Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Бурение взрывных скважин на карьерах яв-лается необходимым этапом подготовки пород к выемке. Порядка 70% скваяин выполняется станками шарошечного бурения. Последние составляют более половины парка станков России.
Быстрый рост цен в последние годы на топливо и электроэнергию выдвигает задачу разработки и применения на карьерах энергосберегающих буровых технологий и техники.
Одной из современных тенденций за рубегем является автономиз-ч-ция горного оборудования, в частности, за счет создания буров:*/, станков с дизельным приводом, что позволяет во многих случаях сократить эксплуатационные затраты в целом по карьеру.
Потери мощности в трансмиссиях вращателей составляют более 40%, как в приводах постоянного тока, так и в гидроприводах. Компактность и относительная деиевизна гидромашин обусловили кирокое применение объемных гидроприводов на зарубежных буровых станках с дизельным и с электрическим первичными двигателями.
Рассматриваемый в данной работе двухпоточкый гидромеханический привод вращателя позволяет сократить потери мощности при бурении на 7-14%, уменьпить установленную мощность гидромаяин привода вращателя до двух раз (при неизменной мощности вращателя) и обеспечивает статические и динамические характеристики, аналогичные гидроприводу. Кроме того, гидромеханические силовые установки позволяют увеличить скорости подъема става, перемещения и горизоктиро-вания станка.
Поэтому, научная задача установления рациональных конструктивных параметров гидромеханических силовых установок буровых станков, обеспечивающих энергосбережение при бурении, является актуальной.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Установление рациональных параметров гидромеханических силовых установок буровых станков и зависимостей уровня относительной механической мощности от схемы силовой установки, обеспечивающей энергосбережение при бурении.
ИДЕЯ РАБОТЫ. -Обеспечение энергосбережения при бурении (увеличение КПД) достигается за счет применения гидромеханической силовой установки с рациональными параметрами.
-
Характер и величина механических и динамических характеристик силовой установки бурового станка определяется соотношением мощностей Ne и N0, передаваемых соответственно механическим и гидравлическим потоками. Величина соотношения мощностей определяется коэффициентом K-Ng/N0. имеющим область определения в пределах от нуля до единицы.
-
рт»бор коэффициента относительной механической мощности должен осуществляться, в зависимости от схемы гидромеханической силовой установки и вида спектральной плотности мощности в пределах частотного спектра нагружения системы привод-забой.
-
Математическая модель отличается тем, что учитывает влияние кинематических параметров долота и физико-механических свойств буримых пород на процессы колебания мощности в силовой установке.
ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ: Научные положения, вывода и рекомендации обоснованы достаточным объемом теоретических и экспериментальных исследова-
ний. применением апробированных методов математического анализа, основанных на положениях теоретической механики и динамики, использованием ЭВМ.
Достоверность научных положений и выводов подтверздается совпадением аналитических и экспериментальных данных с точностью не менее 16 в реальном спектре нагрухения силовой установки.
Эффективность гидромеханических силовых установок буровых станков подтверждена повышением скорости бурения при экспериментальных исследованиях.
Научное значение работы состоит в установлении зависимости жесткости механических характеристик, собственной частота колебаний привода вращателя и потерь мощности в двухпоточной гидромеханической трансмиссии привода вращателя от соотношения максимальных мощностей механического и гидравлического #потоков, что является вкладом в теорию ыногопоточных приводов горных мазин.
Практическое значение работы состоит в.разработке схем и расчетных соотношений для определения конструктивных параметров гидромеханических силовых установок шарошечных буровых станков, обеспечивающих энергосберегающий режим бурения и сокращение времени вспомогательных операций.
Разработанные в диссертационной работе схемы и расчетные зависимости используются в СКВ ИГД им. А. А. Скочинского при модернизации вращателей буровых станков типа СБШ-20О и проектировании привода конвейера РПК-3.
Расчетный годовой экономический эффект от примененения гидромеханического вращателя станка СБШ-200 составляет 13 млн. рублей л год на один станок (в ценах сентября месяца 1993г.).
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные пологения и результаты работы докладывались: на всесоюзном семинаре по буровым работам (г. Малаховка Мое. обл., 1991г.); на совещании по результатам конкурса эскизных проектов варошечных буровых станков (г. Лвберцы Мое. обл., ИГД им.А.А. Скочинского, 1991г.); на меадународной межвузовской научно-практической конференции МГИ. "По совершенствовании конструкции, технологии изготовления и эксплуатации горного оборудования" (г. Москва, 1992г.); на фирме Ingerso11-Rand Company (США.1990г.).
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано четыре работы, в том числе одно авторское свидетельство.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ, Диссертация состоит из введения, грех глав, заключения, библиографии (53 наименования), двух прило-ггний. Текстовая часть диссертации изложена на 170 страницах машинописного текста и содернит 35 рисунков и 13 таблиц.