Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время общепризнанным является положение, что улучшение технико-экономических показателей угольной промышленности в целом и ее конкурентоспособности на внутреннем и мировом рынках должно осуществляться, главным образом, за счет развития наиболее эффективного открытого способа добычи угля, обеспечивающего по сравнению с подземным существенно более высокую производительность труда, более низкую себестоимость и удельные капитальные затраты, а также значительно лучшие и безопасные условия труда рабочих. Эти преимущества открытого способа реализуются путем применения мощных и эффективных карьерных горных машин.
Одним из основных узлов карьерных горных машин, во многом определяющих их производительность, массу, надежность в эксплуатации и техническую возможность применения, является ходовое оборудование.
Основными требованиями, предъявляемыми к ходовому оборудованию карьерных горных машин, являются: достаточные сила тяги, скорость передвижения и маневренность; способность преодолевать заданные подъемы и уклоны; небольшая масса, обеспечение допустимых давлений на основание; устойчивость машины при возможных изменениях положения ее центра тяжести и отсутствие больших динамических нагрузок в конструкции машины при передвижении; малые сопротивления передвижению; минимальное число быстроизнашивающихся элементов, удобство в эксплуатации и долговечность.
Однако существует целый класс карьерных горных машин (перегружатели забойные, соединительные, межуступные; отвалообразователи, мобильные перегрузочные и дробильно-перегрузочные устройства, приводные и натяжные станции конвейеров в схемах циклично-поточной технологии добычи полезного ископаемого и.т.д.), для которых передвижение не является основным функциональным назначением и осуществляется с малыми скоростями или кратковременно в пределах эксплуатационного цикла, в частности, установочные и поворотные движения. При этом энергозатраты на передвижения малы относительно общих энергозатрат при работе этих машин.
Обзор и исследование преимуществ и недостатков различных видов ходового оборудования карьерных горных машин показывают, что ни один из них в полной мере не отвечает требованиям к ходовому оборудованию для этого класса карьерных горных машин. Однако инверсионное ходовое оборудование (ИХО), обладающее рядом конструктивных, технологических и эксплуатационных преимуществ: простотой
изготовления, малой массой, высокой маневренностью, низкими удельными давлениямі на грунт и.т.д., этим требованиям удовлетворяет.
До настоящего времени теоретические основы работы ИХО изучены только да прямолинейного движения. Отсутствуют исследования работы ИХО при разворота (установочных движениях и т.д.), а также экспериментальные исследования работі ИХО при различных видах движений и разворотов, нет методики расчета основны параметров ИХО для карьерных горных машин.
Поэтому актуальными являются исследования, позволяющие теоретически : экспериментально обосновать основные параметры работы ИХО при разворотах дл определенного класса карьерных горных машин.
Целью работы является установление зависимостей кинематических и силовы параметров инверсионного ходового устройства от его конструктивных параметров пр разворотах карьерных горных машин и экспериментальное подтверждени принципиальной возможности использования этого ходового устройства дл прямолинейного перемещения и разворотов карьерных горных машин, а также создани методики расчета основных параметров '' ИХО на базе теоретических экспериментальных исследований.
Идея работы заключается в использовании в качестве ходового оборудовали для определенного класса карьерных горных машин оригинального ходовог устройства.
Основные научные положения, разработанные лично соискателем, и их новизна
математические модели ИХО карьерной горной машины, позволяющи определить силы на ходовых опорах ИХО и их кинематические параметры пр разворотах машины с учетом плотности грунтового основания и внешних сш действующих на машину;
экспериментальные качественные зависимости мощности приводов, скорост передвижения ходовых опор ИХО и их просадки в грунтовое основание зависимости от его плотности при прямолинейном перемещении машин с ИХС Мощности приводов и просадка опор уменьшаются, а их скорости растут увеличением плотности оснований;
способы и схемы разворота карьерных машин с ИХО поворотом плоскосте наклона опорных дисков ходовых опор и без их поворота. При использовани этих способов и схем для ИХО может быть обеспечен разворот машины любыми радиусами и ее высокая маневренность;
Обоснованность и достоверность научных положений и выводе
подтверждены: "' "'
' - математическим моделированием работы ИХО с использованием классически методов механики, механики грунтов и современных численных методов применением персональных ЭВМ;
- результатами экспериментальных исследований модели инверсионного ходового устройства, в частности, полным соответствием кинематики и схем разворотов модели ИХУ с результатами теоретических исследований. Научное значение работы состоит в установлении аналитических зависимостей для определения геометрических, кинематических и силовых параметров ИХО для определенного класса карьерных горных машин; в разработке способов и принципиальных схем разворотов этих машин; в получении экспериментальных зависимостей для определения влияния плотности грунтового основания на скорости перемещения машин с ИХО, потребляемые мощности приводов ходовых опор и их просадки в грунт.
Практическое значение работы заключается в разработке методики выбора и расчета основных параметров инверсионного ходового оборудования для транспортных и других карьерных горных машин, перемещаемых в процессе эксплуатации с низкими скоростями в рекомендуемых схемах инверсионного ходового устройства для этих машин.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Методика выбора и расчета основных параметров инверсионного ходового оборудования для карьерных горных машин использована АОЗТ «ВНИИЗеммаш» при разработке конструкторской документации инверсионного ходового оборудования рыхлителя фрезерного РФ-250.
Апробация работы. Основные положения диссертации и результаты работы докладывались и получили одобрение на научных симпозиумах и семинарах в МГГУ: «Неделя горняка 98», «Неделя горняка 99»; на НТС в НІЖ «Стройкарьермаш» в 1999г; на АО «ВНИИЗеммаш» в 2000г. Публикации: По результатам выполненных работ опубликовано 5 статей. Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, содержит 34 рисунка, 42 таблицы, список литературы из 83 наименований и 3 приложений.
Автор выражает глубокую благодарность проф. В.А Дьякову за научные «шсультащш и советы при выполнении работы.