Обоснование конструктивных и силовых параметров ножевых исполнительных органов геоходов

• Автор: Садовец, Владимир Юрьевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 153 с. : ил.

1 ГОРНОПРОХОДЧЕСКАЯ ТЕХНИКА И МЕТОДЫ ЕЕ СТРУКТУР- 9 НОЙ СИСТЕМАТИЗАЦИИ

1.1 Традиционное горнопроходческое оборудование

1.2 Геоходы
1.3 Существующие методы структурной систематизации горнопро- 26 ходческого оборудования.
1.4 Выводы

2 СИНТЕЗ КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ НОЖЕВЫХ 33 ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ГЕОХОДОВ

2.1 Структурный портрет горнопроходческих систем 3

2.1.1 Система буквенно-символьного обозначения функциональных 33 устройств горнопроходческого оборудования

2.1.2 Формирование структурного портрета горнопроходческих сис- 35 тем.

2.2 Структурный портрет нового класса горнопроходческой техники. 3

2.2.1 Геоход - как структурный объект. 3

2.2.2 Система буквенно-символьного обозначения функционально
конструктивных элементов геохода.
2.2.3 Структурный портрет геоходов
2.3 Синтез конструктивных решений исполнительных органов геоходов
2.3.1 Основные требования предъявляемые к исполнительным орга- 44 нам геоходов
2.3.2 Символьное обозначение конструктивных элементов исполни- 46 тельных органов геоходов
2.3.3 Синтез технических решений исполнительных органов геохо- 48 дов
2.4 Синтез конструктивных решений ножевых исполнительных органов 50 геохода.

2.4.1 Геометрические особенности
2.4.2 Требования предъявляемые к ножевым ИО геохода
2.4.3 Синтез технических решений
2.5 Выводы
3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ НОЖЕВОГО ИСПОЛ
НИТЕЛЬНОГО ОРГАНА ГЕОХОДА
3.1 Выбор количества радиальных ножей
3.2 Схемы действия сил резания в зависимости от угла наклона ради- 60 альных ножей к оси вращения геохода.
3.3 Определение параметров резания для радиальных ножей
3.4 Определение сил резания ножевым ИО с зубьями
3.5 Определение расчетных параметров винторезов
3.6 Порядок расчета ножевого ИО с учетом нагрузок, действующих 82 на него
3.7 Влияние основных факторов на силовые параметры ножевого ИО
3.8. Выводы
4. ДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И НАГРУЗКИ,
ФОРМИРУЮЩИЕСЯ В РАБОЧИХ РЕЖИМАХ ГЕОХОДА 9
4.1. Возможные режимы работы привода вращения агрегата
4.2. Особенности кинематики агрегата при циклическом приводе
4.3. Модели координатных составляющих колебаний машины
4.4. Учет влияния работы привода на силовые параметры резания
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 13
ПРИЛОЖЕНИЯ

Актуальность работы. По оценке Академии менеджмента и рынка, а также Агентства международного развития приоритетных технологий на 2000-2020 гг. способы и решения в части сооружения подземных магистралей, автотрасс и железных дорог являются особо важными по группе «Использование подземного пространства».
Сооружение подземных магистралей, а также проведение на небольших глубинах различного расположения в подземном пространстве подготовительных горных выработок, ведутся в сложных горно-геологических условиях -слабых, неустойчивых, сыпучих породах.
Для проходки горизонтальных подземных выработок на малых глубинах в неустойчивых породах традиционно применяются проходческие щиты, которые обладают рядом существенных недостатков.
Перспективным направлением в решении проблемы проведения горизонтальных и наклонных выработок в неустойчивых породах является развитие нового класса горнопроходческой техники - геоходов.
Геоход - аппарат, движущийся в подземном пространстве с использованием геосреды. В этих машинах реализуется принципиально новая идея использования окружающего массива горных пород - включение геосреды в процесс движения проходческого оборудования. В основу проходки горных выработок с использованием геоходов заложен процесс движения твердого тела (проходческого оборудования) в твердой среде.
В настоящее время ведутся разработки опытных образцов геоходов, и одним из препятствующих факторов является отсутствие исполнительных органов, адаптивных для работы в слабых и неустойчивых породах (наносы, сыпучие породы).
Поэтому работа, направленная на обоснование конструктивных решений и силовых параметров ножевых исполнительных органов нового класса горнопроходческой техники - геоходов, является актуальной.

2.4 Синтез конструктивных решений ножевого исполнительного органа геохода.
2.4.1 Геометрические особенности ножевого исполнительного органа геохода.
Своеобразный характер перемещения геохода на забой обуславливает формирование сложной формы поверхности не только самого забоя, но и исполнительного органа (ИО). Поверхность забоя, при разрушении его ИО геохода, имеет вид нескольких геликоидных поверхностей с уступами.
Точка Л, расположенная на периферии ножа, при заданном шаге винтовой лопасти кв внешнего движителя, проходя за один полный оборот по окружности путь 2шг, перемещается на забой под углом /?/ к плоскости перпендикулярной оси вращения геохода [20], причем
где гг— радиус головной секции геохода.
Точки ножа, расположенная ближе к оси вращения геохода, допустим, точка В, при том же шаге винтовой лопасти внешнего движителя перемещаются на забой под углом р2 к плоскости перпендикулярной оси вращения геохода [2], при чем
(2.2)
(2.3)
где г0 - расстояние от оси вращения геохода до точки В.
Рисунок 2.10 Схема ножевого исполнительного органа.