книги из ГПНТБ / Солопов С.Г. Торфяные машины и комплексы учеб. пособие

СХТЗ-І. К этим годам относится выпуск Инсторфом полировоч­ ной фрезы.

В 1929—1931 гг. Инсторфом впервые в торфяной технике были спроектированы и построены комбинированные машины для фре­ зерного способа (комбайны). Машины выполняли одновременно уборку сухой торфяной крошки, ее транспортирование за пределы рабочего поля и фрезерование. Одна из машин производила сбор фрезерной крошки механическим способом с помощью щетки с резиновыми лепестками (МК-1), а другая — пневматическим (ПК-1).

В 1933—1934 гг. Инсторфом была спроектирована и испытана всасывающе-нагнетательная пневматическая машина с активиза­ цией убираемого слоя торфа, показавшая значительно лучшие ре­ зультаты. В машинах МК-1 и ПК-1 был установлен двигатель мощностью 75 л. с. фирмы «Бюссииг».

С выпуском гусеничного трактора СТЗ-НАТИ мощностью 52 л. с. механизация торфяного производства получила особенно широкий размах. Всесоюзный научно-исследовательский институт торфяной промышленности (ВНИИТП) в течение короткого срока (1937—1940 гг.) выпустил несколько новых прицепных машин к этому трактору: дисковую фрезу для дренажных работ на пнистой залежи (ДДЛ4), навесной бульдозер — универсальное орудие для подготовительных работ, уборочную машину дляфрезерного тор­ фа УМПФ. В этот же период появились прицепная машина для перекатки труб и прицепная скреперно-формовочная машина СФМ-2 для добычи кускового торфа конструкции Гипроместтопа РСФСР.

Из самоходных машин с двигателем мощностью 52 л. с. проч­ ное место в производстве завоевала формующая гусеница ФГ-2 (1940 г.) для гидроторфа. Годом раньше с этим двигателем ВНИИТП выпустил торфяной экскаватор ТЭ-1— универсальную машину для выполнения болотно-подготовительных работ (рытье канав, корчевание пней, снятие очеса и т. д.).

Значение и влияние отечественного тракторостроения на раз­ витие механизации сказалось также на широком применении в торфяном машиностроении тракторных узлов и механизмов. Это оказало большое влияние на ускорение процессов проектирования

иизготовления машин, а также на повышение их сроков службы.

Вгоды Великой Отечественной войны возникло новое прогрес­ сивное направление в торфяном машиностроении— электрифика­

ция торфяных машин. ВНИИТП была построена электрифициро­ ванная дренажно-винтовая машина ДВМ, состоящая из гусенично­ го электротрактора с навесным винтовым рабочим органом. В те же годы ВНИИТП выпустил электрифицированную стилочную ма­ шину с кабельным питанием. В послевоенные годы была широко внедрена в промышленность электрифицированная перевалочная машина для уборки фрезерного торфа.

В 1952 г. ВНИИТП создал для уборки кускового торфа комп­ лект машин, состоящий из уборочной машины УКБ и саморазгружающегося самоходного кузова СКС-2, в 1956 г. машину УМГ. для ворочки кускового торфа, укладки его в валки и укрупнения валков. В 1949—1955 гг. Московским торфяным институтом были установлены и разработаны (С. Г. Солоповым) основные положе­ ния механизации получения высококачественного мелкокускового топлива при эксплуатации торфяных залежей пониженной на­ чальной влажности и была создана машина глубокого дренирова­ ния для интенсивного понижения влажности в залежи.

В послевоенные годы большие работы проводились уже по созданию агрегатов. Были созданы и внедрены: пневмоуборочный комбайн с фрезерующим устройством (БПФ); машина для сводки леса с одновременной укладкой отвалов в валы (ЭСЛ) и др. В на­ стоящее время процесс агрегатирования рабочих операций добы­ чи торфа в одной машине дополняется частичной автоматизацией, а в некоторых производственных процессах и сокращением числа операций.

Таким образом, созданием высокопроизводительных агрегатов при комплексной механизации и автоматизации операций обес­ печивается новая ступень к повышению эффективности торфяно­ го производства. Это — третий этап развития механизации добычи торфа в СССР.

