автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Исследование и разработка привода исполнительного органа агрегата для камерной выемки угля без присутствия людей в очистном забое

МИНИСТЕРСТВО НАРОДНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Карагандмяский ордена Трудового Красного Знааени !:олатехнуческ1!Г1 йнсгату*

Ка г.рапах рукописи

ПОНОМАРЕВ БОРИС ЯКОВЛБЖ!

УДК 622.232.054

ИССЛЕДОВАНИЕ К РАйРАЮГКА ПРИВОДА ЙСПОЖЙШЫЮГО ОРГАНА АШШД ДЛЯ КАПЕРНОЙ ШЕШ УГЛЯ ЬЕЗ ПРИЗЛСТВаЯ ЛЮЛЗЙ в О'ШТКОМ ЗАБОЕ

Спэциальноозь 05.05.06 !!Рор:шз маптшы"

Авсарефарег

диссертации ка соискание ученой сгапеки кандидата тсхвичзоких наук

Караганда 1932

Диссертационная работа выполнена .ь Карагандинском науч-ио-исслздовательском и проекгно-констрзкгорском угольном институте (ШУИ).

Экспериментальная честь работ выполнена на шахте "Шах-тинская" ПО "Караганда;/голь".

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

ОЖЬГЕРД ВАСИЛЬЕВИЧ КИМ Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ИВАН СЕМЕНОВИЧ ШШШ кандидат технических наук, доцент ВИКТОР ВЛАДИМИРОВИЧ НОРДИН Ведущее предприятие - Карагандинский научно-исследовательский, проектно-консадкторский и экспериментальный институт Гипроуглегормаш

Защита состоится " ЗА " пая 1992 годе в 14.00 часов на заседании специализированного совета К 058.04.01 при Карагандинском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте по адресу: 47СЮ75, г.Караганда, Бульвар Ыира, 56, КарПТй.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " 27 " апреля х$92 года.

Отзыв Н8 автореферат, заверенный гербовой печатью предприятия, направлять по адрооу: 470075, г.Карагвндэ, Бульвар Мира 56, Карагандинский политехнический институт, ученому секретарю специализированного оозета К'058.04.01.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат технических неук, доцент Ь.В.СУСЛОВ

оша шшмзш раыш

'■•• Актуальность теш. Создшнша отечественной проиышленнос-~гш иехаиазхфоваяннв комплексы с лршзнснием уэкоззхзаяшх комбайнов н струговых установок позволяют реветь попроси механизации очкстних работ на тонких пластах при отработке наиболее благоприятных запасов. Дальнейшее осуществление этого направления осложняется постоянным ухудиениеи хюрно-гьологл-ческих. условий.

Исходя из возросших требовании к позыаению производительности, безопасности и коцфортноати труда для олоаншс условий разработки, наиболее целесообразной является технология выец-ки гонких пласгов наиерами, исключающая нахождение людей в очистной забое при полной механизации и автоматизации производственных процессов. В згой связи задачи по созданию средств выемки тонких угольных пластов без присутствия ладей в очистном забое являются весьма актуальными.

В СНГ работы по безлюдным способам добычи угля-из тонких пластов ведутся в ЬГД м.А.А.Скочинского, ДонУГй, ПНИУЙ, КНЮТ, на Копейском иаызаводе км.С. .Кирова, институтах Дон-пшроуглеиаа, Гипроуглегормав, Автонаборная и а др. организациях.

В Карагандинской бассейне били испытаны установки "Тек-тек-1", БУГ-2, ¿УГ'-З, КГГ-31.1 л £ШГ, которые эффективных рэ-зультатов из дали из-за наличия а лих существенных недостатков: прерывистый режим работы, большой объем вслоиогательшгх работ и невозможность их применения на газоносных пластах.

Бозаокнна реаениеи поставленная вопросов отвечает агрегат АКТ (агрегат ксроткозабаШши для тонких пластов), в котором паредагочяый цадсеиизы зшвиочноа каааны выполнен в виде секционного, изгибающегося карданного вала, расположенного па секциях стана, нозволяюцего вести непрерывную отработку кенар со штрека гак по падении, так и восстанию пласта с углом падения до 35°, с очлоъыи оборудованием, расположенный ив штреке.

