автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Повышение ресурса привода зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов

На правах рукописи

ЛУКИЕНКО Леонид Викторович

ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ПРИВОДА ЗУБЧАТО-РЕЕЧНЫХ СИСТЕМ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ОЧИСТНЫХ КОМБАЙНОВ

Г^пллту, Л^ _ "ГОрНЫв МЯЩИНЫ''

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Тула-2005

Работа выполнена в Тульском государственном университете и Новомосковском институте Российского химико - технологического университета им. Д.И. Менделеева

Научный консультант.

докт. техн. наук, проф. Бреннер Владимир Александрович Официальные оппоненты:

докт техн. наук, проф Картавый Николай Григорьевич докт. техн. наук Рогов Александр Борисович

докт. техн. наук, проф. Сидоров Пётр Григорьевич

Ведущая организация - Федеральное государственное унитарное предприятие Национальный научный центр горной промышленности-

ИГД им. A.A. Сксчинекогс

Защита диссертации состоится 22 июня 2005 года в часов на заседании диссвртшшонного совета Л 212 271 04 5 Тутьскгл* гос/ тарстпе ггнпм \'н;т-

___ ____________ „_____ЛЛЛ.'ПЛ _ ~Г-_________ _ ТТ_ ЛЛ И —. ) V 7

Вс{л^и1с1с ни адресу. ~>иииии, 1. 1 ул<ц ириы1ск1 Ленина, с/у" '

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

А —--—--------

r\D i i ра iап

^¡>0МД9

Учёный секретарь диссертационного совета

гМ. Пискунов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

SM

Актуальность работы. Устойчивая тенденция значительного увеличения нагруженности комплексно - механизированных очистных забоев привела к росту скорости подачи комбайна в 1,6.. .2 раза и требуемого усилия подачи до 450 * 500 кН на один движитель на современных машинах, что вызывает повышение удельной нагрузки в зубчато-реечных передачах в 1,9...2 раза Это приводит к резкому ужесточению требований к качеству проектирования зубчато-реечных систем перемещения очистных комбайнов.

Известные методы конструирования позволяют определить основные компоновочные размеры, оценить силовые и кинематические параметры элементов привода и движителей бесцепной системы подачи (БСП) зубчато-реечного типа в проектном состоянии. При этом не учитывается их изменение в процессе неизбежного изнашивания, которое приводит к значительному отклонению от исходных силовых и кинематических характеристик привода, что может оказаться не только причиной преждевременного отказа системы, но и привести к возникновению аварийной ситуации. Результаты изучения изнашивания привода БСП ичисхных комбайнов носят фрагментарный характер, не вскрывают закономерностей процесса изнашивания и не могут служить базой для установления стационарных и тормозных режимов работы БСП. Создание обоснованного теоретического метода оценки изнашивания БСП, подтверждённого результатами опыта

>кс!!vл ü¡юзколило бк! оазпаботать коппектн\ю мйтооику пппгно^ирп-

вания ресурса движителей БСП на стадии проектирования.

Недостаточная изученность процессов торможения и растормажива-ния, отсутствие научно-обоснованных методик расчёта систем торможения при значительном увеличении скорости и усилия перемещения очистных комбайнов треб>ет проведения широких комплексных исследований для разработки систем торможения повышенной энергоёмкости с автоматическим срабатыванием. Ограниченность габаритов проектируемых очистных

^лыйярнлп и пг.,'|ыri-ivrkiи пт^дел гтро11 иосгных характеристик используе-

мых материалов выдвигают на первый план поиск нетрадиционных решений, позволяющих повысить прочность элементов систем привода без увеличения их габаритов.

В связи с этим в диссертационной работе решается актуальная научная проблема повышения ресурса привода зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов.

Работа выполнялась в соответствии с тематическими планами НИР ОАО «ПНИУИ» (шифры тем 0492651000, 0491133000, 0492112000, 0492449000, 0493822000, 0491017000), ФГУП ШЩ ИГД им. A.A. Ско-

минского (шифр темы 0196002000, номер госрегистрации 01860085800), а также ФЦП «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 -2006 годы» (ГК №Б0118/663).

Цель работы. Повышение ресурса привода зубчато - реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов на основе комплексного учёта факторов, формирующих стационарные и тормозные режимы работы и влияющих на процесс изнашивания контактирующих элементов привода.

Идея работы заключается в том, что повышение ресурса зубчато -реечных систем перемещения очистных комбайнов постигается за счРт установления влияния конструктивных и технологических факторов ка ззко номернести изнашивания, посредством применения современных меюдов трибологии, а также научно обоснованного выбора параметров систем торможения с учётом взаимосвязей между внутренними и внешними движущими силами и силами сопротивления.

Метод исследований - комплексный, включающий обобщённый анализ опыта конструирования и эксплуатации зубчато-реечных систем перемещения, результатов работ по расчёту и прогнозированию ресурса г.« ' пере^ещеин?; тесретичест::™ исслсдоЕагпгя, основанные на современных методах теории изнашивания, теории плоских зацеплений; экспериментальные исследования по определению ресурса систем перемещения; применение при обработке и анализе результатов теоретических расчётов и экспериментальных данных ПЭВМ.

Научные положения, выносимые на зэн-иту и и* ж-.рлн.чя

1. Разработана математическая модель процесса изнашивания привода системы перемещения, учитывающая трибологические характеристики материалов контактирующих деталей, особенности условий эксплуатации, параметры опорно - направляющего механизма и тип тягового органа, что позволяет исследовать закономерности формоизменения контактирующих деталей.

2. Установлены закономерности изменения силовых и кинематических параметров системы аеремешения ¿а время её эксяпуататтии обеспечивающие выбор рациональных размеров контактирующих элементов.

3. Обоснованы критерии предельного состояния тяговых органов с точки зрения обеспечения необходимых кинематических и силовых характеристик комбайна.

4. Выявлено, что достижение требуемых тягово - скоростных характеристик приведёт к напряжениям, превышающим допустимые в зоне контакта взаимодействующих элементов системы подачи. Получены закономерности процесса изнашивания элементов движителей, обработанных триботехническими составами, которые снижают шероховатость поверхности и увеличивают твёрдость поверхностных слоёв контактирующих

деталей, значительно повышая их ресурс.

5. Показано, что увеличение эффективности встроенных систем торможения может быть обеспечено за счёт современных методов расчёта, отличающихся учётом энергетических характеристик очистного комбайна, сил сопротивления движителя БСП и опорно - направляющего механизма, а также встроенных тормозных устройств с автоматическим управлением.

6. Установлены зависимости внутренних сил сопротивления перемещению, а также движущих сил от параметров комбайна, позволяющие оценивать характер процесса рассеивания и гашения энергии в элементах трансмиссии при торможении.

Достоверность научных положений, выводив и рекомендаций подтверждается: корректностью постановки задач, адекватностью математических моделей, использующих положения современной теории изнашивания, реальным процессам и современным научным воззрениям; представительным объёмом стендовых, шахтных и модельных экспериментов с применением современных методов и средств измерений; корректным применением методов теории вероятности и математической статистики при обрабоксе результатов эксперимента, удовлетворительной сходимостью результатов аналитических и ^ксперимсн гальных исследований (максимальные расхождения не превышают 14%); положительным опытом использования результатов диссертационной работы при производстве и совершенствовании современных бесцепных систем подачи; положительными решениями государственной патентной экспертизы по заявленным техническим решениям.

Научное значение работы заключается в разработке метода прогнозирования ресурса зубчато-реечных систем подачи высокопроизводительных очистных комбайнов с учетом формоизменения профилей контактирующих элементов в процессе эксплуатации и обосновании их рациональных, с точки зрения обеспечения высокой износостойкости и долговечности, конструктивных параметров, установлении основных закономерностей, разработке математической модели и зависимое!ей процесса торможения очистных комбаЧнов на наклонных пластах.

Практическое значение работы:

Установлены значения коэффициентов для определения интенсивно-стей изнашивания материалов колеса и рейки и расчётные зависимости, позволяющие оценить ресурс движителя БСП зубчато-реечного типа на стадии проектирования и выбрать его рациональные параметры;

Разработан и реализован на ПЭВМ пакет прикладных программ в среде МаЛсас! 2001 по прогнозированию ресурса движителей зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов;

Предложены конструкции реечных ставов зубчато-реечных систем -

подачи, обладающих повышенной технологичностью изготовления и пара метрами ресурса, новизна которых подтверждена патентами РФ;

Разработана методика расчёта параметров встроенной системы торможения, реализованная на ПЭВМ и новые технические решения тормозных устройств, с автоматическим управлением, защищенные авторскими свидетельствами;

Разработана конструкция экспериментальной установки для проведения ускоренных модельных исследований ресурса опорно направляющего механизма, новизна которой подтверждена патентом РФ;

Предложен? конструкция движителя БСГТ с разделяющимися пптп-

„„.„х , ----п..»-----„-----

ГШИШ пиш^ип Ч'ЛГиЫЮ 1№П1 и Л1П01V ни-

грузки в ларе «колесо - рейка» в два раза, защищенная патентом РФ;

Созданы базовые технические решения, позволяющие контролировать изнашивание элементов передачи, новизна которых подтверждена патентом РФ, расширяющие область применения БСП зубчато - реечного типа.

Реализация речу тьтятпв работы- Научные положения, выводы и

рекомендации вошли в р^рабошнные с участием автора отраслевые доку______II 11 11 1 * ти п 1 I' ________т* _____

1*1Спю1 ГД I . I О.^/ 1 С»IV- !Ч.Л1 П1 иидачИ. 1 №1^1

ских параметров движителей. Методика» и РД 12.16.240-91 «Бесцепные системы подачи. Расчёт пространственных конструкций реечных секций на прочность. Методика», реализованы ОАО «ПНИУИ» и АО «Краснолуч-ский машзавод» (Украина) при создании новых и модернизации серийных оеечнкх ставов 2УКПМ. 7БСП. 8ЕСП. РКГГТ. «Методика пс^гнозчоования ресурса движителей БСП с зубчатым реечным ставом» использована ОАО «ПНИУИ».

«Методика расчёта встроенных систем торможения (ВСТ) очистных комбайнов с бесцепными системами подачи» и рекомендации по повышению ресурса БСП использованы ["орловским машиностроительным заводом (Украина) для прочностных расчётов элементов механизма подачи и совершенствования ВСТ очистных комбайнов.

к , -.;,;._*ТГ|\ кТнимтгр^пп.гА-^иыс гуг. Iь ;,ССГЧ-г (

ва 2УКПК за счёт усиления концов реечных звеньев внедрены АО «Куз-бассуголь» на ОАО «Шахта им. 7 Ноября».

«Методика проектирования зубчато - реечных движителей для буровых станков» принята к внедрению ОАО Скуратовский экспериментальный завод и будет использована при разработке конструкторской документации движителей зубчато- реечной системы перемещения податчиков буровых станков.

Результаты, полученные при проведении ускоренных стендовых модельных исследований триботехнических составов, использованы ЗАО «Химэкс».

Результаты работы использованы в учебном процессе при дипломном и курсовом проектировании в НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева, а также при чтении курса «Проектирование и конструирование горных машин и комплексов» в Тульском государственном университете.