§3. ОСОБЕННОСТИ ТОРФЯНЫХ МАШИН

ИТРЕБОВАНИЯ К НИМ

Технологический процесс добычи торфа и производства торфя­ ного топлива — процесс сложный и многооперационный. Вслед­ ствие многочисленности производственных операций, охватываю­ щих гидротехнические работы, культуртехнические по подготовке поверхности залежи и горнодобычные с направленной переработ­ кой торфа для получения готовой продукции заданных свойств, и теплофизические операции по воздушной сушке торфа, парк тор­ фяных машин отличается многообразием и имеет ряд особен­ ностей.

Условия нормальной разработки торфяных месторождений, как правило, чрезмерно увлажненных, требуют создания машин с высокой проходимостью, т. е. сброса воды с осушением и уплот­ нением залежи. В связи с обслуживанием значительных площадей, занятых для сушки добытого и переработанного торфа и его пос­ ледующей уборки с этих полей, торфяные машины не стационарны в работе, а всегда подвижны. При этом условии передвижение их сопровождается многими трудностями, вызываемыми наличием неровностей в виде кочек и пней, высокой влажностью залежи на отдельных участках и, наконец, деформируемостью торфяной за­ лежи. Все это неизмеримо ухудшает проходимость торфяных ма­

шин в сравнении с машинами, перемещающимися по ровному твердому грунту.

Торф как объект механической обработки — материал неод­ нородный и сложный. Для добывающих машин неоднородность торфяной залежи, наличие в ней пней, корневищ чрезвычайно усложняют процесс резания и механической выемки. Для перера­ батывающих и формующих машин первостепенное значение имеют структурно-механические свойства торфа-сырца, постоянно меняю­ щиеся в зависимости от степени разложения, влажности и типа залежи.

Характерной особенностью торфяных машин является сезон­ ность их работы. Короткий рабочий период обусловливает недо­ пустимость простоев машин во время добычи торфа. Капитальный ремонт и подготовительную проверку оборудования к рабочему сезону производят в осенне-зимний период, по окончании сезона.

Условия сезонной работы торфяных машин должны учиты­ ваться при их проектировании. Для этого конструкция машины должна быть прочной, износостойкой и взаимозаменяемой в дета­ лях и удобной в сборке. Конструктор должен, по возможности, предусмотреть изготовление машины из дешевых, но прочных ма­ териалов и для более успешной их работы и удешевления стре­ миться к стандартизации общих деталей и использовать готовые автотракторные узлы и детали.

Стандартизация общих деталей (подшипников, муфт, шесте­ рен, блоков и т. д.) создает унификацию одноименных деталей в разных машинах, сокращает их типы и увеличивает потребное число одинаковых деталей, позволяет выпускать их в массовом производстве. Массовость одинаковых деталей позволит иметь больший их запас на складе (что весьма важно при сезонной ра­ боте), а в ремонтных мастерских торфопредприятий — необходи­ мое специальное оборудование.

Известно, что стоимость деталей зависит от их веса, опреде­ ляемого геометрическими размерами деталей, что, в свою оче­ редь, зависит от точности расчетов, производимых конструктора­ ми. Кроме того, с уменьшением веса машины снижается мощность, расходуемая на собственное передвижение, и увеличивается гру­ зоподъемность машины при том же двигателе.

Большое влияние на стоимость машины оказывает выбранный метод механизации рабочей операции в подвижных машинах. При тракторизации процесса рабочая машина может быть навесной, полунавесной (полуприцепной) и прицепной. При моторизации процесса рабочая машина проектируется в агрегате с мотором в виде самостоятельной, самоходной машины. Наиболее легкая про­ стая и дешевая конструкция — навесная машина. Основанием для выбора того или иного метода механизации являются производи­ тельность, проходимость и маневренность проектируемой машины.

производительность машины для некоторых операций технологи­ ческого процесса является вполне приемлемой.

Многие торфяные машины по габаритам весьма громоздки. Это затрудняет их доставку с заводов по железной дороге на торфопредприятие, из мастерской — на рабочее место (к месту сбор­ ки); поэтому при проектировании машины необходимо предусмат­ ривать разборку ее по узлам, позволяющую осуществить доставку машины наиболее рациональным образом.

Работа торфяных машин (добывающих, уборочных и т. д.) ус­ ложняется наличием пней, скрытых в залежи и выступающих на ее поверхности. При встрече с ними детали рабочих органов мо­ гут ломаться. Чтобы устранить поломку и сократить простой, в конструкции машины надо всегда предусматривать предохрани­ тельные детали. В качестве последних могут быть применены фрикционные муфты с постоянным крутящим моментом.

