автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование конструктивных и режимных параметров винтового перегружателя геохода

На правах рукописи

Кобылянский Дмитрий Михайлович

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВИНТОВОГО ПЕРЕГРУЖАТЕЛЯ ГЕОХОДА

Специальность 05 05 06 - «Горные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

003167941

Кемерово 2008

003167941

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РСФСР Горбунов Валерий Федорович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ и Кыргызстана

Дворников Леонид Трофимович

кандидат технических наук Григоренко Юрий Дмитриевич

Ведущая организация

Институт угля и углехимии СО РАН

Защита диссертации состоится 29 мая 2008 г в 12 часов на заседании диссертационного совета Д212 102 01 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет» по адресу 650026, г Кемерово, ул Весенняя, 28 Факс (3842) 36-16-87

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственногр образовательного -учреждения «высшего профессионального образования «Кузбасский государственный/технический университет»

Автореферат разослан 2-1 апреля 2008г

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, доцент

А.Г Захарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы.

По данным Академии менеджмента и рынка и Агентства международного развития США (ШАЮ) прогнозы мирового научно-технического развития приоритетных технологий на 2000-2020 гг. по группе «Использование подземного пространства» особо важными определяют научно-технические разработки, связанные с созданием новых технологий сооружения подземных магистралей, автотрасс и железных дорог

Приоритетным направлением развития науки и техники, утверждённым Правительственной комиссией РФ по научно-технической политике в области «Топливо и энергетика», является разработка новых технологий проходки горных выработок

Создание винтоповоротных проходческих агрегатов (геоходов) является по сути техническим и технологическим прорывом в области проведения подземных выработок В связи с этим, учитывая новизну предложенной геовинчестерной технологии, необходима тщательная проработка всех основных узлов геохода, и в том числе одного из наиболее ответственных - винтового перегружателя

Одной из нерешенных до настоящего времени проблем является транспортирование винтовыми конвейерами сильносвязных материалов, в частности, глинистых и битумосодержащих горных пород, которые налипают на вращающийся шнек вплоть до образования пробок и полного прекращения транспортирования. Данная проблема пока не получила достаточно эффективной технологической и конструкторской проработки

Одним из способов, позволяющих бесперебойно транспортировать липкие и сильносвязные материалы, является их интенсивное увлажнение при погрузке и в процессе транспортирования, а также оснащение винтового перегружателя эффективным вибровозбудителем.

Таким образом, актуальность разработки надежного и эффективного винтового перегружателя геохода очевидна как с точки зрения научного исследования, так и с точки зрения практического применения

Цель работы - обоснование конструктивных и режимных параметров винтового перегружателя для эффективного взаимодействия с геоходом, реализующим проходку горных выработок в породах с различными физико-механическими свойствами

Идея работы заключается в согласовании параметров винтового перегружателя с параметрами проходческого агрегата ка основе выявленных закономерностей движения материала, в том числе при его увлажнении и вибровозбуждении.

Задачи исследований:

1. Разработать конструкцию винтового перегружателя, способного эффективно транспортировать сильносвязные материалы.

2 Разработать математическую модель винтового перегружателя, содержащего вибровозбудитель новой конструкции, позволяющий изменять параметры колебаний

3 Теоретически и экспериментально выявить закономерности процесса транспортирования с учетом увлажнения материала и вибрации

4 На основании результатов численного и лабораторного экспериментов получить рациональные конструктивные и режимные параметры винтового перегружателя геохода, обеспечивающие транспортирование материалов с различными физико-механическими свойствами

Методы исследований:

В процессе выполнения работы использовались как общенаучные, так и специальные методы исследования, в том числе.

- аналитический, включающий анализ и обобщение теоретических и производственных достижений, классические положения теоретической механики и теории упругости, теории колебаний, метод численного решения систем дифференциальных уравнений,

- экспериментальный, включающий лабораторные исследования с использованием теории подобия и физического моделирования, тензометрии, а также метод преобразования аналоговых сигналов в цифровые с дальнейшей обработкой на компьютере полученной информации на основе методов математической статистики

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Транспортирование сильносвязных материалов обеспечивается винтовым перегружателем геохода, конструктивная схема которого содержит вибровозбудитель, совмещенный с опорными узлами шнека, причем форма последних позволяет совмещать вращательное движение с колебаниями.

2 Зависимости между конструктивными и режимными параметрами винтового перегружателя, учитывающие угол наклона вала шнека и физико-механические свойства транспортируемых материалов, отличающиеся тем, что определены в условиях воздействия увлажнения и вибрации по отдельности и одновременно.

3 Комплексное воздействие путем увлажнения липкого и сильносвязного материала до величины 30% и более и вибровозбуждение шнека с амплитудой 2мм и частотой 10Гц позволяет повысить коэффициент заполнения меж-виткового пространства шнека до 0,5 при циркуляции не более 50%, снизить крутящий момент на валу шнека в 2,5 раза, увеличить производительность в 1,7-4,0 раза и надежно транспортировать горные породы в широком диапазоне физико-механических свойств

4 Наименьшая удельная энергоемкость транспортирования материала с коэффициентом заполнения до 0,5 и циркуляцией не более 50% достигается при значении шага винтовой поверхности шнека 660 мм (соотношение Б/8=1) и частоты его вращения 41 мин"1

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечены корректной постановкой задачи по исследованию процесса транспортирования винтовым перегружателем, учитывающей особен-

ности его применения в геоходе, использованием моделей, адекватность реальным процессам которых подтверждена результатами теоретических и экспериментальных исследований, проведенных с использованием современных методов, основанных на классических положениях теоретической механики, теории колебаний, применением методов математического анализа и математической статистики с использованием ЭВМ; согласованностью результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученных в лабораторных условиях, применением современных методик испытаний, а также оборудования и приборов с использованием аналого-цифровых преобразователей, сопоставимостью результатов исследований с результатами, полученными другими авторами.

Правомочность допущений, принятых при разработке кинематических моделей движения транспортируемого материала, подтверждается хорошей сходимостью аналитических результатов с экспериментальными данными, расхождение которых не превышает 15%

Положительные результаты, полученные при проведении лабораторных испытаний в представительных объемах, подтверждают эффективность и правильность предложенных методов, технических решений, научных положений и выводов.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1 Теоретически обосновано и экспериментально доказано повышение эффективности транспортирования сильносвязных материалов с применением новой конструктивной схемы винтового перегружателя с вибровозбудителем, совмещенным с опорными узлами шнека, имеющими форму, позволяющую совместить вращательное движение с колебаниями

2 Выявлены закономерности взаимовлияния конструктивных и режимных параметров винтового перегружателя при различных внешних условиях -пространственного положения геохода и физико-механических свойствах горных пород

3 Определена эффективность комплексного воздействия на процесс транспортирования путем увлажнения материала и вибровозбуждения винтового перегружателя, и найдены рациональные параметры колебаний

4 Получены рациональные конструктивные и режимные параметры винтового перегружателя геохода, обеспечивающие эффективное транспортирование материалов с различными физико-механическими свойствами

В отличие от результатов исследований, полученных другими авторами, дано теоретическое и экспериментальное обоснование и количественная оценка эффекта вибровозбуждения на процесс шнекового транспортирования материалов с различными физико-механическими свойствами

Объект исследований - процесс транспортирования материалов перегружателем геохода винтового типа при различных конструктивных и режимных параметрах, включая увлажнение подачей воды и вибровозбуждение Личный вклад автора заключается в

- постановке задач, в организации и участии во всех лабораторных исследованиях;

- разработке и участии в изготовлении экспериментальных стендов, оснащенных вибровозбудителями, а также измерительно-регистрирующей аппаратуры на основе аналого-цифрового преобразователя,

- теоретическом обосновании принципа вибровозбуждения с использованием тел, совмещающих вращение с колебаниями,

- установлении закономерностей процесса транспортирования при различных конструктивных, режимных параметрах ВП и физико-механических свойствах материалов,

- разработке конструкции винтового перегружателя геохода, оснащенного автоматически регулируемым вибровозбудителем.

Автор принимал непосредственное участие в теоретических работах по исследованию процесса транспортирования липких и сильносвязных материалов в условиях увлажнения и вибровозбуждения ВП и установлении рациональных параметров колебаний

Научное значение работы заключается в выявлении закономерностей процесса транспортирования винтовым перегружателем геохода материалов с различными физико-механическими свойствами в условиях распределенного увлажнения и вибровозбуждения

Практическое значение работы заключается в- возможности на стадии проектирования установления рациональных конструктивных и режимных параметров винтового перегружателя геохода при различных заданных условиях,

- создании инженерной методики расчета вибровозбудителя, объединенного с опорными узлами и позволяющего совместить вращательное движение шнека с колебаниями в плоскости, перпендикулярной оси вращения,

- разработке конструктивного решения винтового конвейера с вибровозбудителем, что позволяет повысить эффективность транспортирования сильносвязных материалов.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанные автором конструктивные решения и режимные параметры перегружателя использованы Институтом угля и углехимии СО РАН при создании компоновочных схем и конструкторской документации на изготовление макетного образца нового вида проходческой техники - геохода, что подтверждено соответствующим актом

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на научно-практических конференциях преподавателей, аспирантов и студентов Кузбасского государственного технического университета (г Кемерово, 2005, 2006, 2007гг ); на Международной научной конференции «Фундаментальные исследования» Академии Естествознания (Кемерово, 2005г,), на научно-практической конференции «Наука в XXI веке опыт, традиции, инновации» (г Кемерово, 2006г), На Международной научно-практической конференции Международной академии наук экологии и безопасности «Безопасность жизнедеятельности предприятий топливно-энергетического комплекса России» (Кемерово-Санкт-Петербург, 2006г), на IV Российско-китайском симпозиуме (Кемерово, 2006г), на заседа-

ниях кафедры «Стационарные и транспортные машины» (Кемерово, 20072008 гг.)

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе один патент на изобретение и Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка используемой литературы из 142 наименований и приложения Основной текст изложен на 139 машинописных страницах и содержит 70 рисунков и 4 таблицы

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель, научная новизна, практическая значимость, основные положения, защищаемые в работе

Первая глава содержит обзор и анализ существующих проходческих систем, тенденции их развития

В лаборатории проходческих комплексов Института угля и углехимии СО РАН разработана геовинчестерная технология проведения горных выработок, которая определила необходимость разработки специальной техники - геоходов.

