Введение к работе
ДктусиїНШбті^шботьі^Около 86% механизированной добычи уі-ля подземным способом приходится на узкозахватные комбайны, оснащенные шпековыми исполнительными органами. Эффективность применения этих выемочных машин, характеризуемая производительностью, сортностью добываемого угля, удельными энергозатратами и пылевыделением, существенно зависит от того, насколько принятые параметры исполнительных органов и режимы разрушения угольных пластов соответствуют условиям эксплуатации.
Вопросы выбора параметров исполнительных органов и установления рациональных режимов работы комбайнов достаточно хорошо разработаны применительно к различным конструкциям шнеков. В ИГД им.А.А.Скочинского разработаны научные основы и инженерные методы выбора рациональных схем расстановки инструмента, которые, наряду с получением необходимых показателей эффективности, обеспечивают достижение приемлемой для нормальной эксплуатации неравномерности нагрузок на исполнительных органах.
Однако проектный расчет, выполненный для разработанной конструкции, естественно, не учитывает происходящие в процессе эксплуатации нарушения схем расстановки инструмента, которые в первую очередь связаны с недостаточной и меняющейся при работе надежностью резцедержательных устройств исполнительных органов. Эти обстоятельства приводят к изменению нагруженное исполнительного органа, следствием чего являются как изменение режима работы и динамической нагруженное очистного комбайна, так и дальнейшее снижение надежности исполнительного органа в целом.
На основании опыта эксплуатации можно утверждать, что значительную часть срока службы исполнительные органы очистных комбайнов работают со схемами расстановки резцов и режимами резания, параметры которых отличаются от проектных. Разработанные методы расчета нагруженности, производительности и режимных параметров комбайнов могли бы учесть это обстоятельство в случае, если бы для любого момента эксплуатации были определены фактическая надежность исполнительного органа и реальное состояние схемы расстановки инструмента.
Надежность шнека складывается из надежности резцедержате-ией, узла крепления шнека на валу привода, лопастей и системы орошения. Исследования показали, что наиболее значимы в структуре отказов шнеков отказы резцедержателей (до 90%). При этом в лаборатории резания угля ИГД им.А.А.Скочииского были достаточно полно исследованы закономерности возникновения отказов узла крепления шнека, лопастей и системы орошения, которые приводят к отказу функционирования, т.е. такому отказу, когда шнек полностью теряет свою работоспособность.
Отказы резцедержателей приводят, как показали наблюдения, к нарушению схемы расстановки инструмента и ухудшению показателей эффективности применения комбайнов, что в конечном итоге приводит к параметрическому отказу исполнительного органа, т.е. такому отказу, когда шнеки не обеспечивают требуемых показателей эффективности по различным параметрам (производительность, силовая уравновешенность, сортность добываемого угля и др.).
Поэтому в настоящем исследовании в научном плане речь идет об установлении взаимосвязей параметров режима работы комбайна с характеристиками надежности резцедержателей исполнительных органов, меняющимися в процессе эксплуатации. С практической точки зрения необходимо разработать рекомендации по повышению надежности исполнительных органов, выполнение которых позволит поддерживать режим работы комбайна на рациональном уровне на протяжении всего или достаточно длительного срока его эксплуатации. Решение эгих вопросов позволит повысить эффективность применения очистных комбайнов и решить задачу повышения надежности их исполнительных органов.
Мель работы заключается в установлении влияния надежности исполнительных органов, меняющейся в процессе эксплуатации, на параметры режима работы очистного комбайна и разработке на этой основе предложений по обеспечению сохранности эффективных схем расстановки инструмента, позволяющих поддерживать режим работы очистных комбайнов на рациональном уровне весь период эксплуатации.
1]жя_Г>абріьІ- состоит в том, что показатели эффективности работы очистных комбайнов в процессе эксплуатации должны определиться с учетом меняющейся надежности исполнительных органов, которая определяет фактическую схему расстановки резцов.
Осишишс.^иалшше--ішдйжеіііія. здщцща^мыс..в. ліісхсгяцщі»^_ц іішипна;
I. Параметры режима работы очистного комбайна (потребляемая мощность, удельные энергозатраты, максимально допустимая скорость подачи и др ) функционально связаны с фактическим состоя-
ниєм (надежностью) схемы расстановки инструмента, характеризує мой количеством и реальным расположением в данный момент уча ствующих в работе резцов. Закономерности изменения схемы расстановки резцов в процессе эксплуатации связаны с порядком выхода из строя элементов режущего блока (резцедержателей, инструментов, средств крепления).
2. Нарушение схемы расстановки инструмента, как правило,
происходит в резулыате отказов резцедержателей в забойных линиях
резания, расположенных в зоне наибольшей сопротивляемости пласта
резанию.
3. Разработанная методика определения реальной схемы расста
новки резцов и установленные зависимости режимных параметрон
очистных комбайнов от количества отказавших резцедержателей по
зволяют определять фактическую производительность с учетом ме
няющейся в процессе эксплуатации надежности исполнительных ор
ганов.
Практическая ценность работы заключается в разработке:
методов установления для любого времени эксплуатации исполнительных органов фактической схемы расстановки инструмента с учетом конструктивных особенностей шнеков, условий эксплуатации и режимов работы очистных комбайнов;
методик расчета показателей эффективности функционирования исполнительных органов с учетом меняющейся их надежности;
рекомендаций по повышению надежности и эффективности функционирования шнековых исполнительных органов.
Достоверность и обоснованность разработанных научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:
использованием апробированных методов теории разрушения угля и методов математической статистики, принятых при обработке результатов исследований;
представительным объемом экспериментальных исследований и удовлетворительной сходимостью результатов расчетов по полученным зависимостям с фактическими данными (отклонения не более 18%);
положительными результатами эксплуатационных испытаний опытных образцов исполнительных органов, созданных с учетом рекомендаций настоящей работы.
Реализация работы. Результаты исследований использованы ИГД им.А.А.Скочинского и АО "Гнпроуглемаш" при разработке технической документации на шнеки нового технического уровня, СП "ПИГМА-Кенаметалл" и ОАО "Станкомаш" при изготовлении этих шнеков, а также АО "Ростовуголь" при их эксплуатации.
Апробация работы. Основное содержание работы и отдельные ее положения докладывались на IX Республиканской конференции молодых ученых и специалистов (г. Кохтла-Ярве, 1989 г.), научно-практическом семинаре с международным участием ученых, аспирантов, инженеров и студентов (г.Москва, МГГУ, 1994 г.) и научных семинарах отделения проблем разрушения угля и горных пород ИГД им.А.А.Скочинского (г.Люберцы, 1993-1997 гг.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа общим объемом 179 стр., включает в себя J09 стр. машинописного текста, 28 рисунков, 20 таблиц, состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 58 наименований и 3 приложений.