ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНЫЕ КОМБАЙНОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ КАЛИЙНЫХ РУДНИКОВ (1999 год) - часть 2

2. УСТРОЙСТВО ГОРНЫХ МАШИН ПРОХОДЧЕСКО-ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВЫХ КОМПЛЕКСОВ

2.1. общее устройство комбайнов

2.1.1. ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ОРГАНЫ

Назначение, предъявляемые требования и классификация

Исполнительные органы комбайнов предназначены непосредственно для отбойки (отделения) руды от массива. Некоторые исполнительные органы (шнековые, буровые) производят перемещение и погрузку отбитой массы.

К исполнительным органам предъявляют следующие основные требования:

- обеспечение максимально-возможной производительности в данных горно-геологических и горнотехнических условиях; разрушение массива с минимальным удельным расходом энергии, измельчением руды и пылеобразованием; возможность регулирования по мощности пласта и по гипсометрии почвы и кровли;

высокий механический коэффициент полезного действия; отсутствие чрезмерных динамических нагрузок; простота конструкции, высокая прочность и надежность, удобство в обслуживании и эксплуатации.

Первое требование является главным и обеспечивается правильным выбором и применением машины, её эффективным использованием при высококвалифицированной эксплуатации и соблюдением всех требований, предъявляемых к органу разрушения.

Минимальная энергоемкость процесса разрушения и снижение выхода мелких фракций достигается путем рационального выбора конструктивных и режимных параметров, схемы набора резцов, соотношения скоростей резания и подачи, шага резания, типа резца и учётом других факторов.

Улучшение условий погрузки разрушенной массы и ее удаление из зоны разрушения уменьшает вторичное дробление, а также снижает энергозатраты на отбойку и измельчение солей.

Кроме того, при эксплуатации исполнительные органы должны

быть:

удобны при осмотре и замене рабочего инструмента; обеспечивать минимальные потери времени при зарубке комбайна, его переводе с рабочего хода на маневровый; удобны при монтаже и ремонте.

Для обеспечения устойчивой работы машины, её движения в заданном направлении, снижения динамических нагрузок исполнительные органы должны быть уравновешены в отношении моментов, формирующихся на них в процессе работы, и иметь равномерную нагрузку в течение одного рабочего цикла перемещения (оборота).

При этом исполнительные органы должны быть как можно более просты по конструкции, надежны, а трудозатраты на их эксплуатацию и ремонт - минимальными.

К основным классификационным признакам исполнительных органов относятся: конструктивное исполнение, схема отработки забоя, схема разрушения забоя и вид реза. По этим признакам исполнительные органы классифицируются следующим образом:

по конструкции - баровые, барабанные, шнековые, буровые (роторные), планетарные и комбинированные;

по схеме отработки забоя исполнительные органы могут быть избирательными и фронтальными;

по схеме разрушения забоя исполнительные органы буроскалывающего действия и со сплошной обработкой забоя;

по виду реза с щелевым, угловым, последовательным, шахматным, тангенциальным, комбинированным и др.

Проходческо-очистные комбайны для отбойки солей имеют комбинированные органы разрушения. У них в качестве основных используются планетарно-дисковые или роторные органы, а в качестве дополнительных, обеспечивающих необходимую форму поперечного сечения выработки - шнековые и барабанные.

Роторные исполнительные органы могут состоять из одного или нескольких буров (планшайб). В зависимости от числа планшайб и их взаимного расположения они подразделяются на одноосевые, соосные роторные и параллельно-осевые. Применение соосных роторных исполнительных органов, у которых две планшайбы вращаются в противоположные стороны, позволяет уравновесить реактивный момент. Тот же эффект дает четное количество планшайб у параллельно-осевых исполнительных органов.

Планетарные исполнительные органы оснащаются режущим или скалывающим инструментом, которому сообщаются два движения: относительное (вокруг своей оси вращения) и переносное (вокруг оси планшайбы). Планетарные исполнительные органы подразделяются на плоскостные, у которых инструмент перемещается в одной плоскости, параллельной забою, и пространственные - с перемещением инструмента по сложной пространственной траектории, с разрушением забоя серповидными стружками различных форм и размеров.

Баровые исполнительные органы, ввиду их конструктивной сложности, энергоемкости и низкого к.п.д. применяются только в щеленарезных машинах.

Наиболее распространенным видом реза является последовательный. Он широко используется в планетарно-дисковых, барабанных, шнековых исполнительных органах.

В роторных исполнительных органах могут использоваться последовательный и шахматный резы.

Особенности работы и конструкции планетарно-дисковых и роторных исполнительных органов для добычи калийных руд следующие.

