Зроблено аналіз проведених в Росії і за кордоном наукових досліджень і створених на їх основі методик розрахунку і проектування гідромеханічних виконавчих органів прохідницьких, очисних і бурильних машин. Виділено загальні або подібні фактори, що визначають особливості розрахунку і його послідовність.

Анотація наукової статті з енергетики та раціонального природокористування, автор наукової роботи - Король В. В., Пушкарьов А. Е.


Область наук:

  • Енергетика і раціональне природокористування

  • Рік видавництва: 2009


    Журнал: Известия Тульського державного університету. Природні науки


    Наукова стаття на тему 'Аналіз існуючих методик розрахунку і проектування гідромеханічного виконавчого органу'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз існуючих методик розрахунку і проектування гідромеханічного виконавчого органу»

    ?Известия Тульського державного університету Природничі науки. 2009. Вип. 1. С. 246-250 = Науки про землю

    У 1К 622.23.054: 001.24.63

    Аналіз існуючих методик розрахунку і проектування гідромеханічного виконавчого органу

    В.В. Король, А.Е. Пушкарьов

    Анотація. Зроблено аналіз проведених в Росії і за кордоном наукових досліджень і створених на їх основі методик розрахунку і проектування гідромеханічних виконавчих органів прохідницьких, очисних і бурильних машин. Виділено загальні або подібні фактори, що визначають особливості розрахунку і його послідовність.

    Ключові слова: метод розрахунку, метод проектування, прохідницький комбайн, очисний комбайн, бурильна установка, гідромеханічні виконавчі органи.

    Протягом останніх десятиліть як в Росії, так і в багатьох країнах світу ведуться роботи по застосуванню гідромеханічного способу для розвитку гірничопрохідницької і гірничодобувної техніки. На основі проведених в Росії і за кордоном наукових досліджень були створені методики розрахунку і проектування гідромеханічних виконавчих органів гірничопрохідницьких і гірничодобувних машин. Аналіз методик показав, що для всіх технологій існують загальні або подібні фактори, що визначають особливості розрахунку і його послідовність. Можна виділити наступні етапи розрахунку (рис. 1):

    етап 1 - вихідні дані: критерій опірності гірських порід різанню; параметри виконавчого органу; параметри ріжучого інструменту - тип, форма, геометричні розміри; характеристики джерела води високого тиску;

    етап 2 - розрахунок і вибір джерела води високого тиску.

    За конструктивним виконанням і розміщення гідромеханічного виконавчого органу виділяють два варіанти компонування комбайна: з приводний насосною станцією, розміщеною на комбайні; з приводний насосною станцією, винесеною за комбайн.

    Як джерела води високого тиску використовуються перетворювачі тиску на основі мультиплікаторів [3] або плунжерні насоси [1].

    Мал. 1. Блок-схема розрахунку і проектування гідромеханічних виконавчих органів

    Перетворювач тиску призначений для мультиплікації низького тиску води на вході в високий тиск води на виході за рахунок використання гідравлічної енергії масла, що подається від приводний насосної станції.

    Насосна установка високого тиску являє собою варіант плунжерного насоса, де двигун (безпосередньо або через проміжний редуктор) обертає колінчастий вал, приводячи в рух кривошипно-шатунний механізм, який в свою чергу повідомляє плунжеру возвратнопоступательное рух. Система клапанів забезпечує заповнення порожнин від зовнішнього джерела води, стиснення води до необхідного тиску і відведення високонапірної води споживачеві.

    Існують обмеження по врахуванню перетворювача тиску [3]: обмеження, пов'язані безпосередньо з її геометрією, обмеження, обумовлені розмірами виконавчого органу, на якому і розміщується перетворювач тиску.

    Крім того, відомо, що ефективність гідромеханічного руйнування багато в чому залежить від тиску і витрати високошвидкісний струменя води [4]. Ці параметри, в свою чергу, визначаються гідравлічної

    потужністю вбудованого перетворювача тиску, яка також безпосередньо пов'язана з його габаритними розмірами. У табл. 1 представлені розроблені фірмою «НІТЕП» спільно з ІГД ім. A.A. Скочіпского в рамках Державної міжгалузевої науково-технічної програми «Надра Росії» типорозмірний і параметричний ряди джерел води високого тиску.

    Таблиця 1. Параметричний і типорозмірний ряди джерел високого

    тиску

    Насосний блок П реобразова.тел ь да.вл ен ія

    Типо- розмір Потужність приводу, кВт Подача, л / хв Виконання

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

    Тиск номінальне, МПа

    20 65 95 120 150 180 260 300 350 400

    Продуктивність, л / хв

    1 17 43 40 11 7,5 6

    2 35 85 75 22 15 12 9,5 7,5 5 - - -

    3 50 120 110 31 22 17 13 11 7,5 6,59 5 -

    4 70 170 150 44 30 24 19 15 10 9 7 6

    5 110 265 230 70 45 35 30 22 15 12 11,5 10

    6 140 340 300 88 60 48 38 30 20 18 15 13

    7 220 528 - - 90 70 60 44 30 24 23 20

    Параметричний ряд утворений з десяти виконань перетворювача тиску (за ознакою кратності перетворюється низького тиску масла в високий тиск води), а тіпоразмерпий - з семи типів приводних насосних станцій (в залежності від потужності приводу).

