Обоснование и выбор динамических параметров привода роторного ковшового рабочего органа карьерного комбайна

• Автор: Губенко, Антон Анатольевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Содержание
Введение

1 Состояние вопроса, цепь и задачи исследования

1.1 Современное состояние и перспективы развития конструкций карьерных комбайнов для непрерывной послойной выемки прочных пород
1.2 Основные результаты исследований нагрузок в приводах роторных рабочих органов горных машин

1.3 Цель, задачи и алгоритм исследования

Выводы по главе

2 Закономерности формирования сил сопротивления при экскавации породного массива карьерным комбайном с роторным ковшовым органом
2.1 Кинематические особенности рабочего процесса карьерного комбайна с роторным ковшовым органом
2.2 Формирование момента сопротивления вращению роторного ковшового рабочего органа карьерного комбайна
2.3 Влияние технологических, кинематических и силовых параметров на техническую производительность карьерного комбайна с роторным ковшовым рабочим органом
Выводы по главе
3 Теоретические основы рабочего процесса упругодемпфирующих
устройств
3.1 Статические и динамические параметры упругодемпфирующих устройств
3.2 Конструкция, принцип действия и конструктивные параметры пневмогидравлического упругодемпфирующего устройства
3.3 Математический аналог пневмогидравлического упругодемпфирующего устройства
Выводы по главе

4 Исследование динамики процесса экскавации роторным рабочим органом
карьерного комбайна
4.1 Особенности взаимодействия роторного ковшового органа с породой в
зоне фрикционного контакта
4.2 Параметры генератора импульсов давления (расхода) рабочей жидкости для формирования вынужденных колебаний вращения роторного ковшового рабочего органа
4.3 Математическая модель автоколебательной системы «карьерный комбайн
- забой» (уравнения движения электромеханической системы)
4.4 Моделирование электромеханической системы «карьерный комбайн — забой»
Выводы по главе
Заключение
Список использованных источников информации
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Горнодобывающая промышленность является одной из ведущих отраслей, базирующихся на мощной минерально-сырьевой базе Российской Федерации. По ряду важнейших полезных твердых ископаемых, например, таких как каменный уголь, железные и алмазосодержащие руды, РФ по подтвержденным запасам не только занимает ведущее место в СНГ, но и входит в первую десятку государств мира. Основные запасы полезных твердых ископаемых в РФ в основном сосредоточены в районах со сложными горпо-геологическими условиями.
При разработке скальных и полускальных пород производственный цикл, по сложившейся технологии, включает, как правило, буровзрывную подготовку. горного массива и последующую выемку горной массы из навала экскаваторами с погрузкой в транспортные средства. Такая технология обеспечивает высокую производительность выемочно-погрузочного оборудования при разработке пород любой крепости, но не удовлетворяет современным требованиям в отношении качества извлекаемого полезного ископаемого, ресурсосбережения и экологии, поэтому естественным является стремление исключить процесс рыхления массива взрывом. На основе опыта проектирования и эксплуатации шахтных добычных и проходческих комбайнов, а также оборудования для дорожного и аэродромного строительства был разработан ряд образцов комбайнов непрерывного действия для открытой разработки месторождений методом послойного фрезерования (такие комбайны получили название «Krupp Surface Miner», или сокращенно KSM).
В СНГ ведется непрерывный поиск и внедрение в производство технологий с новым оборудованием высокого технического уровня, значительно повышающего эффективность горных работ. Однако первый опыт эксплуатации карьерных комбайнов показал их недостаточно высокую производительность при выемке породных пластов различной мощности. Это объясняется тем, что техническая производительность карьерного комбайна при заданных его конструктивных и энергетических параметрах зависит не только от технологических, но и от динамических параметров.
Таким образом, расширение номенклатуры добычи твердых полезных ископаемых может быть достигнуто на основе модернизации и создания
Максимальная сумма сечений стружек срезаемых роторным ковшовым органом составит:
= куШо Л {! - СОЙк - О - 1)а] + кх вт,, - (г - /)а]}0'5 > м2 (222)

г = 1, 2, 3, ... , г—1, г где 2 — число ковшей роторного рабочего органа в забое, ед
При высоте слоя породы - к, минимальное число ковшей в забое на одном роторе - г (ед) с учетом результатов полученных в [3] и уравнений (2.12) и (2.16) определиться как:

arcCosi

, ед
(2.23)
Здесь символ «ent» (от слова «le entier») обозначает оператор выделения целочисленной части числа.
В свою очередь, минимальная сумма сечений стружек срезаемых роторным ковшовым органом составит:

= куВ10 £ {1 - cos[rAl - (z - i)a] + кх sïn[r/?0 - (z - i)af5, M2 (2.24)

В момент выхода z-го ковша из забоя максимальная сумма сечений стружек срезаемых роторным ковшовым органом уменьшается на величину размаха - Ас равную:
Ас = ~ Ssm,„ = в Уо 0 - cos П + К sin <Ро V,
Выражение (2.25) с учетом уравнения (2.12) принимает вид:

2 п
го °>К
2h D

arcCos

2h D

(2.25)
(2.26)
Графическая интерпретация процесса колебаний относительного суммарного горизонтального сечения стружек (уравнений (2.22) и (2.26) отнесенных к ширине захвата - В) в функции угла поворота роторного ковшового органа - (р при