Обоснование рациональных динамических параметров гидропривода механизма резания выемочного модуля

• Автор: Задков, Денис Александрович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Анализ развития способов отделения угля выемочными машинами
1.2. Анализ современных представлений процесса разрушения
углей резанием
1.2.1. Теоретические основы процесса резания
1.2.2. Анализ процесса резания углей с позиций кинетики роста трещин
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ УГЛЯ РЕЗЦОМ С ОБЪЁМНЫМ ГИДРОПРИВОДОМ
2.1. Цель и задачи теоретических исследований
2.2. Влияние времени приложения нагрузки на максимальные
значения силы резания
2.3. Требования к физической модели стенда и процессу исследования временного фактора
2.4. Влияние свойств привода на процесс резания
2.5. Требования к физической модели стенда и исследуемому процессу
ВЫВОДЫ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ИССЛЕДОВАНИЯМ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ УГЛЕЙ
3.1. Общие положения методики исследования
3.2. Экспериментальные исследования зависимости средних пиковых значений сил резания от времени приложения нагрузки
3.2.1. Лабораторный стеЕщ
3.2.2. Последовательность проведения экспериментальных исследований
3.2.3. Обработка результатов эксперимента
3.3. Экспериментальные исследования влияния параметров
гидропривода на процесс резания углей
3.3.1. Лабораторный стенд и измерительная аппаратура
3.3.2. Методика проведения экспериментальных исследований
3.3.3. Методика обработки и результаты экспериментальных исследований....74 ВЫВОДЫ ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ
4.1. Цель и задачи математического моделирования
4.2. Разработка математической модели процесса резания
4.3. Результаты компьютерного моделирования
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА УНИФИЦИРОВАННОГО ВЫЕМОЧНОГО МОДУЛЯ И ОЖИДАЕМАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
5.1. Выбор способа обработки забоя и механизма резания
5.2. Техническое решение и выбор параметров выемочного модуля
5.3. Гидропривод выемочного модуля
5.4. Определение производительности модуля и фронтального комплекса
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
Современная технология подземной добычи угля длинными очистными забоями базируется в основном на применении механизированных очистных комбайновых и струговых комплексов, а также выемочных агрегатов. Принцип действия всех этих выемочных машин основан на механическом способе разрушения угольного массива резанием. Этот способ и в дальнейшем остаётся приоритетным для подземной добычи угля.
Основными факторами, сдерживающими эффективность подземной добычи угля, органически присущими существующим комбайновым и струговым технологиям, являются: высокая энергоёмкость процесса отбойки угля, низкое качество добываемого угля по гранулометрическому составу и зольности, недостаточная устойчивость технологического процесса в лаве. Проблема снижения удельного расхода энергии по добычи угля возникла с момента создания первых очистных комбайнов, а необходимость улучшения гранулометрического состава угольной массы особенно актуальной стала с начала массового применения узкозахватных очистных комбайнов с роторными исполнительными органами, осуществляющими отделение полезного ископаемого от массива серпообразными срезами.
В настоящее время одной из важнейших задач, стоящих перед угольной промышленностью, остается повышение эффективности очистных работ при подземной добыче угля. При ее решении основная роль отводится повышению эффективности процесса отделения угля от массива горными выемочными машинами.
Здесь необходимо выделить три основных направления:
— снижение энергоемкости добычи, следовательно, снижение расхода энергии и улучшение качества добываемого угля по гранулометрическому составу;
— снижение неравномерности нагрузок и, как следствие, повышение ресурса горных машин и устойчивой мощности привода;
— повышение интенсивности процесса отделения угля от массива и, елеточку В'. С учётом запаса потенциальной энергии, когда происходит скол, усилие уменьшается, трещина распространяется с большей скоростью, чем скорость движения резца. Следовательно, кинетическая энергия привода не может
в
9 л
-л. / Д
и чл"4 /
п y--j) г
/ ! ; ЛУ ^ / Ч
/V ; ь Л X ,
< >' !о(1+1)
Рис.2.7. Процесс формирования сколов при мягкой механической характеристике привода резания
быть использована. При этом приток потенциальной энергии приведёт к ускорению движения резца, увеличится напряжение в полюсе трещины - характеристика поднимется вверх (фронт «6'» рис.2.7). Задний фронт становится более пологим и вследствие увеличения расхода энергии на преодоление сил трения.
При большом запасе потенциальной энергии (Еп —>со) и малых инерционных массах задний фронт стремится к пологому (в"), что, возможно, приведёт к стабилизации сил на резце.
Если согласовать скорость движения резца со скоростью распространения магистральной трещины количеством потребляемой потенциальной энергии, то усилие на резце будет определяться только предельным напряжением в полюсе трещины и трением резца. При клиновом разрушении, если поддерживать напряжение в вершине трещины (в полюсе трещины) больше критического, трещина распространяется без изменения главного направления на большее расстояние. Скорость распространения магистральных трещин при её развитии меняется от нуля и, теоретически, до бесконечности.