Введение к работе
Актуальность работы. Важнейшее направление технического прогресса в области открытой и подземной разработки месторождений твердых полезных ископаемых - трудоемкий и дорогостоящий процесс бурения. Расширение области применения буровых станков и совершенствование технологии буровых работ осуществляется распространением их на более крепкие породы за счет увеличения мощности приводов, совершенствования динамических характеристик.
При работе бурового станка по крепким или трещиноватым породам резко возрастают нагрузки в двигателях, редукторах, опорных узлах, металлоконструкциях, что приводит к раскрытию зазоров в зубчатых передачах, росту вибронагруженнрсти всего станка в целом. Несогласованность режимов работы механизмов подачи и вращения приводит к автоколебательным процессам во вращатель-но-подающей системе (ВПС). Поэтому обоснование и выбор параметров дифференциальной ВПС бурового станка, позволяющей автоматически регулировать скорость и усилие подачи станка в процессе бурения, является актуальной научной задачей.
Цель работы. Установление закономерностей движения в массиве горных пород рабочего органа ВПС дифференциального типа со свойствами автоматического регулирования скорости и усилия подачи, позволявшими выбирать ее параметры при проектировании, что обеспечивает повышение эффективности работы бурового станка.
Идея диссертационной работы. Заключается в автоматическом выборе режимов работы станка в зависимости от крепости горной породы путем использования в ВПС дифференциальных механизмов.
Основные научные положения, разработанные лично соискателем, их новизна:
автоматический выбор режимов работы бурового станка обеспечивается дифференциальным механизмом- как основы ВПС и двига-телями ее с рационально подобранными характеристиками;
ВПС бурового станка - это динамическая система с двумя степенями свободы, обеспечивающая движение рабочего органа в направлении вращения и подачи; в процессе бурения рабочий орган и массив формируют функциональную связь механизмов подачи и
вращёния, которая зависит от свойств массива горных пород и динамических качеств электрогидромеханической ВПС дифференциального типа;
- ВПС дифференциального типа в зависимости от момента соп
ротивления движению става автоматически изменяет нагрузку и
скорость подачи става, что обеспечивается наличием отрицатель
ной обратной связи между механизмами подачи и вращения.
Обоснованность и достоверность научных положений , выводов и рекомендаций подтверждаются:
использованием апробированных уравнений, описывающих статику, кинематику и динамику дифференциальных механизмов, характеристики электро- и гидродвигателейf свойства массива горных пород;
сходимостью результатов теоретических исследований с данными эксперимента с вероятностью не ниже 0,9 .
Значение работы. Научное значение работы состоит в:
разработке математической модели ВПС дифференциального типа, учитывающей кинематику, инерционность, динамические характеристики приводов и свойств горных пород;
установление критериев рациональной области кинематических, и геометрических параметров дифференциального механизма, характеристик электропривода и гидропривода управления, обеспечивающих автоматическое изменение усилия и скорости подачи.
Практическое значение работы состоит в:
разработке функциональной кинематической схемы ВПС дифференциального типа для буровых станков с органическим свойством автоматического выбора режима работы станка в зависимости от крепости горной породы;
создании методики расчета и выбора параметров при проектировании ВПС дифференциального типа для станков вращательного бурения.
Реализация выводов и рекомендаций диссертации;
разработана рабочая конструкторская документация на полноразмерный стенд бурового станка дифференциального типа, его создание и экспериментальные исследования;
методика по расчету и выбору основных параметров ВПС дифференциального типа для буровых станков принят, к использованию в ЦШИПодземмаш.
Апробация работы. Основные положения диссертации и резуль таты исследований докладывались на научном семинаре кафедры ТІМ Московского государственного горного университета, в ЩШИПодземмаш, на международной конференции "День горняка" МТУ.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 научных работ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения , четырех глав, заключения, изложенных на/^страницах машинопис-, ного текста, содержит 3S рисунков,
Автор выражает глубокую благодарность коллективу кафедры "Теоретическая и прикладная механика", а также лично доцентам Наумкину В.М. и Петрову В.Л. за помощь при выполнении диссертационной работы.