Апробация работы. Результаты исследований и основные материалы работы докладывались на научно-технических советах ОАО «ПНИУИ» (г. Новомосковск, 1990-1996, 2003 г.), региональных научно-практических конференциях «Повышение долговечности оборудования и восстановление деталей машин: опыт, проблемы, перспективы» (НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, 1997, 1999 г.), международной научно технической конференции «Знерюсбережение, .экология и безопасность» (г. Тула, ТулГУ, 1999 г.), Неделе Горняка в МГГУ (i. Москва 2002, 2003 г.), Всероссийской конференции «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем» (г. Тула, ТулГУ, 2001 г.), второй Международной конференции по проблемам рационального природопользования «Проблемы создания экологически рациональных и энергосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработка отходов горного производства» (г. Тула, ТулГУ, 2002 г.), техническом совещании в институте Укр-11И11мы (i. Xdp»B.ob, 1991 г.), iexHOTccKOM совещании в АООТ «Каменский машзавод» (г. Каменск - Шахтинский, 1996 г.), технических совещаниях в АО СММ (г. Брянск, 1995 г.), технических советах АО «Краснолуч-ский машзавод» (г. Красный Луч, 1990-1993 г.), научных семинарах НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева (г. Новомосковск, 1997-1999, 2004, 2005 г.),

НсГ^*ЧНЫХ ССМ л J!ü6on£Tf>riHH .1 !>Т'.:нр.::^-.'; i : КОМПЛСКСОЕ й ЗГрС-

гатов ФГУП НКЦ ГП - ИГД им. A.A. Скочинского (г. Люберцы, 1989 г.).

Публикации. По материалам работы опубликованы 1 монография, 41 статья, получено 5 патентов РФ и 4 авторских свидетельства на изобретения

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения, изложенных на 312 страницах машинописного текста, содержит 92 рисунка, 23 таблицы и список литературы из 191 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вопросам разработки и совершенствования зубчато-реечных систем перемещения очистных комбайнов посвящены исследования: А.Р. Аграна-та, И.М. Балинова, Н.Г. Бойко, В.А. Бреннера, В.Н. Брилинга, Н.И. Буцыка, A.C. Гаврикова, Б.М. Геллера, Л.М. Гельфанда, Э.Г. Годынского, В.В. Гон чарова, И.А. Горобца, П.А. Горбатова, В.Г. Гуляева, Д.Г. Ишунькина, Т.В. Ковалевой, Н.Г. Картавого, И.С. Крашкина, А.Д. Лебедева, С.Г. Локшин-ского, В.Г. Лукиенко, Ф.З. Масовича, С.И. Носенко, В.А. Потапенко,

Л.П. Полосатова, В.Д. Потапова, В.М. Рачека, В.Б. Санкина, Л.А. Серова, С.Н. Смирнова, А.Ю. Ткачёва, Ю.Д. Федоровского, В.А. Хирова и других учёных МГТУ, ТулГУ, Донецкого ИТУ, ОАО «ПНИУН», Гипроуглемаша, ФГУП ННЦ - ГП ИГД им. А.А. Скочинского. Горловского машзавода, АО «Краснолучский машзавод».

Благодаря этим исследованиям созданы работоспособные БСП, используемые в настоящее время на очистных комбайнах. Вместе с тем анализ выполненных работ показал, что все они рассматривают проектируемую систему перемещения в первоначальном состоянии, не рассматривая неизбежного процесса изнашивания и его влияния на фор'"*иро1>эитле сило-

ПТ IV Т Т Г/» » тпггггТаЛТ^ТЖ^/ ЧГППЛ ■ 1У «ЧГА ЛтУЪ ггГлХ 1ГГ пчп Г * /ъ П* « Л--- Г. л . • ^

ВиХл I |И1\ 1И^.лагчлл.^и чау-т ичи1,|пи1и мшиап-

на. Проведённый натурный эксперимент по изучению изнашивания БСП зубчато - реечного типа в различных горно - геологических условиях показал, что основной причиной выхода из строя является механическое изнашивание. Ресурс цевочных реек (ЗБСП, 2УКПК) составляет 700...800 тыс тонн угля, а изношенные цевки приобретают форму трапеции. При этом метол, позволяющий оценить регург системы перемещения на стадии проектирования, до настоящего времени не разработан. Кроме того, имеющаяся ЛрКО 11тйн ТСпДСпЦйл ^гк/лЬчСппл пс^^илОДимшл у^плпЯ и СКирО-сти подачи при неизбежном росте массы машины предъявляет повышенные требования к эффективной работе тормозных устройств. Всё это позволяет сделать вывод о необходимости проведения комплексных исследований для повышения ресурса привода систем перемещения очистных комбайнов с БСП.

Исходя из вышеизложенного и в соответствии с поставленной целью, сформулированы следующие задачи исследований:

! .Разработать научно обоснованный методический подход, позволяющий оценить процесс изнашивания систем перемещения зубчато-реечного типа, учитывающий формоизменение контактирующих элементов передачи и обратных захватов опорно - направляющего механизма, а также условия эксплуатации, для чего необходимо:

- Г!ЯЗПЯ50ТЯ-ТЪ имитя [Тиои иу 1Г* МОТ1РП«. ПмПП^ГЛЯ .ррзпьта^иии ЛВИЖ11-

телей БСП зубчато - реечного типа, учитывающую тип тягового органа, формоизменение профилей контактирующих элементов и особенности эксплуатации;

- экспериментально определить характеристики интенсивности изнашивания материалов, из которых изготовлены элементы систем перемещения; выявить влияние материала на износостойкость зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов и обосновать наиболее рациональные сочетания материалов;

- определить на стадии проектирования влияние геометрических параметров передачи на её эксплуатационные характеристики и ресурс систе-

мы подачи; установить закономерности изменения силовых и кинематических параметров системы перемещения за время её эксплуатации;

- на основе моделирования процесса изнашивания установить и обосновать критерии предельного состояния движителей БСП зубчато -реечного типа;

- установить влияние изнашивания опорно-направляющего механизма на вариацию межосевого расстояния в движителе БСП;

- провести шахтные и стендовые модельные экспериментальные исследования для установления закономерностей изнашивания тяговых органов БСП и проверки адекватности разработанных моделей изнашивания реальным прицессам.

2. Установить эффективность применения триботехнических методов, для чего необходимо:

- сформулировать методические положения для проведения модельных экспериментальных исследований и разработать рекомендации по модернизации стендовых установок;

- выявить влияние триботехнических составов на свойства поверхностных слоев контактирующих материалов; экспериментально исследовать микротопо! рафию поверхностей трения и установить влияние триботехнических составов на показатели шероховатости.

3. Определить внешние и внутренние факторы, определяющие формирование пути торможения и получить расчётные зависимости для их оценки, для чего необходимо:

модель процесса торможения очистного комбайна, отражающую влияние внешних и внутренних сил сопротивления движению; разработать методику расчёта встроенных систем торможения (ВСТ) очистных комбайнов и практические предложения по совершенствованию тормозных устройств;

- Разработать методический подход и провести экспериментальные исследования в стендовых и шахтных условиях для обоснования адекватности разработанного теоретического аппарата реальным процессам топ-мохсекия.

При описании процесса изнашивания определяющими факторами являются геометрические и силовые параметры движителя, необходимо также учитывать и трибологические характеристики взаимодействующих деталей. Исследование нагружения БСП зубчато-реечного типа показало, что процесс изнашивания элементов зубчатого колеса и рейки может быть охарактеризован величиной скорости изнашивания, направленной по нормали к поверхности трения вглубь изнашиваемого материала и зависящей от режима работы рассматриваемой точки взаимодействующих профилей и свойств материала.

Для решения задачи изнашивания необходимо рассматривать ряд дискретных состояний, через которые проходит движитель за время его эксплуатации. Каждое последующее состояние контактирующих элементов отличается от предыдущего на величину износа за нехоторый малый промежуток времени, называемый шагом износа. В результате изнашивания за один шаг зубья колеса и рейки перейдут в новое состояние, при этом векторы износа и перемещений деталей совпадать не будут. Чтобы обеспечить постоянство контакта, колесо должно повернуться на некоторый дополнительный угол, что приведёт к нарушению характеристик работы машины. Опенки изнпса пасы за один шаг может быть осуществлена с рас-

пределения удельной нагрузки При КОНТаКТС двух профиле к с различными радиусами кривизны и упругими свойствами материала, а также известных закономерностей изнашивания материала

Исходными данными для расчета на износ пары «зубчатое колесо -зубчатая рейка» являются: шаг и угол зацепления Рр и а2.г, высота зуба рейки Н„, ширина зуба рейки по вершине Яр, радиус профиля зуба колеса г 2, радиус окружности центров профилей зубьев колеса гцп2. число зубьев и частота вращения колеса г2 и п2, толщина зубьев колеса и рейки Ь, суммар-пак ДЯила рссЧНи! о сТаВа Крутящий мимсн I на колесе Мкр2, коэффициент трения пары материалов колеса и рейки /гпр, модули упругости и коэффициенты Пуассона материалов колеса и рейки К2 и Е3, у2 и ч3 коэффициенты для определения интенсивиостей изнашивания материалов колеса и рейки А 2, А3, В2, В3, С2. С3, Д?, Д,, максимально допустимая суммарная

износа 5?, а также величины, определяемые из расчета геометрии зубчато-реечной передачи ц/а2тах, щ <р2, т2, г/2, гв2, у,,

Для анализа взаимодействия контактирующих профилей применим метод обращения движения, предполагая, что колесо вращается вокруг своей закреплённой оси, а рейка, под действием крутящего момента, передаваемого колесом, перемещается по касательной к окружности, на кото-ппй пягпппгокечы "ентрьт пплфщтрй чуба

Начальное положение ней лишенных кемгаюируедших профит.ей. может быть описано в соответствии с представленной расчётной схемой (рисунок 1). Для расчета величины износа элементов пары «зубчатое колесо - зубчатая рейка» вводим системы координат: ХО/ У - неподвижная система координат с центром, лежащим в центре колеса; Х20,У ? - подвижная система координат, жестко связанная с зубом колеса; Х303У3 - подвижная система координат, жестко связанная с зубом рейки.

Износ в /-той точке контакта зуба колеса за первый шаг может быть определён по зависимости:

т2. - угол, характеризующий отклонение радиус-вектора узловой точки от оси У? в систечс координат А?0?У?; '1?, - угол, образованный радиус-вектором /-той точки контакта я радиусом профиля зуба колеса; р2, - радиус-вектор /-той точки контакта; х2„ у2, - координаты /-той точки контакта в системе координат Х202У2; х2.р„ у2.р, - координаты /-той точки контакта в системе координат Х02У: д2, - угол между координатными осями К и Г.? в /том положении; (р:„, <р2к - углы, определяющие положение точек начала и конца контакта зуба колеса и рейки; х3„ у3, - координаты /-той точки контакта для зуба рейки в системе координатХ303У3.

Рисунок 1 - Расчетная схема к определению износа пары «зубчатое колесо - зубчатая рейка»

к, = 2Л П + -¿1 р!

)п2* ^2,,к

где d2.p1 - половина длины линии контакта профилей; А<р - угловой шаг; п2 -частота вращения колеса движителя БСП.

Для определения величин интенсивностей изнашивания А* материалов элементов движителей БСП были выявлены факторы, оказывающие влияние на величины интенсивностей изнашивания материалов, и способы корректного определения характера этого влияния; разработана методика модельных стендовых испытаний по определению характеристик износостойкости материалов элементов БСП; определены величины силовых коэффициентов для наиболее часто применяемых в БСП очистных комбайнов марок сталей.

Проведённый анализ применяемых испытательных машин показал, что наиб'уш'р подходящей .является машина тр-ния СМЦ-2, предназначенная для испытания материалов при механическом изнашивании е условиях трения качения при нормальных температурах. Установка работает по схеме с замкнутым кинематическим контуром при фиксированном коэффициенте проскальзывания образцов в паре трения «ролик - ролик», которая может быть использована для моделирования процесса изнашивания зуб-чагых передач. Исходя из анализа условий работы движителя зубча го-реечной системы подачи очистного комбайна, при исследовании его изнашивания на машине трения СМЦ-2 необходимо соблюдать следующие критерии подобия работы модели реальному узлу: геометрическое и кинематическое, подобие деформаций, напряжений и материала, подобие твер-достей и температурных полей, подобие вида и пути трения.

