книги / Расчет и конструирование горных транспортных машин и комплексов

нормального давления, удобно учитывать коэффициентом пере­ распределения нагрузок \i:

Для машин прямой погрузки с ковшом на катящейся рукояти (х = 2-f-3; для машин с шарнирной рукоятью |х = 1,1 N max/Nmin% где Nmax и Nm\n— нормальные давления, воспринимаемые соответ­ ственно максимально и минимально нагруженными валами ходовых

общего времени переходного процесса. Поэтому общее время рас­ четного цикла нагружения определяют из выражения

— продолжительность внедрения.

§ 6. УСТРО ЙСТВА У П Р А В Л Е Н И Я

Различают следующие системы управления:

непосредственное ручное при помощи рукояток, педалей, пневма­ тических кранов и кнопочных постов;

дистанционное посредством электромагнитной аппаратуры, гид­ равлических и пневматических золотников;

автоматическое, осуществляемое различного рода датчиками вклю­ чения и кнопками Управления.

Наибольшее распространение получили системы ручного непо­ средственного управления из-за их простоты в изготовлении и надеж­ ности в эксплуатации. У погрузочных машин с пневматическим приводом Для непосредственного управления служит пусковое уст­ ройство, состоящее из фильтра, двух трехходовых кранов и двух рукояток управления. Распределительные краны применяют ди­

сковые и золотниковые.

Погрузочной машиной с включающими муфтами управляют воз­ действие** на ленточные тормоза с помощью рычажной системы. (тормознь*0 ленты Фрикционов изготавливают из стальной полосы И износостойкого Фрикционного материала, соединенных медными заклепка*10* Ленты выполнены двухобхватными с углом обхвата, равным 600°, чеМ Достигается возможность получения большого тормозного усилия При небольшом усилии, прилагаемом к рычагам уиравлен0Я* Для предотвращения нагрева тормозного шкива при

включенной муфте фрикционы имеют специальное оттяжное устрой­ ство, назначение которого — создать равномерный зазор между лен­ той и шкивом при выключенном фрикционе. Подробно с конструк­ цией рассматриваемой системы управления можно познакомиться на примере устройства управления машины ППМ-4М [6].

У машин с электроприводом кпоночный пост системы дистан­ ционного управления выполнен в виде отдельного пульта, связан­ ного с машиной кабелем. Пульт управления машин с пневмоприводом связан с машиной воздушными шлангами. Это повышает безопас­ ность обслуживания, но несколько усложняет выполнение рабочего цикла.

По результатам исследований, проведенных институтом Гипроникель, более перспективным является усовершенствование систем управления путем частичной или полной автоматизации основных процессов, выполняемых машиной при погрузке горной массы. По сравнению с ручным управлением автоматизация работы ковшо­ вой погрузочной машины позволяет [5] обеспечить оптимальную совмещенную траекторию движения ковша, сократить продолжитель­ ность рабочего цикла машины и повысить техническую производи­ тельность* на 40—45%.

Для повышения эксплуатационной производительности, снижения трудоемкости проходческих операций и обеспечения безопасности обслуживания погрузочные машины оснащают: манипуляторами, оросительными системами, быстросъемными плугами (лемехами), ковшами с отбойными молотками, устройствами для подъема и уста­ новки машин на рельсовый путь, средствами против скатывания машин в уклоне.

Манипуляторы монтируют на передней части боковых стенок рамы погрузочной машины. Они служат для установки электро­ сверл или бурильных молотков. Конструкция манипулятора разборная, что позволяет быстро устанавливать их перед бурением и снимать перед погрузкой. Шарнирное соединение рычагов мани­ пулятора обеспечивает возможность установки бурового инстру­ мента в любое положение по отношению к забою. Бурение можно производить одновременно с двух манипуляторов и отдельно с каж­ дого.

Оросительная система предназначена для пыл^подавления и состоит из трубопроводов с форсунками, направленными в сторону забирающего органа и в место загрузки смежного транспорта. Ма­ шина должна быть оснащена устройствами, обеспечивающими авто­ матическое отключение ее в случав прекращения подачи воды для орошения.

Быстросъемные плуги (лемехи), устанавливаемые на ковш, уве­ личивают фронт погрузки машины на 600—800 мм и Устраняют руч­ ные операции по зачистке боков выработки.

Ковши с отбойными молотками в днище позволяют механизи­

(ФРГ), применение машин с такими ковшами увеличивает производи­ тельность труда по сравнению с ручной поддиркой почвы в 3—4 раза [16].

Для подъема и установки машины на рельсы в случае схода ее с рельсового пути машину оснащают винтовым или гидравлическим домкратом грузоподъемностью 5—7 т. Высота подъема домкрата 200—300 мм.

Кроме рабочего тормоза, уклонную погрузочную машину снаб­ жают съемной упорной вилкой, навешиваемой при подъеме машины из забоя на период крепления и производства буровзрывных работ.

Г л а в а XIII

ПОГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

§ 1. К О Н С Т Р У К Т И В Н О Е И С П О Л Н Е Н И Е И О С Н О В Н Ы Е П А Р А М Е Т Р Ы

Одноковшовые рабочие органы непрерывного действия выполня­ лись по различным кинематическим схемам (рис. XII 1.1, а, б)а однако эти машины широкого распространения не получили.