ЛанныН агрегат спроектирован ННМУН, главнш конструктором которого является автор. БкспзршдснталышИ образец агре-

гага был изготовлен на опытно-экспериментальном заводе КНИУИ, который прошел стендовые и натурные испытания по пласту д^ шахты "Махтинская" ВО. "Керагандауголь". Работа проведена в соответствии с заданияки научно-технической проблемы ГКНУ 00521.

Целью работы является установление параметров приводе исполнительного органа агрегата для камерной выемки угля «без присутствия людей в очистном забое и разработка конструкции.

Основная идея работы заключается в возможности использования в качестве передаточного механизма секционного, кар-данноро вала, смонтированного на подающей ставе, осуществляющего непрерывную передачу крутящего момента к исполнительному органу агрегата.

Методика заполнения исследований. Теоретические обобщения и выводы базируются, на достигнутом уровне теории и практики создания горных машин. Экспериментальные исследования проведаны на специальной стенде и в шахгных условиях. Измерения проводились с использованием современной измерительной и регистрирующей аппаратуры. Обработка экспериментальных данных выполнялась на ЭШ с привлечением методов математической статистики.

Научные положения, защищаемые в работе, сводятся к следующему:

- структура привода исполнительного органа для агрегата камерной выемки угля определяется методой экономнко-матеиати-ческого моделирования вариантов приводов с учеюи их конструктивных особенностей и технологически параметров отработки по минимуму приведенных затрат;

- в зависимости изменения от времени обобщенной координаты изгибающегося, секционного карданного привода исполнительного органа агрегата должны учитываться неголоиоиность связей на участке изгиба и количество секций карданного вала, образующих изгиб;.

- неравномерность вращения на участке изгибе секционного, изгибающегося карданного вала воздействует на периоб собственных колебаний, приведенную гсесткость трансмиссии и коэффициент динамичности;

- при расчете максимального крутящего момента на участке изгиба, вне зон параметрического резонанса, необходимо учитывать коэффициент неравномерности вращения карданного, секционного вала;

- эмпирические зависимости мощности, крутящего пошла, коэффициента.динамичности от скорости подачи и удельных потерь крутящего момента на преодоление трения в опорах карданной передачи на прямолинейном участке, в зависимости от его длины, позволяют оперативно определять основные характеристики привода.

Научная новизна работа заключается в следующем:

- сформулированы основные требования, которым долкен соответствовать оптимальный вариант привода исполнительного органа для агрегате камерной выемки углп;

- разработан способ определения"закономерности изменения угла поворота карданного, секционного вала дистанционного привода исполнительного органа, учитывающего не только инерционные, упругие и дкссипагивныв его свойства, но и неголоном-ность связей на участке изгиба, чео влияет на коэффициенты демпфирования и собственную частоту. Информация о собственной частоте позволяет определить зоны возможного образования параметрического резонанса;

- разработан способ определения коэффициента неравномерности вращения карданного секционного вала на участке изгиба, вне зон параметрического резонанса, позволяющего установить абсолютные величины неравномерности, что при известных допустимых ограничениях на угловые ускорения для карданных передач

О

(300 рад/с ) позволяет оперативно произвести оценку привода исполнительного органа;

' - получены эмпирические зависимости потребляемой мощности, крутящего момента, коэффициента динамичности от скорости подачи для дистанционного привода исполнительного органа, ко-горыо подтверждают закономерности при резании углей;

- разработан метод определения расчетного крутяиего мо~ гента привода исполнительного органа вгрегата, отличающийся )Т известного тем, что в приведенном коэффициенте жесткости грансмиссии учитывается неравномерность вращения карданного,

секционного :а<ло, зависящая от количества секций карданных залов, образующих угол изгиба.

Обоснованность н достоварность научных положений, выводов и рекомендаций достигается применением при стендовых исследованиях и натурных испытаниях апробированных методов измерений с использованием современной измерительно-регистрирующей аппаратуры при достаточно!! количестве испытаний с обработкой' ■зкеперидентелышх данных методами математической сгатисгякй с применением БШ; удовлетворительной сходимостью результатов аналитических, стендовых исследований и натурных испытаний.