Разработке и созданию геоходов и их функциональных модулей посвящены работы таких ученых, как В.Ф. Горбунов, В В Аксенов, А С Эллер, ВЮ Садовец

Следует отметить, что такая технологическая операция, как перегрузка отделенной от забоя горной массы в основное транспортное средство, расположенное в проходимой выработке, является одной из наиболее важных в технологическом цикле работы геохода Поэтому от надежности, безопасности перегрузочного модуля во многом зависит надежная и эффективная работа геохода в целом

В результате анализа возможных вариантов определено, что в наибольшей степени технологическим и конструктивным условиям работы в качестве перегружателя геохода удовлетворяют винтовые конвейеры

Предложена классификация винтовых конвейеров, проведен обзор и анализ существующих конструкций, определены основные направления их совершенствования.

Одной из нерешенных проблем обеспечения надежной работы геохода является разработка методов, повышающих эффективность перегрузки липких и сильносвязных горных пород, например, глинистых и битумосодержащих

Эффективную и надежную конструкцию винтового перегружателя необходимо принимать путем выбора рациональных конструктивных, кинематических и режимных параметров целенаправленным их варьированием с учетом результатов теоретических и экспериментальных исследований

Новый подход к решению проблемы создания конструкции винтового перегружателя геохода позволил сформулировать цель и поставить задачи исследования

Вторая глава посвящена повышению эффективности транспортирования материалов винтовыми конвейерами и разработке соответствующих методов и технических средств

Показано, что наряду с неоспоримыми достоинствами винтовых транспортирующих устройств они имеют и существенные недостатки, одним из которых, в частности, является затрудненное транспортирование липких и сильносвязных горных пород

При транспортирования материалов, обладающих свойствами липкости и вязкости, они налипают на винтовую поверхность шнека с образованием пробок вплоть до полного прекращения транспортирования

Анализ показал, что одним из наиболее действенных способов повышения эффективности транспортирования материалов является вибровозбуждение винтового перегружателя

Разработана новая конструкция винтового конвейера, оснащенного вибровозбудителем, на который получен патент РФ

В процессе вращения вала шнека 3 (рис 1), когда ролики 7 обкатываются по канавкам 15 втулок 13, ось вала отклоняется от центрального положения в корпусе 1 и совершает колебательное движение, параметры которого определяются геометрией втулок 13 и скорости вращения

В результате уменьшается круговое движение (циркуляция) материала, увеличивается скорость его осевого перемещения, уменьшается налипание, пробкообразование, энергоемкость транспортирования и повышается производительность ВП. Автоматически регулируемое вибрационное воздействие дает возможность осуществить эффективное транспортирования материалов с различными физико-механическими свойствами

Разработана методика расчета вибровозбудителя, учитывающая его конструктивную новизну и специфику работы ВП в геоходе Теоретически и экспериментально доказана совместимость вращения и колебаний тел с одной степенью свободы, и тем самым установлена принципиальная возможность создания на этом принципе вибровозбудителя.

Расчетная схема рассматриваемой задачи с тремя роликами показана на

рис. 2

Здесь плоское тело Т должно совершать вращение при условии ограничения движения тремя роликами Центры роликов расположены в вершинах правильного треугольника ABC Требуется найти формы тела Т, отличные от круга, которые позволяли бы ему непрерывно обкатываться по трем роликам

В результате расчетов получены параметрические уравнения огибающей линии в системе координат XiOiYi-

Рис. 1. Винтовой конвейер (патент РФ №2312807 от 29.03.06): 1 - корпус; 2 - винт; 3 - вал; 4 - опорные узлы; 5 - загрузочный бункер; 6 - разгрузочный патрубок; 7 - ролики; 8,10 - пружины; 9 - шлицевал муфта; 11 - стенка корпуса; 12 - ограничитель; 13 - втулки; 14 - оградительная стенка ; 15 - канавки; 16 - гайка; 17 - эластичная муфта

/

Рис. 2. Расчетная схеш

x, =RrsuiT + f(T)±rp у1=ЛгС08Г + 17(т)±Г

RT sin г-/(?)

4{Rt sm r - j\r)f.+cos r + f(t)f ' _iycos7 + /'(T)__(!)

где RT - расстояние от начала координат до центров роликов, м, гр - радиус роликов, м, f(x), j(x) - перемещение центра О соответственно по осям 0]Х] и OiУь м, х - угол поворота системы координат XOY относительно системы XjOY], РЗД

Полученные уравнения (1) описывают две огибающие линии, со знаком плюс - внешнюю огибающую роликов, со знаком минус - внутреннюю огибающую

Построены различные формы тела (опорной втулки вала шнека), позволяющие совместить его вращательное движение с колебаниями для различных видов перемещений центра треугольника (оси вала), которые описываются гармоническими колебаниями. Некоторые из них показаны на рис. 3

Рис. 3 Формы тел и траектории их центров вращения

Кривая 1 показывает внутреннюю огибающую, кривая 2 соответствует внешней огибающей, пунктирная кривая описывает предельный случай - границу тела для роликов нулевого радиуса. В центре каждого из отдельных рисунков показаны траектории движения центров тел.

Проведен кинематический анализ тел, совмещающих колебания совместно с вращением при различных значениях размеров роликов, амплитуды и частоты колебаний

Получены уравнения для определения модулей скорости и ускорения опорных узлов вибровозбудителя, позволившие провести динамический анализ вибраторов

V = {w2(x2 +у 2)+a2[a2+ß2 + 2aß cos(a + ß)t]/4+

+aw[xxß sin(w? +■ ßt) + xxasm{wt - at) +

+>>1/?cos(wf + ßt) + yal cos^i-etf)]}"2, м/с

А = {w\x2 +y2) + a2[a4 + ß4 -2a1 ß1 cos(a+ß)t)/4+

+ yv2a[x{ß2 sm(wi+ßt) -xla2 sm(w - at) +

+уф2 cos(wi + ßt)-yla2 cos(wf-at)]}]/2, м/с2 где хь yi — начальные координаты точки тела, м, а, m - амплитуда (м) и частота колебаний (Гц), w - угловая скорость, рад/с, a=(m+l)w, ß=(m-l)w

Расчеты показали, что при частотах колебаний 3-9Гц максимальная скорость оси вала ВП находится в пределах 0,04-0,12м/с, максимальное ускорение -0,9-9,6м/с2

В третьей главе проанализировано современное состояние теории транспортирования горной массы винтовыми конвейерами, предложен метод расчета ВП, учитывающий его вибровозбуждение, и приведены результаты численного эксперимента по выбору рациональных параметров ВП

Расчетами винтовых конвейеров занимались НН. Карелин, П.С. Козь-мин, И.В Морин Дальнейшее развитие теории шнекового транспортирования получило в работах JIM Александра, ДН Башкатова, AM Григорьева, В Теддера, В Н Вернера Исследованию процесса транспортирования продуктов разрушения шнеками из скважин посвящены работы Б А Катанова, А Н Ананьева, М П Латышенко, В Г Ромаппсо, Л.Е Маметьева

На основании анализа упомянутых выше работ можно сделать вывод, что модель движения одиночных частиц по спирали шнека, которую впервые предложил Д Н Башкатов, достаточно подробно разработана и освещена в литературе

Вместе с тем необходимо отметить, что до настоящего времени не решена задача в общем виде по определению закономерностей движения материала в процессе винтового транспортирования с изменением угла наклона шнека, при различных его геометрических параметрах и физико-механических свойствах транспортируемых материалов Не исследован также процесс шнекового транспортирования при вибровозбуждении винтового конвейера

С учетом особенностей применения винтовых конвейеров в геоходах (малая длина транспортирования, изменения физико-механических свойств пород и др) получено дифференциальное уравнение, описывающее движение частицы в винтовом перегружателе и представляющее собой математическую модель процесса транспортирования

£ 51

~ , —(2 ПФ + ср) — {2тй+ф)

2п а(К) т 2* |г-Г2| г (4)

где ш - масса частицы, кг, 8 - шаг винта шнека, м, <р - угол поворота радиуса-вектора точки, рад , g - ускорение свободного падения, м/с2, |3 - угол наклона

вала шнека, рад , г - вектор скорости движения частицы в момент времени X,, ~ коэффициенты трения материала о поверхности шнека и корпуса, Я,] Д2 -модули векторов сил реакции на поверхностях шнека и корпуса

Предложенная модель отличается от известных тем, что в ней заложено колебательное движение элементов винтового перегружателя

Предыдущими исследованиями установлено (В Н Вернер), что величина угла отклонения частиц материала от вертикали 0, является параметром, объективно характеризующим процесс транспортирования

Для изучения процесса движения частиц при различных значениях геометрических и режимных параметров произведен численный эксперимент с использованием уравнения (4) В качестве примера на рис 4 представлены графики зависимости 0 =1'(п)

Результаты расчетов показали, что частота вращения винта оказывает существенное влияние на процесс транспортирования Так, с увеличением частоты вращения винта до 80мин"' установившееся значение угла 0 возрастает от 10° до 45° При п = бОмин"1 начинается колебательное движение частиц материала, величина угла 0 резко возрастает, и при п = 80мин"' возникает круговое движение (0>9О°)

Вибровозбуждение ВП позволяет уменьшить угол отклонения материала на 10-30° и перенести возникновение циркуляции в область более высокой частоты вращения шнека (пунктирные кривые на рис 4)

Численный эксперимент также показал, что увеличение угла отклонения транспортируемого материала происходит при увеличении шага винта, частоты его вращения, угла наклона вала шнека, коэффициента трения материала о поверхность шнека, уменьшении радиуса винта и коэффициента трения материала о внутреннюю поверхность корпуса

Четвертая глава содержит описание технических средств лабораторных исследований, а также методику проводимых экспериментов

В соответствии с задачами экспериментальных исследований и при помощи метода физического моделирования с соблюдением условий геометрического и кинематического подобия разработаны и изготовлены два стенда-модели винтового перегружателя, имеющие конструктивную схему, сходную с

приведенной на рис. 1. Один из них имеет прозрачный корпус для лучшего визуального наблюдения процесса транспортирования, а другой оснащен стальным корпусом со смотровыми окнами в верхней части. Имеются также некоторые другие конструктивные отличия, позволяющие расширить условия проводимых экспериментов. Оба стенда оборудованы регулируемыми электроприводами, позволяющими плавно изменять частоту вращения шнека в интервале (Н180мин_|. Общий вид стенда представлен на рис. 5.

в.