Интенсивность изнашивания реальной детали при известном мае-

СОПГ\' *Т*Уг?Ол? ^VТГ"Т иПППТР^лТпГи ЯТ15ТГ 1Глогт>.»Л'

а „ \т - ¡т -ДА ,ЛЧ

J_ гр д/ исх ^ исх т ? (2)

2 ж-г-М ^п-Ъ-р

где г - радиус кривизны контакт ирующей поверхности образца; N - количество оборотов, выполненных образцом за время испытания; ЛИт - массовый износ образцов, определяемый из эксперимента; т!КХ - масса образца до испытания; Ь - ширина образца; р - плотность материала образца; /и, -масштабный коэффициент.

Реальные условия работы исследуемого оборудования таковы, что

детали системы перемещения в зоне зацепления кроме механического изнашивания (контакт «металл - металл») подвергаются также и абразивному изнашиванию (контакт «металл - абразив»). Поэтому в предлагаемой имитационной модели процесса изнашивания при определении величины интенсивности изнашивания учтено увеличение механической составляющей за счет абразивной. Для решения этой задачи в зависимость интенсивности изнашивания от удельной нагрузки на контакте введён коэффициент А, описывающий абразивное ускорение износа материала, зависящий как от свойств материала, из которого изготовлен элемент БСП, так и от свойств абразиза и определяется экспериментальным путем (с использованием мс-юда склерометрии).

Зависимое 1Ь для определения интенсивности изнашивания материалов колеса и рейки (при коэффициенте корреляции 0,997 и погрешности разброса данных 3,8% по механической составляющей изнашивания) имеет вид:

, = А. (Я- Я3, + С, Р?, + £),, -Р. ,)' ^

21,к 2 у 2 2 1,к 2 I, к'

: г|[. _КОЭфч)йД14£НТ нбрсмИЕНОГО V С КО ОС " МЗНОС2 ин гопнядя КОЛСС»'

С2, 02 - коэффициенты для определения механической составляющей изнашивания колеса; Р, * - контактная нагрузка в паре колесо - рейка движителя.

В работе получены значения коэффициентов В2, С2, 02 - для различных сочетаний марок сталей и видов термообработки, применяемых для изготовления движителей БСП.

Передача достигает предельного состояния при выполнении условия:

= * (4)

2г Зг' 2 - р тах где (И2, + И,,) - суммарная величина износа контактирующих элементов, \к2.„ та - максимально допустимый износ.

I !лДлП 1 ¡г пргпгпЛТЛ ^я /Тлчк; ТымДг_1ИрОВ3* Щ50ЦССС5 ИЗНйШИВВНИЯ ц^*

ры «шестерня зубчатое колесо)? аналогичен применённому при расчете пары «зубчатое колесо - рейка». Исходными данными для расчета на износ пары «шестерня - зубчатое колесо» являются: радиус профиля зуба шестерни гп!, радиус профиля зуба колеса г„2, радиус окружности центров профилей зубьев шестерни гцп!, радиус окружности центров профилей зубьев колеса гцп2, число зубьев шестерни г,, число зубьев колеса г2, толщина зубьев колеса и рейки Ь, крутящий момент на шестерне Мкр!, частота вращения шестерни Я/, межосевое расстояние в паре а„2./, коэффициент трения пары материалов шестерни и колеса /тр, модули упругости и коэффи циенты Пуассона материалов шестерни и колеса Е1 и Е2, V, и \2, коэффи-

циенты для определения интенсивностей изнашивания материалов шестерни и колеса Аь Л2, 2?/, В2, С/, С2, О,, В2, максимально допустимая суммарная величина износа в парс «шестерня - колесо» Ьк2., тах, временной интервал шага износа 8/, а также величины, определяемые из расчета геометрии передачи 1//а!таг, у/а2тах> г;, т2, г/;, гл, гй!, г., ги1, га2,1.

Принятый способ разбиения линии контакта деталей позволяет разработать единую модель процесса изнашивания трёхэлементного движителя за счёт использования угла поворота радиуса-вектора, определяющего положение текущей точки контакта рабочих профилей сопряженных деталей в подвижной системе координат, жестко связанной с зубом колеса. Это обеспечивает достаточно точное моделирование работы исследуемых трехэлементных движителей БСП высокопроизводительных очистных комбайнов. Методика позволяет через шаг износа определять координаты точек контакта изношенных профилей деталей. Причем учитывается, что в процессе одного шага износа в трехэлементном движителе изнашиваются оба профиля зуба зубчатого колеса (один - при взаимодействии с зубом шестерня, второй - при контакте с зубом или цевкой рейки). Каждый такой процесс моделируется отдепьно.

но окончании шага износа характер взаимодействия контактирующих профилей меняется. При этом пересчету и коррекция подлежат развиваемые системой усилие подачи Р„ и скорость перемещения комбайна V, зависящие непосредственно от также подлежащих пересчету крутящего момента на зубчатом колесе Мкр и частоты вращения колеса п2. Контроли-

колебанчя усилия подачи и скорости перемещения комбайна, прочность зубьев шестерни и колеса, а также величины максимальных износов зубьев и цевок, которые не должны превышать установленных предельных значений. По достижении какой-либо характеристикой своего предела расчет прекращается и определяется ресурс трехэлементного движителя БС'П очистного комбайна.

Изменение усилия полачи за фазу запеппения може! быть ппрнрно элементов:

Д^эК/г г1 "ОЛл " К"Н

(

Рг, ■ «м + <Ръ + а2

-р

(/,„;, )

Анализ результатов моделирования (рисунок 2) позволяет сделать вывод, что на большей части фазы зацепления усилие подачи убывает, а скорость перемещения комбайна возрастает (точка контакта смещается к нижней границе рабочего участка профилей). Характер кривых меняется на последней четверти фазы запепления (точка контакта смешается к верхней границе рабочего участка профилей), при этом пересопряжение сопровождается понижением скорости подачи и скачком усилия (возрастает). Минимум кривой усилия подачи совпадает с максимумом кривой скорости перемещения комбайна.

-»'■ 1 » I

-10 0 10 Угол поворота колеса, фад

8,6

| 8,4

1

2 8,2 ■

7,8

изн.

-20

■

10

-10 о

Угол поворота колеса, град

20

Рисунок 2 - Изменение усилия подачи и скорости подачи в исходном и изношенном состоянии для двухэлементного движителя с зубчатой рейкой

В результате изнашивания за время эксплуатации коэффициенты неравномерности усилия и скорости подачи контактирующих профилей зубьев шестерни, зубчатого колеса и зубьев (цевок) рейки существенно повышаются. При этом в двухэлементных движителях увеличение колебаний усилия подачи за фазу зацепления с износом профилей настолько значительно, что на момент максимального суммарного линейного износа в паре в 6 мм указанная характеристика возрастает почти в два раза относительно первоначального (исходного) уровня. Таким образом, следует рекомендовать в качестве критерия предельного состояния такого типа движителей иуполъзова'! ь величину коэффициента неравномерности усилия чедачк, не допуская ее более чем двукратного превышения отпосигсльно доэкСилуа-тационных показателей, либо, как минимум, контролировать указанный параметр наряду с контролем величины износа контактирующих профилей. Движитель БСП должен проектироваться с двукратным запасом изгибной прочности изношенных зубьев колеса и рейки (износ 3 мм на сторону) по номинальным нагрузкам.

В трехэлементном движителе изменение силовых и кинематических характеристик в результате износа контактирующих профилей не

СшЛъ ЗнлчИ 1слЬНи. Пил Ому Для 14киГи 1йГ1<1 днИЖшслсй сЛсДуеТ рекимён-

довать в качестве критерия предельного состояния применять величину максимального суммарного линейного износа профилей. При этом следует контролировать значения коэффициента неравномерности скорости подачи, не допуская его двукратного превышения относительно доэксплуатаци-

пииг-де ГтГ^^ТНГЪ.^Т^ТТ. 1ГТР Т!« ТчСТТ .*

соблюдения требуемой изгибной прочности изношенных зубьев шестерни, зубчатого колеса и рейки (износ 3 мм на сторону) по максимально возможной нагрузке. Показано, что на изнашивание движителей БСП существенное влияние оказывают также неравномерность силовых и кинематических характеристик привода, механические свойс(ва материалов и шрно-технологические условия эксплуатации. На основе аналитических исследований установлено, что ресурс движителей БСП с зубчатой рейкой в сред-

1 ^ Лч Ю ш кий пм/м /п("л г» о илагитм по» /■» «юо/»пТ11 ш

хорошо подтверждается накопленным опытом многолетней эксплуатации.

Проведённый с применением ПЭВМ на основе метода конечных элементов анализ прочностных характеристик тяговых органов, выполненных в виде пространственных конструкций, позволил установить зависимости коэффициентов запаса прочности в исполнительных элементах и бортах реек от геометрических характеристик исполнительных элементов и ширины борта соответственно. В основу этих исследований положено представление расчетной схемы рейки в виде симметричной относительно продольной плоскости стержневой рамной конструкции, учитывающей основные особенности реальной конструкции рейки и ее взаимодействие

с колесом движителя и опорно-направляющим механизмом БСП. Алгоритм расчета учитывает не только потенциальную энергию упругой деформации изгиба и кручения элементов расчетной схемы, но и потенциальную энергию деформации сдвига элементов. Стержневая конструкция рейки построена в предположении совпадения центров тяжести исполнительных элементов (зубьев, цевок) с центрами тяжести элементов жесткости (ребер), центрами опорных и соединительных отверстий в бортах. При проведении исследований было принято, что к рейке приложены тяговое усилие от взаимодействия с колесом движителя БСП и усилие, прикладываемое от спорно-папраЕляющего механизма. Тяговое усилие в расчетах представлено оосредшоченной силой. Зто позволяло компенсировать не учитываемую расчетной схемой возможность смещения колеса относительно рейки в поперечном направлении.

Распределенная нагрузка, прикладываемая к опорным поверхностям бортов при взаимодействии с опорно-направляющим механизмом (OHM) комбайна, заменялась системой сосредоточенных сил, зависящих от величины усилия со стороны OHM, длины опорных поверхностей, контактирующих с бортами и положения его на рейке. 11ри проведении исследований также была учтена возможность взаимодействия UHM с соседними рейками, когда часть нагрузки передается им.

В связи с тем, что расчетная схема рейки обладает геометрической и силовой симметрией относительно продольной плоскости, проходящей через средние сечения цевок перпендикулярно к ним, поэтому достаточно

лпппглТЙТТ. TiiTV «airtTijo ¿»у rjQnyii jil^VTrvr.i.T и ця! 1!ITIJi з

части рейки, которая характеризуется продольной плоскостью симметрии. На другую часть рейки эти величины могут быть спроецированы симметрично.

Прочностной анализ конструкции прокатной рейки показал, что наиболее нагруженным элементом является зуб в среднем его сечении. Расчётные напряжения, возникающие в крайних точках основания зуба и боковых поверхностях на половине высоты его, представляют реальную

itiiui'Mftr-ci »"• гю rm/»nruw»Tn ^гтнп

VliUViiU', ; ¡J II^UHIUVI'I i\VilVlp Т AUIiU.