Практическая ценность рэс'оты. Отработанный спссоо' выбора оптимального варианта привода исполнительного органа для агрегата камерной выемки угля позволяет оценить конструктивные характеристики выбранной схемы привода я технологические параметры отработки угля. Разработанный способ определения закономерности изменения угла поворота секционного, карданного вала позволяет определять зоны параметрического резонанса, что, в свои очередь, позволяет производить выбор обоснованных характеристик привода, исключающих возиокность возникновения параметрического резонанса. Полученные эмпирические зависимости мощности, крутадего момента, коэффициента динамичности от скорости подачи и удельных потерь ¡грузящего комента от длины трансмиссии дистанционного привода исполнительного органа позволяют оперативно, при.минимальных сатратах, определять энергетические характеристики привода. Разработанный метод определения расчетного крутящего момента привода исполнительного органа агрегата, те зон параметрического; резонанса, позволяет оценить неравномерность арецеаня карданного, секционного вала на участке изгиба и ыокот Ом'мь использован при конструкторских и экспериментальных работах.

Реализация результатов работы. Результаты работы исяоль-зовшш КЯШГИ при проектировании я -лзгогозлвняк экспериментального образца агрегата АКТ (оззорскоз свидетельство jg Ш1733), легли в основу psspadcm "Гехиичсаглгс задания» во ипцгныл образец и т сосвовяоаи» *а**№м oçeu» а ооослечсин на-

дёиности технология и средств выемки угля без постоянного присутствия людей г забое на стадии проектирования".

Апробация работы. Основные материалы работы докладывались и обсукдались на Всесоюзном научно-техническом и координационной совещании по проблеме "Безлвдная шейка угля" (Москва, 1979), заседании секции по новой технике при головном институте ИГД им.А.А.Скочинского по рассмотрению законченных научно-исследовательских работ и технических заданий (Люберцы, 1981), на техническом совещания Копейского игазавода им. С.Ц.Кирова (Копейск, 1982), на совещании при Техническом управлении Ыинуглепрома СССР по рассмотрению результатов приемочных испытаний экспериментальных образцов и технических заданий (Москва, 1983), но Всесоюзной встрече специалистов угольной промышленности "Обмен опытом по принимаемым техническим решениям пои создании оборудования для добычи угля без постоянного присутствия людей в очистном забое" (Москва, 1984).

Публикации. По результатам выполкенноР работа опубликовано 7 статей, получено I авторское свидетельство.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы из 100 наименований, заключения и приложений, содержит 156 страниц машинописного текста, .включая 33 рисунка, 13 таблиц и 7 приложений на 49 страницах.

ОСНОВНОЕ С0ДЕР2ШЙЕ РАБОТЫ

Одним из способов угледобычи из тонких пластов без присутствия людей в забое является камерно-столбовая выемка бу-рошнековы»!! установками. Однако, последняя характеризуется большими потерями угля - 40-70 % и низкам коэффициентом использования маминого времени - 25-40

Разрао'отанный в КИПУ и экспериментальный образец агрегата АКТ устраняет указанные недостатки. Это достигается тем, что в агрегате применен изгибающийся став, на котором смонтирован карданный передаточный механизм привода исполнительного органа, позволяющий ликвидировать операции по наращивании и демонтаяу секций става.

Одна из основных проблем при камерной выемке пологих угольных пластов без присутствия людей в забое - создание эффективного привода выемочной ыашины. Возможны два варианта схемы привода выемочной машины непрерывного цикла: с приводом, расположенным на выемочном штреке, и в камере. Из множества вариантов принципиальных схем приводов, относящихся к первому варианту, для расчета были выбрани следующие: с электрд-двигателем, вынесенным на выемочный штрек, с редуктором, карданным секционным валом для передачи крутящего момента со штрека к исполнительному органу в камере и ценным передаточным механизмом. Ко второму варианту: с электродвигателем переменного тока в камере, электродвигателем поотояннного тока, гидродвигателем и пневмодвигателем.