Постоянное передвижение торфяных машин по неровной по­ верхности залежи создает ненормальные условия для работы меха­ низмов, расположенных на раме машины. Неизбежные толчки, сотрясения и вибрации порождают ослабление креплений под­ шипников трансмиссии и вызывают деформацию в самой раме ма­ шины. Как следствие последнего в механизмах появляются излиш­ нее трение, нагревание, повышенный износ, вплоть до аварийных поломок, особенно нетерпимых для сезонного времени. Эти обстоя­ тельства должны учитываться при проектировании. Для болтовых соединений, особенно для подшипников и корпусов механизмов, должны предусматриваться средства от самоотвертывания крепя­ щих гаек: пружинные и замковые шайбы, контргайки и т. п.

Чтобы избежать вредного влияния перекосов механизмов, появляющихся в машине, надо предусматривать трансмиссион­ ные валы только на двух опорах. При необходимости иметь длин­ ные валы их следует проектировать разрезными, двухопорными, с упругими муфтами для соединения между собой. И как бы эти мероприятия не усложняли конструкцию привода, требования нормальной технической эксплуатации машины и полноценного использования короткого торфяного сезона заставляют это де­ лать.

Если одна и та же машина при сменном рабочем и некотором вспомогательнрм оборудовании предназначается для выполнения нескольких технологических операций, то это мероприятие может во много раз повысить годовую нагрузку машины и в то же вре­ мя удешевить стоимость работы и облегчить уход и обслуживание механического оборудования в хозяйстве.

И, наконец, одним из важнейших условий успешной механиза­ ции операций в производстве торфяного топлива является ком­ плексное решение вопроса: нельзя выбранную схему механиза­ ции той или инойтехнологической операции рассматривать изо­ лированно, вне связи с последующими операциями.

§4. КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗРАБОТКИ ТОРФЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Под комплексной механизацией понимается система взаимно дополняющих друг друга машин, обеспечивающих механизацию всех операций.

Комплексная механизация сложного сезонного торфяного про­ изводства может осуществляться тремя методами.

индивидуальных или комбинированных машин, осуществляющих все операции производственного процесса.

Комбинированная машина или комбайн — машина, объединяю­ щая несколько взаимоувязанных рабочих органов для одновремен­

ганов кинематически и технологически связанных в единую кон­ струкцию для выполнения всех операций непрерывного производ­ ственного процесса.

В настоящее время в торфяной промышленности механизация производства осуществляется преимущественно первыми двумя методами. Так, механизация процесса осушения месторождения открытой сетью осуществляется комплексом индивидуальных ма­ шин (по первому методу). Примером комплексной механизации торфяного производства по второму методу служит механизация производства фрезерного и кускового торфяного топлива. В этих процессах все работы выполняются комплексами, т. е. комплек­ тами индивидуальных и комбинированных машин, взаимоувязан­ ных по производительности и мощности. Среди них машины для фрезерного торфа — уборочный комбайн БПФ, скреперный убороч­ ный агрегат УМПФ; для мелкокускового торфа — фрезформовочный комбайн.

Важное место в комплексной механизации занимает третий ме­ тод—-объединение индивидуальных и комбинированных машин в единую конструкцию, обеспечивающую полную механизацию и не­ прерывность производственного процесса. Казалось бы, что для добычи и производства торфяного топлива, характеризующегося неодновременностью выполнения нескольких технологических опе­ раций, этот путь невозможен. Однако, если рассматривать группы

работ, например производство фрезерного или кускового торфа, как вполне самостоятельные и осуществлять мероприятия к нап­ равленному изменению первоначальных свойств торфа-сырца, както: фракционность, влажность, объемный вес, физическое состоя­ ние и т. д., то рабочие операции в этих производственных группах можно объединить в одну комплексную конструкцию и осущест­ вить поточность процесса. Так, фрезформовочные комбайны для поверхностно-послойной и щелевой добычи мелкокускового тор­ фа при выполнении некоторых требований к физико-механическим свойствам перерабатываемого торфа-сырца и формуемого куска могут быть агрегатированы с механизмами уборки кусков непос­ редственно в последовательно наращиваемые вентилируемые шта­ бели и образовывать таким образом единый добывающий комп­ лексный агрегат, выполняющий непрерывный процесс производ­ ства от фрезерования до уборки.