Многоковшовые рабочие органы непрерывного действия выпол­ няют элеваторного|(рис. X III.1, в) или роторного (рис. X III.1, г) типа. Их используют в качестве наземных при погрузке и склади­ ровании мелкокусковых грузов.

Погрузочный орган барабанно-лопастного типа (рис. XIII. 1,3) представляет собой вращающийся на выносной стреле барабан с зачерпывающими лопатками, которые по мере поворота барабана утапливаются внутрь. Груз поступает на конвейер. Машины с таким рабочим органом используют при погрузке вязких руд и пород различной крепости, а также для разрыхления и погрузки спрессо­ вавшейся горной массы при уборке выработок.

Рабочим элементом машин бокового захвата является рычаг (лапа), скребок или диск, совершающий непрерывное движение и подающий груз на передаточный конвейер, являющийся обяза­ тельной частью конструкции (рис. X III.1, е. ж, з). Конвейер распо­ ложен ниже плоскости приемной плиты, угол наклона которой обес­ печивает надежное внедрение, транспортировку груза вверх без обратного ссыпания, а также возможность конструктивной компо­ новки под плитой передаточного конвейера, трансмиссий и приво­ дов рабочего органа.

Машины бокового захвата способны эффективно осуществлять погрузку сыпучих грузов из штабелей различной высоты, в том числе низких; они имеют малую конструктивную высоту. Однако машины с рабочим органом в виде двух баров с консольными скреб­ ками конструктивно сложны, мало надежны, в связи с чем в настоя­ щее время почти не изготавливаются.

Рис. XIII.1. Рабочие органы погрузочных машин непрерывного действия:

а — одноковшовый с автоматическим циклом черпания; 1 — коленчатый вал; 2 — лопата; 3 — направляющие; 4 — кривошипы; 5,6 — шатуны; б — лопатно-вибрационный; 1 — ло­

г — ковшово-роторный: 1 — зачерпывающее ковшовое колесо; 2 — труба основного кон­ вейера; 3 — основной ленточный конвейер; Q — барабанно-лопастный: 1 — лопасти; 2 — обечайка барабана; 3 — приемный конвейер; е — с парными нагребающими лапами: 1 — ведущий диск; 2 — корпус лапы; 3 — палец ведущего диска; 4 — подвижной шарнир; 5 — качатель; 6 — опорный шарнир; 7 — приемная плита; 8 — передаточный конвейер; ж — цепной с консальными скребками: 1 — приемная плита; 2 — конвейер; 3 — цепи; 4 — ве­ дущие звездочки; 5 — консольные скребки; а — с рифлеными дисками: 1 — приемная плита; 2 — конвейер; 3 — рифленые диски; 4 — дополнительные барабаны; и — гребково-ротор-

ный: 1 — приемная плита; 2 — стрела; з — привод; 4 — гребок

Погрузчики с рабочим органом в виде вращающихся дисков, до­ полненных фрезерующими барабанами, предназначены для погрузки мелкого, неслежавшегося и некрепкого груза, ценность которого не зависит от степени измельчения. При работе машины по слежав­ шимся породам производительность резко падает, так как диски выфрезеровывают щель в штабеле, не захватывая вышележащей части груза.

Основной разновидностью машин бокового захвата являются машины с нагребающими лапами, которые могут быть успешно при­ менены для грузов с различными физико-механическими свойствами.

Рис. XII 1.2. Конструктивная компоновка машины 1ПНБ-2 непрерывного дей­ ствия с нагребающими лапами и приемно-разгрузочным конвейером:

1 — заборно-погрузочная часть; 2 — ходовая часть; 3 — разгрузочная стрела конвейера; 4 — электропривод; 5 — магнитная станция; 6 — гидроцилиндры подъема стрелы, поворота стрелы, подъема натяжной секции конвейера, натяжения цепи; 7 — станция гидроуправ­

ления

Они надежны в работе, обладают высокой производительностью. Однако эти машины, как правило, конструктивно сложны, харак­ теризуются быстрым износом деталей и узлов, должны изготовляться из высококачественных сталей.

Гребковые рабочие органы верхнего захвата производят пог­ рузку при непрерывном вращении ротора (рис. X III.1, и). Несмотря на хорошие энергетические показатели этих машин, работы по их созданию не вышли из стадии опытной проверки.

Вследствие конструктивных особенностей и технологических возможностей основное распространение получают погрузочные ма­ шины с рабочими органами барабанно-лопастным и с парными нагре­ бающими лапами.

Независимо от типа рабочего органа погрузочные машины не­ прерывного действия (рис. X III.2) состоят из ходовой части с рамой, рабочего органа (питателя), конвейеров для передачи груза, устройств управления.