Таким образом, анализ изменения внутренних силовых факторов, оказывающих наряду с растягивающими усилиями в бортах определяющее влияние на напряженно-деформированное состояние реек, позволяет сделать вывод о характере распределения потенциальной энергии деформации практически по всем элементам исследуемой конструкции Вместе с тем, необходимо отметить, что изгибающие и крутящие моменты принимают наибольшие значения в элементах зацепления, взаимодействующих с приводным колесом, и в тех участках бортов, которые расположены между этими элементами и смежными с ними. Максимальные изгибающие момен-

ты, действующие на борта рейки в вертикальной плоскости, почти в 6 раз превышают максимальные изгибающие моменты в горизонтальной плоскости.

Учитывая, что при изнашивании цевки принимают трапециевидную форму, что подтверждается результатами шахтного эксперимента по определению ресурса цевочных реек, при участии автора была разработана конструкция зубчатой рейки, изготовленная методом проката из высокопрочной стали. Результаты стендовых испытаний показали работоспособность конструкции.

Проведённый при помоши ппеяложепных метопик янзлич разработанной зубчатой прйк-и позволял, оставив принципиальный подход к конструкции. уточнить сб конструктивные парамефы. Поэтому в работе предложено конструктивное решение тягового органа для движителей высокопроизводительных очистных комбайнов, заключающееся в увеличении шага зацепления до 138 мм и замене исполнительного элемента, выполненного в виде цилиндрической цевки, зубчатым элементом трапецеидального профиля с углом наклона боковой стороны к вертикали в 9 .

Для разработки метода прогнозирования процесса изнашивания об-г,ятви-. ::ггтра"л.ттс1^сгс ::гхак;"г.;а с^тл принят НдоСшде

сложный случай - птюхождение выпуклых и вогнутых изгибов соседних секций реечного става. При этом были приняты следующие допущения: контакт сопряжённых деталей в области касания непрерывен, материалы взаимодействующих деталей сплошные, однородные и изотропные; отделяемые от поверхности деталей чзспчты 1?меют г\'*т;°гтгр1;чо чечы^зе размеры по сравнению с общим износом деталей, процесс отделения частиц износа непрерывен; реакция рейки на обратный захват в каждой точке пропорциональна упругой осадке в этой точке; почва, на которой лежит конвейер со смонтированной на нём рейкой, однородна. В этом случае износ материала обратного захвата при взаимодействии с плоской направляющей - 8п может быть охарактеризован зависимостью

¡^ (6) "« " Р 0 ) 0 е*"

где уср - средняя скорость изнашивания элемента пары трения; ¡9 - нагрузка на опору, которая зависит от соотношения внешних возмушаюших (зависящих от нагрузок на исполнительном органе) и восстанавливающих сил (сила тяжести, сопротивление погрузке угля, усилия в движителе БСГ1 и т.д.); с1п - ширина рабочей поверхности опоры; 1П - длина поверхности, по которой происходит контакт опоры с направляющей; р - удельное контактное давление на поверхности трения; т - показатель степени, зависящий от вида взаимодействия контактирующих поверхностей; и - показатель

степени, зависящий от вида изнашивания; Уск - скорость относительного скольжения обратного захвата по направляющей.

Для определения средней скорости изнашивания элементе пары трения был проведён модельный стендовый эксперимент на машине фения, реализующей режим трения скольжения исследуемого образца по различным материалам, который позволил с использованием теории подобия оценить коэффициенты, характеризующие процесс изнашивания элементов опорно-направляющего механизма.

При выборе режимов испытаний были учтены ограничения теплового вогдейстз-ля на контактирующие элементы, т.е. здитслы-юсть цикла испытаний выбрана гакий, чюбы величина износа была, по крайней мере на порядок больше точности используемых аналитических весов. Кроме того, эксперимент был проведён при постоянной скорости изнашивания, т.е. в области установившегося процесса изнашивания.

Условием достоверности выбранного режима стендового модельного эксперимента является идентичность видов трения и износа, полей напряжения и деформаций, структуры к микротвёрдости материалов по глубине контактирующих гел, а также шероховатости поверхности.

При наличии круглой направляющей, предназначенной для восприятия веса комбайна, распределение давления нужно учитывать в двух направлениях: вдоль оси и в поперечном сечении, перпендикулярном оси ползуна При этом распределение давления в поперечном сечении изменяется по закон}' косинуса, поэтому наибольший износ следует искать в осе-

пгг?* ГЛПА! 5~х лтшпо«« > ""ЛГКТЛ '¡."Йлтстгс 'и": . ........

- • •■ -V ■^115, «и.жлмжА-ъ/ 1и>|<| К>М1>1>, НУ чил*. ШЧСД.^РПУ »1 «

давлению.

Для точек рабочей поверхности цилиндрической опоры в плоскости вектора силы износ материала обратного захвата - 5п может быть определён по зависимости:

I ( . ^ \п

5„ =

7,

ср п

Г)

4-Q

ж-1 ■d

dl„ -{2Н)т , (7)

где d - диаметр цилиндрической опоры, / - длина рабочей поверхности обратного захвата; Я- ход обратного захвата.

По разработанной математической модели процесса изнашивания была подготовлена программа расчёга и проведена оценка ресурса OHM очистного комбайна с БСП на стадии проектирования. Расчёты были проведены при следующих исходных данных: скорость перемещения комбайна - 0.067 м/с; масса, приходящаяся на одну опору - 8000 кг; длина лавы -120 м. На рисунке 3 представлена зависимость расчетного ресурса обратного захвата OHM от вида изнашивания и взаимодействия контактирующих поверхностей.

Проведенный комплекс исследований показал, что необходимый рост усилия подачи приведёт к недопустимому повышению контактных напряжений в паре '(колесо рейка», для снижения которых предложена конструкция движителя БСП с разделяющимися потоками мощностей.

К: циклы 25000

18 1 84 1 88 1 92 1 96 2 0 Коэффициент т

Рисунок 3 - График зависимости ресурса обратного захвата от вида взаимодействия контактирующих поверхностей и вида изнашивания.

Одним из путей решения этой проблемы является применение технологий, позволяющих упрочнить поверхностный слой контактирующих деталей. К ним может быть отнесено применение наплавок и триботехни-ческих составов. Для определения наиболее эффективного способа упрочнения с использованием машины трения СМЦ-2 были проведены сравнительные экспериментальные исследования на модельных триботехниче-ских системах, учитывающих характерные особенности работы элементов движителя ^»С11 -

Трение качения с проскальзыванием при испытаниях было достигнуто за счёт разности частоты вращения взаимно обкатывающихся образца и контртела, выполненных из сталей, характерных для движителей БСП. Нормальная нагрузка на образцы составляла Р=200 Н. По окончании опыта образцы обезжиривачись для удаления продуктов износа и смазочных материалов. Таким образом, исследования были проведены в условиях сухого трения. В результате испытаний определяли количественные характеристики изнашивания (рисунок 4), а также исследовали свойства поверхностного слоя и топографию поверхности трения.

50 100

Время испытаний, мин

1 - Сталь 20Х2Н4А цементованная без смазки; 2 - Сталь 20 с наплавкой; 3 - Сталь 20Х2Н4А с НИОД

Гп1 тп&К т - Сраопг(1и1опЬш апшНи Зф^Сп I ИоНОС I п р2Хн«ЧН1мЯ СпСС0~ бов упрочнения поверхностных слоёв сталей

ДС 05р25СТХИ ПОСЛо З^раОСТКИ

1, Г - 20Х2Н4А - ТС НИОД: 2, 2' - 20Х2Н4А - ТС ППМ-21; 3, 3' -30ХГСА - ТС НИОД; 4,4' - ЗОХГСА - ТС ППМ-21

Рисунок 5 - Влияние триботехнических составов на шероховатость поверхности трения исследуемых материалов

Использование триботехнических составов оказывает существенное влияние на формирование эксплуатационной шероховатости поверхности трения (рисунок 5). Параметр шероховатости Иа при обработке ТС НИОД (ТС ППМ-21) снижается для стали 45 на 62% (42%), для стали 20 на

7%(9%), для стали 20Х2Н4А на 31% (10%), для стали ЗОХГСА на 20% (22%). Это может быть объяснено пластифицированием материала в зоне пятна контакта, а также эффектом облегчения прирабатываемости поверхности образца под влиянием компонентов триботехничееких составов

Для изучения глубины модифицированного слоя на образцах в результате взаимодействия с компонентами триботехничееких составов в условиях контактного нагружения была исследована микротвёрдость. Было установлено, что триботехнические составы оказывают значительное влияние на твёрдость поверхностных слоев образцов, увеличивая её на 20-й0% по сравнению с твёрдостью до обработки. В работе предложена конструкция устройства и технология приработки зубчатых колес обработанных триботехническими составами.

Основной регламентирующей характеристикой процесса торможения очистного комбайна с БСП на наклонных пластах является тормозной путь 5т. Проведённые аналитические исследования позволили установить, что 5„ является функцией многих переменных:

=/\ Р„,Ем,Ек,,Л\,Я ,Мм ), (8)

I I

V и. J

где О - сила тяжести комбайна: а - угол падения пласта; // - приведённый коэффициент трения опор комбайна о став конвейера и навесное оборудо-(Ьс

вание; — - скорость торможения; Р0 - плечо приложения окружной силы

<к

в двйлшеле БСП, работающем в тормозном режиме, Ет Ека - кинетическая энергия поступательно движущихся и вращающихся масс соответственно; N.. - внутренние силы сопротивления перемещению; /?„ - радиус окружности контакта зуба колеса движителя с исполнительным элементом тягового органа; М„ - тормозной момент.

В приведённой зависимости первые три фактора определяют значения внешних сил, действующих на комбайн при его торможении, остальные опрелслинл внутренние силы.

Исследования, проведённые с целью изучения влияния геометрических и силовых параметров БСП на величину тормозного пути, позволили установить, что в тормозном режиме у обычных эвольвентно - цевочных движителей в зацеплении имеет место кромочный контакт, так как ведущим элементом становится реечный став, а направление приложенного к колесу момента противоположно направлению его вращения.

При повышении межосевого расстояния из-за увеличения зазоров вследствие износа в обратных захватах работа движителя в тормозном режиме становится невозможной, так как резко увеличивается продолжительность кромочного контакта, сопровождающегося возникновением зна-

чительных выталкивающих усилий в зацеплении, приводящих к заклиниванию движителя.

В настоящее время в БСП широкое применение нашли движители со смешённой цевочной рейкой, которые, как показали проведённые исследования, исключают возможность возникновения кромочного контакта и поэтому эффективно функционируют в тормозном режиме. В работе установлено. что потери в передачах такого типа определяются главным образом величиной плеча приложения окружной силы, действующей в зацеплении:

Ро=акр-Ч'%(ч> + г\ (9)

гпе а „ — межосеяор пасстояние в папе колесо — пейка* Хг, - пасстояние от

^Г X 1 1 ' " 1

центра цевки до линии межосевого расстояния; <р, у - угол трения и угол давления в паре колесо - рейка соответственно.

Возникающие в процессе торможения очистных комбайнов с электроприводом механизма подачи внутренние силы определяются кинетической энергией поступательно движущихся и вращающихся масс, полное значение которой может быть определено по зависимости:

L

/=1

Ъд^--г--+

5}

I dxf ¡=1

щ\ 'Ж | + j, J а

(

i

и dx

.«,(10)

'^л) 2 "(бо-^'л;

где V. т - линейная и угловая скорость выходного вала механизма подачи;

линейная и угловая скорость /-го элемента механизма подачи; и - передаточное число редуктора механизма подачи; п - количество механизмов подачи; Як - радиус, на котором расположена точка контакта в зацеплении «колесо - рейка».

На основе математического моделирования процесса торможения очистного комбайна с приводом подающей части на постоянном токе установлено, что 70 - 90 % развиваемого ВСТ тормозного момента расходуется

.ic* ; ; : ~ i у i i л i i iuanbj.i>i»íin.

Так, например, для комбайна 1К111Э при начальной скорости торможения V=8 м/мин и а=35° удельный вес кинетической энергии вращающихся частей составляет 82,6% работы, составляющей силы веса 17,2 % и кинетической энергии поступательно движущихся масс - 0,2 %. Последнее позволило сделать важный практический вывод о необходимости разгрузки тормоза от воздействия энергии вращающихся масс привода путём отключения их от трансмиссии в начальный момент торможения.

Натурные экспериментальные исследования эффективности работы ВСТ комбайнов КШ1КГУ с механизмом подачи Г412 и 1КШЭ проводились на наклонных стендах Малаховского экспериментального завода.

Целью исследований было определение характера процессов, протекающих в элементах механизма подачи при торможении, проверка соответствия параметров работы тормозных устройств требованиям правил безопасности, а также проверка адекватности полученной в работе математической модели результатам эксперимента Методикой экспериментов предусматривалось изучение оперативного торможения комбайнов, исследование процесса остановки при имитации отказов (обесточивание электродвигателя, разгерметизация силовой гидросистемы).

Для построения регрессионных моделей 8т=/(¥, N. 1Ь у был спла-

Т^НГЧЛПЯ^ 15 Г1ТЛ1Ч1Я"* 1ИИ «<1/1Гчр[11.1 г"} РКТ^ЧЦТСЩИ^ ДВ2

управляемых и два контролируемых неуправляем ых фактора. Проверка результатов эксперимента по критерию Кохрена подтвердила их воспроизводимость при уровне значимости а=0,05, что создало предпосылки для использования методов регрессионного анализа.

Разработанная математическая модель эксперимента, статистическая значимость членов уравнения которой и её адекватность результатам эксперимента подтверждена проверкой по критериям Стьюдептз и Фишера, при аварийной остановке машины имеет вид:

= 0.089 + 0.05 ■ - 0.263 Iр + 0.024 • V, (11)

где th - время эффективного торможения, с; 1Г - время падения давления в тиши у плавления, с- V - скорость гсврж ечия машины с пепемк-к\тт.тм гидроприводом, м/мин.

Анализ результатов экспериментов показал, что в общем балансе времени торможения доля эффективного торможения (фактическое время работы тормоза) не велика и составляет 17 - 20%. Остальное время приходится на подготовительное торможение, которое включает в себя: время срабатывания управляющего золотника, время падения давления в системе управления тормозом (до начала движения плунжеров), время перемещения плунжеров, замыкающих лиски. Для плямнге:;ия быстродействия топ-мозоб разработаны конструктивные схемы грузоупорных тормозов, защищенные авторскими свидетельствами, которые позволяют исключить подготовительное торможение.

В качестве критерия сравнения эффективности встроенных тормозных устройств различных очистных комбайнов целесообразно использовать удельную энергию, развиваемую тормозом:

5 =

МБи

г-т

(12)

где М - расчётный момент торможения; т - масса комбайна; 5 - путь торможения (определяется по осциллограммам); и - передаточное число от тормоза до колеса движителя; г - радиус окружности, на которой расположены центры профилей зубьев колеса движителя.

На рисунке 6 представлена зависимость удельной энергии торможения от начальной скорости торможения.

5

"1

г

±

ю"

2 1 • 0*1.

10

12

V. м/мшг

1 - торможение комбайна КШ1КГУ без участия трансмиссии; 2 - торможение комбайна 1КШЭ; 3 - торможение комбайна КШ1КГУ с участием трансмиссии.

РйС^НГК (- " ЗАВИСИМОСТЬ *!Гэнергии ТППМО^НЙЯ от нячзльчя^ СкирОСТм 1ирмО/кснйм комбайна

Характер графиков свидетельствует о том, что при торможении большую роль играют потери в трансмиссии и элементах привода. Так, при штатном торможении для остановки комбайна 1КШЭ его тормозным устройствам необходимо развивать удельную энергию торможения на 90,6% большую, чем тормозным устройствам комбайна КТШКГУ. Подтверждением то. что 'имитация эазгепмежзапии силппсй гидросистемы нг. комбайне КШ1К1 У приводит к увеличению удельной энергии торможения до 3,63 - 4,85 Н м/кг. Это на 34% больше, чем удельная энергия торможения для тормозных устройств комбайна 1КШЭ.

Следует отметить, что потенциальная энергия комбайна 1КШЭ лишь на 34% больше потенциальной энергии, которой обладает комбайн КШ1КГУ. Это подтверждает то. что весомую роль в торможении 1КШЭ играет кинетическая энергия машины, значительной частью которой обладает высокооборотный ротор электродвигателя механизма подачи.

Можно отметить, что время растормаживания прямо пропорционально скорости торможения в предыдущем опыте (рисунок 7). Эта зависи-

мость имеет вид: для комбайна 1КШЭ * = 1,027 + 0,618 V ± 0,07, коэффициент корреляции составляет г - 0.976±0,0158, его надёжность // = 61,7, что удовлетворяет необходимым требованиям: для комбайна КШ1КГУ Гр = 0,409 + 0,117 • V10,1, коэффициент корреляции г = 0,698 ± ОД42 , его надёжность // = 4,91, что удовлетворяет условиям теоремы Ляпунова и свидетельствует о достаточной надёжности полученного значения коэффициента корреляции.

Скорость, м/мин

Рисунок 7 - Зависимость времени растормаживания комбайна от начальное скорости торможения

Сравнивая функции tp-f (у), представленные на рис. 7, можно

отметить, что на растормаживание комбайна 1КШЭ требуется в среднем в три раза больше времени, чем для КШ1КГУ. Это можно объяснить тем, что удельная энергия торможения, развиваемая тормозными устройствами 1КШЭ, значительно больше аналогичной величины для комбайна к'' 1НУГУ О." 'ТЬ'_ 11НК1' ппч ПЯ*_"гОГ,ь,аЖИЗЗыИй п&оота ДОЛЖНЗ проделана большая для комбайна 1КШЭ, что и отражают графики.

Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований подтвердило адекватность разработанной математической модели реальному процессу торможения очистного комбайна с БСП (максимальные расхождения не превышают 14%).

Исследованиями установлено, что выполнение требований правил безопасности по отношению к величине усилия торможения, развиваемого тормозом, не предопределяет выполнения требования о величине тормозного пути из-за малого влияния массы машины на процесс остановки комбайна. В связи с этим, в работе предложен критерий оценки эффективности

ВСТ на стадии проектирования - удельный тормозной момент Кт, равный отношению момента, развиваемого тормозом, приведённого к валу движителя БСП, к массе комбайна.

На основе проведённых теоретических и экспериментальных исследований для очистных комбайнов с БСП разработана методика расчёта ВСТ, выполненных виде многодисковых фрикционных тормозов. Она предназначена для определения силовых и геометрических параметров тормоза и его элементов с учётом характеристик механизма подачи и движителя.

И с 1Г|тт_тм :[ я чт? г-.[ м и для рзсиётз ^ормо^.э ЯВЛ5ЧОтСч силн тяжес™

КОМбайНа, уГОл ПаДсНИЯ Лапы, ПрИи^ДсККЫЙ КОЭффиЦйеКТ ТрсКиЯ ОПОр оЬТ-

емочной машины о став конвейера, межосевое расстояние в паре колесо рейка движителя БСП, угол трения и угол давления в зацеплении колесо-рейка; начальная скорость торможения, приведённый момент инерции привода механизма подачи, передаточное число редуктора подающей части, радиус, описывающий положение точки контакта зубьев колеса и рейки, необходимый путь торможения. КПД редуктора механизма подачи, кинематической цепи 'гормоз - выходной вал редуктора механизма подачи и

ДВйЖИ1сЛй 11, ¡'аиОI аппиС! и в ЮрМи^мОМ режиме.

При расчёте определяют тормозной момент, необходимый для остановки машины на заданном пути торможения: геометрические и силовые параметры тормоза, включающие необходимое осевое усилие нажатия дисков; характеристики замыкающих пружин; размеры дисков; число необхо-

"Iы?,«1ту ;тг,г, поо£Г5\ЧОСТеЙ ГГЧ"'! :тЯ" ОСРР.О.р! ЗЗЧПТЗ ~Т\* ТИС^ЯМИ:"

" ""Г ' " '1 ....."' * ' '"* ж' " V "5"

давление на поверхностях дисков; ход нажимного диска.

Методики расчёта и проектирования привода зубчато - реечных систем перемещения очистных комбайнов вошли в разработанные с участием автора отраслевые документы РД 12.16.240-91 «Бесцепные системы подачи. Расчёт пространственных конструкций реечных секций на прочность. Методика», РД 12.16.239-91 «Бесцепные системы подачи. Расчёт геометрических параметров движителей. Методика» и использованы ОАО

//1 [1Л V\Лч Л¿/кГр-^-хлчгуттг |/мй МйИ13иВиДчх Я ТорДСВСМ^Ш^НОСТрОй"

тельным заводом для прочностных расчётов элементов механизма подачи и совершенствования ВСТ очистных комбайнов, а также при создании новых и модернизации серийных реечных ставов. Результаты, полученные при проведении ускоренных стендовых модельных исследований триботехни-ческих составов использованы ЗАО «Химэкс».

Конструктивные предложения по повышению ресурса реечного става 2УКПК за счёт усиления концов реечных звеньев внедрены АО «Куз-бассуголь» на ОАО «Шахта им. 7 Ноября».

28

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертация является научной квалификационной работой, в которой на основании, выполненных автором, теоретических обобщений, а также комплекса стендовых, шахтных и модельных экспериментальных исследований содержится новое решение актуальной научной проблемы повышения ресурса привода и обоснование стационарных и тормозных режимов работы зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов, на основе установленных и уточнённых закономерностей функционирования, отличающихся учётом влияния материалов, из которых изготовлены контактирующие детали, ка изменение при изнашивании силовых и кинематических характеристик привода зубчато - реечных систем перемещения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие горной промышленности.

Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следующему:

1. Поставлена и решена задача опенки процесса изнашивания и прогнозирования ресурса зубчато-реечных систем перемещения высокоироиз-аогг^^^чь'" «_"!истных ксмоцйпов, "пгг^сающаЛ изнашивание ОПОрнО -направляющего механизма, что позволяет определить на стадии проектирования изменение кинематических и силовых параметров передачи за время её эксплуатации. На основе полученных закономерностей, учитывающих влияние материала, из которого изготовлены элементы системы подачи на износостойкость движителя, разработаны рекомендаций, позволяющие снизить сё изнашивание. Снижение кинштной нагруженности элементов движителей зубчато-реечной системы подачи может быть достигнуто за счёт применения передач с разделяющимися потоками мощностей.

2. Разработан пакет прикладного программного обеспечения в среде Ма&са(1 2001 по прогнозированию ресурса зубчато-реечных систем подачи, позволяющий проводить многовариантные вычислительные эксперименты на ПЭВМ, направленные на поиск рациональных кинематических и силовых параметров движителя БСП. Использование пакета программ позволяет сократить затраты на проектирование и доводку конструкций зубчато-реечных систем подачи, а также проводить сравнительный анализ альтернативных вариантов.

3. В результате ускоренных модельных экспериментальных исследований выявлен характер влияния на величину интенсивности изнашивания материалов их механических и физических свойств, удельной нагрузки на контакте. Установлены значения силовых коэффициентов и коэффициента абразивного ускорения износа для материалов элементов движителей БСП.