Для сравнения вариантов приводов разработана и реализо- . вана на АШ зкономико-математинеская модель, где за основной критерий приняты минимальные приведенные затраты

Ру.'С+Ен—"-тип ,

.где С - эксплуатационные затраты;

Ен - нормативный отраслевой коэффициент;

К - капитальные затраты. Характеристики приводов по рассматриваемым вариантам исследовались применительно к отработке тонких пологих пластов мощностью 0,7-1,2 м с выемкой камер шириной 1,5-3,0 м, осуществляемой последовательно по обе стороны от выемочного штрека.

В результате реализации подели получены расчетные данные по рассматриваемым вариантам приводов. Для оптимальных технологических параметров выемки установлены зависимости КПД привода и удельных энергозатрат от длины отработанной камеры (рис.1,а). Результаты исследований показали, что незначительное преимущество имеет привод с использованием электродвигателя переменного тока в камере. ¿Это объясняется высоким КПД привода и низким энергопотреблением в самом приводе. Варианты, где привод выемочной ыашины вынесен на штрек, характеризуются ухудшением энергетических показателей (КПД и удельных энергозатрат) с ростом длины отрабатываемой камеры, а машины

со встроенными приводами - относительным постоянством этих величин по приводу в целом (рис.1,э).

б

б

М/уЗ.^пр. Кто. Км. Ат/сут.Рпр.руб/т

30.50 70 30 50 70 1,М 0,70,80,9{,0*1 Ш,М

Рис Л. Зависимости: а - КПД привода (рпр.), удельных энергозатрат {Wyд.)i б - сменного коэффициента машинного времени (Км.) и коэффициента готовности (Кг.0.) от длины отрабатываемом камеры (£ ); в - приведенных затрат (Рпр.) и суточной нагрузки (Д ) от вынимаемой мощности'пласта (Ш) для различных вариантов приводов исполнительного органа. 1,1' -.карданный привод; 2,2* -привод переменного тока; 3,3' - постоянного тока; 4,4' -гидропривод; 5,5' - пневмопривод; 6,6' - цепной привод. (Сплошные линии - рпр. , Км. > А > пунктирные -)МуЗ.» К}.0. » Рпр. )•

Анализ прогнозных показателей надёжности агрегата с различными вариантами приводов в зависимости зт длины отрабатываемой камеры (рис.1,6) показывает, что с ростом её длины коэффициенты готовности по всем вариантам снижаются ввиду увеличения длины самого агрегата, а коэффициенты..использования последнего во времени возрастают вследствие сокращения удельного объема вспомогательных операций на сопряжениях камер с выеноЧаУа штреком.

Влияние сложности и продолжительности концевых операций на сопряжение камер со штреком приводит к тому, что лучший по коэффициенту готовности вариант привода оказывается худшим но сменному коэффициенту использования. По уделышы энергозатра-

тзы, 1ШД, коэффициенту готовности, коэффициенту использования машин по времени преимущество имеют различные варианты приводов. Тек, по КПД и удельному энергопотреблению лучшим является гидропривод, по обеспечению надёжности работы (коэффициент готовности) - привод с двигателем переменного тока в камере, по сменному коэффициенту использования, с учетом затрат времени йэ концевые операции - пневмопривод. Разница в приведенных затратах и расчетных нагрузках меиду вариантами со встроенным электродвигателем переменного тока и карданным приводом незначительна, но, учитавая преимущество карданного передаточного механизма, состоящего в том, что повышается безопасность работ и требуются сравнительно низкие удельные капитальные затраты на проведение горных выработок, принимается привод исполнительного органа, включающего в себя карданный передаточный механизм.

Данный привод представляет собой упругую многомассову» колебательную систему, состоящую из элементов, обладающих упругими, инерционными и диссипативными свойствами (рис.2).

