Рациональные параметры погрузочных органов проходческих комбайнов с нагребающими звездами

• Автор: Афонина, Наталия Борисовна
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА
1.1 Комбайновая проходка горных выработок на шахтах России
и за рубежом
1.2 Обзор исследований рабочих процессов проходческих комбайнов избирательного действия
1.3 Обзор исследований рабочих процессов погрузочных органов непрерывного действия проходческих комбайнов и погрузочных машин
1.4 Постановка задач исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И НАГРУЗОК ПОГРУЗОЧНЫМИ ОРГАНАМИ С НАГРЕБАЮЩИМИ ЗВЕЗДАМИ
2.1 Обоснование рабочей гипотезы процесса взаимодействия
2.2 Математические модели формирования производительности и нагрузок
2.3 Математическое моделирование влияния важнейших факторов
на производительность и нагрузки рабочего органа
Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ
3.1 Экспериментальные исследования погрузочных органов
с нагребающими звездами
3.2 Физические процессы при взаимодействии погрузочного органа
со штабелем
3.3 Количественные характеристики рабочего процесса погрузочного
органа с нагребающими звездами
3.4 Разработка математических моделей рабочих процессов и оценка их адекватности
Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ ВЫБОРА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОГРУЗОЧНОГО ОРГАНА С НАГРЕБАЮЩИМИ ЗВЕЗДАМИ ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА
4.1 Общая структура инженерной методики выбора параметров погрузочных органов с нагребающими звездами
4.2 Обоснование целевой функции, системы ограничений
и совокупности выбираемых параметров
4.3. Разработка алгоритма поиска рациональных параметров
погрузочного органа
4.4 Выбор параметров погрузочных органов проходческих комбайнов
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
П.1 Программное обеспечение инженерной методики выбора
параметров погрузочного органа
П.2 Протокол проведения производственных испытаний
П.З Документы о внедрении результатов исследований и разработок..
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В последние десятилетия при строительстве различных горных выработок за счет применения комплексов оборудования на базе проходческих комбайнов усиливаются процессы концентрации производства, растет производительность труда, повышается качество, мощность и надежность оборудования, во все большей степени удается обеспечивать бесперебойность производственных процессов, улучшать условия труда и технику безопасности.
Научно-исследовательские, проектно-конструкторские организации и вузы— ННЦ-ГП ИГД им. A.A. Скочинского, ЦНИИПодземмаш, КузНИУИ, МГГУ, ЮРГПУ(НПИ), ТулГУ и другие, ведут работы по исследованию процессов разрушения горных пород проходческими комбайнами избирательного действия. При этом значительно меньшее внимание уделяется изучению процесса взаимодействия погрузочного органа с разрушенным материалом, повышению его эффективности, несмотря на то, что исполнительный и погрузочный органы комбайна обладают кинематическими и конструктивными связями.
Нагребающие элементы, устанавливаемые на комбайне, имеют различную погрузочную способность. Применяются одногребковые или многогребковые лапы с приводом от кривошипно-кулисного или кривошипно-рычажного механизмов. В последнее время в мировом и отечественном комбайностроении широкое распространение находят погрузочные органы, выполненные в виде двух вращающихся звезд и отличающиеся большим разнообразием конструктивного исполнения. Такие погрузочные органы отличает простота конструкции и повышенная надежность.
В то же время особенности взаимодействия погрузочных органов с нагребающими звездами со штабелем погружаемого материала

При движении луча в штабеле он воздействует на некоторый объем материала (объем материала в активной зоне) (рисунок 2, а, в), формируется призма сдвига. В своем движении луч, воздействуя на куски материала, расположенные непосредственно перед ним, уплотняет материал, что в дальнейшем приводит к выпиранию отдельных кусков материала вверх от питателя и вдоль луча к центру звезды (рисунок 2.1, в, г). При повороте нагребающей звезды, часть материала, поднимаясь по линиям скольжения, пересыпается через луч в зону действия следующего за ним луча.
Штабель материала

;( 1 ' і і
1 "--1. 1 1 ' і > і
г-и в 1/
Рисунок 2.1 — Физическая картина процесса погрузки материала нагребающей звездой
После прохода луча и выноса части материала из нижней части штабеля, активная зона штабеля опускается (рисунок 2.1, а, б). Причем отношение времени опускания кусков материала на плиту питателя погрузочного органа ко времени