Обоснование и выбор конструктивных и режимных параметров гидроцилиндров с гибким штоком для монтажа-демонтажа горношахтного оборудования

• Автор: Негруцкий, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИИ
1.1. Обзор тяговых устройств, используемых при ведении монтажнодемонтажных работ
1.2. Гидроцилиндры с гибким штоком и подъемно-транспортные устройства на их основе
1.2.1. Опыт создания гидроцилиндров с гибким штоком
1.2.2. Технологические схемы использования гидроцилиндров с гибким штоком при механизации вспомогательных работ
на шахтах
1.2.3. Монтажные подъемно-транспортные устройства
1.3. Состояние научно-исследовательских работ в области гидроцилиндров с гибким штоком
1.4. Задачи диссертации
Глава 2. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВНУТРЕННЕЙ
СТРУКТУРЫ И ГЕРМЕТИЧНОСТИ ГИБКИХ ШТОКОВ
2.1. Обзор конструкций гибких штоков, способов их герметизации и применяемых уплотнительных материалов
2.2. Аналитическое исследование условий обеспечения герметичности межпроволочного пространства гибких штоков
2.3. Сравнительный анализ структуры канатов закрытой конструкции, выбираемых в качестве заготовок гибких штоков
2.4. Исследование влияния отклонений наружного диаметра на гидравлический диаметр гибких штоков
2.5. Выводы по главе

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ СХЕМ И ГЕРМЕТИЧНОСТИ ВЯЗКОПЛАСТИЧНЫХ УЗЛОВ ГЕРМЕТИЗАЦИИ
3.1. Анализ конструктивных схем узлов герметизации, применяемых в гидроцилиндрах с гибким штоком
3.1.1. Конструктивные схемы известных узлов герметизации
3.1.2. Условия обеспечения герметичности и передаточные характеристики узлов герметизации различных конструктивных схем
3.1.3. Диапазоны сохранения герметичности узлов герметизации известных конструктивных схем
3.2. Синтез конструктивной схемы узла герметизации нового типа
3.3. Математическая модель узлов герметизации с подпружиненными преобразователями давления и их теоретическое исследование
3.4. Экспериментальное определение оптимального зажатия эластомерных сальниковых втулок узлов герметизации
3.5. Выводы по главе
Глава 4. ТИПОРАЗМЕРНЫЙ РЯД И НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРОЦИЛИНДРОВ С ГИБКИМ ШТОКОМ, МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИХ ПРОЕКТИРОВАНИЮ
4.1. Обоснование рациональных режимных и основных конструктивных параметров для разработки расширенного типоразмерного ряда гидроцилиндров с гибким штоком
4.2. Алюминиевые гидроцилиндры с гибким штоком для аварийновосстановительных и монтажно-демонтажных работ
4.3. Технологические схемы применения гидроцилиндров с гибким штоком при монтаже-демонтаже крупногабаритного оборудования и ведении аварийно-восстановительных работ
4.4. Сравнительная оценка базовых и разработанных гидроцилиндров с гибким штоком
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Принятая в 2003 г. Правительством Российской Федерации «Энергетическая стратегия РФ на период до 2020 г.» нацелена на существенное увеличение угледобычи и повышение угольной составляющей в энергетическом балансе страны. При этом научно-техническая и инновационная политика Правительства в угольной отрасли предусматривает коренное техническое перевооружение угледобывающего производства.
В угольной и горнорудной промышленности проводится множество работ, связанных с монтажом, демонтажом и ремонтом различных конструкций, сооружений и оборудования угледобывающего и перерабатывающего комплекса. При выполнении подобных работ зачастую приходится иметь дело с тяжеловесным и крупногабаритным оборудованием, таким как: очистные механизированные комплексы, проходческое оборудование, подъемные машины и надшахтные копры, вентиляторы, калориферные установки, дробилки и грохоты обогатительных фабрик, оборудование ТЭЦ, буровых установок, карьерных экскаваторов и т.п.
Для выполнения тяговых операций в подавляющем большинстве случаев используются лебедки с тяговым усилием до 150 кН, канатоемкостыо от 140 до 300 м и массой до 3900 кг. В то же время уже сейчас для механизации целого ряда монтажно-демонтажных и аварийно-восстановительных работ требуется приложение тяговых усилий 400-600 кН при относительно небольшой длине перемещения от 3 до 20 м. Однако, повышение до подобного уровня тяговых усилий механизмов вращательного действия, реализующих поступательное перемещение в результате многоступенчатого преобразования энергии, сопряжено со значительным увеличением габаритных размеров и массы устройств. Это оправдывается при большой длине перемещения, но является нерациональным в указанном диапазоне относительно небольших перемещений, где более эффективным является применение гидроцилиндров с гибким штоком.

вывод силовых гидроцилиндров с гибким штоком для тяговых и подъемнотранспортных устройств на рынок горношахтного оборудования.
Это предопределило необходимость возобновления научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по данной тематике для совершенствования прежних конструкций и разработки новых, с учетом анализа возможности использования появившихся за последнее время современных материалов и технологий обработки деталей, а также изменившихся требований к устройствам механизации производственных процессов. Потребуется дальнейший поиск эффективных технических решений и выполнение научных исследований, результаты которых должны быть использованы при проектировании конструкций гидроцилиндров с гибким штоком более высокого технического уровня.
Исследованиями и разработкой научных основ проектирования и создания гидропривода для горношахтного оборудования в свое время занимались институты: Московский горный институт, ИГД им. A.A. Скочинского, ИГД СО РАН, Гипроуглемаш, ЦНИИподземмаш, ЦНИИТЭИтяжмаш, КНИУИ, ПНИУИ, КУЗНИУИ, ДОНУГИ, ВНИИПТуглемаш, КарПТИ, ДонПТИ и др. Работы, выполненные этими институтами, внесли значительный вклад в развитие гидропривода в конструкциях машин и оборудования угледобывающих и проходческих комплексов, машин для горных работ.
Силовая гидравлика широко и детально освещена в научно-технической литературе [42-44]. Разработаны вопросы теории и практики работы уплотнений различных конструкций [45-52]. Предложены методики и рекомендации по инженерному расчету гидравлических силовых приводов и, в частности, гидроцилиндров [8, 53-55]. Изучены закономерности течения вязких жидкостей по гидравлическим элементам всевозможных типов [56-58], а также реологии вязкопластичных сред [59-62], каучуковых и формовочных смесей [63, 64].