90 80 70 60 50 40 30 20 10

1 I

1

1 } 1

V

|(|——-1 /

Ч-* /

- - М-

Х-

п, мин

0 20 40 60 80 100 Рис. 4. Графики зависимостей угла отклонения частиц материала от частоты вращения винта: 1-амплитудное значение угла; 2-установившееся значение угла ^ _ ¡50. ^ _ 0533лг)

Рис. 5. Общий вид стенда

Для измерения вращающего момента на валу шнека и скорости вращения разработана и применялась оригинальная конструкция бесконтактного датчика с использованием упругого элемента и фотодатчиков. На опорных узлах шнека смонтированы регулируемые вибровозбудители, позволяющие менять как частоту, так и амплитуду колебаний

Разработана измерительно-регистрирующая система ИРС-1 на основе аналого-цифрового преобразователя, представляющего аналоговые сигналы от датчиков в цифровом виде Взаимодействие ИРС-1 с компьютером обеспечивается программой, которая позволяет получать информацию как в цифровом табличном виде, так и в виде графиков и гистограмм, что резко повышает информативность измерительной системы

В качестве транспортируемых материалов использовались реальные горные породы, песчаник, глина и песок, а также насыпной материал в виде деревянных кубиков, гранулометрический состав которых имитировался в соответствии с правилами физического моделирования.

План экспериментальных исследований был составлен с учетом особенностей транспортируемых материалов, а также комплекса постоянных и изменяемых параметров

Неизменными параметрами являлись внутренний диаметр корпуса, диаметр вала винта и длина транспортирования, переменными - шаг винта в и его радиус Я, частота вращения п Измерялись и фиксировались следующие параметры крутящий момент на валу М, осевая реакция вала Р, производительность <3, угол наклона вала шнека §, угол отклонения транспортируемого материала от вертикали 8, коэффициент наполнения желоба скорость транспортирования Утр, потребляемая мощность К, влажность материала \¥, величина циркуляции

В соответствии с планом эксперимента в корпус ВП помещали винт определенного шага и радиуса Загрузочный бункер заполняли одним из видов транспортируемого материала заданной влажности Включали привод и устанавливали необходимую частоту вращения винта Затем открывали на требуемую величину загрузочную задвижку После выхода модели на установившийся режим производилась регистрация параметров транспортирования. При необходимости в ходе опыта изменялась частота вращения винта, а перемещением загрузочной задвижки - производительность и коэффициент заполнения Часть экспериментов проводилась с подачей воды и вибровозбуждением ВП с регулируемой частотой и амплитудой

В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований процесса транспортирования винтовым перегружателем Показана возможность эффективного применения винтового конвейера в качестве перегружателя геохода при транспортировании горных пород с различными физико-механическими свойствами, в частности, сильносвязньми

Получены зависимости между конструктивными и режимными параметрами ВП, учитывающие изменение пространственного положения геохода и физико-механических свойств транспортируемых материалов

На рис 6 приведены графики двухфакторных зависимостей максимальной производительности ВП (при циркуляции не более 50%) от влажности материала и шага винта. Выявлены нерациональные области влажности песка (№=20-25%), песчаника (№=17-23%) и глины (\У<15%) В указанных областях влажности в результате интенсивного налипания материала на поверхность шнека, циркуляции и пробкообразования процесс транспортирования характеризуется наименьшей производительностью и наибольшей энергоемкостью.

Крутящий момент на валу шнека М и его осевое усилие Б находятся в четкой функциональной зависимости от коэффициента заполнения шнека у, влажности материала и угла наклона 5 С увеличением у и 5 момент М и усилие Р возрастают, а при неизменном коэффициенте заполнения максимумы М и Б соответствуют нерациональным зонам влажности материалов

На рис 7 представлены графики зависимостей крутящего момента и осевого усилия на валу шнека от влажности материала при различных значениях шага винта Из графиков видно, что с увеличением шага значения осевого усилия и момента также увеличиваются и достигают максимума в зоне с неблагоприятной влажностью

Определено влияние вибровозбуждения и подачей воды на процесс транспортирования винтовым перегружателем

На рис 8 показаны кривые изменения режимных параметров при добавлении воды, включении вибровозбудителей и при одновременной подаче воды и вибровозбуждении Анализ приведенных графиков показывает, что как подача воды (рис 8,а), так и вибровозбуждение (рис 8,6) оказывают существенное влияние на процесс транспортирования При этом следует отметить, что длительность переходного процесса при включении вибровозбудителей в 7-10 раз меньше, чем при подаче воды для различных транспортируемых материалов. Эффективность же комплексного воздействия подачей воды и вибрации значительно выше (рис 8,в), чем только подачей воды или только вибрацией Так, уже в течение Зс после начала воздействия осевое усилие на валу шнека и вращающий момент снижаются соответственно в 1,8 и 1,7 раза Установлено также, что комплексное воздействие путем распределенного увлажнения липкого и сильносвязного материала (глины) и вибровозбуждения позволяет повысить коэффициент заполнения межвиткового пространства шнека до 0,5 при циркуляции не более 50%, увеличить производительность в 1,7-4,0 раза, что позволяет транспортировать винтовым перегружателем горные породы в широком диапазоне физико-механических свойств

Полученный эффект можно объяснить тем, что вибрация позволяет существенно снижать налипание материала (глины) на винтовой поверхности шнека, а также ускоряет процесс перемешивания глины с водой и уход из зоны с неблагоприятной влажностью

Эксперименты в режиме вибровозбуждения показали значительное влияние амплитуды и частоты колебаний на эффективность транспортирования глины. С увеличением указанных параметров (рис 9) существенно снижаются значения осевого усилия и момента на валу шнека Вместе с тем, графики

ртах, кг/мин

,мм

15 20 25 30 35 40 45 60

Рис.6 Двухфакторные зависимости производительности от влажности материала и шага винта' а - песок, б - песчаник, в - глина (и=120шн"1)

М,Нм Р,Н 5,0

М,Нм БД 40

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

15 20 25 30 35 40 45 50

Рис 7. Графики зависимостей крутящего момента и осевого усилия на валу шнека от влажности материала при различных значениях шага: а - песок; б - глина (п=11кш~1)

я

Е -•3] Я

I Я

а с щ-6,01120г60

5,0 ЮС 4,0 80 3,0 60

2,01,0

50' 40 30 20 10

2 Начало подачи воды

¥

п V

Ч 7"

<3

\ м, /

в

я -

^ я 33

я д Начало подачи воды +

С? 5 £ включение вибраторов

6,0-

5,010(

4,03,02,01,0.

¿с

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

г120|

■60 50 40+ 4

40 20 2

20 10

30 3

0 \

• 1а

\ ч

У-

¿С

2 3 4 5 6 7 8

О

15 12

9,0 75 6,0 50 3,0 ■ 25

125100

§ и и « ^

25

■5,0 •4,0|20 3,0 15 •2,0 10 ■1,0- 5

Момент включения вибрации

1М

С

0

Рис 8 Графики изменения режимных параметров а - при подаче воды (глина), б - при вибровозбуждении (песчаник), в - при одновременной подаче воды и вибровозбуждении (глина) = 75лш; = 15%; Ае = 2мм; т = 6Гц)

и ВЗ ® С? Л ^ 5,0т 50т 5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 Рис 9 Зависимости режимных параметров от амплитуды (/£)

и частоты (т) вибрации (Г=25%, п=ВОштГ1; 5=15мм)

показывают, что при увеличении амплитуды более 2мм и частоты вибрации более 10Гц изменение режимных параметров незначительно и составляет 7-10% В результате делаем вывод, что рациональные значения амплитуды и частоты составляют соответственно 2мм и 10Гц

Малое время переходного процесса при вибрации позволяет, используя в качестве управляющего сигнал с датчика осевого усилия вала шнека, выполнить автоматическую систему, запускающую вибровозбудители (с регулировкой частоты и амплитуды) и подающую в загрузочный бункер и корпус ВП воду при затрудненном транспортировании сильносвязных материалов

Установлено, что рациональные значения параметров модели ВП при величине угла наклона ±20° составляют, шаг винтовой поверхности шнека Б=75мм (при этом соотношении 0/8=1), частота вращения шнека п=120мин"' С учетом геометрического и кинематического симплексов подобия эти параметры для реальной конструкции ВП геохода (натуры) составляют 8н=660мм, пн=41мин'!

Заключение

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические решения по определению конструктивных и режимных параметров винтового перегружателя горнопроходческой техники нового типа - геохода, что имеет существенное значение для горнодобывающей и горно-строительной отраслей

Основные научные и практические результаты, выводы и рекомендации работы заключаются в следующем

1. Разработана методика расчёта опорных узлов вибровозбудителя, с использованием которой проведен кинематический и динамический анализ тел, совмещающих колебания с вращением при различных значениях размеров роликов, амплитуды и частоты колебаний Выявленные закономерности впервые позволили получить формы тел, позволяющих совместить вращательное движение с колебаниями в плоскости, перпендикулярной оси вращения

2 Получено дифференциальное уравнение, описывающее движение частицы в винтовом перегружателе геохода и представляющее собой математическую модель процесса транспортирования. Предложенная модель отличается от известных тем, что в ней заложено колебательное движение элементов ВП

3 Установлены основные закономерности процесса транспортирования материалов винтовым перегружателем в условиях изменения пространственной ориентации геохода и физико-механических свойств материалов Выявлены нерациональные области влажности транспортируемых материалов, которые составляют для песка '№=20-25%, песчаника - "№=17-23%, глины - №<15%. В указанных областях в результате интенсивного налипания материала на поверхность шнека, циркуляции и пробкообразования процесс транспортирования характеризуется наименьшей производительностью и наибольшей удельной энергоемкостью

4 Определено, что воздействие направленной вибрации на ВП уменьшает угол отклонения транспортируемых частиц от вертикали в 1,3-1,5 раза,

который принят в качестве критерия эффективности процесса транспортирования. Рациональные значения амплитуды и частоты вибрации составляют для модели соответственно 2мм и 10Гц Уменьшение угла отклонения транспортируемых частиц от вертикали снижает циркуляцию материала, удельную энергоемкость транспортирования и увеличивает производительность ВП геохода

5 Установлено, что комплексное воздействие путём распределенного увлажнения сильносвязного материала (глины) и вибровозбуждения позволяет повысить коэффициент заполнения межвиткового пространства шнека до 0,5 при циркуляции не более 50%, снизить крутящий момент на валу шнека в 2,5 раза, увеличить производительность в 1,7-4,0 раза.