    Існує два рішення щодо компонування гідромеханічного виконавчого органу:

    1) для серійних комбайнів, що мають штатний виконавчий орган з певною зовнішньої геометрією і заданої схемою набору інструменту, можна, виходячи з максимальної продуктивності для різних по міцності порід, вирішити оптимізаційних задач по врахуванню в неї конкретного перетворювача тиску з параметричного ряду з розрахунком його основних геометричних , конструктивних і гідравлічних параметрів і з урахуванням потужності приводу насосного блоку;

    2) для серійних комбайнів можна спроектувати новий виконавчий орган для кожного з 58 представлених (див. Таблицю) перетворювачів тиску з розрахунком їх геометричних і конструктивних параметрів, виходячи з забезпечення максимальної продуктивності для порід різної міцності.

    В обох випадках повинні бути задані параметри приводного двигуна і механізму подачі серійних машин. Розрахунок виконавчих органів доцільно проводити для всіх відомих схем гідромеханічного руйнування гірських порід [4J.

    Хід розрахунку джерела води високого тиску, як і вибір устаткування, залежить від розміщення гідромеханічного виконавчого органу: етап 3 - розрахунок виконавчого органу, його режимних та геометричних параметрів;

    етап 4 - розрахунок силових показників роботи гідромеханічного виконавчого органу;

    етап 5 - розрахунок енергетичних показників роботи гідромеханічного виконавчого органу.

    Таким чином, існуючі методики розрахунку комбінованих виконавчих органів дозволяють проводити розрахунок схеми розміщення гідромеханічного інструменту (шарошки, різців, бурової коронки) па виконавчому органі (різцевій коронки, дискової шарошкой, Шпек або стругових виконавчому органі), його режимних та геометричних параметрів з урахуванням особливостей компонування джерела гідравлічної потужності (винесений і вбудований), розрахунок силових і енергетичних показників роботи, а також розрахунок продуктивності комбайна при гідромеханічних руйнуванні масиву різної міцності для заданих параметрів приводного двигуна і механізму подачі.

    Список літератури

    1. Summers D.A. Water Jet Technology. Oxford: Alden Press, 1993. 630 p.

    2. Прохідницький комплекс для проведення виробок по міцних породах /

    A.Б. Жабін [и др.] // Підземне і шахтне будівництво. 1991. №12. С. 8-11.

    3. Пушкар A.R., Головін К.А., Наумов Ю.Н. Вибір методу обгрунтування характеристик джерел води високого тиску / 7 Проблеми розробки родовищ корисних копалин Центрального регіону Російської Федерації: тез. доп. 1-й Регіон, конф. / ТулГУ. Тула, 1998. С. 79.

    4. гідроструменевого технології в промисловості. Гідромеханічне руйнування гірських порід / В.А. Бреннер [и др.]. М .: Изд-во АГН, 2000. 343 с.

    5. Проектування і конструювання виконавчих органів для прохідницьких комбайнів з вбудованими перетворювачами тиску: навч. посібник /

    B.А. Бреннер [и др.]. Тула: Изд-во ТулГУ, 2002. 131 с.

    надійшло 23.12.2008

    Король Валерія Валеріївна (Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.), аспірант, кафедра геотехнологій і будівництва підземних споруд, Тульський державний університет.

    Пушкарьов Олександр Євгенович (Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.), д.тлт., Професор, кафедра геотехпологій і будівництва підземних споруд, Тульський державний університет.

    Analysis existing methods of calculating and designing mining machine hydro-mechanical effector

    V.V. Korol, A.E. Pushkarev

    Abstract. Analysis of doing scientific researches and creating calculating and designing methods of tunneling machines, coal cutters and rock-drilling machines hydro-mechanical effectors is shown. General and similar factors, which influence upon specificity and algorithm calculating, were singled out.

    Keywords: calculating method, designing method, tunneling machine, coal cutter, rock-drilling machine, hydro-mechanical effectors.

    Korol Valeria (Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.), postgraduate student, department of geotechnology and underground structure construction, Tula State University.

    Pushkarev Aleksandr (Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.), doctor of technical sciences, professor, department of geotechnology and underground structure construction, Tula State University.


    Ключові слова: МЕТОД РОЗРАХУНКУ /МЕТОД ПРОЕКТУВАННЯ /прохідницьких комбайнів /очисного комбайна /бурильної установки /Гідромеханічних виконавчі органи

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити