Обоснование основных параметров колесного движителя перекатывающегося типа для горных машин

• Автор: Лялин, Кирилл Владимирович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Особенности работы горных мобильных транспортнотехнологических машин в период геологоразведочных работ,

строительства и эксплуатации карьеров
1.2. Анализ существующих и перспективных движителей колесного
типа
1.3. Анализ исследований процесса взаимодействия колесных движителей с различными опорными поверхностями
Выводы, формулирование цели и постановка задач исследования
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОЛЕСНОГО ДВИЖИТЕЛЯ ПЕРЕКАТЫ-
ВАЮЩЕГОСЯ ТИПА С ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ
2.1. Разработка математической модели динамической системы “мо-
бильная транспортно-технологическая машина - колесный движитель перекатывающегося типа - опорная поверхность”
2.2.1. Кинематика качения единичного колеса колесного движителя перекатывающегося типа
2.1.2. Динамика качения колесного движителя перекатывающегося типа
2.2. Оценка эффективности колесного движителя перекатывающегося типа
2.3. Исследования математической модели процесса качения колесного движителя перекатывающегося типа
Выводы
3. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Задачи экспериментальных исследований
3.2. Экспериментальная установка для исследования колесного дви-

жителя перекатывающегося типа
3.3. Оборудование и приборы для экспериментальных исследований
3.4 Методика экспериментальных исследований единичного колеса
колесного движителя перекатывающегося типа
3.5. Оценка погрешностей экспериментальных данных
3.6. Статистическая обработка экспериментальных данных
Выводы
4. ДВИЖЕНИЕ МОБИЛЬНОЙ ТРАНСПОРТНО-ТЕХНОЛОГИ-
ЧЕСКОЙ МАШИНЫ С КОЛЕСНЫМ ДВИЖИТЕЛЕМ ПЕРЕКАТЫВАЮЩЕГОСЯ ТИПА ПО ДЕФОРМИРУЕМОЙ ОПОРНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
4.1. Внешние силы, действующие на мобильную транспортнотехнологическую машину при движении по грунту
4.2. Моделирование процесса движения мобильной транспортно-
технологической машины, оборудованной колесным движителем перекатывающегося типа по деформируемой поверхности
4.3. Определение основных параметров колесного движителя перека-
тывающегося типа горных мобильных транспортно-технологических машин
4.3.1. Выбор исходных данных
4.3.2. Расчет физико-механических свойств опорной поверхности
4.3.3. Определение основных параметров колесного движителя перекатывающегося типа
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В конце XX века известные и доступные месторождения полезных ископаемых при интенсивных темпах добычи начали быстро исчерпываться [1].
В соответствии с прогнозами, приведенными в трудах [2-5], при нынешних темпах развития промышленности мы можем столкнуться с проблемой нехватки многих полезных ископаемых, добываемых в настоящее время. По приблизительным оценкам получен доступ пока лишь к 40% всех имеющихся запасов нефти и всего к 25% запасов газа. Все это относится к эксплуатируемым и вновь открытым месторождениям, на многих из которых добыча начнется еще совсем не скоро. Дальнейшая геологоразведка позволит увеличить запасы газовых, нефтяных, угольных и металлургических компаний.
Правительством РФ намечены основные области разработки месторождений - районы Полярного Урала, Западной и Восточной Сибири, Якутии и Дальнего Востока, где нефти, газа, угля, железа, бокситов, золота, материалов для строительной промышленности и т.п. по прогнозам специалистов хватит на несколько десятилетий [2,3,5-13].
Ученые из Уральского отделения РАН подсчитали [8,9], что в Полярном и Приполярном Урале имеется полезных ископаемых почти на 3000 млрд. рублей: 360 млрд т угля, 600 млрд т железной руды, 1,50 млрд т марганцевой руды, 1,10 млрд т бокситов, а также 1,40 млрд т нефти и 2250 млрд куб. м газа.
Наиболее интересными проектами в нефтяной отрасли являются Тала-канское месторождение и Ванкорское месторождение в Восточной Сибири. Кроме нефти, эти районы являются традиционными центрами добычи угля. По оценкам British Petroleum [9] в России сосредоточено 157 млрд т угля, по данным американской Energy Information administration - 171 млрд т. Традиционными центрами по добыче золота, алмазов и металлов платиновой группы являются Красноярский край, Якутия - [9]. В Иркутской области подле-

всю шину движителя, что снижает давление на опорную поверхность и предотвращает качение без использования дополнительных тормозных устройств; тяговое усилие может быть направлено в любую сторону путем соответствующего наклона приводного вала, причем для изменения направления движения не надо изменять направление вращения вала; установка колеса в требуемое направление движения осуществляется перекатыванием, т.е. производится при существенно меньшей силе сопротивления по сравнению с изменением положения управляемых колес, установленных на горизонтальных валах или осях (на автомобилях; велосипедах и т.п.); сравнительная простота реализации поступательного и вращательного движений на плоскости во всех направлениях обусловливает эффективность транспортного процесса в стесненных дорожных условиях; возможность при стоянке опираться на движители после перевода приводного вала в вертикальное положение позволяет повысить устойчивость при погрузочно-разгрузочных работах и предотвратить движение даже при выключенных или неисправных тормозных механизмах.
К существенным недостаткам рассмотренного движителя, которые затрудняют использование их на горных МТТМ, следует отнести: ограниченную проходимость при преодолении ступенчатых выступов; значительные энергозатраты на движение по деформируемой опорной поверхности; малый ресурс шины, связанный с интенсивным износом.
К движителям с приводным валом, установленным параллельно продольной оси МТТМ (рис. 1.5, б), относится конструкция по авюрскому свидетельству № 1020297 [59]. Колеса движителя установлены на ведущем валу, который в местах крепления колес имеет изгибы под углом а к оси вращения.
При вращении вала и его повороте колесо будет устанавливаться наклонно относительно опорной поверхности, что приведет к прокатыванию колеса под углом к поперечной плоскости. В результате этого в зоне контакта будет формироваться толкающее усилие, обусловливающее движение МТТМ. В рассмотренном устройстве трение скольжения заменено трением качения, что