6 Рациональные значения параметров для модели ВП геохода при величине угла наклона его оси к горизонту в пределах ±20° составляют шаг винтовой поверхности шнека S=75mm (при этом отношение D/S=l), частота вращения шнека п=120минзазор между кромкой винтовой поверхности шнека и корпусом о=2мм С учетом геометрического и кинематического симплексов подобия рациональные значения шага винтовой поверхности шнека и частота его вращения реальной конструкции ВП геохода (натуры) составляют 8н=660мм, Пн=41мин"'

7 Разработана конструкция винтового конвейера с вибровозбудителем, на которое получен патент РФ, что повышает эффективность транспортирования вязкопластичных материалов.

Результаты исследований, приведенные в диссертации, используются Институтом угля и углехимии СО РАН при создании компоновочных схем, конструктивных решений и конструкторской документации на изготовление макетного образца нового вида проходческой техники - геохода

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих научных работах, в том числе 3 - в ведущих рецензируемых изданиях, входящих в перечень ВАК-

1 Кобылянский, M Т Применение винтового конвейера в качестве перегружателя винтоповоротного проходческого агрегата/М Т. Кобылянский, В Ф. Горбунов, Д M Кобылянский//Фундаментальные исследования Труды Международной научной конференции «Современные проблемы науки и образования» (Академия естествознания) -М., 2005 -№10 С -35-36

2 Кобылянский, Д M Совместимость вращения и колебаний тел с одной степенью свободы/Д M Кобылянский, В Ф. Горбунов, В А Гого-лин//Вестн КузГТУ.-2006 -№1 -С. 26-28

3 Горбунов, В Ф. Обзор современного состояния теории транспортирования горной массы винтовыми конвейерами/В Ф Горбунов, Д M Кобы-лянский//Вестн РАЕН(ЗСО).-2006 -№8 -С. 171-177.

4 Кобылянский, Д M Устройство для вибрации шнека винтового конвейера при транспортировании липких и сильносвязных материалов/ Д M Кобылянский, В. Ф Горбунов//Сборник лучших докладов студентов и аспирантов Кузбас гос техн ун-та Доклады 51-й науч-практ. конф., 17-21 апр 2006 г./ГУ КузГТУ - Кемерово, 2006. - С 90-93

5 Кобьшянский, Д М. Классификация винтовых транспортирующих устройств/Д М. Кобылянский//Наука в XXI веке: опыт, традиции, инновации Материалы науч.-практ конф./Представительство ТГУ в г Кемерово - Кемерово, 2006 -С. 221-224.

6 Гоголин, В А Движение тел по роликам/В. А Гоголин, В Ф Горбунов, Д М Кобылянский//Вестн КузГТУ -2006 -№3 -С 3-6.

7. Кобьшянский, Д М Устройство для вибрации шнека винтового конвейера при транспортировании липких и сильносвязных материалов/ Д. М. Кобьшянский, В Ф Горбунов//Безопасность жизнедеятельности предприятий топливно-энергетического комплекса России Материалы X Международной науч.-практ конф. Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности «Белые ночи» 13-16 июня 2006 г. - Кемерово - Санкт-Петербург, 2006. - С 173-176

8 Гоголин, В. А Геометрия и кинематика тел при движении по роликам/В А Гоголин, М Т Кобьшянский, В Ф. Горбунов, Д М. Кобылян-ский//Вестн.КузГТУ -2006 -№4 -С 3-5.

9. Кобьшянский, Д М Направления совершенствования конструкций винтовых транспортирующих устройств на горнодобывающих предприяти-ях/Д М Кобьшянский//Строительство и эксплуатация угольных шахт и городских подземных сооружений Материалы IV Российско-Китайского симпозиума - Кемерово, 2006. - С. 86-90

Ю.Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006614135 РФ. Расчёт геометрии и кинематики тел, совмещающих вращение и колебание при движении по роликам//В А Гоголин, Д М Кобьшянский, В Ф Горбунов - Заявлено 03.10.06; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 01 12 06 г

11 Пат 2312807 Российская федерация, МПК7 В 65 в 33/08. Винтовой конвейер/Кобылянский Д М, Горбунов В Ф , заявитель и патентообладатель ГУ Кузбас. гос. техн. ун-т. - №2006110126/11, заявл 29 03 06, опубл 20 12 07, Бюл 35.-7с. ил

Подписано в печать 21 04 2008 ФормаТ60х80/16 Бумага офсетная Отпечатано на ризографе Inn Тираж 100экз Заказ ¿М ГУ КузГТУ, 650026, Кемерово, ул Весенняя, 28 Типография ГУ КузГТУ, 650099, Кемерово, ул Д Бедного, 4а

Введение.

1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Обзор конструкций существующих проходческих систем.

1.2. Винтоповоротные проходческие системы (геоходы).

1.3 Перегружатель как элемент геохода.

1.4. Обзор и анализ существующих конструкций винтовых конвейеров.

1.5. Обзор конструкций шнеков, применяемых при бурении скважин.

Выводы, цель и задачи исследований.

2. Повышение эффективности винтового транспортирования материалов.

2.1. Состояние вопроса и классификация методов повышения эффективности транспортирования материалов винтовыми конвейерами.

2.2. Разработка вибровозбудителя винтового перегружателя.

2.3. Расчёт вибровозбудителя винтового перегружателя.

2.3.1. Кинематический анализ вибровозбудителя.

2.3.2. Динамический анализ вибровозбудителя.

Выводы.

3. Теория и расчёт винтового перегружателя геохода.

3.1. Современное состояние теории транспортирования горной массы винтовыми конвейерами.

3.2. Особенности применения винтового конвейера в геоходах.

3.3. Расчёт винтового перегружателя геохода.

3.3.1. Дифференциальные уравнения движения частицы в винтовом перегружателе.

3.3.2. Исследования математической модели винтового перегружателя.

Выводы.

4. Методика "экспериментальных исследований винтового перегружателя геохода.

4.1. Технические средства лабораторных исследований.

4.1.1. Стенды для экспериментальных исследований процесса транспортирования.

4.1.2. Измерительно-регистрирующая аппаратура.

4.2. Методика проведения эксперимента.

4.2.1. Виды транспортируемых материалов.

4.2.2. Описание некоторых методических приёмов.

4.2.3. Необходимое количество опытов, точность измерений, обработка экспериментальных данных.

Выводы.

5. Результаты экспериментальных исследований процесса транспортирования и обоснование параметров винтового перегружателя геохода.

5.1. Транспортирование массы деревянных параллелепипедов.

5.2. Транспортирование песка.

5.3. Транспортирование песчаника.

5.4. Транспортирование глины.

5.5. Повышение эффективности процесса транспортирования сильносвязного материала (глины) путем его увлажнения и вибровозбуждения винтового перегружателя.

Выводы.

Актуальность работы. Техническое перевооружение горных предприятий неразрывно связано с дальнейшим развитием и совершенствованием проходческой техники. От эффективности проведения горных выработок зависит своевременная подготовка шахтных полей к выемке полезного ископаемого, а следовательно, и технико-экономические показатели добычи в целом.

По данным Академии менеджмента и рынка и Агентства международного развития США (USAID) прогнозы мирового научно-технического развития приоритетных технологий на 2000-2020 гг. по группе «Использование подземного пространства» особо важными определяют научно-технические разработки, связанные с созданием новых технологий сооружения подземных магистралей, автотрасс и железных дорог.

Сооружение капитальных подземных выработок горнодобывающих предприятий, городских коллекторных магистралей и перегонных тоннелей метро представляет собой весьма трудоёмкий и дорогостоящий процесс. Большие объёмы проходки усугубляют данную проблему. Так, в Кузбассе только подготовительных выработок на горных предприятиях проходится около 400 000 метров ежегодно.

Приоритетным направлением развития науки и техники, утверждённым Правительственной комиссией РФ по научно-технической политике в области «Топливо и энергетика», является разработка новых технологий проходки горных выработок.

Недостаточно высокий технический уровень применяемого проходческого оборудования является причиной низких технико-экономических показателей работ по проведению выработок различного назначения. Существующий в настоящее время парк проходческих агрегатов морально устарел, и назрела острая необходимость в разработке новых, высокоэффективных образцов проходческой техники.

Создание винтоповоротных проходческих агрегатов (геоходов) является по сути техническим и технологическим прорывом в области проведения подземных выработок. В связи с этим, учитывая существенную новизну предложенной геовинчестерной технологии, необходима тщательная проработка всех основных узлов геохода, и в том числе одного из наиболее ответственных — винтового перегружателя.

Несмотря на большое количество работ по винтовым транспортёрам и питателям, применяемым в различных областях промышленности и сельского хозяйства, а также работ, посвящённых шнековому бурению скважин на шахтах и разрезах, в настоящее время существует определённый пробел в области теории и экспериментальных исследований высокопроизводительных винтовых конвейеров, предназначенных для транспортирования горной массы с различными физико-механическими свойствами (вязкостью, влажностью) и кусковатостью до 150мм при различных углах наклона. Ещё в меньшей мере разработаны вопросы оптимального проектирования винтовых конвейеров.

Одной из нерешённых до настоящего времени проблем является транспортирование винтовыми конвейерами сильносвязных материалов, в частности, глинистых и битумосодержащих горных пород, которые налипают на вращающийся шнек вплоть до образования пробок и полного прекращения транспортирования. Данная проблема пока не получила достаточно эффективной технологической и конструкторской проработки.

Одним из способов, позволяющих бесперебойно транспортировать липкие и сильносвязные материалы, является их интенсивное увлажнение при погрузке и в процессе транспортирования, а также оснащение винтового перегружателя эффективным вибровозбудителем.

Таким образом, актуальность разработки надёжного и эффективного винтового перегружателя геохода очевидна как с точки зрения научного исследования, так и с точки зрения практического применения.

Исследования выполнялись в рамках Государственного контракта на выполнение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ Институтом угля и углехимии СО РАН с Федеральным агентством по энергетике (Рос-энерго); этап: «Разработка специальной технологии проходки аварийно-спасательных выработок в завалах при ликвидации техногенных катастроф».

Цель работы - обоснование конструктивных и режимных параметров винтового перегружателя для эффективного взаимодействия с геоходом, реализующим проходку горных выработок в породах с различными физико-механическими свойствами.

Идея работы - заключается в согласовании параметров винтового перегружателя с параметрами проходческого агрегата на основе выявленных закономерностей движения материала, в том числе при его увлажнении и вибровозбуждении.

Задачи исследований:

1. Разработать конструкцию винтового перегружателя геохода, способного эффективно транспортировать сильносвязные материалы.

