Введение к работе
Актуальность проблем». Создание экономичных и высокоэффективных забойных скребкових конвейеров обусловливает усовершенствование их конструкций без увеличения габаритов я массы при минимальных энергетических затратах на транспортирование угля. В связи с этим является актуальной проблема исследований взаимодействия тягового органа с грузом в рештачном ставе и привода, создания на их основе высокопроизводительных и надежных базовых передвижных скребковых конвейеров для механизированных комплексов и разработки направлений развития перспективных конструкций. Создание базовых передвижных конвейеров и их привода происходило в два этапа.
В 1975-1980 гг. производительность механизированных комплексов составляла 350 т/ч, а ресурс - 140-300 тыс.т угля. Необходимо было повысить производительность конвейеров до уровня производительности новых комбайнов (10 т/иин). Поэтому первым эта-пом работ стало создание конвейеров и привода, позволяющих в течение короткого времени (до 5 лет) повысить производительность и ресурс з 2 раза при условии сохранения прежних габаритов pens— тачного става и привода. Второй этап заключается в создании конвейеров нового поколения с ресурсом I млн. 200 тыс.т "горюй"~мас-сы яри коронкой перестройке технологии изготовления и переоборудовании заводоз-изготовитолзй новых конструкций приводов, тяговых органов и рештачного става.' В настоящее время эта задача успешно решается внедрением ноеых марок сталей (35ГСРА и др.) для днищ рештаков, спецпрофилей, тягового органа, созданием роботизированных комплексов по порезке, термообработке, сварке.
Длительные наблюдения за эксплуатацией забойных конвейероз показали, что их технический урозэиь зависит от научного обоснования параметров собственно конвейера и его привода. Для создания высокопроизводительных забойных конвейеров было необходимо разработать научно-обоснованные технические решения, базирующиеся на полученных закономерностях формирования нагрузок и энерго-
затрат в прииодо при его взаимодействии через тяговый орган с транспортируемой в реитачном ставо горной массой.
На основе проведенных нами исследований и разработанных технических решений в І972-І&32 гг. созданы конвейеры с гидродинамическими приводами производительностью 7,2-12 т/мин, с ресурсом 750-В80 тает угля и разрушающей нагрузкой одной цепи тягового органа 430-750 кН.
На втором этапе создаются конвейеры с гидродинамическими приводами на негорючих жидкостях и другими (электромеханический, гидрообъемным, тиристорним). В настоящее время пропіли опытно-промышленную проверку и готовятся к серийному производству коп-DoE1np;j с ресурсом 1200 тыс.т угля, с разрушающей нагрузкой одной цепи тягового органа 1000-1060 кН,с малогабаритными и регулирующими приводами.
Цель работы.. Целью работы являются исследования и разработка научно-обоснованных технических решений для создания высокоэффективных передвижных забойных конвейеров механизированных комплексов на основе установления закономерностей Формирования нагрузок в установившемся и переходных режимах работы.
Научные положения, внноекмне на'защиту, их новизна сводятся к следующему:
-
Установлено, что в установившемся режиме работы существенное влияние на возникающие нагрузки имеет процесс разрушения транспортируемой горной массы в зазорах между тяговым органом и роитачннм ставом с паправляпщигта,яак в единой системе "электро-гидромеханический привод - тяговый орган - насыпной груз - ' рещ-тачный став о направляющими", в которой возникают автоколебания, я нагрузки носят случайный характер.
-
Разработан метод расчета энергозатрат забойных скребкових конвейеров, учитывающий колебательный характер нагрузки и ее среднее ожіїдаемоо значение.
-
Установлено, что разработанные математические модели одно- и многоприводных систем забойного скребкового конвейера в переходных режимах работы отражают зависимости для определения максимальних действующе нагрузок, ах характера, учитывают автоколебательную природу физического явления при резком стопорений тягового органа и дают возможность определить условия затухания этих колебаний путем расчета формы динамической и статической характеристик привода.
