Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА СОЗДАНИЯ ТОРМОЗНЫХ УСТРОЙСТВ
ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ II
І.Г. Причины возникновения аварийных ситуаций в бес-
ттепной системе подачи комбайна II
Анализ работы автономных систем торможения с различными способами воздействия на механизм стопорения 16
Выполненные исследования по тормозным устройствам, ттелъ и постановка задач 28
ВЫВОДЫ \ "Г
2. ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА 'ОЧИСТНОГО КОМБАЙНА С ДИСКРЕТНЫМ
РЕГУЛИРОВАНИЕМ СОПРОТИВЛЕНИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 38
2.IV Обоснование и выбор конструктивной схемы тор
мозного устройства 38
Особенность управления тормозной системы комбайна в функиии параметров энергоносителя механизма подачи 41
Принпип работы тормозной системы с дискретным регулированием сопротивления в режиме аварийного
и предохранительного торможений комбайна 45
2.4. Методика аналитических и экспериментальных ис
следований по определению параметров тормозного
устройства 50
ВЫВОДИ 59
3. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНОГО
УСТРОЙСТВА ПРИ АВАРИЙНОМ И ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОМ ТОРМОЖЕ
НИЯХ КОМБАЙНА 61
Установление зависимости времени срабатывания тормозного устройства в йункпии его параметров 61
Влияние времени срабатывания тормозной системы
на путь двикения комбайна в аварийном режиме 68
3.3. Определение сил сопротивления тормозного устрой
ства в условиях самопроизвольной подачи комбайна
на забой 83
3.4. Установление параметров системы управления тор
мозного устройства в режиме предохранительного
торможения комбайна 88
ВЫВОДЫ 92
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ МНОГО
ДИСКОВОГО ТОРМОЗА С ПОТОМЕХАНИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ 95
Характеристики аварийного и предохранительного торможений и их влияние на тормозной путь комбайна 95
Определение быстродействия тормоза в условиях сухого и жидкостного трений рабочих элементов 101
Тепловой режим тормоза в условиях предохранительного торможения комбайна 105
Исследования параметров электрогидравлического датчика по обесточиванию электропривода комбайна 114
ВЫВОДЫ 120
5. РЕКОМЕНДАЇШ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МЕТОДИКА РАСЧЁТА
ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНОГО УСТРОЙСТВА КОМБАЙНА С БЕСПЕП-
НОЙ СИСТЕМОЙ ПОДАЧИ 123
Рекомендации на проектирование тормозного устройства 123
Методика расчёта параметров тормозного устройства 126
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 139
ЛИТЕРАТУРА 142
ПРИЛОЖЕНИЯ 150
Введение к работе
Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 19.81-1985 годы и на период до 1990 года, утверждёнными ХХУІ съездом КПСС, предусмотрено Li J дальнейшее снижение трудоёмкости работ, повышение производительности и безопасности труда шахтёров. Эти задачи выполняются за счёт совершенствования существующих и создания новых технологий, средств очистной выемки и организации труда. В частности, очистные комбайны оснащаются мощными механизмами подачи и электродвигателями, новыми исполнительными органами, имеющими повышенную погрузочную способность, более совершенными средствами автоматического контроля и управления комбайном. Всё это способствует значительному повышению технического уровня забойного оборудования, а следовательно и технико-экономических показателей работы очистного забоя.
В настоящее время перемещение комбайнов по ставу забойного конвейера .-.осуществляется в_ основном гидравлическими механизмами подачи с иепным тяговым органом, закреплённым по кониам лавы. Для маломощных.машин используется цепь калибра 24x86* для мощных - 26x92 мм. В перспективе намечается переход на непи большего калибра. Однако применение всё более прочных иепей не устраняет их основной недостаток - податливость пепи, приводящую к неравномерной подаче комбайна, особенно в длинных очистных забоях. Прерывистая подача комбайна отрицательно влияет на трансмиссии режущей части и приводит к дополнительным операциям по запуску -Привода машины в результате заклинивания резпов исполнительного органа в забое, что в конечном итоге ведёт к снижению /2,3 J её производительности. Так же не исключается возможность травмирования людей поперечными колебаниями пепи, вызванными неравномерным движением комбайна, разлетающимися концами пепи при
5 её порыве, а на пластах с наклонным залеганием и самопроизвольно движущимся комбайном в результате случайного напуска каната предохранительной лебёдки. В связи с этим как у нас в стране, так и за рубежом рекомендуются /4-8 J бесиепные системы подачи /"БСІІ.7, отличающиеся жёстким тяговым звеном, установленным на конвейерном ставе и движителем механизма подачи в виде певочно-го колеса или траковой иепи. При обкатывании движителя по тяговому звену обеспечивается поступательное движение комбайна вдоль очистного забоя.