Планетарные исполнительные органы комбайнов состоят из 2-3 дисков, которые при работе вращаются вокруг 2-х взаимноперпендикулярных осей. При подаче комбайна на забой резцы дисков движутся по сложной спиральной траектории, участвуя во вращательных движениях вокруг оси редуктора (переносное движение) и оси диска (относительное движение) и поступательном движении совместно с комбайном. При такой схеме обработки забоя стружка, отделяемая резцами от массива, имеет переменное сечение как по толщине (серповидный срез), так и по ширине (за счет изменения шага резания). Сложное пространственное движение резцов предопределяет ряд особенностей работы, из которых можно выделить как положительные, так и отрицательные свойства планетарно-дисковых исполнительных органов.

Положительные свойства обусловлены следующими особенностями работы:

забой разрушается последовательными резами с открытой поверхности (сплошная обработка забоя), причем, резцы не идут по следам, прорезаемым резцами предыдущего диска, что предопределяет сравнительно небольшие удельные энергозатраты на разрушение массива;

- каждый резец не имеет определенной зоны действия, а охватывает всю площадь забоя, в результате чего выход из строя одного или двух резцов не оказывает существенного влияния на работоспособность комбайна, т.к. работа, выполняемая этими резцами, перераспределяется на остальные;

- отбитая масса не участвует в повторном дроблении и с помощью дисков перемещается к погрузочному устройству;

ввиду малого числа резцов, контактирующих с забоем, не требуется значительных напорных усилий для подачи комбайна на забой [1];

- при отбойке руды на исполнительном органе возникает незначительный реактивный момент относительно опорных поверхностей комбайна.

Недостатки планетарно-дисковых исполнительных органов обусловлены:

- сложностью и высокой стоимостью редукторов, серповидностью среза, предопределяющего повышенный выход мелких фракций при резании;

- невозможностью обеспечения оптимального режима резания из-за непостоянного сечения стружки.

Планетарно-дисковые плоскостные исполнительные органы имеют ограниченное применение и используются в качестве забурников. Для них присущи достоинства и недостатки планетарно-дисковых исполнительных органов с пространственным перемещением рабочего инструмента. Кроме того, они по сравнению с резцовыми дисками имеют повышенные выход мелких фракций и удельные энергозатраты на разрушение массива.

Роторные исполнительные органы состоят из двух либо трех буров, вращающихся в противоположных направлениях. Конструктивно буры выполняются 2-х, 3-х, 4-х лучевыми с параллельным и соосным расположением осей. Применяются роторные исполнительные органы со сплошной обработкой забоя и буроскалывающего действия. Использование последних обусловлено необходимостью получения крупнокусковой соли.

При отбойке руды резцы участвуют в двух движениях: вращательном вокруг оси редуктора и поступательном за счет подачи комбайна. Сечение стружки постоянное, вид реза может быть щелевой, последовательный и шахматный.

Достоинства роторных исполнительных органов: за счет постоянного сечения стружки можно обеспечить оптимизацию процесса резания с наименьшим расходом энергии и выходом мелких фракций;

простая конструкция редуктора;

обеспечивается возможность получения крупнокусковой соли.

Недостатки роторных исполнительных органов: невозможность оптимизации процесса отбойки руды по скорости резания;

при работе на исполнительном органе возникает большой реактивный момент относительно опорных поверхностей комбайна (гусениц);

- в контакте с забоем участвует большое количество резцов, поэтому требуются значительные усилия подачи комбайна на забой.

Устройство привода и исполнительного органа комбайна «Урал-20А»

Органы разрушения комбайна, схема расположения которых приведена на рис. 2.1, состоят из сдвоенного планетарно-дискового исполнительного органа, каждый из которых имеет по два резцовых диска 1 и по два центральных диска 2, бермового органа, включающего в себя левый и правый шнеки 3 и фрезы 4, барабана отбойного устройства 5 и буров 6.

В состав привода каждого планетарного органа (рис. 2.3) входят:

редукторы: раздаточный 3, исполнительного органа 4, резцовых дисков 7;

электродвигатели: переносного вращения дисков 5,

относительного вращения дисков 6.

Синхронизация движения резцовых дисков обеспечивается за счет кинематической связи через барабан отбойного устройства.

Оба исполнительных органа комбайна и их приводы крепятся на передней раме конвейера (с помощью фланца и болтов), жёстко соединённой с задней рамой. Задняя рама конвейера шарнирно крепится к раме гусеничного хода при помощи двух цапф и осей, а передняя через кронштейны бермовых фрез опирается на два гидродомкрата, закрепленных на раме гусеничного хода. Шарнирное соединение рамы конвейера с рамой гусеничного хода обеспечивает подъем и опускание исполнительного и бермового органов относительно опорных поверхностей гусениц с целью управления комбайном в вертикальной плоскости.

Исполнительный орган может быть собран на один из трех типоразмеров выработки с высотой 3,1; 3,4; 3,7 м. Размеры и сечение выработки, проводимой комбайном при высоте 3,7 м приведены на рис. 2.2. Высоту выработки и диаметр планетарного исполнительного органа регулируют при помощи проставок 8 (рис. 2.3), устанавливаемых между редукторами резцовых дисков и раздаточным, а положение оси исполнительного органа регулируют проставками 9.

содержание .. 1 2 3 ..