"""Мщ

М«-2 —

[ 3«, . .¿У.] I

С(5-ц

'10 С}-»

М,0

и Рп

м2

__Оз

Сз^

I—[О—

"

к

С»5

з5а

—[ЕЗ-

^45

ФА

йг

-Мя

м9

73

м5

Мб

Рис.2. Эквивалентная схема привода исполнительного органа 31 - момент инерции;Сс ,1*1 - коэффнцтиы кесткости элементов трансмиссии между двумя соседними массами;-ксэй']ши;енг леупругого сопротивления на участке валопровода :.-.ег.7,у сосед ¡иг»«: косо сии; ^ - коэффициенты неу другого сопротивления самих приведенных масс; /*/£ - кспент.

При перемещении агрегате на участке изгиба угол поклона иеаду осями ведущего и зедомого валов, ввиду наличия карданных муфт, изменяется от 0° до сС°, что вызывает неравномерное вращение передаточного механизма на изгибе и после него, В этом случае передаточное отношение менду ведущим в вздомиа валами ость функция времени,, которая не может быть проинтегрирована, поэтому связь между валами является неголономиой.

Использовав в качестве основного параметра угловое перемещение , уравнение движения получено с использованием энергетического баланса системы и уравнения Леиграшса с неопределенными множителями

где Л4 - неопределенный ннонитель;

А1 - коэффициент неголоиомных связей.

Тогда общий вид уравнения движения при неголономных связях для каидой приведенной массы в предположении, что справа и слева от этой массы действуют моменты сил упругости, дисси-пативнне силы и с учетом дяссипативных сил в самой эквивалентной массе примет ззи^; , .

# * ть)Ф<*ф(1), (з)

Ш}=1ч [А>1,1 и^Л+П^н'Ма фцч Шн, -

- С *иЬш/нфы.Ч);

И(н/С -передаточное отноиенив мекду налами;

па)

- коэффициент демпфирования; ■

К(1) - собственная частота.

Из уравнения ~Ш), ~

, а ЦфФ(г)еЩ/п(фЬ], ~ осаде РСЙРНМЗ которого имеет-гид: с' ,,

?({}=р У. + а л/'.

1 -!'•/ С, тик/,

ГДО Спрг, а р< Я р£ - кори«

ртитчеошго уреивенкя

и fii^ft , при эмм условия устойчивости принимают форму:

Ci'tl)<0 ; #£0(4-/7« <0 , где /7« - вещественное число, являющееся постоянной составляющей периодической функции/?^]. Из условия устойчивости следует либо R£¿i sRe<Ct =0 , либо R6c(t ¿-R£<¿.i . Зти условия выполняются при Пе >0 , при По <0 периодическое решение неустойчиво. В случае fl¡ <0 ¿Vs « COSKtí , s ¿¿--¡¡¿-SLnKtí , где Кб - собственная частота системы, а так как A'j-ÍW)*¿ttt)]*CoSKt Г,

го ри »Cos К, Tt VCos'KoТЧ "CosKoTtJSinfCe r- et¿K°T,

при этой А являются вещественными только при

КеТяМ7Г , где /77 - целое число. При четных /75 , J>< и pi -положительны, а при нечетных - отрицательны, если же Ко иа-мэиязтоя от С до 00 , то область неустойчивости окружают точ-

В задачи стендовых экспериментальных исследований входило определение работоспособности и производительности рабочего органа с карданным приводом, потребляемой мощности и кру-тявдх моментов а элеыентах передаточного механизма при различных режимах работы агрегата. Б период запуска привода на холостом рекиме потребляемая мощность достигала 155 кВт, в дальнейшем она снижалась до номинальной нагрузки холостого хода без изгиба става до 31,1 кВт, а с изгибом - 32,4 кВт с коэффициентами динамичности Кд , соответственно 1,15 и 1,26. Измерение крутящего момента, выполненное на входе в карданный вал, дало следующие результаты: при холостой работе без изгиба става - 502 Нм и с изгибом - 682 Ни, с коэффициентом динамичности Кд , соответственно 2,27 и 3,54. Длина карданного передаточного механизма существенно влияет на формирование силовых и энергетических показателей исполнительного органа. Как показали измерения в трех тензокарданах, разнесенных по длине става, зависимость крутящего момента М от длины става L получилась прямолинейная-'и при холостом ходе можзт Сыть аппроксимирована уравнение^: ••■•.'