В нашей стране бесиепные.системы подачи испытаны на комбайнах КШІКГ, ІКШЗ, 2КШЗ, КІ28П, 2К52МБ и 2ТТП68Б. Положительные результаты испытаний /9-12 .Лсвидетельствуют о перспективности подобных систем. Жёсткое тяговое звено устраняет источник травматизма - тяговую иепь - и значительно повышает равномерность движения комбайна относительно забоя, что положительно сказыва-ется.на его надёжности и долговечности. Кроме того, при благоприятных горно-геологических условиях оно позволяет совместить операпии.по передвижке приводов забойного конвейера с_работой комбайна. Там, где обеспечивается свободный.пропуск угля под комбайном и нет ограничений добычи угля по газовому Фактору, создаются благоприятные условия для эксплуатаиии двух комбайнов на одном забойном конвейере.
Бесиепные системы подачи не исключают возможность самопроизвольного движения комбайна под действием сил тяжести в результате аварийной ситуаши - потери комбайном кинематической связи с тяговым звеном. Эта возможность сохраняется и при технологических остановках комбайна вследствие самораскручивания трансмиссии механизма..подачи и отсутствия средств торможения на нём. Поэтому в беспепных системах подачи, равным образом как
и в пепных системах, возникает необходимость применения средств удержания на пластах с углами залегания 9 и выше. Применяемая для этой шли предохранительная лебёдка, в частности, её канат является источником травмирования людей. Особенно опасен канат там, где забоя имеет искривления, а гипсометрия пласта - большую амплитуду колебания. При работе комбайна в этих условиях колебания каната создают опасную зону в призэбойном пространстве. Применение лебедок связано с большими затратами времени и труда на их доставку, монтаж и демонтаж, нэ_. периодические пере-двигания вслед за подвигэнием линии очистного забоя, а также ремонт и обслуживание. Кроме того, канат лебедки при работе с тяжёлыми комбайнами, такими как КШЗМ, К\)(/Б-6 (ПНР) переводится на полиспастную схему, снижая этим самым скорость подачи комбайна, а следовательно и его производительность.
Таким образом, в полной мере преимущества БСП могут, быть реализованы лишь при замене лебёдок равноценными по Функциональному назначению средствами удержания. Опыт показал, что такими средствами являются тормозные устройства, установленные на самом комбайне и взаимодействующие с тем же тяговым звеном, что и комбайн. Однако создание подобных устройств усложняется из-за отсутствия методов расчёта.их параметров. В связи с этим весьма актуально исследование процессов торможения комбайна при различных режимах его работы и установление их закономерностей, необходимых для выбора параметров тормозного устройства.
Настоящая работа является результатом целенаправленных исследований, проводимых Карагандинским научно-исследовательским и проектно-конструкторским угольным институтом по повышению безопасности и снижению трудоёмкости работ в очистном забое. Работа выполнена в соответствии с научной тематикой Министерства угольной промышленности СССР. Шифр иелевой комплексной програм-
мы (ІІКОП), куда составной частью входит данная работа, -- П0І05І0.
Целью настоящей работа является установление закономерностей пропессов торможения комбайна с БСП, необходимых для выбора параметров тормозного устройства, обеспечивающего повышение безопасности и снижение трудоёмкости работ в очистном забое.
Основная идея работы заключается в использовании для управления тормозным устройством параметра энергоносителя„механизма подачи как основного фэктора„по опенке функционального состояния машины и поддержания этого параметра в_условиях самопроизвольной подачи комбайна на забой выше_порога срабатывания тормозного устройства за счёт ступенчатого подтормаживания комбайна .