В производстве торфяного фрезерного топлива из трех спосо­ бов уборки фрезерного торфа менее операционным является пневматический, состоящий из комбайна и ворошилки. При изме­ нении глубины фрезерования и срока сушки операция ворошения может быть упразднена; весь технологический процесс добычи и

В настоящее время в торфяной промышленности внедряются комплексные дренажные комбайны МГД и МЭД. Они выполняют следующие работы: рытье глубоких щелей (2,5 м) с резанием дре­ весины, транспортирование торфомассы из дрен на поверхность залежи, формирование трубки из пластмассовой пленки, укладку ее на дно щели и закрытие щелей торфом на глубину 0,5 м.

Поскольку интенсивное осушение, как показали последние ис­ следовательские работы, может наиболее эффективно осуществ­ ляться комбинированным методом, т. е. сочетанием открытых ка­ нав с горизонтальными дренами, то при совмещении дренажного рабочего органа с рабочим органом для рытья картовых канав представится возможность создать единый комплексный агрегат, производящий все работы по строительству осушительной регу­ лирующей сети.

Комплексная механизация производственных процессов может осуществляться или созданием машин для отдельных рабочих операций, или агрегатированием их в одной машине. При ком­ плектовании системы машин для производства работ необходимо, чтобы выбор их отвечал следующим условиям:

а) естественным (тип и вид торфа, стратиграфическая и гидро­ логическая характеристика залежи и др.);

б) технологическим и техническим (производственный план торфопредприятия, эксплуатационная влажность залежи и влаж­

ность продукции, объемный вес, прочность, фракционность, про­ изводительность машин);

При комплектовании системы машин требуется, чтобы мощ­ ность и производительность отдельных машин были бы взаимно согласованы и соответствовали главной машине в применяемом комплекте (например, машине добывающей). При этом надо учесть, что коэффициент резерва мощности и технической про­ изводительности отдельных машин в сравнении со среднечасовы­ ми показателями их работы должен быть не менее 1,15—1,2. Желательно, чтобы машины, составляющие комплект, по харак­ теру своего действия принадлежали бы или к непрерывному действию, или к периодическому. Смешение принципов действия не следует допускать. Необходимо иметь в виду, что чем мень­ ше будет машин в комплекте, тем вся система машин будет дей­ ствовать надежней и результаты будут наиболее экономичными. Предпочтение надо отдавать одной машине — комплексному аг­ регату с параметрами, обеспечивающими высокую производи­ тельность и качество продукции. Создание комплексных агрега­ тов в технико-экономическом отношении является наиболее вы­

Механизация производственных процессов предшествует авто­ матизации комплексов и агрегатов. В тесной связи с автомати­ зацией находится и телемеханизация — управление и контроль за работой механизмов на расстоянии (дистанционное управление).

Значение комплексной механизации и автоматизации, как ос­ новных средств технического прогресса, неоднократно подчерки­ валось в решениях КПСС. Партия указывала, что в социалисти­ ческом обществе комплексная механизация и автоматизация про­ изводственных процессов отвечают насущным интересам трудя­ щихся, облегчают и коренным образом меняют характер труда миллионов людей, повышают его производительность, создают ус­ ловия для сокращения продолжительности рабочего дня и лик­ видации существенных различий между умственным и физиче­ ским трудом. Директивами XXIV съезда КПСС было предусмот­ рено ускорение научно-технического прогресса на основе широко­ го развития научных исследований и быстрого использования их результатов в производстве.

Результативность осуществления этого обязательного, общего требования может быть показана на примерах торфяного произ­ водства.

Изучение стратиграфических и водно-физических свойств тор­ фяной залежи явилось основанием метода интенсивного осушения торфяной залежи — глубокого щелевого дренирования, что приве­

рочной установки с фрезером сократили число операций в произ­ водственном процессе (с пяти до трех). При проведении дальней­ ших технологических и аэродинамических усовершенствований может быть осуществлен непрерывный процесс получения фрезер­ ного торфа и при том одной высокопроизводительной машиной — комплексным агрегатом.

