Горные машины и оборудование

где e p - удельное сопротивление резанию (удельное сопротивление копа-

нию).

Примером организации подачи исполнительного органа являются проходческие комбайны и комплексы с периодической подачей исполнительных органов на забой (Рис. 4.27)

vn

vn

Рисунок 4.27 – Применение гидравлических механизмов подачи: а) – комбайн избирательного действия;

б) – комбайн фронтального типа

В комбайнах избирательного действия, как правило, исполнительный орган имеет три, а иногда и четыре, степени свободы, что позволяет при неподвижном комбайне отрабатывать всю поверхность забоя за счёт независимых перемещений рукояти в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Эти перемещения могут реализовываться гидромашинами вращательного и поступательного действия. В некоторых проходческих машинах, отрабатывающих одновременно всю поверхность забоя подача органа разрушения осуществляется гидроцилиндрами, закреплёнными на неподвижном в этот период корпусе машины.

Канатные, цепные и зубчато-реечные механизмы подачи часто используются в тех случаях, когда непрерывное перемещение органа разрушения является весьма значительным, например, при подземных разработках полезных ископаемых длинными столбами с непрерывной подачей выемочных машин на всю длину вынимаемого столба породы (Рис. 4.28).

б)

Рисунок 4.28 – Одношнековый очистной комбайн

Канатные и цепные системы подачи очистных машин являются вынесенными, так как тяговые механизмы таких систем находятся вне комбайнов. В настоящее время большинство очистных комбайнов производится с так называемыми бесцепными системами подачи. В таких системах необходимое усилие подачи исполнительного органа на забой развивается за счёт упора цевочного или зубчатого колеса, установленных на комбайне и приводимыхв движение от источника энергии, также установленного на выемочной машине, на цевочную или зубчатую рейку, которые устанавливаются на ставе забойного конвейера.

В некоторых выемочных машинах подача органов выемки породы может осуществляться за счёт сил тяжести, например, ковш экскаваторадраглайна. Это возможно при разработке сравнительно непрочных горных пород, или при их предварительном разрыхлении.

5.1 Моделирование отвалообразователя

Для моделирования отвалообразователя принимаем следующие допущения.

1.Отвалообразователь – динамическая система, состоящая из совокупности следующих элементов:

-база 1 (абсолютно жесткое тело);

-поворотная платформа 2 (абсолютно жесткое тело);

-отвальная консоль 3 (деформируемая сложная механическая система); приемная консоль 4 (часть платформы);

-канаты, ванты 5 ,6 и 7 (элементы, связывающие между собой основные части);

-конвейер 8 (ленточный транспортер, установленный на приемной и отвальной консолях, а также на поворотной платформе);

-механизм шагания 9.

2.деформации всех элементов, включая опорное основание, в пределах закона Гука, т. е. пропорциональны напряжениям.

3.платформа относительно базы поворачивается вокруг оси цапфы.

5

4

3

Рисунок 5.1 – Схема отвалообразователя

Положение базы в пространстве определяем посредством углов Эйлера ,, . В стационарном режиме считаем, что все углы малы, т. е. база совершает малые колебания относительно положения равновесия под действием случайных нагрузок, основная из которых – ветер. Тогда таблица направляющих косинусов между главными осями инерции и осями неподвижной системы:

1 z

клонениях базы из натурального положения. Таблица – частный случай вращения твердого тела при sin .

Возьмем углы , , за обобщенные координаты. Тогда , , - обобщенные координаты.

Квазискорости – проекции угловых скоростей на оси Ox, Oy, Oz.

Рисунок 5.1 – Пространственное положение опорной базы

Если вокруг оси Oz поворотов нет, то квазискорости определяются выражениями

5.2 Статический расчет наклона опорной базы

а) площадка, на которой стоит машина – горизонтальная

если pmin 0 , то rд rд rд max R4 - радиус ядра сечения базы.

rд M y N , Му – момент внешних сил относительно оси Оу. Ось Ох совпада-

ет с линией наибольшего наклона. h0 – средняя деформация.

определить коэффициент угловой жесткости опорного основания под базой

5.3 Деформация опорного основания под опорной базой

1. Ядро сечения базы в форме кольца Для нахождения радиуса ядра сечения, которое в силу симметрии имеет

форму круга, используем для нахождения напряжений в плоскости контакта базы с опорным основанием формулы [1, 2], определяющие значения напряжений при сложном изгибе (внецентровом сжатии).

