Файл: Байконуров О.А. Комплексная механизация очистных работ при подземной разработке рудных месторождений.pdf

роны. Насос, питающий двигатели привода конвейера, имеет производи­ тельность 212 л/мин. Гидравлическая цепь этих двигателей защищена предохранительным клапаном, настроенным на давление 196 кГ/см2. Ма­ шина МС-5, работающая на гидроприводе, имеет следующие преимущест­ ва: каждый рабочий орган надежно защищен предохранительным кла­ паном, тогда как в машинах с электрическим приводом имеют место вы­ сокие перегрузки ; скребковая цепь натягивается гидравлическим устрой­ ством, что обеспечивает непрерывность натяжения и автоматическую регулировку в зависимости от нагрузки. Наличие в гидравлической сис­ теме предохранительных устройств (теплового переключателя, поплавко­ вого выключателя з масляном баке) значительно повышает надежность работы машины.

Машина имеет большую производительность и более простой уход. Так, при эксплуатации МС-5 на шахте «Бнллинтгама» (Англия) достиг­ нута устойчивая производительность 1 1 0 т/час, включая время на пере­

движение и простои.

Погрузочная машина 36СЕ имеет четыре двигателя общей мощ­ ностью 192 л. с., из них главный двигатель 135 л. с. приводит в движение гусеничный ход и нагребающие лапы. Привод скребкового конвейера имеет два двигателя по 25 л. с. каждый. Двигатель 7 л. с. маслонасосов вращает также генератор низкого напряжения для питания цепей управ­ ления аппаратов магнитной станции. Для питания гидроаппаратов рабо­ чей жидкостью на машине установлены два маслонасоса.

Для защиты от перегрузок главного двигателя и двигателей конвей­ ера предусмотрены гидромуфты. Натяжение скребковой цепи произво­ дится с помощью гидроцилиндров.

§ 5. Специальные типы погрузочных машин

Погрузочная машина с нагребающими лапами конструкции московского геологоразведочного института (МГРИ) имени С. Орджоникидзе

Оригинальную конструкцию заборно-погрузочного органа погрузочной машины с нагребающими лапами предложил лроф. Н. В. Тихонов (МГРИ). В этой конструкции диски с кривошипами вынесены из-под абразивной горной массы; погрузочный орган может обрабатывать навал по высоте для ликвидации образовавшихся навесов горной массы.

Новый заборно-погрузочный орган навешивается на по­ грузочную машину ПНБ-Зк (рис. 73, б). На каждой траверсе 1 монтируются диски 2, лапы 3, редуктор 4 и электродвига­ тель 5. Траверса шарнирно закреплена к приемной части 6 машины и может перемещаться в вертикальной плоскости посредством гидродомкрата 7. Для согласованного движения парных лап Іприводные валы соединены двумя коническими парами 8.

Лапы в нижнем положении находятся на приемной пли­ те. Во время работы одна или обе лапы могут быть подняты. Диски лап прикреплены к траверсе снизу, чем исключается заштыбовка их мелкой рудой.

Погрузочные машины ПНК и ПНКЧ института ВостНИГРИ испытаны на рудниках Сибири при машинной погрузке руды в транспортные сосуды в сочетании с само­ течной доставкой на подошву откаточной выработки из бло-

ный ход ; 2 — привод гусеничного хода ; 3 — конвейер ; 4 — привод кон­ вейера ; 5 — ковш ; 6 •— пульт управления, б) конструкции МГРИ.

ков этажно-камерных систем. Отличительной особенностью машины ПНК является своеобразное конструктивное испол­ нение и компоновка основного заборного органа — клина с встроенным в него захватывающим конвейером. ПНК имеет такие основные технические данные : производительность — 7 мг/мин; размер погружаемого куска — 1200 мм; общая установленная мощность 40 кет; вес — 8,6 т. Габаритные размеры (ж): длина — 5; ширина — 1,9; высота — 2,5. Ма­ шина имеет колесно-рельсовый ход. На основе этой машины ВостНИГРИ разработал другую модель машины ПНКЧ (рис. 73, а), которая отличается от ПНК тем, что она снабже­ на ковшовым приспособлением для улучшения загрузки ру­ ды на заборный конвейер и имеет гусеничный ход, что де­ лает ее более маневренной.

§6. Производительность погрузочных машин

снагребающими лапами

Техническая производительность QM этих машин нахо­ дится из выражения [26]

QM= 60-2- П’Vj, , м $/час,

где Z —2 — количество лап;

п — число ходов каждой лапы в минуту ; Ѵл — объем насыпного груза, захватываемый каждой

лапой за один рабочий цикл, ж3;

Ѵл=^-чіт-кР,

ми лапами зависит в основном от гранулометрического соста­ ва погружаемого материала, высоты развала отбитой массы и уклона почвы выработки.