М290 чд,5 L\fÜM (5)

Для изучения рабочих.режшйк,(зарубки, прямого хода, обратного хода с расширением камеры)'был залит углецементный блок 2x4x12 м с сопротивляемостью резанш до 2,4 кН/си. йзме-

;:анип потребляемой мощности и крутящего момента выполнены при скорости подачи на забой 0,4-1,1 м/мкн и скорости зращения карданного вала/7(СД ~ 146,6 и 233,2 об/мин. Результаты измерений потребляемой мощности и крутящего момента, а такзе производительности и удельных энергозатрат на разрушения угля приведены в таблице.

По результатам экспериментальных исследований крутящий момент, потребляемая мощность и производительность возрастают с увеличением скорости подачи, а удельные знергозатраты гиперболически снижаются. При этом

Л/*4М*7Г,5Уп,кйт1 р°0,7; (б)

М ■3,0$ ~ 19,37 Уп +46,02 Уп, «Нм; (?)

Таблица

Пх.& [Наименование! об/мин ¡силовых по- ! ¡казателей . 1

Значения показателей при скорости подачи Уп. , м/цин _

; 1п ст_ • л ст ! т лс__ 1,

0,4-0,5 0,51- 0,61- 1,05- -.среднее ! ) . {0,6 } 0,7 } 1,1 {значение

¡У , кВт 87,8 64,2 - 96,1 78,5 146,6 М 1 кНц 2>88 _ 4>85 3>78

У , кВт - - 80,4 106 88,9

238'2 М , кНм - - 2,2 4,96 3,12

О- , т/мин 0,875 1,05 1,25 2,06 1,31

М , кВт ч/т 1,67 1,02 1,0? 0,78 1,13

Корреляционная обработка экспериментальных данных по средним их значениям позволила установить множественную корреляционную связь

Мер. = 7,73 Мио-0,32 А/кон. -¿2,! Рп-Н5,1\р = 0,95, (9) где Уно,- мощность, потребляемая исполнительными органами, кВт;

Лкон.- мощность, потребляемая конвейером, кВт;

Рп - суммарная сила подачи на тяговых цепях, тс.

Предела достоверности формулы (9) определены пределами изменения параметров при экспериментах:/^. = 35-125 кВт, икон. = 35-60 кБт, Рп. = 5,0-7,0 тс. При А/н.о. = 95 кВт, И^ш = 40 кВт и Рп. -4,5 тс погрешность составила 6,5 %.

В процесса иахтных иышханиЛ агрегата были проведены изменил силовых энергетических параметров по приведу исполнительного органа. Основной целью этих измерений было определенно энергетических характеристик привода б реальных условиях отработки тонкого пологого пласта д^ мощностью 0,8 к с углом падения ¿Io шахты "¡¡¡ахткнекая" ПО "Карагандауголь".

В процессе замеров мгновенные значения измеряемых величин изменялись в следующих пределах: скорость подача агрегата на забой Vn ~ 0-1,28 и/мин, момент на валу редукторе наполнительного органа 400-6400 Ни. Средние значения скорости подачи Vn. и крутящего момента на выходном валу промежуточного радуктора AÍko. , иоздости привода исполнительного органа //и.о. , a taiue удел^шх энергозатрат Wm. соответственно составили Vn. - 0,164-0,75'м/ишц Мк.л - 772-4430 Ни;//и.о. -42,25-12?,7 кВт; Wn.o. - 1,29-1,61 к^т.ч/т. Средиепиковые коэффициенты динамичности для'средних значений параметров по ыомекту на валу редуктора исполнительного органа составили Кд"' - 1,3-1,6, причем с ростом Vn.Ks**' закономерно снижается. Коэффициент динамичности измеряемой величины по сравнении с данными стендовых йсяыгааий уменьшился на I0-2Q %, что свидетельствует о более равномерной работе агрегата.при его оптимальной длине. Средние значения потребляемой модности в рааиме холостого хода по исполнительному органу - 40 v.hx, крутящий момент на валу редуктора - 1250 Ни, по сравнению с результатами, полученными при стендовых исследованиях, потери мощности холостого хода исполнительного органа, в связи с ростом длины агрегата (с 15 и до 50 ы), увеличились на 34 %. Зависимости потребляемой прзводоы исполнительного органа модности //но. и момента на валу промелуточного редуктора могут быть аппроксимированы следующая уравнениями:

M<orW,SVaHO,53; (10) M^SSejiVá^ós. (II)

Соотвотс^у-^ коэффициенты "корреляции составили 0,610,62. При необходимых скоростях подачи 1,0-1,5 м/ш:н потребляемая вдиссгь электродвигателя составит 150-220 кЬт; комент на валу кардана - 6,0-9,0 к11ы, а с учетом коэффициентов динамичности, соответственно - 180-260 кВт н 9,0-13,5 кНы. Установлено, что потери мощности привода исполнительного органа

за счет изгиба става составила 4 «¿я, а на I .ч длины прямолинейна участков - 0,4 кВт; удельные энергозатраты на разрушение угля при скорости подачи 1,0-1,1 и/мин составили 1,05 кВт. ч/т.

3 известном выражении определения максимальных нагрузок привода в приведенном коэффициенте жесткости трансмиссии не учитывается неравномерность вращения передаточного механизма. С учетом неравномерности вращения на повороте приведенная кесткооть трансмиссии пехот быть определена из шракення

С,*—ММ---, (12)

где Кн. - коэффициент неравномерности вращения карданного вала.

Так как поворот может бить достигнув четным или нечатньи числом секций вала при принятых углах раскрытия секций става, то экстремальные значения коэффициента неравномерности в первом случае будут

да) .(в)

'ДЗ у, - угловая скорость зала, находящегося на прямом участке;

% - угловая скорость вала, входящего на поворот;

сС - угол меаду осями вращения залов. Во втором:

КипСп-

Ь

_ МесгС пги/ _ -

тп £ I Г1 тах 1+Ьсс£

де - угловая скорость вэла, выходящего из полорота. ¡Азкогслальный расчетный аомза» шеот анрозоннв

М?.=мплс(с1еа*скы+с1ей*в1п-ы . и?)

де С - приведенный коэффициент жесткости трэясьшссни С/ и внесшего сопротивления С', при этом С* определяется аа вкракения (12). Нэ ссиозЕШ»! приведенных доследований посгроока немо-38f.ua (рис.3), позволяется сарсдскть основные порацотрн »вода шкшихешгсго оргека.

Прогаоаше показа гел:; нодёгшсстл эленсаадз привода пс-!лгатслъао?о оргия» с.чголслллпзъ Г.0 озгрвотой ивхошм, ^РзбогашгсЦ КИ1У1;. Ргстогаке ззеу-гепп. яшаадкелзй аодсжсо-осо-жзии: сгодия.- ц&рг.бо«я на отказ, ч -30,3; емднзе *»«?им»сяв1 - 2,3: нядоарюж гоюлвоств - 0,37.

15

Кгт.^ КмУ/^БпД Ь,м70 60 50 40 30

Кн.тахДт

Уп.М¡Ш П,Сб/и!К1

Кнт»п,гпах

о

4,8 4,5Ррлб/гМоЦк6тМр.,кВт

КЛЮЧ Уп- N рг I - IV- Кмг П - Кггг ГП - А- Р П-а-|(н.гпт|ш^<300РгЗ/а1

Рис.3. Номограмма определения параметров привода исполнительного органа

ЗШЮЧЕНИЕ

3 диссертация дано реиенсо актуальной задачи, состоящей в установлении параметров привода исполнительного органа агрегата .для камерной выемки угля без присутствия людей в очистном забое.

Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. В результате реализация модели приводов установлено, что вынесенный привод исполнительного органа агрегата с применением карданного передаточного механизма по приведенным затратам наиболее эффективен.

2. Выявлено, что при перемещении агрегата на участке изгиба связь иетму валами являете«; неголоноинсй. Для выражения обобщенной координаты движения приведя составлено уравнение Лашрада с неопределенными множителями, частице решения которого имеют вид

3. Выявлено, что моменты, передаваемые элементам! карданного привода, зависят от,коэффициента неравномерности вращения ва-лоъКн.учптызакцего неголоноиность связей на участке изгиба.