Из условия равностойкости взаимодействующих пар определена наиболее рациональная комбинация материалов для изготовления контактирующих элементов движителя БСП зубчато-реечного типа: шестерня -сталь 20Х2Н4А (цементация 920°С, воздух; закалка 880°С, масло; отпуск 200°С, воздух; НЯСэ 62-66); зубчатое колесо - сталь 20Х2Н4А (цементация 920°С, воздух; нормализация 900°С; НЯСэ 57-60); рейка - 30ХГСА (закалка ТВЧ; НЯСэ 58-62).

4. Обоснованы критерии предельного состояния тяговых органов движителей бесцепных систем подачи. Для двухэлементных движителей 5ггт «усчтс-реечно'-о ре^ом^нд^ва^о ^п^ффи цкента неравномерности усилия подачи, не допуская сс двукратное превышения относительно проектных показателей, при этом необходимо контролировать величину износа контактирующих профилей. Для трехэлементных движителей рекомендуется использовать величину максимального суммарного линейного износа профилей, при этом контролируется значение коэффициента неравномерности скорости подачи.

5. Обосновано конструктивное решение для движителей высокопроизводительных очистных комбайнов, основанное на сочетании конструктивных и^ООейтиЛ ей реечных аавив 2УКПК и РКД, Заключавшееся в увеличении шага зацепления до 138 мм и замене исполнительного элемента, выполненного в виде цилиндрической цевки, зубчатым элементом трапецеидального профиля с углом наклона боковой стороны к вертикали в 9°.

6 При проектировании предложено применять коэффициент формы

11г л гт «л'

венных характерис гик зацепления с радиусным профилем. Для движителей комбайнов массой свыше 30 т значения коэффициента формы зуба находятся в пределах 0,059 - 0,068, а для более легких машин - в диапазоне 0,09-0,1.

7. Установлено, что добиться значительного увеличения ресурса привода зубчато-реечных систем перемещения, используя традиционные конструкторские методы, весьма затруднительно. Поэюму предложено

(на 20...30 %) при повышении прочности поверхностных слоёв (20...40 %) контактирующих деталей зубчато-реечных систем подачи.

8. Использование разработанного метода прогнозирования ресурса движителей БСП зубчато-реечного типа позволило обосновать рациональные, с точки зрения обеспечения максимально возможного ресурса, сочетания основных конструктивных параметров движителей, что позволяет повысить их ресурс в среднем на 12 - 15 %. Достоверность аналитических исследований, выводов и решений подтверждена хорошей сходимостью расчетных показателей ресурса с результатами эксплуатации (расхождение не превышает 14%).

9. Увеличение эффективности встроенных систем торможения может быть обеспечено за счёт современных методов расчёта, учитывающих кинетическую энергию элементов машины, а также применения грузоупор-ных тормозов, обладающих повышенной энергоёмкостью, в исполнительных элементах которых использованы современные фрикционные материалы.

10. Для оценки эффективности ВСТ очистных комбайнов с БСП на стадии проектирования предложен удельный тормозной момент. Его рекомендуемые значения составляют 1...9 Н-м/кг в зависимости от места установки тормоза и массы комбайна Достоверность аналитических исследований, выводов я рекомендаций (расхождение не превышает 14%) подтверждена результатами экспериментальных исследований, проведённых на стендах Малаховского экспериментального завода и в промышленных условиях (шахта «Тентекская»),

Основные положения диссертации опубликованы в следующих основных работах автора:

1. Гончаров, В.В. Движители с цевочной рейкой в бесцепных сиеге-год»?и счистят ::с\;5аг!мсп [Те::ст] ! В.З. Гончаров, Ю.К. С^мСпоь, J1.B. Лукиенко // Горные машины и автоматика. - 1981. - №5. - С. 22-28.

2 Лукиенко, Л.В. Метод исследования тормозных устройств очистных комбайнов с БСП [Текст] / Л.В. Лукиенко // Техника и технология разработки угольных пластов Подмосковного бассейна: сб. науч тр. / ИГД им. A.A. Скочиче*'"™, ПНИУК. Тула - Г 64-67 - ISSN 0135-3489.

3.Смирнов, СЛ. Исследование р<ши!ы движителей БСП очистных комбайнов в тормозном режиме [Текст] / С.Н. Смирнов, Л.В Лукиенко /У Механизация работ на горных предприятиях: сб. науч. тр. / ТулПИ. - Тула, 1987.-С. 42-50.

4. Брилииг, В.Н. К вопросу совершенствования встроенных систем торможения очистных комбайнов с БСП [Текст] / В.Н. Брилииг, Л В. Лукиенко // Комплексная механизация производственных процессов при подземной добыче угля. Научные сообщения /' НГД им А А Скочинского. - М, 1987. - С. 331-137. - ISSN 0540-939Х.

5. Смирнов, С.Н. К вопросу расчёта параметров торможения очистного комбайна с БСП [Текст] / С.Н. Смирнов, Л.В. Лукиенко // Механизация горных работ: сб. науч. тр. / ТулПИ. - Тула, 1988. - С. 46-53.

6. Геллер, Б.М. Результаты экспериментальных исследований встроенной системы торможения [Текст] Б.М.Геллер, Л.В. Лукиенко, С.Н. Смирнов, В.Н. Чирков // Технология, механизация и автоматизация очистных работ: Научные сообщения. / ИГД им. А. А. Скочинского. - М., 1988. -С. 67-75. - ISSN 0540-939Х

7. Лукиенко, Л.В. Формирование процесса торможения очистного

комбайна с БСП [Текст] / JI.B. Лукиенко // Тезисы докладов IV Всесоюзной научно-технической конференции молодых учёных и специалистов угольной промышленности СССР «Вычислительный эксперимент и его применение в исследованиях при разработке высоко производите иьных и экологически чистых технологий добычи угля», МУП СССР, АН СССР, ИГД им.

A.A. Скочинского. - М., 1989. - С. 58.

8. Лукиенко, Л.В. Обоснование выбора типа автономной системы торможения для очистного комбайна с зубчато-реечным механизмом подачи [Текст] / Л.В. Лукиенко, A.M. Горлатов ; Информ. сб. ЦНИЭИуголь « Н я у ч нп-'тс н и ч ег к и е постижения и передовой опит в угольной промыш-

\Л ТС Л1 ОП Vn/1

9. Лукиенко, Л.В. Исследование встроенной системы торможения очистного комбайна КШ1КГУ [Текст] / Л В. Лукиенко, В.Е. Бурдин ; Информ. сб. ЦНИЭИуголь «Научно-технические достижения и передовой опыт в угольной промышленности». М., 26.01.90, №4.

10. Лукиенко, Л.В. Анализ влияния механизма подачи на процесс торможения очистного комбайна с БСП [Текст] / Л.В. Лукиенко // Механизация горных работ на угольных шахтах: сб. науч. тр. / ГулПИ. - Тула,

1 (litil f 1 Л Л Я

1 - v. "t~T—г /

11. Суслин, Ю.И. Совершенствование структуры и методов исследования угледобывающей техники [Текст] / Ю.И. Суслин, Л.В. Лукиенко,

B.В Саломатин // Совершенствование техники и технологии ведения работ на угольных шахтах Подмосковного бассейна. МУП СССР, ИГД им. A.A. Cvo'-'HFCKoro ПНИУИ - Тута. 1990 Г 14 17

12. Лукиенко, Л.В. Анализ современных систем торможения очистных комбайнов с бесцепной системой подачи [Текст] / Л.В. Лукиенко, Б.М. Геллер // Технология, механизация и автоматизация очистных работ. Научные сообщения ИГД им. A.A. Скочинского. - М., 1990. - С. 54-58.

13. Луккекко, Л.В. Метод расчёта встроенных систем торможения очистных комбайнов с бесцепной системой подачи [Текст] / Л.В. Лукиенко // Механизация и автоматизация процессов добычи угля на шахтах Подмосковного басссйня' сб няуч тр /ПНИУИ Тула. 1991 —С 28- 33.

14. Серов, Л.А. О повышении эффективности работы встроенных систем торможения очистных комбайнов с электроприводом механизма подачи [Текст] / Л.А. Серов, Л.В. Лукиенко /' Совершенствование техники и технологии ведения горных работ: сб. науч. тр. /ПНИУИ. - Тула. - 1992. -С. 46-51

15. Лукиенко, Л.В. Анализ результатов экспериментальных исследований встроенной системы торможения комбайна 1КШЭ [Текст] / Л.В. Лукиенко, В.И. Натаров, H.A. Астахов // Комплексная механизация горных работ на шахтах: сб. науч. тр /ТулПИ. - Тула. - 1992. - С. 58-63. - ISBN 5-

16. Лукиенко, Л.В. Перспективы совершенствования тяговых органов бесцепных систем подачи [Текст] // Л.В. Лукиенко, Л.М. Гельфанд, Т.Н. Андропова // Уголь. - 1992. - №5. - С. 32-36.

17. Лукиенко, Л.В. Результаты предварительных испытаний экспериментального образца зубчатой рейки БСП [Текст] /' Л.В. Лукиенко, Ю.И. Патока // Техника и технология подземной добычи угля: Сб. науч. тр. / ПНИУИ. Новомосковск. - 1993. - С. 23-30.

18. Потудин, О.В. К исследованиям напряжённых состояний цевочных реек БСП по уточнённой расчётной схеме [Текст] /О.В. Потудин, В.Г. Лукиенко, Л.В. Лукиенко // Механизация и автоматизация горных работ на шахтах /ЛГугтГТУ Тупя, 1003 - С ¿0-45. - ISBN5-230-25966-3

19. Лукиенко, Л.В Анализ результатов приёмочных испытаний экспериментального образца комплекса КГС [Текст] / Л.В. Лукиенко, В.В. Никитин, А.Т. Князев // Механизация и комплексная автоматизация горных работ на шахтах: сб. науч. тр /ТулГУ. Тула, 1994. - С. 61-66. - ISBN 5-23025988-4.

20. Потапов, В.Д. Повышение технического уровня очистных комбайнов ПНИУИ [Текст]' В.Д. Потапов, Л.А. Серов, Л.В. Лукиенко // Уголь.

- 1 Ч'-Jf,. . Wo 5п -Г Ю_15

21. Бреннер, В.А. Анализ нагрузок в механизме подачи очистного комбайна с БСП при стопорении исполнительного органа [Текст] / В.А. Бреннер, Л.В. Лукиенко, Л.А. Серов // Сб. науч. тр. / ТулГУ. 1996. - С. 41 -47.

22 Лукиенко. Л.В. С™ндовь,А иссчелогагта ?-5оты очистных комбайнов с БСП в режиме торможения [Текст] /Л.В. Лукиенко, В.И. Катаров //Сб. науч. тр. ТулГУ, 1996. - С. 84-90.

23. Лукиенко, Л.В. Выявление надёжности трансмиссий (редукторов) на стендах при заводских испытаниях [Текст] / Л.В. Лукиенко, Т.Л. Серова Ч Повышение долговечности оборудования и восстановление деталей машин: опыт, проблемы, перспективы. Тезисы II региональной научно-практической конференции. - НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева - Новомосковск. 1997. С 43-44

24. Лукиенко, Л.В. Сравнительная оценка эффективности различных методов нагружения при испытании трансмиссий (редукторов) [Текст] / Л.В. Лукиенко, Т.Л. Серова // Повышение долговечности оборудования и восстановление деталей машин: опыт, проблемы, перспективы. Тезисы II региональной научно- практической конференции. - НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева - Новомосковск, 1997. С. 71-72.

25. Лукиенко, Л.В, Исследование надёжности и долговечности реечных ставов ЗБСП и 2УКПК [Текст] / Л.В. Лукиенко // Повышение долговечности оборудования и восстановление деталей машин: опыт, проблемы,

перспективы. Тезисы II региональной научно- практической конференции.

- НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева - Новомосковск, 1997. С. 73.