Исследования производительности тяжелых машин (18HR-2y и ПНБ-Зк) на Джезказганском комбинате показа­ ли следующее.

Наибольшая производительность машин была достигнута при погрузке руды кусковатостью до 400 мм с выходом не­ габарита (свыше 400 мм) от 5 до 10 %. С увеличением негаба­ рита до 15% производительность погрузочной машины па­ дает на 20—25%.

Однако наличие в отбитой руде большого количества ме­ лочи размером зерна до 200 мм также значительно снижает техническую производительность.

При процентном содержании в отбитой руде фракций ме­ нее 200 мм производительность погрузочной машины ПНБ-Зк изменяется следующим образом: от 50% — Qr =108 т/час; от 50 до 60% — QM=105 т/час; от 60 до 70% — Q„ = = 81 т/час.

Наиболее высокая производительность погрузочных ма­ шин с нагребающими лопатами достигается при развале ру­ ды высотой около 2 м. При высоте развала до 4 м произво­ дительность уменьшается на 30% по сравнению с макси­ мальной, а при малом развале (толщина слоя руды 0,5— 0,6 м) — на 50 %.

Эксплуатационная производительность определяется так же, как и для экскаваторов: умножением технической про­ изводительности на коэффициент использования машины во времени, который можно принять равным 0,40—0,55.

§ 7. Расчет параметров погрузочных машин с боковым захватом

Исследования, выполненные в институте «Гипроникель» [26], показали, что эффективность работы погрузочных ма­ шин с нагребающими лапами зависит от кинематики рабоче­

го органа и установления правильных параметров заборно­ погрузочной части.

На основании этих исследований были получены следую­ щие зависимости параметров (рис. 74): ширина желоба кон-

Рис. 74. Схема к расчету параметров заборно-погрузочного органа.

вейера Вя =1,5 dg, где da — диаметр ведущего диска; шири­ на носка плиты (фронт захвата) ;

В3 — 2da -f- Ba~?>,bdg .

Размер ведущего диска выбирают из соотношения

dg = (1,25-г-1,40) ятах ,

где ашах — наибольший размер кусков.

Основные размеры кривошипного четырехзвенника долж­ ны выбираться из условия создания оптимальной траектории движения нагребающих лап: а\ = 1,204-1,25 dg ; b = 0,9 dg — расстояние между осями диска и ползуна; Rn — dg— радиус положения ползуна направляющей кулисы лап; гк =0,65 dg— радиус направляющего рычага (ползуна); 02=1,34-1,4 dg— расстояние от кромки носка до центра диска.

Высота нагребающих лап h= -j- -,— ^-dg ; для тяжелых

условий h—1504-200 мм, что обеспечивает захваты кусков с максимальными размерами 5004-800 мм.

Отечественные машины выпускаются с перекрывающими траекториями лап, у погрузочной машины 18HR-2y траекто­ рии лап не перекрывают друг друга и между ними имеется определенная мертвая зона. У отечественных машин лапа доставляет захваченный материал до приемной воронки

конвейера, у 18HR-2y лапа погружаемый материал непосред­ ственно не доставляет к конвейеру.

В таблице 14 приводятся параметры элементов заборно­ погрузочной части отечественных и зарубежных машин.

Как показывают экспериментальные исследования, про­ веденные кафедрой Казахского политехнического института имени В. И. Ленина на Миргалимсайском руднике, наиболь­ шие усилия в элементах машины с нагребающими лапами возникают в момент подачи машины на забой с внедрением носка лап в штабель горной массы.

Поэтому прочностной расчет элементов машины целесо­ образно производить, исходя из суммарной величины сопро­ тивлений внедрению лап, напорному усилию и движению са­ мой машины, что согласуется с рекомендацией проф. А. В. Евневича [26]

W0 = W l + W2,

где W 1 — сопротивление отвала внедрению носка приемной плиты заборно-погрузочной части, кГ;

W 2 — сопротивление движению самой погрузочной ма­ шины, кГ;

W0 — суммарная величина сопротивлений, кГ. Сопротивление внедрению носка плиты и нагребающих

лап зависит от физико-механических свойств разрыхленной горной массы, кусковатости, слеживаемости, влажности, вы­ соты отвала, от конструкции носка, степени износа

^ і = І 5 - [ х в-3 , к Г ,

здесь ^]В — суммарная длина одновременно внедряемых в материал кромки и загребающей лапы, см; р-о — удельное сопротивление внедрению, отнесен­

ное к 1 см длины этих кромок, кГ/см.