Научные^положения^ защищаемые в диссертации и разработанные лично,диссертантом:
I. Вскрыта особенность функциональной связи механизма подачи комбайна и системы его торможения, устраняющая её ложные _ срабатывания за счёт дискретно регулируемого предохранительного торможения комбайна.
2Л Установлены соотношения между временем срабатывания тор-мознпго устройства и величиной перемещения комбайна в аварийном режиме, позволяющие оптимизировать параметры гидропривода устройства с нелыо обеспечения пути торможения комбайна в допустимых пределах.
_. 3. Определены условия формирования и усилия предохранительного торможения в_зависимости от конструктивных особенностей исполнительных органов комбайна, учитывающие дополнительные силы со стороны резтюв переднего шнека.
4. Установлены зависимости по определению параметров систе-
мы управления тормозного устройства, обеспечивающие нэ_стадии проектирования выбор оптимальных параметров блока пороговых золотников, создающих раииональный режим предохранительного торможения комбайна.
5. Получена зависимость температуры нагрева рабочих элементов тормозного устройства от времени торможения комбайна, позволившая с учётом времени срабатывания устройства выбрать наиболее эффективный способ его охлаждения в условиях сухого трения рабочих элементов.
Обоснованность,.и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций достигается обобщением ранее полученных результатов исследований; применением апробированных положений теоретической и экспериментальной механики и гидродинамики; аналитическими исследованиями математической модели проиессов торможения комбайна; экспериментальными исследованиями реальной модели тормоза с использованием современных методов измерений, удовлетворительной сходимостью результатов аналитических исследований с экспериментальными.
Обработка результатов эксперимента осуществлялась методами математической статистики и на ЭВМ. Отклонения в определении основных параметров тормозного устройства по результатам теоретических и экспериментальных исследований не превышает 12,5 %, ...
Значение_работы. Предложены математические модели, реализация которых позволила установить закономерности проиессов торможения комбайна с БСП, необходимые для выбора параметров тормозного устройства из условия функциональной связи его с энергоносителем механизма подачи; разработана методика расчёта, позволяющая на стадии проектирования определить силовые и конструктивные параметры тормозного устройства в режиме аварийного и предохранительного торможений комбайна.
Реализация выводов и рекомендаций. На основании выполненных исследовании разработаны рекомендации на проектирование и "Методические положения по расчёту.и выбору основных параметров тормозной системы комбайна с беснепной системой подачи", которые утверждены Техническим управлением Минуглепрома СССР и.рекомендованы к применению при проведении инженерных расчётов. Основные положения методики использованы при разработке технического задания на создание механизма подачи комбайнов ПУ8-ПУІ6, а также при проектировании экспериментального образна тормоза для комбайна, оснащенного бесиепной системой подачи.
Апробаиия работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили одобрение на техническом совете СКБ Гор-ловского машиностроительного завода им.С.М.Кирова в 1977 году; учно-техническом совете производственного объединения "Автомат-гормаш" (Донеїш, 1979г), Всесоюзной научно-производственной конференции "Беспепнне системы подачи очистных комбайнов", проходившей 3-5 сентября 1980 года в Тульском политехническом институте. Полностью работа докладывалась на экспертном научно-техническом совете производственного объединения "Автоматгормаш" (Донецк, 1983г), техническом семинаре лаборатории комбайновой выемки и доставки ИГД им.А.А.Скочинского (Москва, 1983г), Учёном совете КНИУИ (Караганда, 1984г), кафедре "Горные.мэшины и кошлексы" политехнического института (Караганда, 1985г) и техническом совете СКБ Горловского машиностроительного завода им.С.М.Кирова (г.Горловка, Донепкой обл., 1985г).
Публикация. По результатам исследований опубликовано шесть работ в открытой печати и получено три авторских свидетельства.
^й'кШЛ^'ШШП.Ш» Диссертация состоит из введения, 5 разделов и общих выводов, изложенных на 149 страницах машинописного текста; содержит 42 рисунка, 2 таблипы, список литературы
из 78 наименований и приложений на 22 страницах.
Автор выражает глубокую благодарность_коллективу кафедры "Горные машины и комплексы" Карагандинского политехнического института и заведующем}/ лаборатории основ комбайновой выемки ИГД им.А.А.Скочинского к.т.н. Брилингу В.Н. за оказанную помощь в выполнении работы.