26. Бреннер, В.А, Аналитические исследования по определению влияния конструктивных параметров цевочных реек на их прочность [Текст] ' В.А. Бреннер, JI.B. Лукиенко, Т.В. Ковалёва !< Подземная разработка тонких и средней мощности угольных пластов: Сб. науч. тр. / ТулГУ, 1998.-С. 48-53.

27. Лукиенко, JI.B. К вопросу оценки влияния жёсткости тягового органа БСП на характеристики привода очистного комбайна [Текст] / JI.B.

Пук-иень-о '' Инженерная механика, материаловедение и надёжность ебору-

^пплтгнн «¿Г ------- - о..----\Г-1 filz riVTl/---- TT Ii * Я--------

MUUUlirUI. ITLV/TUl) VVS, nttj-Ч. IJDIII V^tV -HS 1 . 1 1Г1 I Л1 J ПМ, Д.Г1, шсдцслсснл.

- Новомосковск, 1998. - С. 43-47. ISBN 5-72 - 37 - Ol 19 - 3.

28. Лукиенко. Л.В. Разработка методов расчёта износа и прогнозируемого ресурса опорно-направляющего механизма очистного комбайна с бесцепной системой подачи [Текст] / Л.В. Лукиенко, С.А. Потёмкин // Инженерная механика, материаловедение и надёжность оборудования. Меж-вуз. сб науч тр. Вып №2. НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева. 1998 г. - С. 9296. - ISBN 5-7237-0132-0

2>. Ct-puD, Л.А. G^rnJbrinit riaiipdBJicrüvi vuöcpuiciiCiDOdariuji ucCUcft-ных систем подачи [Текст] / Л.А. Серов, Л.В. Лукиенко, Т.Л. Серова // Технология и механизация горных работ. АГН. ТулГУ, М., 1998, С. 103-108. -ISBN 5-7892-0016-8

30. Лукиенко, Л.В. О расчёте высоконагруженных трансмиссий очистных коМ'З^йноь ГТ^ксу! ' Л.В. Лукиенко. Т Л С^лпр.я '' Tiinf.^-ivpiibi^ механика, материаловедение и надёжность оборудования. Межвуз. сб. науч. тр. Вып №3*. НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2000 г. - С. 56-59. - ISBN 5-7237-0206-Х

31. Лукиенко, Л.В. Перспективы склерометрических исследований в области горного машиностроения [Текст] / Л.В. Лукиенко, Т.В. Ковалёва, Д Г. Ишунькин // Сб. науч. тр. по материалам всероссийской конференции «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем». -Тула. 2ü01 - С 5 ! 72

32. Лукиенко, Л.В. Имитационная модель процесса изнашивания двухэлементного движителя зубчато-реечного типа БСП очистного комбайна [Текст] / Л.В. Лукиенко, Т.В. Ковалёва, Д.Г. Ишунькин // «Проблемы создания экологически рациональных и энергосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработка отходов горного производства» 2-я Международная конференция по проблемам рационального природопользования: Тез. докл. - Тула, 2002. С. 440-441. - ISBN 5-8125-01963230-25928-0

33. Сафонов, Б.П. Опррпеттен^ ррг.ургя тяжело нагруженных зубча-

то-реечных передач на стадии щ atfIMpMVMRßjfgftljL/ Б.П. Сафонов, Л.В.

БИБЛИОТЕКА 5 С-ПетеИт J О» т мг )

Лукиенко, И. А. Новиков // Вестник машиностроения, №7,2002, С. 14-18. -ISSN 0042-4633

34. Бреннер, В.А. Метод оценки ресурса зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов на стадии проектирования. [Текст] /' В.А. Бреннер, JI.B. Лукиенко, Д.Г. Ишунькин // Горные машины и автоматика. М., №11,2002. С. 59-62.

35. Сафонов, Б.П. Методика построения кинетических диаграмм при испытаниях материалов триботехнического назначения [Текст] / Б.П. Сафонов, Л.В. Лукиенко, Д.Г. Ишунькин // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2002. - №9. - С. 59-62. - ISSN 1028-6861

? А ПГ.-------TT D П-----------...... ^ ~—--~

JU. VljnilvnAU} И]ЛЛ nUJHpVQanri^ pw.j'pva uiiupnv

направляющего механизма очисгного комбайна с зубчато - реечной системой подачи [Текст] / Л.В. Лукиенко // «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» 1 -я Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Материалы конференции. ТулГУ. Тула, 2003. Том 1.С. 176-179.-ISBN 5-8125-0374-5

37. Лукиенко, Л.В. Анализ влияния комплекса механических харак-

~т"х ________:__________________ÍT..__I ( п Г) и________ - А ТУ г.

iv^/nvirlh vtiuivn rid pCv/^jjw i üpiiiMA МашгШ i vaw t j / Ji.u, JtvnCtiftw, rv.u. uC"

гова // «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики» 1-я Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Материалы конференции. ТулГУ, Тула, 2003. Том 1. С. 192-193. - ISBN 58175.0174-5

38. Сафонов, Б.П, О применении гриботехнических составов для повышения ресурса тяжело нагруженных деталей машин [Текст] / Б.П. Сафонов, Л.В. Лукиенко, С.Г. Трешёв // Вестник машиностроения, №6, 2003, С. 39-43. - ISSN 0042-4633.

39. Лукиенко, Л.В. Выбор меюда исследования абразивной составляющей изнашивания зубчато - реечных систем перемещения очистных комбайнов [Текст] / Л.В. Лукиенко, С.Ю. Волков И «Социально-

lvrtlirtiiiiiranT/na тж ■чт^л^/чгппалп'ил ттнаЙплч! т гличлт! ттил» #г мттгтлттгтал»ч yn'wliVinii 1 VVlV/iV CI JUU<i\/i íi*]vwxUiW ii^V/UJiWiVIOt i V/pIlUti i U.

строительства и энергетики» 1-я Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. Материалы конференции. ТулГУ, Тула, 2003. Том 1. С. 175-176. - ISBN 5-8125-0374-5

40. Лукиенко, Л.В. Экспериментальные исследования триботехни-ческих составов для очистных комбайнов [Текст] / Л.В. Лукиенко // Горные машины и автоматика, №7, 2003. - С. 36 - 40.

41. Бреннер, В.А. Повышение ресурса бесцепных систем подачи угледобывающих комбайнов [Текст] / В.А. Бреннер, Л.В. Лукиенко // Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева. - Новомосковск,

„ » > ».V Г * V г *> -

2004. - 204 с. - Библиогр.: с. 196-200. - 100 экз. - ISBN 5-7237-0610-1

42. Лукиенко J1.B. К оценке износа обратных захватов опорно - направляющего механизма бесцепной системы подачи очистного комбайна. [Текст] / Л.В. Лукиенко, Н.П. Сигаев // Труды НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева. Серия: Инженерная механика, материаловедение и надёжность оборудования / РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковский институт. Новомосковск, 2004. С. 67-71. ISBN 5-7237-0620-9

43. А. с. 1666702 СССР, Е 21 с 29/00. Тормозное устройство выемочного комбайна [Текст] / Л.В. Лукиенко, С.Н. Смирнов, Л.Г.Зысманов и лр. (СССР) - Опубл. Б.И №28, 199].

, /> . 1££££1И f ■/'/" Г1 Г' 1 /-"П1П1 1 •--------------X__________

-г-г. п. V. IUUWU7A WV.I , L ¿l^f/ш. 1 ирмшшс JVt^UlU'lilU DbiCMUI'

ного комбайна [Текст] / Зысманов Л.Г., Лукиенко Л.В., Смирнов С.Н. и др. (СССР) - Опубл. в Б.И. №28,1991.

45. А. с. 1666693 СССР, Е 21С27/02. Тормозное устройство выемочного комбайна [Текст] / Зысманов Л.Г., Лукиенко Л.В., Смирнов С.Н. и др. (СССР) - Опубл. в Б.И. №28, 1991.

46. А. с. СССР № 1694890. Е 21 С 29/00. Механизм подачи горной машины [Текст] /' В.А. Бреннер, Д.А. Ветчинкин, Л.В. Лукиенко и др.

ПТЧЧ / t r-л. У- Т TT »» Л л 1 « л<

^V/CV/f j и vJityüji. S v.ri. ~ JV.l I.Vl.

47. Пат. 1789018 Российская Федерация, E 21 С 29/00, 29/20. Механизм подачи горной машины [Текст] / В.Г. Лукиенко, Л.В. Лукиенко, С.И. Носенко и др. //Опубл. в Б.И. - №2. 15.01.1993

48. Пат. РФ 2134781 Российская Федерация, Cl. Е21 С 29/02. Зуб-4d!i; - :!•_>_>:г-"Лсу.л'.-i[Текст] ' Птггпенкс R А Го1-.б В П Б-СТТНРГ В.А., Лукиенко Л.В. и др. /У Опубл. в Б.И. -№23. 20.08.99

49. Пат. 2193004 Российская Федерация, С2, 7 В 66 В 9/02. Система перемещения подъёмной установки [Текст] / Лукиенко Л.В., Сафонов Б.П., Воробьев Ф.П. И Опубл. в Б.И. - №32 20.11.02

50. Пат. 32222 Российская Федерация, Ul, Е 21 С 29/02 Зубчато-реечная передача. [Текст] /Л.В. Лукиенко, Б.П. Сафонов, Ф.П. Воробьёв и лр. Опубл. в Б.И. -№25. 10.09.2003.

51 Пят. 32601 Российская Федерации. ¡Л. " G Ol N 3/56 Марина трения для испытания на износ в условиях трения скольжения [Текст] // Лукиенко Л.В., Сафонов Б.П., Александров С.А. / Опубл. в Б.И. -№26. 20.09.2003.

Заказ №176/171 Объём 2,03 пл._Тираж 100 экз.

Издательский центр Новомосковского института РХТУ им.Д.И. Менделеева

PI 3 5 3 î

РНБ Русский фонд

2006-4 9683

Введение

1. Состояние проблемы, цель и задачи исследования

1.1. Анализ условий, опыта эксплуатации и конструктивных особен- 13 ностей бесцепных систем подачи зубчато-реечного типа

1.1.1. Общее устройство бесцепных систем подачи и краткий обзор 13 опыта эксплуатации

1.1.2. Системы торможения очистных комбайнов

1.2. Обзор результатов исследований систем торможения очистных 37 комбайнов

1.3. Анализ методов расчета геометрических параметров и 40 прогнозирования ресурса движителей бесцепных систем подачи

1.4. Цель и задачи исследований

2. Разработка метода аналитических исследований стационарных и 53 тормозных режимов работы зубчато - реечных систем перемещения

2.1. Определение рациональных параметров пары «зубчатое колесо — 53 зубчатая рейка»

2.2. Метод расчета на износ пары «зубчатое колесо — зубчатая рейка»

2.3. Расчет параметров пары «зубчатое колесо — цевочная рейка»

2.4. Метод расчета на износ пары «зубчатое колесо — цевочная рейка»

2.5. Моделирование процесса изнашивания трехэлементного движите- 87 ля бесцепной системы подачи

2.5.1. Расчет параметров движителя «шестерня - зубчатое колесо - 87 зубчатая рейка»

2.5.2. Расчет параметров движителя «шестерня — зубчатое колесо — це- 94 вочная рейка»

2.5.3. Метод расчета на износ пары «шестерня — зубчатое колесо»

2.5.4. Метод расчета на износ трехэлементного движителя БСП типа 110 «шестерня — зубчатое колесо — рейка»

Выводы

3. Аналитические исследования процесса изнашивания движителей 117 БСГТ очистных комбайнов