По данным работы [26] приводим значения цБ, кГ/см: уголь — 2—3 ; сланец и известняк — 5—6;

железная руда — 6—7 ; крепкая руда цветных металлов — 8—10;

б= 1-1-1,5 — коэффициент, учитывающий степень износа носка Плиты погрузочно-заборной части.

Сопротивление движению самой машины

W2= P (w ±i + wBL), кГ,

где Р — полный вес машины, кг;

w = 0,15-1-0,2 ■— коэффициент сопротивления движению гусеничной машины;

i = t g $ — уклон трассы;

w

здесь a — ускорение машины в начале движения, м/сек2; g — ускорение силы тяжести, м/сек2.

С учетом динамики машины в процессе погрузки макси­ мальное расчетное усилие, действующее на узлы в период внедрения, находится по выражению

W pac = K n-W0, кГ,

где Кд = 1,6-НІ,7 — коэффициент, учитывающий динамиче­ ские нагрузки.

По расчетному усилию напора Wpac проверяется вес машины

Wpac КГ,

где ф — коэффициент сцепления гусеницы с опорной поверх­ ностью.

Мощность двигателей гусеничного хода рассчитывается по максііііальному усилию внедрения Wpac. В случае уста­ новки отдельных двигателей на каждую гусеницу мощность

по усилию ж рас= 1,1-^—,кГ,

где 2 = 2 — число гусениц. Мощность двигателей привода нагребающих лап находится по величине со­ противления отрыву кусков из отвала, которое опреде­

ляется по формуле

ный момент, который стре­ мится развернуть машину на гусеницах.

Этому моменту противодействует момент сил трения гу­ сениц о почву (рис. 75).

Поэтому принятый вес машины должен быть проверен на устойчивость ее развороту. Рассматриваются два наиболее опасных случая :

1)лапа внедряется в отвал усилием Р] на максимальном плече в\ ;

2)внедрению лапы в отвал противодействует сила Рг на

плече С].

Момент сил трения гусениц о почву М тр зависит от удельного давления на почву и размеров гусеничного хода:

Мтр —ср(Р, Ъ9I, р , d, /),

где В — ширина гусеничного хода, см; I — длина хода, см ;

Ъ— ширина гусениц, см ;

р = —— удельное давление гусениц, кГ/см2;

/ — коэффициент трения гусениц о почву.

Полный момент трения опорных поверхностей гусениц

ь_ j 2 2

M Tp = 4t-p-f- \ • j V x 2-{-y2 • dx-dy.

0 ô

Максимальные усилия на лапе находятся :

Устойчивость машины от разворота обеспечивается в тех случаях, когда Р\ и P2 >W 3. полученного из выражения (4.1).

Работа сил сопротивления повороту гусениц вокруг вер­ тикальной оси, проходящей через центр тяжести ее опорной площади, находится по формуле

А п - (ЛГтр + М ск) • ß, кГм,

где Мтр — момент трения гусениц о грунт ;

М ек — момент скалывающих усилий ; ß — угол поворота, град.

Мощность двигателей, потребная для поворота машины, равна

где t п — время поворота, сек. г| — к. п. д. передачи.

Тормозное усилие на внутренней гусенице

где R = B —b — расстояние между осями гусениц, м; М ск = М Тр— для скальных грунтов.

Прежде чем принять для погрузки тот или другой тип погрузочной машины с нагребающими лапами, очевидно, необходимо проверить соответствие ее параметров горнотех­ ническим условиям.

Глава 5

ШАХТНЫЕ ПОГРУЗОЧНО-ДОСТАВОЧНЫЕ МАШИНЫ

§1. Общие сведения и классификация

Вгорнорудной промышленности СССР и за рубежом в настоящее время большое распространение получили погру- зочно-доставочные машины (ПДМ), которые комплексно выполняют операции погрузки, транспортирования и раз­

грузки разрыхленной горной массы. Погрузочно-доставоч- ные машины состоят из механизма зачерпывания, ходовой части и аккумулирующей емкости. Эти машины могут ус­ пешно применяться в следующих горнотехнических усло­ виях:

а) при ведении очистных работ системами слоевого обру­ шения, камерно-столбовой системой при пологом залегании залежи, при работах с закладкой выработанного простран­ ства, а также при разработке линз и участков со сложным залеганием рудного тела ;

б) при проходке тоннелей, горнокапитальных, вентиля­ ционных и околоствольных выработок ;

в) при проведении подготовительных и нарезных выра­ боток: подэтажных и слоевых штреков, выработок горизон­ та бурения, минных камер и т. д.

Известно большое количество рудников, которые постоян­ но эксплуатируют этот вид оборудования. К ним относятся