2. Разработать математическую модель винтового перегружателя, содержащего вибровозбудитель новой конструкции, позволяющий изменять параметры колебаний.

3. Теоретически и экспериментально выявить закономерности процесса транспортирования с учетом увлажнения материала и вибрации.

4. На основании результатов численного и лабораторного экспериментов получить рациональные конструктивные и режимные параметры винтового перегружателя геохода, обеспечивающие транспортирование материалов с различными физико-механическими свойствами.

Методы исследований.

В процессе выполнения работы использовались как общенаучные, так и специальные методы исследования, в том числе:

- аналитический, включающий анализ и обобщение теоретических и производственных достижений, классические положения теоретической механики и теории упругости, теории колебаний, метод численного решения систем дифференциальных уравнений;

- экспериментальный, включающий лабораторные исследования с использованием теории подобия и физического моделирования, тензометрии, а также метод преобразования аналоговых сигналов в цифровые с дальнейшей обработкой на компьютере полученной информацией на основе методов математической статистики.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Транспортирование сильносвязных материалов обеспечивается винтовым перегружателем геохода, конструктивная схема которого содержит вибровозбудитель, совмещенный с опорными узлами шнека, причем форма последних позволяет совмещать вращательное движение с колебаниями.

2. Зависимости между конструктивными и режимными параметрами винтового перегружателя, учитывающие угол наклона вала шнека и физико-механические свойства транспортируемых материалов, отличающиеся тем, что определены в условиях воздействия увлажнения и вибрации по отдельности и одновременно.

3. Комплексное воздействие путём увлажнения липкого и сильносвязного материала до величины 30% и более и вибровозбуждение шнека с амплитудой 2мм и частотой 10Гц позволяет повысить коэффициент заполнения межвиткового пространства шнека до 0,5 при циркуляции не более 50%, снизить крутящий момент на валу шнека в 2,5 раза, увеличить производительность в 1,7^-4,0 раза и надёжно транспортировать горные породы в широком диапазоне физико-механических свойств.

4. Наименьшая удельная энергоёмкость транспортирования материала с коэффициентом заполнения до 0,5 и циркуляцией не более 50% достигается при значении шага винтовой поверхности шнека 660 мм (соотношение D/S=l) и частоты его вращения 41 мин"1.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечены корректной постановкой задачи по исследованию процесса транспортирования винтовым перегружателем, учитывающей особенности его применения в геоходе; использованием моделей, адекватность реальным процессам которых подтверждена результатами теоретических и экспериментальных исследований, проведенных с использованием современных методов, основанных на классических положениях теоретической механики, теории колебаний; применением методов математического анализа и математической статистики с использованием ЭВМ; согласованностью результатов теоретических исследований с экспериментальными данными, полученными в лабораторных условиях; применением современных методик испытаний, а также оборудования и приборов с использованием аналого-цифровых преобразователей; сопоставимостью результатов исследований с результатами, полученными другими авторами.

Правомочность допущений, принятых при разработке кинематических моделей движения транспортируемого материала, подтверждается хорошей сходимостью аналитических результатов с экспериментальными данными, расхождение которых не превышает 15%.

Положительные результаты, полученные при проведении лабораторных испытаний в представительных объёмах, подтверждают эффективность и правильность предложенных методов, технических решений, научных положений и выводов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Теоретически обосновано и экспериментально доказано повышение эффективности транспортирования сильносвязных материалов с применением новой конструктивной схемы винтового перегружателя с вибровозбудителем, совмещённым с опорными узлами шнека, имеющими форму, позволяющую совместить вращательное движение с колебаниями.

2. Выявлены закономерности взаимовлияния конструктивных и режимных параметров винтового перегружателя при различных внешних условиях - пространственного положения геохода и физико-механических свойствах горных пород.

3. Определена эффективность комплексного воздействия на процесс транспортирования путем увлажнения материала и вибровозбуждения винтового перегружателя, и найдены рациональные параметры колебаний.

4. Получены рациональные конструктивные и режимные параметры винтового перегружателя геохода, обеспечивающие эффективное транспортирование материалов с различными физико-механическими свойствами.

В отличие от результатов исследований, полученных другими авторами, дано теоретическое и экспериментальное обоснование и количественная оценка эффекта вибровозбуждения на процесс шнекового транспортирования материалов с различными физико-механическими свойствами.

Объект исследований - процесс транспортирования материалов перегружателем геохода винтового типа при различных конструктивных и режимных параметрах, включая увлажнение и вибровозбуждение.

Личный вклад автора заключается в:

- постановке задач, в организации и участии во всех лабораторных исследованиях;

- разработке и участии в изготовлении экспериментальных стендов, оснащённых вибровозбудителями, а также измерительно-регистрирующей аппаратуры на основе аналого-цифрового преобразователя;

- теоретическом обосновании принципа вибровозбуждения с использованием тел, совмещающих вращение с колебаниями;

- установлении закономерностей процесса транспортирования при различных конструктивных, режимных параметрах ВП и физико-механических свойствах материалов;

- разработке конструкции винтового перегружателя геохода, оснащённого автоматически регулируемым вибровозбудителем.

Автор принимал непосредственное участие в теоретических работах по исследованию процесса транспортирования липких и сильносвязных материалов в условиях увлажнения и вибровозбуждения ВП и установлении рациональных параметров колебаний.

Научное значение работы заключается в выявлении закономерностей процесса транспортирования винтовым перегружателем геохода материалов с различными физико-механическими свойствами в условиях распределённого увлажнения и вибровозбуждения.

Практическое значение работы заключается в:

- возможности на стадии проектирования установления рациональных конструктивных и режимных параметров винтового перегружателя геохода при различных заданных условиях;

- расширении диапазона физико-механических свойств материалов, при которых возможно их надёжное транспортирование винтовым перегружателем;

- создании инженерной методики расчёта вибровозбудителя, объединённого с опорными узлами и позволяющего совместить вращательное движение шнека с колебаниями в плоскости, перпендикулярной оси вращения;

- разработке конструктивного решения винтового конвейера с вибровозбудителем, что позволяет повысить эффективность транспортирования сильносвязных материалов.

Реализация выводов и рекомендаций работы. Разработанные автором конструктивные решения и режимные параметры перегружателя использованы Институтом угля и углехимии СО РАН при создании компоновочных схем и конструкторской документации на изготовление макетного образца нового вида проходческой техники - геохода, что подтверждено соответствующим актом.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрение на научно-практических конференциях преподавателей, аспирантов и студентов Кузбасского государственного технического университета (г. Кемерово, 2005, 2006, 2007гг.); на Международной научной конференции «Фундаментальные исследования» Академии Естествознания (Кемерово, 2005г.); на научно-практической конференции «Наука в XXI веке: опыт, традиции, инновации» (г. Кемерово, 2006г.); На Международной научно-практической конференции Международной академии наук экологии и безопасности (Белые ночи) «Безопасность жизнедеятельности предприятий топливно-энергетического комплекса России» (Кемерово-Санкт-Петербург, 2006г.); на IV и

Российско-Китайском симпозиуме (Кемерово, 2006г.); на заседаниях кафедры «Стационарные и транспортные машины» (Кемерово, 2007-2008 гг.).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 печатных работ, в том числе один патент на изобретение и Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка используемой литературы из 142 наименований и приложения. Основной текст изложен на 139 машинописных страницах и содержит 70 рисунков и 4 таблицы.

Выводы

1. Установлена принципиальная возможность эффективного применения винтового конвейера в качестве перегружателя геохода при транспортировании горных пород с различными физико-механическими свойствами.

2. Получены зависимости между конструктивными и режимными параметрами ВП, учитывающие изменение пространственного положения геохода и физико-механических свойств транспортируемых материалов.

3. Выявлены нерациональные области влажности транспортируемых материалов, которые составляют для песка W=20+25%, песчаника - W=17+23%, глины - W<15%. В указанных областях в результате интенсивного налипания материала на поверхность шнека, циркуляции и пробкообразования процесс транспортирования характеризуется наименьшей производительностью и наибольшей удельной энергоёмкостью.

4. Определено, что крутящий момент на валу шнека М и его осевое усилие F находятся в чёткой функциональной зависимости от коэффициента заполнения шнека \|/, влажности материала W и угла наклона 5. С увеличением \|/ и 8 момент М и усилие F возрастают, а при неизменном коэффициенте заполнения максимумы М и F соответствуют нерациональным зонам влажности материалов.

5. Доказано, что эффективным способом увеличения производительности ВП геохода, борьбы с циркуляцией, налипанием и пробкообразованием сильносвязких материалов является комплексное воздействие путём подачи воды в транспортируемый материал вдоль всей длины корпуса ВП и вибровозбуждения шнека.

6. Установлено, что комплексное воздействие путём распределенного увлажнения и вибровозбуждения позволяет повысить коэффициент заполнения межвиткового пространства шнека до 0,5 при циркуляции не более 50%, снизить крутящий момент на валу шнека в 2,5 раза, увеличить производительность в 1,7+4,0 раза.

7. Рациональные значения параметров модели при величине угла наклона ±20° составляют: шаг винтовой поверхности шнека S=75mm (при этом отношение D/S=T), частота вращения шнека п=120мин"1, зазор между кромкой винтовой поверхности шнека и корпусом о=2мм.

8. С учётом геометрического и кинематического симплексов подобия рациональные значения шага винтовой поверхности шнека и частоты его вращения реальной конструкции ВП геохода (натуры) составляют: Sh=660mm, ^=41 мин"1.

9. Подтверждена эффективность схемы вибровозбуждения ВП геохода с расположением вибраторов на опорах шнека, создающих поперечно-направленную (радиальную) вибрацию.

10. Установлена зависимость режимных параметров при транспортировании материалов винтовым перегружателем от амплитуды и частоты вибрации. Так, усилие на валу шнека и вращающий момент существенно уменьшаются, а производительность увеличивается с ростом частоты вибрации от 0Гц до 10Гц и амплитуды от 0мм до 2мм. Эти значения являются рациональными параметрами вибрации.

Заключение

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические решения по определению конструктивных и режимных параметров винтового перегружателя нового типа горнопроходческой техники — геохода, что имеет существенное значение для горнодобывающей и горно-строительной отраслей.

Основные научные и практические результаты, выводы и рекомендации работы заключаются в следующем:

1. Разработана методика расчёта опорных узлов вибровозбудителя, с использованием которой проведен кинематический и динамический анализ тел, совмещающих колебания с вращением при различных значениях размеров роликов, амплитуды и частоты колебаний. Выявленные закономерности впервые позволили получить формы тел, позволяющих совместить вращательное движение с колебаниями в плоскости, перпендикулярной оси вращения.