Ходовая часть этих машин, как правило, гусеничная. Это обес­ печивает значительный фронт погрузки, хорошую маневренность, большие напорные усилия. Компоновка рабочего органа зависит от способа захвата. При нижнем захвате груз на приемный конвейер подают лопасти барабана (или ковш), вследствие чего отпадает необходимость в наклонной приемной плите, которая является обязательным узлом машин бокового и верхнего захвата. Прием­ ный конвейер и рабочий орган образуют ваборно-погрузочную часть,

Рпс* X III.3. Кинематическая схема машины «Джой 19HR» и ПНБ-ЗК с нагре­ бающими лапами и индивидуальным приводом:

тельная муфта; 16 — карданный вал; 17 — тяга пружинно-винтового натяжного устройства; 18 — ведущая эвездочка; 19 —•привод гидросистемы

которая имеет возможность изменять положение относительно уровня гусенпц, что позволяет носку питателя следовать за неровностями

с последующим транспортным устройством предусматривается воз­ можность изменять ее положение как по высоте, так и в плане.

Привод основных механизмов погрузочных машин непрерывного действия, как правило, электрический. Вспомогательные движения (подъем и опускание заборно-погрузочной части, перемещения раз­ грузочной стрелы конвейера, включение фрикционов управления и др.) осуществляют гидроприводом. Машины снабжены системой управления электро- и гидроприводом и системой орошения.

Машины непрерывного действия выполняют с групповым или индивидуальным приводом. Групповой привод с механическими передачами значительно усложняет конструкцию машины, управ­ ление ею и ремонт. На рис. X III.3 и X III.4 показаны кинематические схемы машин бокового захвата с индивидуальным приводом и с при­ водом, в котором заборная часть и конвейер получают вращение от общего двигателя. Первая схема характерна для машин большой производительности (по такой схеме выполнены, например, машины «Джой-19HR>>, отечественная ПНБ-ЗК [3]), предназначенных для погрузки в очистных выработках рудных шахт, вторая — для машин небольшой мощности и производительности (например, отечествен­ ные машины ПНБ-1, 1ПНБ-2 [12], зарубежные — МС-3, МС-4

идругие английской фирмы «Мэйвор энд Коулсон» [18]).

Косновным параметрам погрузочных машин непрерывного дей­ ствия, которые определяют область применения и экономические показатели, относятся: масса, производительность, основные раз­ меры и установленная мощность двигателей. Средние значения параметров по результатам обобщения характеристик лучших оте­

Эти данные можно использовать для предварительного выбора параметров и для оценки спроектированных машин.

§ 2. КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ РАБОЧИХ ОРГАНОВ

Кинематика рабочих органов барабанно-лопастного типа обеспе­ чивается применением плоских четырехзначных шарнирных меха­ низмов.

Механизм с вращающейся кулисой применяется, как правило, для барабанов с прямыми лопастями (рис. X III.5, а), имеющими по сравнению с криволинейными меньший объем единичного захвата. Вылет и утапливание лопастей 3 осуществляют коленчатой осью 2,

жестко соединенный с рукоятью 1. Обечайка барабана 4 приводится во вращение от трансмиссии 5 рабочего органа. Лопасти совершают вращение относительно коленчатой оси, увлекаясь барабаном через цилиндрические шарниры 6.

Механизм с выдвижными криволинейными лопастями (рис. XIII.5 б) содержит неподвижную коленчатую ось 2, с которой

три положения лопасти.

Критерием для выбора рациональных размеров барабанно-лопаст­ ного рабочего органа является максимальный вылет лопасти при

минимальном диаметре барабана и высоком к. п. д. Длины звеньев механизма с выдвижной лопаткой определяют по методике, изложен­ ной в [17].

Захватывающий механизм рабочего органа с парными — нагре­ бающими лапами представляет собой шарнирный четырехзвенник,

Рис. X III.6. Конструкция рабочего органа с парными нагребающими лапами:

о — с двухкривопгипным механизмом: 1 — ведущий диск; 2 — корпус лапы; з — палец ведущего диска; 4 .— подвижной шарнир; 5 — ведомый кривошип; 6 — опорный шарнир; 7 — наклонная плита; 8 — цепь'[конвейера; 9 — редуктор лапы; б — с кривошипно-кулис­ ным механизмом: 1 — рама; 2 — носок питателя; з — борт; 4 — корпус лапы; 5 — редук­ тор лапы; 6 — ролик; 7 — промежуточный редуктор; 8 — ведущий диск; 9 — палец веду­ щего диска; 10 — ведущая звездочка конвейера; 11 — гребок; 12 — соединительный вал

используют двухкривошипный (рис. X III.6, а) или кривошипно­ кулисный (рис. X III.6, б) механизм. В первом случае корпус лапы 2 связан в средней части с ведущим диском 1 через шарнир 3 (палец ведущего диска), а в задней части — с опорным шарниром 6 через ведомый кривошип 5 и подвижный шарнир 4. Во втором случае корпус лапы соединен с кулисой, имеющей прямолинейную или криволинейную форму. Кулиса скользит по направляющему сухарю или ролику. Кривошипно-кулисные механизмы исключают опас­ ность заклинивания кусков между ведомым кривошипом и корпусом лапы и поэтому их применяют чаще. Двухкривошипные механизмы можно рекомендовать для погрузки угля и мягких пород.