Разработка метода расчета нагруженности тангенциальной дисковой шарошки, перекатывающейся по щели, при разрушении породного массива для гидромеханических исполнительных органов проходческих комбайнов

• Автор: Дёмин, Константин Вячеславович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 160 с. : ил

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Основные положения разрушения горных пород шарошечным
инструментом и его практическое использование
1.2. Анализ результатов исследований в области разрушения
горных пород тангенциальной дисковой шарошкой
1.2.1. Влияние на работу шарошки ее геометрических параметров и
ориентации
1.2.2. Влияние на работу шарошки параметров режима разрушения
1.3. Гидромеханический способ разрушения породного массива как
один из путей расширения области эффективного применения комбайновой проходки
1.4. Анализ схем гидромеханического способа разрушения горных
пород
1.5. Цель и задачи исследований
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЗРУШЕНИЯ
ПОРОДНОГО МАССИВА ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ ДИСКОВОЙ ШАРОШКОЙ, ПЕРЕКАТЫВАЮЩЕЙСЯ ПО ЩЕЛИ
2.1. Факторы, определяющие процесс разрушения массива шарошкой, и обоснование метода математического моделирования
2.2. Механизм разрушения массива шарошкой
2.3. Механизм деформирования массива под действием шарошки
2.4. Определение критической нагрузки при разрушении массива
шарошкой
2.5. Определение нагрузки внедрения шарошки в массив
2.6. Влияние радиуса закругления рабочей кромки шарошки и заднего угла на её нагруженность
2.7. Влияние глубины щели, нарезаемой высокоскоростной струёй
воды, на нагруженность шарошки
Выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ПОРОДНОГО МАССИВА
ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ ДИСКОВОЙ ШАРОШКОЙ
3.1. Сравнительный анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований разрушения горных пород шарошкой

3.2. Анализ формирования нагрузок на тангенциальной дисковой шарошке, перекатывающейся по щели, при разрушении породного массива
3.3. Вывод расчётных формул для определения нагруженности шарошки при гидромеханическом разрушении породного массива. Выводы
4. РАСЧЕТ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ
4.1. Методика расчета гидромеханических исполнительных органов проходческих комбайнов избирательного действия
4.1.1. Основные положения
4.1.2. Расчет производительности комбайна при разрушении горных пород различной крепости для заданных параметров приводного двигателя и механизма подачи (проверочный расчет)
4.1.3. Расчет сил перекатывания и подачи, а также выбор приводного двигателя и механизма подачи при разрушении горных пород для заданной конструкции исполнительного органа и производительности комбайна (проектировочный расчет)
4.2. Расчет гидромеханического исполнительного органа проходческого комбайна КП-
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1 Численный метод для определения коэффициента интенсивности напряжений /Г/
Приложение 2 Пакет расчетных программ для определения максимума
Приложение 3 Пакет расчетных программ по математическому моделированию гидромеханического разрушения горных пород тангенциальной дисковой шарошкой и струей воды высокого
Приложение 4 Акт внедрения результатов диссертационной работы.

ВВЕДЕНИЕ
На угольных шахтах России в настоящее время только около 50 % выработок проводится комбайновым способом, причем приблизительно в 20 % случаев комбайны применяют за пределами их эффективного использования. Это объясняется тем, что серийные проходческие машины избирательного действия, оснащенные резцовым инструментом, успешно работают на породах с пределом прочности на одноосное сжатие асж до 80 МПа, что далеко не охватывает всего спектра разрабатываемых пород по прочности.
Скорость проведения выработок комбайнами в среднем в 3 раза больше, а стоимость - в 2-3 раза меньше, чем при буровзрывном способе. Главным достоинством комбайновой проходки является несравненно большая безопасность подземных работ.
Одним из путей расширения области применения проходческих машин является использование гидромеханического способа разрушения, основанного на совместном воздействии на породный массив струй воды высокого давления и механического инструмента режущего или скалывающего действия. Этот способ имеет преимущества перед механическим способом разрушения, заключающиеся в уменьшении нагрузок, охлаждении инструмента, снижении его износа, уменьшении пылеобразования и подавлении искр, образующихся при работе по абразивным породам, что и делает его работоспособным на крепких горных породах.
В качестве механического инструмента целесообразно использовать шарошечный инструмент, который по сравнению с резцовым обладает высокой стойкостью и работоспособностью на крепких породах. Из всей номенклатуры шарошечного инструмента наиболее перспективными являются тангенциальные дисковые шарошки, обеспечивающие наименьшую удельную энергоемкость процесса разрушения.
Рис. 2.2. Расчетная схема математической модели:
Р- равнодействующая контактных усилий, действующих на шарошку со стороны массива; Лн< - глубина щели