2. Получено дифференциальное уравнение, описывающее движение частицы в винтовом перегружателе геохода и представляющее собой математическую модель процесса транспортирования. Предложенная модель отличается от известных тем, что в ней заложено колебательное движение элементов ВП.

3. Установлены основные закономерности процесса транспортирования материалов винтовым перегружателем в условиях изменения пространственного положения геохода и физико-механических свойств материалов. Выявлены нерациональные области влажности транспортируемых материалов, которые составляют для песка W=20+25%, песчаника - W=17-K23%, глины - W<15%. В указанных областях в результате интенсивного налипания материала на поверхность шнека, циркуляции и пробкообразования процесс транспортирования характеризуется наименьшей производительностью и наибольшей удельной энергоёмкостью.

4. Определено, что воздействие направленной вибрации на ВП уменьшает угол отклонения транспортируемых частиц от вертикали в 1,3+1,5 раза, который принят в качестве критерия эффективности процесса транспортирования. Рациональные значения амплитуды и частоты вибрации составляют для модели соответственно 2мм и 10Гц. Уменьшение угла отклонения транспортируемых частиц от вертикали снижает циркуляцию материала, удельную энергоёмкость транспортирования и увеличивает производительность ВП геохода.

5. Установлено, что комплексное воздействие путём распределённого увлажнения и вибровозбуждения позволяет повысить коэффициент заполнения межвиткового пространства шнека до 0,5 при циркуляции не более 50%, снизить крутящий момент на валу шнека в 2,5 раза, увеличить производительность в 1,7-4,0 раза.

6. Рациональные значения параметров для модели ВП геохода при величине угла наклона его оси к горизонту в пределах ±20° составляют: шаг винтовой поверхности шнека S=75mm (при этом отношение D/S=l), частота вращения шнека п=120мин"', зазор между кромкой винтовой поверхности шнека и корпусом о=2мм. С учётом геометрического и кинематического симплексов подобия рациональные значения шага винтовой поверхности шнека и частота его вращения реальной конструкции ВП геохода (натуры) составляют: Sh=660mm, Пн~41мин"'.

7. Разработана конструкция винтового конвейера с вибровозбудителем, на который получен патент РФ, что повышает эффективность транспортирования сильносвязных материалов.

Результаты исследований, приведенные в диссертации, используются Институтом угля и углехимии СО РАН при создании компоновочных схем, конструктивных решений и конструкторской документации на изготовление макетного образца нового вида проходческой техники — геохода.

1. Горбунов, В. Ф. Основы проектирования буровзрывных проходческих систем/В. Ф. Горбунов, А. Ф. Эллер, В. М. Скоморохов. — Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1985. 225с.

2. Проектирование и расчёт проходческих комплексов/В. Ф.Горбунов, и др.. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1987. - 274 с.

3. Малевич, Н. А. Горнопроходческие машины и комплексы/Н. А. Малевич -М.: Недра, 1980.-384 с.

4. Эллер, А. Ф. Винтоповоротные проходческие агрегаты/А. Ф. Эллер, В. Ф. Горбунов, В. В. Аксёнов. — Новосибирск: ВО Наука. Сибирская издательская фирма, 1992. 192 с.

5. Аксёнов, В. В. Геовинчестерная технология проведения горных выработок/В. В. Аксёнов. Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН. 2004, -264 с.

6. А. с. №1008458, МКИ5 Е 21 Д 9/06. Проходческий щитовой агрегат/ В. Ф. Горбунов, А. Ф. Эллер, В. В. Аксёнов (РФ). №3329571/22-03; заявл. 05.08.81; опубл. 30.03.83, Бюл. №12,-3 е.: ил.

7. А. с. №1167338, МКИ5 Е 21 Д 9/06. Проходческий щитовой агрегат/ В. Ф. Горбунов, А. Ф. Эллер, В. В. Аксёнов, В. Д. Нагорный (РФ). -№3552584/22-03; заявл. 15.02.83; опубл. 15.07.85, Бюл. №26, 3 е.: ил.

8. А. с. №1229354, МКИ5 Е 21 Д 11/00. Проходческий щитовой агрегат/ В. Ф. Горбунов, А. Ф. Эллер, В. В. Аксёнов, В. Д. Нагорный (РФ). №4381104/05; заявл. 11.07.84; опубл. 10.07.86, Бюл. №17,-3 е.: ил.

9. Горбунов, В. Ф. Разработка и испытание вращающегося проходческого агрегата/В. Ф. Горбунов, А. Ф. Эллер, В. В. Аксёнов/ЯИахтное строительство. -1985,-№6.-С. 37-42.

10. А. с. №1323531, МКИ5 Е 21 Д 11/00. Проходческий щитовой агрегат/ В. Ф. Горбунов, А. Ф. Эллер, В. В. Аксёнов (РФ). №4560405/04; заявл. 09.12.85; опубл. 05.10.87, Бюл. №29, - 3 е.: ил.

11. А. с. №1523674, МКИ5 Е21Д 11/00. Проходческий щитовой агрегат/ В. ВЛблочкин В, А. В. Кореньков, К. С. Новиков (РФ). №4781207/06; заявл. 02.04.87; опубл. 14.11.89, Бюл. №43, - 4 е.: ил.

12. А. с. №1647144, МКИ5 Е 21 Д 9/06. Проходческий щитовой агрегат/ В. Ф. Горбунов, А. Ф. Эллер, А. Я. Ткаченко, В. В. Аксёнов, В. Д. Нагорный (РФ). -№4033831/03; заявл. 05.03.86; опубл. 07.05.91, Бюл. №17,-3 е.: ил.

13. Пол. Решение по заявке №4307241/03, МКИ5 Е 21 Д 11/00 от 12.07.88. Проходческий щитовой агрегат/А. Ф. Эллер, В. Ф. Горбунов, В. В. Аксёнов.

14. А. с. № 1668678, МКИ5 Е 21 Д 11/00. Проходческий щитовой агрегат/

15. A. Ф. Эллер, В. В Аксёнов, Н. Б. Пушкина, JI. А. Сарцев, П. Я. Крауиньш (РФ). -№4981110/08; заявл. 24.10.89; опубл. 17.12.91, Бюл. №29, 3 е.: ил.

16. Подэрни, Р. Ю. Горные машины и комплексы: В 2Т. 4-е изд., стер./ Р. Ю. Подэрни. — М.: Изд-во Московского государственного университета. - 2001. -854 с.

17. Кобылянский, М. Т. Применение винтового конвейера в качестве перегружателя винтоповоротного проходческого агрегата/М. Т. Кобылянский,

18. B. Ф. Горбунов, Д. М. Кобылянский//Фундаментальные исследования: Труды Международной научной конференции «Современные проблемы науки и образования» (Академия естествознания). — М., 2005. №10. С. — 35-36.

19. Гальперин, М. И. Строительные машины/М. И. Гальперин, Н. Г. Добровольский. — М.: Машиностроение, 1971. 360 с.

20. Платонов, П. Н. Подъёмно-транспортные и погрузочно-разгрузочные устройства/П. Н. Платонов, К. И. Куценко. М.: Колос, 1972. - 215 с.

21. Бегунов, О. Г. Транспорт торфа и погрузочные машины/О. Г. Бегунов, И. А. Иванишко, П. Ф. Разыграев. Минск: Высшая школа, 1976. - 196 с.

22. Красников, В. В. Подъёмно-транспортные машины в сельском хозяйстве/В. В. Красников. М.: Колос, 1973. - 464 с.

23. Григорьев, А. М. Винтовые конвейеры/А. М. Григорьев. М.: Машиностроение, 1972. — 184 с.

24. Вайнсон, А. А. Подъёмно-транспортные машины/А. А. Вайнсон. — 3-е изд. — М.: Машиностроение, 1974. -431 с.

25. Транспорт на горных предприятиях/Б. А. Кузнецов и др.; под общ. ред. Б. А. Кузнецова. 2-е. изд. -М.: Недра, 1976. - 552 с.

26. Кальманович, 3. 3. Шнековые исполнительные органы//Уголь. — 1970. — №7. С. 56-57.

27. Vlastimil Кос vara, Oldrich Nemec. Vyvoj rozpojovacich organu valcovych Kombajnii. Hhli, №9, 1964.

28. Маметьев, Л. E. Обоснование и разработка способов горизонтального бурения и оборудования бурошнековых машин: дис. . д-ра техн. наук: 05.05.06: защищена 27.07.92. Кемерово, 1992. - 492 с.

29. Vyzkum nekterych vlivu a nakladalci ucnuost rospojovacich ustroji Valcovych Kombajnu. Unli, 1966, №7. - C. 251.

30. Кузьмич, Ю. И. Новый шнековый исполнительный орган/Ю. И. Кузьмич, В. И. Шевцов, В. С. Глущенко//Уголь. 1983, - №2. - С. 32-33.

31. Кобылянский, Д. М. Классификация винтовых транспортирующих уст-ройств/Д. М. Кобылянский/УНаука в XXI веке: опыт, традиции, инновации: Материалы науч.-практ. конф./Представительство ТГУ в г. Кемерово. Кемерово, 2006.-С. 221-224.

32. А. с. 517696, МКИ5 Е 21 С 13/00. Буровой став для машин горизонтального бурения/М. С. Сафохин, JI. Е. Маметьев, И. Н. Пуркаев (РФ). -№1214329/02; заявл. 17.10.73; опубл. 15.06.76, Бюл. №22, 3 е.: ил.

33. Черниховский, Ю. Ф. Машины для бестраншейной прокладки труб// Механизация строительства. — 1977. №6. — С. 19—21.

34. Искандеров, И. М. Машины для разработки скальных грунтов и механизации вспомогательных работ: обзор инф. ЦБНТИ/И. М. Искандеров. — М.: Изд-во ЦБНТИ, 1971.-51 с.

35. Завертнев, В. И. Повышение эффективности работы машин для бурения глубоких скважин на крутых и пологих пластах Донбасса: Донгипроуглемаш, обзор ЦНИЭИуголь/В. И. Завертнев. -М.: Изд-во ЦНИЭИуголь, 1986. 18 с.

36. Буткин, В. Д. Научные основы технологии высокопроизводительного бурения на открытых разработках угольной промышленности: дис. . д-ра техн. наук: 05.05.06: защищена 19.04.79. М., 1979.-395 с.