4. Разработан мотод расчета элементов проточной части гидромуфты, позволяющий на стадиях проектирования и стендових попитаний улучшить тяговые свойства, увеличить КПД, снизить динамические нагрузки и устранить автоколебательные пронесен н ре.тлме резкого стопорения тягового органа. На основе этого метода создана муфта оригинальной конструкции, работающая на негорючих жидкостях.
Достоверность научных положений, обоснованность выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием теорий вынужденных колебашій и случайных функций, теорий асинхронного электропривода и гидродинамических передач, прикладного математического анализа, оценок сходимости результатов теоретических викладок и экспериментальных исследований (расхождение но более 10-15/?), представительным объемом экспериментальных исследований на действующих конвейерах, апробацией предложенных методов расчетов в институтах и на заводах, а таете эксплуатацией забойных конвейеров СП87ПМ, СПВа, СП202М, СП29І, СП202ВІМ, СПЗОШ, СЇЇЦ26І, СПЦ62, СПЦ27І в течение 2-5 лот.
Практическая ценность, значение к реализация роботы. Проведенные научные исследования позволили получить параметры новых высокопроизводительных конвейеров, работающих в механизированных комплексах очистных забоев, а также в подготовительных выработках. На основе теоретических и инженерно-конструкторских разработок созданы забойные передвижные скребковые конвейры СП202М, СП87Ш, СПЗОІМТ СПЦ26І, СПЦ262," СПЦ27І и др. с высоким! эксплуатационными характеристиками. Па основании разработок установлены перспективы создания новых конструкции забойного транспорта.
Разработаны созместно с Гипроуглемагаем и зазодами-нзготови-телями технические условия на конвейеры шахтные скребковые ТУ 12.0173840.100.00-90 (введены впервые 01.07.90 без ограничения) .
Разработаны и утверждены технические требования и технические задания на конвейеры СП29І, СПЦ26І, СТЩ62, СПЦ27І, СПЦЯ73, СР72, СКПІУ, ПТК-800, ПТК-І000. .
Освоено серийное производство конвейеров СП202М, СП2023Ш,
СП87ПМ, СПЗОІМj СПШІ, СПЦ26І, СПЦ262; СПЦ27Г, І СПЦ273, СП2Э1;'" создана установочная серия конвейеров ПТК-йОО, ПТК-ІО00, СР72.
Новый конвейер СКЇЇІУ с центральним тяговым органом п складывающимися скребками, имеющий пониженную высоту погрузки, запатентован в ФРГ и Англии, прошел заводские испытания и находится
в стадии опытной эксплуатации на шахте "Краснолучская" ПО "Дон-бассантрацит". Проводятся экспериментальные работы по создшшю новых тягознх органов конвейеров CT1202L1, СП87Ш, СР72.
Разработаны и оспаиваютсл новыо приводи забойных конвейеров: планетарный гидродинамический в конвейерах типа СП202ВІМ, с системой защиты, привода АЗПК, тиристорний, с электромагнитной муфтой, гвдрообъсмный.
Am-овация работц. Основные материалы диссертационной работы доплачивались и получили положительную оценку на научных семинарах отделения горной механики ЛГД им. А.А.Скочинского (1982, іаЗь, IiW3), в СКБ завода "Свет шахтера", в отделе транспорта очистных забоев Гипроугле.маша, в отделе безопасности горных машин "акП'.Г.;, на расширенных заседаниях кафедр: подъемно-транспортных и горных машин соответственно Харькогского и Донецкого политехнических институтов, на совещаниях в Госуглепроме Украины, Мнпуглопроно СССР (19в2-19У8). Разработки экспонировались на ВДІІХ СССР (I&J8). Теоретические положения легли в основу создания конвейеров повышенного технического уровня и разработки направлений создания перспективных конструкций.
Публикация. По результатам проведенных исследований опубликовано более GO работ, в том числа 2 монографии, получен патент (ФРГ, Англии) и 25 авторских свидетельств на изобретонил.