятиназабойосуществляетсянапорнойбалкой,перемещаемойпосредствомсистемыподачи.
Рис.6.1.Конструктивныесхемыпрямойнапорнойлопатысвыдвижнойрукоятью
Конструктивнаясхемадраглайнасостоитизковшасупряжью,тяговыйиподъемныйканаты,стрелуснаправляющими,головнымиблокамиипятой.Дляперемещенияковшаслужатлебедкиподъемаитяги.Уголнаклонастрелывовремяработыобычнонеменяетсяиопределяет-
сядлинойстреловогополиспаста.Исполнительныймеханизмдраглайнаимеетдвагибкихзвена-каната,связывающихковшсведущимизвеньямимеханизма.Неподвижноезвеномеханизмадраглайнаявляетсяплатформаэкскаваторасдвуногойстойкойистрелой.Подъемныйитяговыйбарабанылебедокобразуютснеподвижнымизвеньямивращательныепары.Механизмвоспроизводитрабочиедвижениядраглайнаврезультатеперемещенийподъемногоитяговогоканатов.Рабочееоборудованиеприспособленокразработкегрунтапреимущественнонижеуровняустановки,хотяможетработатьивышеэтогоуровня.
Исполнительныймеханизмгрейферасостоитизковша,замыкающегоиподдерживающегоканатов,стрелысголовнымиблоками.Стрелакрепитсявпятенаплатформе.Поддерживающийканаткрепитсякшарниру,соединяющемутягиковша.Канатслужитдляразмыканиястворокуковша.Вовремяразгрузкиподдействиемвесаковшаипородыпослеослаблениязамыкающегоканатаипередачиэтихсилнаподдерживающийканатсредняячастьковшаопускаетсяистворкирасходятся.Неподвижнымзвеномисполнительногомеханизмаявляетсяплатформаэкскаваторасдвуногойстойкой.
Механизмвоспроизводитрабочеедвижениегрейфераврезультатедействияподдерживающегоизамыкающегоканатов,сходящихсоответственносбарабановлебедки.Рабочееоборудованиегрейферапредназначенодлявыемкипородысоднаглубокихкотлованов,водоемов,атакжедляпогрузкисыпучихимелкокусковыхматериалов.
Выемочно-погрузочныемашинынепрерывногодействия-многоковшовыеэкскаваторы-различаютсяпо типурабочегоорганаи характеруперемещенияеговпространстве.
Потипурабочегоорганамногоковшовыеэкскаваторыбываютцепнымиироторными.По характерудвижениярабочегооргана:
экскаваторыпродольногокопания.Направлениерабочегодвижения(ротора,цепи)совпадаетснаправлениемихперемещения;
экскаваторыпоперечногокопания(обычноснеповоротнойплатформой),укоторыхнаправление рабочегодвижения(ротора,цепи)перпендикулярнонаправлениюихперемещения;
экскаваторырадиальногокопания.Рабочийорган(ротор)такихэкскаватороввместесплатформойповорачиваетсяотносительнобазымашины.
Наоткрытыхразработкахприменяютсяпреимущественнороторныеицепныеэкскаваторыпоперечногоирадиальногокопания.Этиэкскаваторыиспользуютсянаоднотипныхработахбольшогообъема,сосредоточенныхводномместеилинабольшомпротяжении.
Экскаваторыпродольногокопанияпредставленыгруппойтраншейных,фрезерныхиземлеройныхмашин,предназначенныхдлястроительстваканалов.Этимашиныотносятсякстроительным
Многоковшовыйцепнойэкскаваторзачерпываетгорнуюмассуковшами,укрепленныминабесконечнойцепи,двигающейсяпоковшовойрамеиприводимойвдвижениеприводнойзвездочкой.Двигаясьпозабоюснизувверх,ковшизаполняютсягорнойпородойитранспортируютеепоприемномужелобудоприводнойзвездочки,гдеониопрокидываются,и,породавысыпаетсявбункерилинаприемныепромежуточныеконвейеры.
Исполнительныйорган,приотделениистружкиотмассива,движетсявгоризонтальнойивертикальнойплоскостях.Основноерабочеедвижение-прямолинейноедвижениековшавплоскостиперпендикулярнойнаправлениюдвижения,определяетсяскоростямирезанияипоперечнойподачиковшовойрамы(илитранспортнойскоростьюэкскаватора,еслионработаетпоперечнымчерпанием).
Цепныеэкскаваторыпоперечногочерпанияразличаютпоследующимосновнымпризнакам:
взаимномурасположениюэкскаватораизабоя;
конструкциирабочегооборудования;
способуподачиоборудования(рабочегооргана) на забой;
конструкцииразгрузочныхустройств;
по способусвязирабочегооборудованиясходовойтележкой;
по типуходовогооборудования.
Повзаимномурасположениюэкскаватораизабояразличаютэкскаваторынижнегочерпания(забойрасположеннижеуровняпередвиженияэкскаватора)иэкскаваторыверхнегочерпания.Усовременныхмоделейэкскаватороврабочееоборудованиелегкоперестраивается.Разработказабояверхнимчерпаниемменееэнергоемка.Новбольшинствеслучаевнаиболеерациональнееприменятьротор.
Взависимостиотконструкциирабочегооборудованияэкскаваторымогутбытьсжестконаправленнойковшовойцепью,сосвободнопровисающейнижнейветвьюковшовойцепиикомбинированные.
Поспособуподачиназабойцепныеэкскаваторымогутбытьвеерногоилипараллельногочерпания.Припараллельном черпаниисзабояснимаетсястружкаодинаковойтолщиныповсейдлинезабоя,апривеерномчерпаниистружкатреугольногосечения.Максимальнаятолщина-уконцаковшовойрамы,аминимальная-вблизиэкскаватора.