В настоящее время в торфяной промышленности начинают соз­ даваться и внедряться в производство отдельные автоматические установки в торфяных машинах (частичная автоматизация). Эти установки предназначены для автоматического регулирования,т. е. принудительного поддержания режимных параметров машин в определенных пределах или изменение их по определенным зако­ нам. К ним относятся: автоматическое устройство регулирования работы фрезера для регулирования глубины фрезерования, уст­ ройство для регулирования уборки торфа определенной влажно­ сти и т. д.

Таким образом, решение задач комплексной механизации и ав­ томатизации требует, прежде всего, перехода от механизации от­ дельных операций к механизации всего процесса в целом и при? менения вслед за частичной автоматизацией полной автоматиза­ ции системы машин, как завершающего этапа развития механиза­ ции при обязательном наличии прогрессивной торфяной техноло­ гии и общей рентабельности производства.

§5. КЛАССИФИКАЦИЯ ТОРФЯНЫХ МАШИН

ЦКОМПЛЕКСОВ

Многообразный парк торфяных машин классифицируется, прежде всего, по общему назначению (рис. 1).

I. Машины и комплексы для рытья и ремонта осушителей тор­ фяных месторождений.

II.Машины и комплексы для подготовки поверхности залежи

кразработке.

III.Машины и комплексы для добычи и производства торфя­

ного фрезерного топлива.

IV. Машины и комплексы для добычи и производства торфя­ ного кускового топлива (формованных брикетов).

V. Машины для погрузки и транспортирования торфа. Каждый класс машин в соответствии с выполняемыми техноло­

гическими операциями разделяется на группы.

Машины и комплексы для рытья и ремонта осушителей торфя­ ных месторождений. Этот класс имеет две группы машин: для рытья и ремонта осушителей проводящей сети; для рытья и ремон-^

та регулирующей сети. Т‘“““Р£7ГрЩ

Рис. 1. Классификация торфяных машин н комплексов

Во вторую группу входят: машины для рытья и ремонта от­ крытых картовых канав и дренажные машины — комбайны.

Машины для рытья картовых канав и дренажные могут быть объединены в одну конструкцию — комплексный агрегат прицеп­ ной к трактору Т-100 МБГС-1 (Т-130БГ-1).

Машины и комплексы для подготовки поверхности залежи к разработке. Данный класс имеет два комплекса машин: комплекс машин для подготовки поверхности с лесом диаметром менее 310 мм; комплекс машин для подготовки поверхности с мелко­ лесьем диаметр деревьев менее 120 мм.

В первый комплекс входят машины для сводки леса; комбайн для разборки стволов .из навалов, обрезки сучьев и погрузки стволов в транспортные средства; орудия и машины для корче­ вания и погрузки пней; машины для сбора древесины, для про­ филирования поверхности фрезерных полей.

В комплект второго комплекса входят три машины: машина для глубокого фрезерования залежи вместе с мелколесьем диа­ метром менее 120 мм и пнями и машины для сбора мелкой дре­ весины и профилирования полей.

Машины и комплексы для добычи и производства торфяного фрезерного топлива. Их классификационным признаком является способ ' уборки фрезерного торфа. Существуют механический (скреперный) и пневматический способы уборки. Машины со скре­ перным уборочным органом различают по признаку перемещения собранного торфа к месту штабелевания: скреперно-бункерные и скреперно-перевалочные машины. Первые перемещают собранный торф в бункер, являющийся частью машины; вторые перемещают торф к штабелю перевалкой торфа из одного валка в другой. Та­ ким образом, имеются три весьма различных фрезерных компле­ кса машин: скреперно-бункерный; скреперно-перевалочный и пне- вмо-бункерный.

Характерным для двух первых комплексов яйляется осуществ­ ление механизации для каждой технологической операции произ­ водственного процесса. Это особенно относится к скреперно-бун­ керному комплексу, состоящему из пяти машин. Скреперно-пере­ валочный комплекс имеет четыре машины, так как операция шта­ белевание торфа выполняется уборочной машиной ФПУ.

С к р е п е р н о - б у н к е р н ы й к о м п л е к с включает следую­ щие машины:

машины для фрезерования залежи; орудия для ворошения торфа; машины и орудия для валкования торфа; скреперно-уборочный агрегат УМПФ; машины для штабелевания торфа.

С к р е п е р н о - - п е р е в а л о ч н ый к о м п л е к с в к л ю ч а е т : машины для фрезерования залежи; орудия для ворошения торфа; машины и орудия для валкования торфа;