4. Установлено, что • зависимости потребляемой мощности и крутящего момента на участке изгиба от скорости подачи носят параболический характер, а зависимость коэффициента динамичности от скорости подачи аппроксимируется нисходящей гиперболой.

5. Результаты работы использованы при проектировании и изготовлении агрегата АКТ, легли в основу разработки "Технического задания" на опытный образец и "Методики оценки и обеспечения надежности технологии и средств шемки угля боз постоянного присутствия ладей в забое на стадли проектирования".

6. Ожидаемый экономический эффект от внедрения одного агрегата АКТ составит 409 им .руб. в год, а предполагаемое число очистных забоев с применением агрегата по ПО "Карагандауголь" -- 30 шт. в год, по отрасли - свыше 100 шт.

Основное содержание диссертации изложено в следующих опубликованных работах:

1. Пономарев Б.Я. Исследование динамики карданных передач привода горных машин. - В сб.: "Совершенствование технологии и повышенно эффективности разработки угольных пластов Карагандинского бассейна". - Караганда: КШГУИ, 1974, с. 100-105.

2. Пономарев В.Я., Миронешсо З.Г., Кругь B.C. Стенд для испытания установки безлюдной выемки угля камерным способом. - И сб. "Совераенствопашга технологии и повышенно эффективности разработ-

кя Карагандинского угольного цаегорождэшш". - 1йрагаада: КН1Ш»,

3. Ккм О.В., Пэномарэв Б.П., Мироненко В.Г., Крупник B.C.

О создании средств механизации камерной выемка тонких пластов в-слабых боковых лородах без присутствия людей. - К."Уголь Украина", 1975, Je 10, с.6-8.

4. Пономарев Б.Я., Орлов В<Ф., Круть B.C. Стендовые испытания установки УТ-2КВ для безлюдной выемки угля. - В cö.:"Направление создания я совершенствования технологии и средств безлюдной выемки в вахтах". Тез.докл. - Москва: ШГД им. A.A. Скочияского, 1980, с.53-54.

5. Пономарев Б.Я.,Орлов В.Ф., Круть B.C., Зейвальд A.A. Стендовые испытания рабочего органа с дистанционным приводом выемочной установки У1-2КБ. - В-сб.: "Проблемы разработки и комплексного использования углей Казахстана". - Караганда: КШ5УИ, I9S2, с.ПЗ-124.

6. Ким О.В., Пономарев Б,Я. Исследование работоспособности средств безлюдной выемки и направления их совершенствования. -

- В сб.: "Прогрессивная технология п механизация разработки угольных пластов Карагандинского бассейна". - Караганда: КНИУИ, 1982, с.57-63.

7. Вареха К.П.,' Куркин A.C., Пономарев Б.Я. Исследование влияния привода выемочной шиш на эффективность камерной выемки тонких пластов в отсутствие людей в забое. - Е. "Комплексное использование минерального сырья". -Алма-Ата, 1984, Jj I, с.9-13.

В. A.c. I24I758 (СССР). Агрегат для камерной безлюдной выемки тонких пологих угольных пластов. Поношрев Б.Я., Кш О.В., Крупник B.C., Кругь B.C., Август Б.Б., Самусов В.Ф., Натай И.В. -

- Опубл. в Б.И = , J« 24, 1266, с.270.

Личный вклад соискателя з работах, опубликованных я соавторство: (2) предложено' для икятанаи отработки пластов камерами использовать поворотный стенд; (3) предложено для эффективности отработки камер секции става выполнить ромбовидными; (4) проведани экспериментальные иселэдовакия по установлении потерь мощности is крутящих momjutob; (5) проведены эклп2?вманталыше исслеповгшгя по определении скорости течения изгибащегося вала; (6) установлены зависимости »¿с&яу параметра:.ш агрегата я энергетические характеристик' "црлводоа; (7) составлена модель для различных вариантов приводов; (В) предложена сдана ноггоеоызнол отработки камер в обе

1975, с.54-56.

стороны от вмемочного штреь