где Рz - нормальная нагрузка на опорное основание;

Mx и My - моменты внешних нагрузок относительно соответствующих осей; F - площадь опорной базы;

Wx и Wy - моменты сопротивления опорной площади относительно тех же осей.

Список литературы:

1.Волков, Д.П., Черкасов В.А. Динамика и прочность многоковшовых экскаваторов и отвалообразователей. М.: Машиностроение. 1969. - 408 с.

2.Падерни, Р.Ю. Горные машины. М.: Недра. 1980. – 390 с.

3.Казаченко, Г.В. Определение пространственной ориентации горных машин // Горная механика. 2007. № 4. – С. 85-89.

4.Опейко, Ф.А. Торфяные машины // Ф.А. Опейко. – Минск: Выш. школа,

1968. -408 с.

5.Рудицын, М.Н. Справочное пособие по сопротивлению материалов / М.Н. Рудицын, П.Я. Артемов, М.И. Любошиц. – Минск: Вышэйшая школа, 1970. -

638с.

6.МАШИНЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ТОРФЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

ИРЕМОНТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЛОЩАДЕЙ

6.1 Одноковшовые экскаваторы

6.1.1 Экскаватор с механическим приводом

5, 6, 7 – лебедки поворота стойки и управления стрелой, тяговая лебедка; 8, 9, 10 – канаты подъемной лебедки, поворота стойки и тяговой лебедки;

6.1.3 Мощность для привода тяговой лебедки экскаватора

Во время зачерпывания грунта канат тяговой лебедки имеет натяжение

S=S1+S2 , Н

где S1 - натяжение каната от действия силы сопротивления резанию грунта Р1;

S2 - натяжение каната от действия веса рукояти Gр, веса ковша с грунтом Gк+Gт.

Значения необходимых натяжений в тяговом канате определяются из уравнений равновесия моментов от действующих сил относительно точки А поворота рукояти:

S1 H – P1 h1=0,

S2 H – (Gк+Gт) h2 - Gр h3=0.

Разрешив их относительно S1 и S2 получаем развернутое выражение для определения суммарного натяжения в тяговом канате:

S=S1+S2=( P1 h1+(Gк+Gт) h2+ Gр h3)/H.

Усилие сопротивления резанию грунта Р1=рF, где р – удельное сопротивление резанию грунта

( для торфяной залежи p 15000 / , Н/м2);

F = Bк – площадь поперечного сечения снимаемого слоя грунта, м2;– толщина снимаемого слоя, м;

Bк – ширина ковша, м.

Мощность для привода тяговой лебедки

где Т – скорость наматывания каната на барабан лебедки, м/с; i – кратность полиспаста;

п.л – КПД привода лебедки.

6.2 МАШИНЫ ДЛЯ СВОДКИ ЛЕСА, РАЗДЕЛКИ, ПОГРУЗКИ И ВЫВОЗКИ ДРЕВЕСИНЫ

6.2.1 Машины для сводки леса

Наибольшее распространение в торфяной промышленности при подготовке месторождений к эксплуатации, в частности, для сплошной сводки деревьев вместе с кустарником получили машины ЭТУ-0,75 (ЭСЛ-4), МТП-13 и МТП-43.

Сих помощью производится спиливание и укладка в валок деревьев с диаметром

укомля до 300 мм и высотой 16-18 м при ширине обрабатываемой полосы за один проход 13-15 м. Машины выполнены на базе одноковшовых экскаваторов

ТЭ-2(3) , МТП-71 или погрузочного крана КПТ-1.

21

1– движитель, 2 – поворотная платформа, 3 – двигатель, 4 – основная стойка с приводными барабанами, 5 – стойка, 6 - стрела, 7 – дисковая пила с приводом, 8 – неподвижный диск, 9 – пакетирующее устройство, 10 - выталкиватель

Рис.6.2.1. Принципиальная схема машины для сводки и пакетирования деревьев

Рабочее оборудование – дисковая пила с неподвижным диском над ней и пакетирующее устройство вывешены на стреле, которая закреплена шарнирно на поворотной платформе экскаватора и управляются тяговыми канатами или гидроцилиндрами. Привод пилы, в зависимости от базовой машины, механический через карданные телескопические валы и конический редуктор, гидро- или электро-

механический.