Поконструкцииразгрузочныхустройствэкскаваторывыпускаютсясцентральнымразгрузочнымбункероминепосредственнойпогрузкойнатранспортисконсольнымиленточно-разгрузочнымиконвейерами(отвалообразователями),длинаконсольныхконвейеров60÷100м.Экскаваторыпервоготипа,какправило,нажелезнодорожномходу.Экскаваторывтороготипанагусеничном ходу.
Поспособусвязирабочегооборудованиясходовойтележкойэкскаваторыразделяютнанеповоротные иповоротные.Унеповоротныхэкскаватороврабочееоборудованиежесткосвязановгоризонтальнойплоскостискорпусомиходовойчастью,всвязисэтимдвижениеэкскаваторастрогоориентированоотносительноплоскостиковшовойрамы.Вовторомслучаеверхняяплатформасрабочимоборудованиемможетповорачиватьсяотносительноходовогооборудованиянанекоторыйуголилина360°.Современныецепныеэкскаваторы,восновном,поворотные.
Походовомуоборудованиюэкскаваторыподразделяютсянаэкскаваторысрельсовым,гусеничнымирельсо-гусеничным,атакже шагающим(с внутреннимопорнымбашмаком)ходом.Роторныйэкскаваторпредставляетсобойсамоходнуюмашинунепрерывногодействия,экскавирующуюгорную породуковшами,укрепленныминароторном колесе,ипредназначеннуюдля одновременной разработки и транспортирования вскрышных пород или полезногоископаемого.Вотличиеотцепногоэкскаваторатранспортированиепородыпослеразгрузкиееиз
ковшейротораосуществляетсяленточнымконвейером,расположеннымнастреле.
Исполнительныйорган-роторноеколесо(ротор)осуществляетдвижениевгоризонтальнойивертикальнойплоскостях.Основнымирабочимидвижениямиявляютсявращениеротораввертикальнойплоскостииповоротноестрелысроторомнаплатформевгоризонтальнойплоскости.Траекторияперемещенияковшаопределяетсяскоростямирезанияиподачи.Роторныеэкскаваторырадиальногоипоперечногокопанияразличаютпотехнологическимикомпоновочнымпризнакам,
Помаксимальнойтеоретическойпроизводительностивразрыхленноймассероторныеэкскаваторыразличают-малые(до630м3/ч),средние(до2500м3/ч),мощные(до10000м3/ч),сверхмощные(свыше10000 м3/ч).
Повеличинерасчетногоудельногоусилиякопания(иназначению):снормальным–до0,7МПа(вскрышные),сповышенным– до 1,4 МПаивысоким– до 2,1 МПа(добычные).
Поспособуотработкизабоя:верхнегочерпания(еслиглубинакопаниянижегоризонтаустановкимашинынеболее0,5диаметраротора);верхнегоинижнегочерпания.
Поспособуподачирабочегооргананазабой: свыдвижнымии невыдвижнымистрелами.
Пообщейкомпоновкеэкскаватора(расположениюстрелыротора,разгрузочнойконсоли,противовесанаосновнойилипромежуточнойплатформах).
Поконструкцииразгрузочногооборудования:сконсольнымразгрузочнымконвейеромисмостовым разгрузочным конвейером.
Поконструкциистрелыротора.Потипуподвескистрелы ротора.
Поуравновешиваниюверхнегостроенияэкскаватора.
Поконструкциинижнейрамы.
Контрольныевопросы
Областьпримененияэкскаваторовна горныхработах.
Общаяклассификацияэкскаваторов.
Классификацияодноковшовыхэкскаваторов.
Классификациямногоковшовыхцепныхэкскаваторов.
Классификациямногоковшовыхроторныхэкскаваторов
Конструктивныесхемыэкскаваторовсвыдвижнойрукоятью.
Конструктивныесхемыдраглайнаигрейфера.
Литература
Подэрни Р.Ю.Горныемашиныикомплексыдля открытыхработ.М.:Недра
Лекция№5
Рабочееоборудованиеодноковшовых экскаваторов(4часа)
План занятия
Классификациярабочегооборудованияодноковшовыхэкскаваторов.
Рабочее оборудованиекарьерныхэкскаваторов.
Рабочее оборудованиедраглайнов.
Рабочее оборудованиегидравлическихэкскаваторов.
Опорныесловаитермины
Прямаянапорнаялопата,драглайн,ковш,рукоять,стрела,зубчато-реечный,канатныймеханизмынапора,механизмподъема,механизмоткрыванияднищаковша,внешняя,внутренняярукояти,однобалочная,двухбалочнаястрелы,шарнирно-сочлененнаястрела,высокомарганцовистаясталь,челюстнойковш,седловойподшипник,вантовая,трехграннаяжесткая,шарнирно-сочлененнаястрелыдраглайна.
Однимизглавныхпризнаковразличияодноковшовыхэкскаваторов,определяющихихназначениеиобластьприменения,являетсярабочееоборудование.Взависимостиотназначениярабочееоборудованиеэкскаваторовимеетразличнуюконструкциюикинематику.Науниверсальныхэкскаваторахмогутприменятьсядо10видовсменногорабочегооборудования.Однако,экскаваторы,применяемыенаоткрытыхгорныхработах,имеют,какправило,одинвидспециализированногорабочегооборудования.
Основныевидырабочегооборудования-прямаянапорнаялопатаидраглайн.Болееограниченнонаоткрытыхгорныхработахиспользуютсягидравлическиепрямыеиобратныелопаты,ковшовые погрузчики,грейфер,стругикран.
Существуюттривидарабочегооборудованияпрямойлопаты:прямаянапорнаясвыдвижнойрукоятью,напорнаяколенно-рычажнаяибезнапорная.