37. Ягнаков, А. Ф. Выемка угля бурошнековым способом/А. Ф. Ягнаков. — М.: Недра, 1976.- 121 с.

38. Башкатов, Д. Н. Вращательное шнековое бурение геологоразведочных скважин/Д. Н. Башкатов, Ю. А. Олоновский. — М.: Недра, 1968. — 192 с.

39. Тагиров, М. Т. Исследование основных зависимостей режима работы шнековых исполнительных органов узкозахватных комбайнов применительно к условиям шахт Кузбасса: дис. . канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 28.08.68. — Кемерово, 1968.-272 с.

40. Вернер, В. Н. Исследование и обоснование рациональных параметров шнековых погрузочно-транспортирующих органов выемочных машин: дис. . д-ра техн. наук: 05.05.06: защищена 17.06.99.—Кемерово, 1999.— 318 с.

41. А. с. 443969, МКИ5 Е 02 5/18. Расширитель для бурения горизонтальных скважин/И. Н. Пуркаев, Н. Д. Бенюх, В. А. Дубровский, М. С. Сафохин (РФ). -№1012726/08; заявл. 21.04.70; опубл. 25.01.73, Бюл. №3, -3 е.: ил.

42. Медрин, В. В. Материалы для рабочих поверхностей транспортных желобов: реф. на картах ЦНИЭИуголь/В. В. Медрин, В. Н. Тюканов, Г. Н. Городни-чева//Угольная промышленность СССР. 1987. - №6. - С. 73-77.

43. Искандеров, И. М. Механизм для разработки скальных грунтов. Усовершенствованный двухбаровый агрегат и машина горизонтального бурения/ И. М. Искандеров. М.: Стройиздат, 1966. - 32 с.

44. Промышленные исследования бурового инструмента при бурении станком СБР-160 с шнекопневматической очисткой/Б. А. Катанов и др..//Механизация горных работ: Сб. науч. тр./Кузбас. политехи, ин-т. Кемерово, 1977. -№2.-С. 171-174.

45. К вопросу о преимуществе шнекопневматической выдачи буровой мелочи при бурении взрывных скважин на карьерах/Б. А. Катанов и др..//Механизация горных работ: Сб. науч. тр./Кузбас. политехи, ин-т. Кемерово, 1970. - №21. - С. 288-291.

46. Производительность шнеков при бурении скважин с шнекопневматической очисткой/Б. А. Катанов и др..//Механизация горных работ: Сб. науч. тр./ Кузбас. политехи, ин-т. Кемерово, 1999. — №14. - С. 229-236.

47. Машины и инструмент для бурения скважин в угольных шахтах/ М. С. Сафохин и др.. М.: Недра, 1972. - 216 с.

48. Катанов, Б. А. Теоретические и экспериментальные основы создания эффективных средств шнекопневматического бурения взрывных скважин на карьерах: дис. . д-ра техн. наук: 05.05.06: защищена 16.07.86. Кемерово, 1989. -335 с.

49. Латышенко, М. П. Исследование шнекопневматической очистки скважин при бурении резанием на открытых работах Кузбасса: дис. . канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 09.04.60: утв. 19.01.71. Кемерово, 1971.- 169 с.

50. Ромашко, В. Г. Исследование работы бурового инструмента при шне-копневматическом удалении буровой мелочи в условиях разрезов Кузбасса: дис. . канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 28.10.78: утв. 13.06.79. Кемерово, 1979. -152 с.

51. Куракулов, Е. Н. Исследование шнекопневматической очистки скважин при бурении режущешарошечным инструментом на разрезах Кузбасса: дис. . канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 03.04.82: утв. 10.19.82. — Кемерово, 1982. — 223 с.

52. Мотыль, Н. Н. О механизме перемешивания продукта разрушения в призабойной зоне при шнековоздушном бурении с применением эффекта псевдо-ожижения//Инф. бюлл. сер. Промышленность горнохимического сырья. — М.: НИИТЭХИМ, 1973, №2. - С. 26-30.

53. Иванова, А.И. Винтообразное движение вязкой несжимаемой жидкости/Известия АН СССР. 1957. - №2. - С. 38^14.

54. Ананьев, А.Н. Обоснование и выбор средств, повышающих эффективность работы шнекового бурового става при бурении горизонтальных скважин: дис. . канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 06.04.90: утв. 14.11.90. — Кемерово, 1990.-176 с.

55. Протасов, М.И. Исследование динамики рабочего органа станков шнекового бурения (на примере СБР-160): дис. . канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 17.12.75: утв. 26.06.76. Кемерово, 1976. - 227 с.

56. Страбыкин, Н.Н. Бурение взрывных скважин на многолетнемерзлых рос-сыпях/Н.Н. Страбыкин, Е.В. Удогашев. — Иркутск: Изд-во ИЛИ, 1982. — 62с.

57. Смолдырев, А.Е. Трубопроводный транспорт (элементы, теория и основы расчета)/А.Е. Смолдырев. -М.: Недра, 1980. 293 с.

58. Чановский, Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов/Е.Г. Чановский. М.: Недра, 1975. — 275 с.

59. Цитович, Н.А. Механика грунтов/Н.А. Цитович. М.: Госстройиздат, 1947.-220 с.

60. Разумов, И.М. Пневмо и гидротранспорт в химической промышленно-сти/И.М. Разумов. -М.: Химия, 1979. 248 с.

61. Ромаиков, П.Г. Гидромеханические процессы химической техноло-гии/П.Г. Романков, М.И. Курочкина. — Л.: Химия, 1982. — 288 с.

62. Ветров, Ю.А. Результаты исследования липкости грунтов//Ю.А. Ветров, А.С. Кондра. — Горные, строительные и дорожные машины. — Киев: Техника, 1972.-№14.-С. 32-36.

63. Фролов, А.Г. Основы транспорта сыпучих материалов по трубам без несущей среды/А.Г. Фролов. — М.: Наука, 1966. 80 с.

64. Гениев, Г.А. Вопросы механики неупругих тел/Г.А. Гениев, М.: Стройиз-дат, 1981.-161с.

65. Вибрации в технике: Справочник в 6 т./редкол.: В.Н. Челомей. (гл. ред.) и др.. М.: Машиностроение, 1980. — 6 т.

66. Тишков, А.Я. Исследование рабочего процесса нового вибрационного питателя-виброленты для выпуска руды: дис. канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 20.03.65: утв. 04.10.65.-Новосибирск, 1965.-190 с.

67. Блехман, И.И. Вибрационное перемещение/И.И. Блехман, Г.Ю. Джанелидзе. М.: Наука, 1971.-403с.

68. Букаты, Г.Б. Динамическая прочность вибрационных машин/Г.Б. Бука-ты, J1.A. Вайсберг, А. Д. Рудин/Юбогащение руд. 1970. -№1-2, с. 74-80.

69. Вайнкоф, Я.Ф. Вибрационная техника на вспомогательных транспортных операциях/Я.Ф. Вайнкоф, А.К. Квитко. — М.: Машиностроение, 1964. -270с.

70. Потураев, В.Н. Вибрационные транспортирующие машины/В.Н. Поту-раев, В.П. Франчук, А.Г. Червоненко. — М.: Машиностроение, 1964. — 272с.

71. Спиваковский, А.О. Вибрационные конвейеры, питатели и вспомогательные устройства/А.О. Спиваковский, И.Ф. Гончарович. — М.: Машиностроение, 1972.-327с.

72. Спиваковский, А.О. Вибрационные и волновые транспортирующие машины/А.О. Спиваковский, И.Ф. Гончаревич. М.: Наука, 1983. - 286 с.

73. Машины вибрационные. Термины и определения: ГОСТ 18502-73. — Введ. 14.02.73. М.: Изд-во стандартов, 1973. - 12 с. — (Гос. стандарт Рос. Федерации).

74. Быховский, И.И. Основы теории вибрационной техники/И.И. Быхов-ский. — М.: Машиностроение. 1969. — 363с.

75. Повидайло, В.А. Расчёт и конструирование вибрационных машин/ В.А. Повидайло. -М.: Машгиз, 1962. 149с.

76. Пат. 2312807 Российская федерация, МПК7 В 65 G 33/08. Винтовой конвейер/Кобылянский Д.М., Горбунов В.Ф.; заявитель и патентообладатель ГУ Кузбасс, гос. техн. ун-т. -№2006110126/11; заявл. 29.03.06; опубл. 20.12.07, Бюл. 35. — 7с.: ил.

77. Артоболевский, И.И. Механизмы в современной технике/ИИ. Артоболевский. — М.: Наука, 1970. 637с.

78. Рашевский, П.К. Курс дифференциальной геометрии/П.К. Рашевский. — М.: Гос. Изд-во техн.-теор. лит., 1956. 420с.

79. Кобылянский, Д.М. Совместимость вращения и колебаний тел с одной степенью свободы/Д.М. Кобылянский, В.Ф. Горбунов, В.А. Гоголин //Вестн. Куз-ГТУ. 2006. - №1 - С. 26-28.

80. Гоголин, В.А. Движение тел по роликам/В.А. Гоголин, М.Т. Кобылянский, В.Ф. Горбунов, Д.М. Кобылянский//Вестн. КузГТУ. 2006. - №3. - С. 3-6.

81. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006614135 РФ. Расчёт геометрии и кинематики тел, совмещающих вращение и колебание при движении по роликам//В.А. Гоголин, Д.М. Кобылянский,

82. B.Ф. Горбунов. Заявлено 03.10.06.; Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 01.12.06г.

83. Гоголин, В.А. Геометрия и кинематика тел при движении по роли-кам/В.А. Гоголин, М.Т. Кобылянский, В.Ф. Горбунов, Д.М. Кобылянский //Вестн. КузГТУ. 2006. - №4. - С. 3-5.

84. Карелин, Н. IT. Винтовые транспортёры//Уголь и железо. 1927. - №26. - С. 29-37.

85. Колпаков, В. Н. Теория расчёта шнека//Журнал сахарной промышленности. 1931. - №5-6. - С. 18-23.

86. Пономарёв, В. И. Винтовые транспортёры//Стандартизация и рационализация. 1933.-№10. - С. 11-16.

87. Соколов, А. Я. Подъёмно-транспортные машины/А. Я. Соколов. М.: Заготиздат, 1946. - 210 с.

88. Козьмин, П. С. Портовые и судовые машины непрерывного транспор-та/П. С. Козьмин. -М.: Машгиз, 1947. 172 с.

89. Морин, И. В. Анализ рабочего процесса шнека комбайна// Сельхозмашина. 1952. - №2. - С. 30-35.

90. Александр, JI. М. Теория вертикального шнека//Сб. науч. тр. ЦНИИ речного флота. — 1950. №7. — С. 68-75.

91. Григорьев, А. М. Элементы теории винтовых конвейеров//Сб. науч. тр. КХТИ им. С. М. Кирова. Казань. - 1957. - №21. - С. 52-58.

92. Григорьев, А. М. О наклонном шнеке//Сб. науч. тр. КХТИ им.

93. C. М. Кирова. Казань. - 1957. - №22. - С. 44-49.

94. Желтов, В. П. Некоторые вопросы теории наклонных «быстроходных» винтовых конвейеров/В. П.Желтов, А. М. Григорьев//Сб. науч. тр. КХТИ им. С. М. Кирова. Казань. - 1963. - №31. - С. 22-25.

95. Желтов, В. П. Исследование транспортных средств наклонных винтовых конвейеров: дис. . канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 17.08.63: утв. 10.05.64. Казань, 1964. 185 с.

96. Желтов, В. П. О критических углах наклона конвейеров/В. П. Желтов, А. М. Григорьев//Сб. науч. тр. КХТИ им. С. М. Кирова. Казань. - 1963. - №31. -С. 47-52.

97. Желтов, В. П. Расчёт производительности крутонаклонных и вертикальных шнеков, транспортирующих сыпучие материалы/В. П.Желтов, А. М. Гри-горьев//Изв. вузов. Горный журнал. 1965. - №10. - С. 118-126.

98. Желтов, В. П. Надёжность метода расчёта и конструирования вертикальных винтовых конвейеров/В. П.Желтов, А. М. Григорьев. — Киев: Машгиз, 1969.-210 с.

99. Преображенский, П. А. Графо-аналитическое определение средней осевой скорости периферийной материальной частицы в общем случае наклонного быстроходного винтового конвейера (шнека)//Сб. науч. тр. КХТИ им. С. М. Кирова, Казань,- 1963.-№31.-С. 53-57.

100. Преображенский, П. А. Определение оптимального шага транспортирующего винта быстроходного шнека//Сб. науч. тр. КХТИ им. С. М. Кирова, Казань. 1964. - №32. - С. 28-34.

101. Преображенский, П. А. Определение оптимальной угловой скорости транспортирующего винта быстроходного шнека//Сб. науч. тр. КХТИ им. С. М. Кирова, Казань. 1965. - №35. - С. 33-37.

102. Катанов, Б. А. Основы теории извлечения штыба штангами шнекового типа при вращательном бурении//Изв. вузов. Горный журнал. 1958. - №1. - С. 65-72.

103. Катанов, Б. А. Определение производительности вертикального шнекового конвейера//Вестник машиностроения. 1958. - №12. - С. 16-19.

104. Катанов, Б. А. О некоторых закономерностях движения одиночной частицы при комбинированной шнеко-пневматической очистке скважины при бурении р'езанием/Б. А.Катанов, М. П.Латышенко, А. Е. Сорокин//Изв. вузов. Горный журнал. 1970. - №6. - С. 97-102.

105. Катанов, Б. А. Основные закономерности транспортирования одиночной частицы наклонным шнеком//Изв. вузов. Горный журнал. 1971. — №4. - С. 20-26.

106. Катанов, Б. А. Уравнение движения одиночной частицы по наклонному шнеку/Б. А.Катанов, В. И.Кузнецов, М. П. Латышенко//Механизация горных работ: Сб. науч. тр./Кузбас. политехи, ин-т. Кемерово, 1971. - №32. — С. 46-50.

107. Катанов, Б. А. Определение закономерностей движения одиночной частицы по шнеку/Б. А.Катанов, В. И. Кузнецов//Изв. вузов. Горный журнал. -1972.-№2.-С. 62-66.

108. Катанов, Б. А. Влияние некоторых геометрических погрешностей на транспортирующую способность шнека/Б. А.Катанов, В. И. Кузнецов//Изв. вузов. Горный журнал. 1972. — №11. — С. 23—26.

109. S. Botcher. Eine allgemeine Analyse der Aufwartsforderung eines Einzelkorpers in Schneckenfordern beliebiger Neigung. VDI - Zeitschrift, 1963, Nr. 14, Nr. 16, Nr. 18.

110. Штуков, H. К. Картина распределения осевых скоростей материальной точки (частицы) в пределах окружности в транспортирующих шнеках/ Н. К.Штуков, А. М.Григорьев//Изв. вузов. Горный журнал. 1967. - №12. — С. 64— 70.

111. Штуков, Н. К. Влияние конструктивных и режимных параметров на осевую скорость транспортируемого материала в вертикальных шнеках/ Н. К.Штуков, А. М.Григорьев, М. К.Бордаченко//Изв. вузов. Горный журнал. — 1968.- №11.-С. 47-52.

112. Штуков, Н. К. Влияние параметров шнека на осевую скорость транспортируемого материала: дис. . канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 12.02.69: утв. 19.11.69. Харьков, 1969. - 295 с.

113. Пуркаев, И. Н. Исследование работы шнекового бурового инструмента при бурении горизонтальных скважин по вязким грунтам: дис. . канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 26.03.70: утв. 14.12.70. Кемерово, 1970. - 190с.

114. Tedder Woldemar. Feststoff- Forderung in Schneckenforderernmit U for-migen Trog. Fordern und Heben, - 1975. - 25. - №2 - S. 124-126, 87, 91.

115. Рыбаков, И. А. Теория и расчёт вертикальных шнеков//Торфяная промышленность. — 1961. №8. - С. 64-70.

116. Григорьев, А. М. К вопросу о производительности вертикального быстроходного шнека/А. М.Григорьев, В. В.Шитиков//Сб. науч. тр. КХТИ им. С. М. Кирова. Казань, 1955. -№19-20. - С. 48-54.

117. Гутьяр, Е. М. Элементарная теория вертикального винтового транс-портёра//Труды Московского института механизации и электрификации сельского хозяйства. -М., 1956. №2. - С. 62-66.

118. Курченко, Э. П. К расчёту производительности шнекоштанг при вращательном бурении горизонтальных шпуров/Э. П. Курченко, И. Т. Манжу-ла//Горные, строительные и дорожные машины. 1973. - №15. - С. 11—15.

119. Вайнсон, А. А. Методика расчёта винтовых рабочих органов большого диаметра бурильных машин/А. А. Вайнсон, А. С. Кадырев, В. В. Харченко//Изв. вузов. Строительство и архитектура. — 1987. — №7. С. 99—107.

120. Галкин, Г. Ф. К вопросу определения научно-технического уровня технических объектов/ТГорный журнал. 1993. - №6. - С. 62-63.

121. Воронов, Ю. Е. Методология проектирования станков вращательного бурения нового технического уровня для разрезов: дис. . докт. техн. наук: 05.05.06: защищена 10.06.93. Кемерово, 1993.-377 с.

122. Кузьмич, Ю. И. Новый шнековый исполнительный органЯО. И. Кузьмич, В. И.Шевцов, В. С. Глущенко//Уголь. 1983. - №2. - С. 32-33.

123. Соколов, Д. Ю. Теоретическое обоснование и определение параметров машины для щелевой разгрузки массива: дис. . канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 14.03.2000. 212 с.

124. Джонс, Дж. К. Методы проектирования/Дж. К. Джонс; пер. с англ. Т. П. Бурмистровой. М.: Мир, 1986. - 326 с.

125. Налимов, В. В. Теория эксперимента/В. В. Налимов. — М.: Наука, 1971. 207с.

126. Шенк, X. Теория инженерного экспериментаУХ. Шенк. — М.: Мир, 1972.- 372с.

127. Кирпичев, В. М. Теория подобия/В. М. Кирпичев. М.: АН СССР, 1953.-379с.

128. Алабужев, П. М. Основы теории подобия и моделирования/П. М. Ала-бужев, JI. М. Минкевич. Новосибирск: СО АН СССР, 1965. - 230с.

129. Кулаичев, А. П. Компьютерный контроль процессов и анализ сигналов/А. П. Кулаичев. М.: Информатика и компьютеры, 1999. — 300с.

130. Измерения в промышленности: Справочник в 3 т./Под ред. П. Профоса.- М.: Металлургия, 1990. 2т.

131. Самбурский, А. И. Бесконтактное измерение параметров вращающихся объектов/А. И. Самбурский, В. К. Новик. -М.: Машиностроение, 1976. — 143с.

132. Скорняков, Н. М. Теоретические основы проектирования станков вращательного бурения нового технического уровня для угольных шахт: дис. . д-ра. техн. наук: 05.05.06: защищена 14.02.92: утв. 02.11.92. Кемерово, 1992. - 386с.

133. Empirische Entwicklung von Kenngroben zur Auslegung von Hochleis-timgs-Schneckenforderern fur Schuttgut/Gunthner W. A., Fottner J., Rong O. // Schutt-gut. 2002. - 8, №5. - C. 486-493.

134. Налимов, В. В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов/В. В. Налимов, Н. А. Чернова. — М.: Наука, 1965. — 340с.

135. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей и её инженерные приложения/ Е. С. Вентцель, JI. А. Овчаров. М.: Наука, 1988. - 354с.

136. Румшинский, JI. 3. Математическая обработка результатов экспериментов/Л. 3. Румшинский. М.: Наука, 1971. — 165с.

137. Рыжов, П. А. Математическая статистика в горном деле/П. А. Рыжов. -М.: Высшая школа, 1973. — 308с.

138. Степнов, М. Н. Статистическая обработка результатов механических испытаний/М. Н. Степнов. М.: Машиностроение, 1972. - 232с.

139. Кочетов, В.Т. Исследование параметров исполнительного органа шне-ко-буровых машин: дис. .канд. техн. наук: 05.05.06: защищена 14.03.65: утв. 20.11.65.— Прокопьевск, 1965.- 165с.

140. Куцын, JI.H. Исследование процесса транспортирования сухих и гранулированных кормов винтовыми рабочими органами мобильных загрузчиков: дис. . канд. техн. наук: 04.00.06: защищена 04.11.67: утв. 27.06.68. Краснодар. — 1968.-192с.

141. Кардыш, В.Г. Бурение неглубоких скважин/В.Г. Кардыш, Б.В. Мурза-ков, А.С. Окмянский. -М.: Недра, 1971. — 267с.Шшшшшшш ш

142. Автор(ы): Кобылянский Дмитрий Михайлович (RU), Горбунов Валерий Федорович (RU) ifisft