3.1. Модельные экспериментальные исследования движителей БСП

3.1.1. Определение интенсивности механического изнашивания мате- 117 риалов

3.1.2. Определение коэффициентов абразивного ускорения износа 123 материалов склерометрическим методом

3.1.3. Результаты экспериментов по определению интенсивностей из- 129 нашивания материалов элементов движителей БСП

3.2. Определение влияния геометрических параметров БСП на ресурс 133 движителя

3.3. Исследование закономерностей изменения кинематических и си- 150 ловых параметров БСП за время эксплуатации

3.4. Оценка влияния материала, из которого изготовлены элементы 157 ^ системы подачи, на их износостойкость

3.5. Определение рациональных конструктивных параметров зубчато- 161 реечных систем подачи очистных комбайнов

3.5.1. Разработка рекомендаций по повышению ресурса движителей 172 БСП

3.6. Прогнозирование ресурса опорно-иаправляющего механизма очи- 175 стного комбайна с зубчато-реечной системой подачи

Выводы у 4. Повышение ресурса привода зубчато — реечных систем перемещения за счёт применения триботехнических составов

4.1. Методы повышения ресурса механизмов подачи очистных ком- 185 байнов

4.2. Сравнительные модельные экспериментальные исследования 194 эффективности различных способов упрочнения поверхностных слоев металла

Выводы

5. Аналитические исследования процесса торможения очистных ком- 208 байнов с БСП

5.1. Обобщённая математическая модель торможения очистного ком- 208 байна с БСП

5.2. Потери в движителе БСП, работающем в тормозном режиме

5.3. Анализ влияния элементов механизма подачи выемочной машины 216 с электроприводом подающей части на процесс торможения

5.4 Методика расчета встроенной системы торможения очистных ком- 222 байнов с БСП

5.5. Анализ тепловой нагруженности встроенных систем торможения

5.6. Обоснование выбора типа автономной системы торможения 229 Выводы

6. Экспериментальные исследования по повышению ресурса бесцеп- 234 ных систем подачи

6.1. Определение ресурса тяговых органов бесцепных систем подачи 234 в шахтных условиях

6.2. Экспериментальные исследования систем торможения очистных 243 комбайнов

6.2.1.Стендовые исследования 243 6.2.1.1. Планирование экспериментальных исследований

6.2.2. Результаты испытаний

6.2.2.1. Анализ результатов испытания системы торможения комбайна 250 КШ1КГУ с механизмом подачи Г

6.2.2.2 Результаты испытания встроенной системы торможения ком- 261 байна 1КШЭ

6.3. Результаты вычислительного эксперимента по изучению встроен- 272 ной системы торможения

6.4. Результаты шахтных исследований встроенной системы торможе- 274 ния очистного комбайна 1КШЭ

6.5. Проверка адекватности результатов эксперимента теоретическим исследованиям

6.6. Практические предложения

Выводы

Актуальность работы. Устойчивая тенденция значительного увеличения нагруженности комплексно — механизированных очистных забоев привела к росту скорости подачи комбайна в 1,6.2 раза и требуемого усилия подачи до 450 -f- 500 кН на один движитель на современных машинах, что вызывает повышение удельной нагрузки в зубчато-реечных передачах в 1,9.2 раза. Это приводит к резкому ужесточению требований к качеству проектирования зубчато-реечных систем перемещения очистных комбайнов.

Известные методы конструирования позволяют определить основные компоновочные размеры, оценить силовые и кинематические параметры элементов привода и движителей бесцепной системы подачи (БСП) зубчато-реечного типа в проектном состоянии. При этом не учитывается их изменение в процессе неизбежного изнашивания, которое приводит к значительному отклонению от исходных силовых и кинематических характеристик привода, что может оказаться не только причиной преждевременного отказа системы, но и привести к возникновению аварийной ситуации. Результаты изучения изнашивания привода БСП очистных комбайнов носят фрагментарный характер, не вскрывают закономерностей процесса изнашивания и не могут служить базой для установления стационарных и тормозных режимов работы БСП. Создание обоснованного теоретического метода оценки изнашивания БСП, подтверждённого результатами опыта эксплуатации позволило бы разработать корректную методику прогнозирования ресурса движителей БСП на стадии проектирования.

Недостаточная изученность процессов торможения и растормаживания, отсутствие научно-обоснованных методик расчёта систем торможения при значительном увеличении скорости и усилия перемещения очистных комбайнов требует проведения широких комплексных исследований для разработки систем торможения повышенной энергоёмкости с автоматическим срабатыванием. Ограниченность габаритов проектируемых очистных комбайнов и достигнутый предел прочностных характеристик используемых материалов выдвигают на первый план поиск нетрадиционных решений, позволяющих повысить прочность элементов систем привода без увеличения их габаритов.

В связи с этим в диссертационной работе решается актуальная научная проблема повышения ресурса привода зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов.

Работа выполнялась в соответствии с тематическими планами НИР ОАО «ПНИУИ» (шифры тем 0492651000, 0491133000, 0492112000, 0492449000, 0493822000, 0491017000), ФГУП ННЦ ИГД им. А.А. Скочинского (шифр темы 0196002000, номер госрегистрации 01860085800), а также ФЦП «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 — 2006 годы» (ПС №Б0118/663).

Цель работы. Повышение ресурса привода зубчато — реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов на основе комплексного учёта факторов, формирующих стационарные и тормозные режимы работы и влияющих на процесс изнашивания контактирующих элементов привода.

Идея работы заключается в том, что повышение ресурса зубчато — реечных систем перемещения очистных комбайнов достигается за счёт установления влияния конструктивных и технологических факторов на закономерности изнашивания, посредством применения современных методов трибологии, а также научно обоснованного выбора параметров систем торможения с учётом взаимосвязей между внутренними и внешними движущими силами и силами сопротивления.

Метод исследований — комплексный, включающий обобщённый анализ опыта конструирования и эксплуатации зубчато-реечных систем перемещения, результатов работ по расчёту и прогнозированию ресурса элементов систем перемещения; теоретические исследования, основанные на современных методах теории изнашивания, теории плоских зацеплений; экспериментальные исследования по определению ресурса систем перемещения; применение при обработке и анализе результатов теоретических расчётов и экспериментальных данных ПЭВМ.

Научные положения, выносимые на защиту и их новизна.

1. Разработана математическая модель процесса изнашивания привода системы перемещения, учитывающая трибологические характеристики материалов контактирующих деталей, особенности условий эксплуатации, параметры опорно - направляющего механизма и тип тягового органа, что позволяет исследовать закономерности формоизменения контактирующих деталей.

2. Установлены закономерности изменения силовых и кинематических параметров системы перемещения за время её эксплуатации, обеспечивающие выбор рациональных размеров контактирующих элементов.

3. Обоснованы критерии предельного состояния тяговых органов с точки зрения обеспечения необходимых кинематических и силовых характеристик комбайна.

4. Выявлено, что достижение требуемых тягово - скоростных характеристик приведёт к напряжениям, превышающим допустимые в зоне контакта взаимодействующих элементов системы подачи. Получены закономерности процесса изнашивания элементов движителей, обработанных триботехниче-скими составами, которые снижают шероховатость поверхности и увеличивают твёрдость поверхностных слоёв контактирующих - деталей, значительно повышая их ресурс.

5. Показано, что увеличение эффективности встроенных систем торможения может быть обеспечено за счёт современных методов расчёта, отличающихся учётом энергетических характеристик очистного комбайна, сил сопротивления движителя БСП и опорно - направляющего механизма, а также встроенных тормозных устройств с автоматическим управлением.

6. Установлены зависимости внутренних сил сопротивления перемещению, а также движущих сил от параметров комбайна, позволяющие оценивать характер процесса рассеивания и гашения энергии в элементах трансмиссии при торможении.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: корректностью постановки задач, адекватностью математических моделей, использующих положения современной теории изнашивания, реальным процессам и современным научным воззрениям; представительным объёмом стендовых, шахтных и модельных экспериментов с применением современных методов и средств измерений; корректным применением методов теории вероятности и математической статистики при обработке результатов эксперимента, удовлетворительной сходимостью результатов аналитических и экспериментальных исследований (максимальные расхождения не превышают 14%); положительным опытом использования результатов диссертационной работы при производстве и совершенствовании современных бесцепных систем подачи; положительными решениями государственной патентной экспертизы по заявленным техническим решениям.

Научное значение работы заключается в разработке метода прогнозирования ресурса зубчато-реечных систем подачи высокопроизводительных очистных комбайнов с учетом формоизменения профилей контактирующих элементов в процессе эксплуатации и обосновании их рациональных, с точки зрения обеспечения высокой износостойкости и долговечности, конструктивных параметров, установлении основных закономерностей, разработке математической модели и зависимостей процесса торможения очистных комбайнов на наклонных пластах.

Практическое значение работы:

Установлены значения коэффициентов для определения интенсивностей изнашивания материалов колеса и рейки и расчётные зависимости, позволяющие оценить ресурс движителя БСП зубчато-реечного типа на стадии проектирования и выбрать его рациональные параметры;

Разработан и реализован на ПЭВМ пакет прикладных программ в среде Mathcad 2001 по прогнозированию ресурса движителей зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов;

Предложены конструкции реечных ставов зубчато-реечных систем подачи, обладающих повышенной технологичностью изготовления и пара метрами ресурса, новизна которых подтверждена патентами РФ;

Разработана методика расчёта параметров встроенной системы торможения, реализованная на ПЭВМ и новые технические решения тормозных устройств, с автоматическим управлением, защищенные авторскими свидетельствами;

Разработана конструкция экспериментальной установки для проведения ускоренных модельных исследований ресурса опорно — направляющего механизма, новизна которой подтверждена патентом РФ;

Предложена конструкция движителя БСП с разделяющимися потоками мощностей, применение которой позволит снизить контактные нагрузки в паре «колесо - рейка» в два раза, защищенная патентом РФ;

Созданы базовые технические решения, позволяющие контролировать изнашивание элементов передачи, новизна которых подтверждена патентом РФ, расширяющие область применения БСП зубчато — реечного типа.

Реализация результатов работы. Научные положения, выводы и рекомендации вошли в разработанные с участием автора отраслевые документы РД 12.16.239-91 «Бесцепные системы подачи. Расчёт геометрических параметров движителей. Методика» и РД 12.16.240-91 «Бесцепные системы подачи. Расчёт пространственных конструкций реечных секций на прочность. Методика», реализованы ОАО «ПНИУИ» и АО «Краснолучский маш-завод» (Украина) при создании новых и модернизации серийных реечных ставов 2УКПМ, 7БСП, 8БСП, РКГП. «Методика прогнозирования ресурса движителей БСП с зубчатым реечным ставом» использована ОАО «ПНИУИ».

Методика расчёта встроенных систем торможения (ВСТ) очистных комбайнов с бесцепными системами подачи» и рекомендации по повышению ресурса БСП использованы Горловским машиностроительным заводом (Украина) для прочностных расчётов элементов механизма подачи и совершенствования ВСТ очистных комбайнов.

Конструктивные предложения по повышению ресурса реечного става 2УКПК за счёт усиления концов реечных звеньев внедрены АО «Кузбасс-уголь» на ОАО «Шахта им. 7 Ноября».

Методика проектирования зубчато — реечных движителей для буровых станков» принята к внедрению ОАО Скуратовский экспериментальный завод и будет использована при разработке конструкторской документации движителей зубчато- реечной системы перемещения податчиков буровых станков.

Результаты, полученные при проведении ускоренных стендовых модельных исследований триботехнических составов, использованы ЗАО «Химэкс». Результаты работы использованы в учебном процессе при дипломном и курсовом проектировании в НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева, а также при чтении курса «Проектирование и конструирование горных машин и комплексов» в Тульском государственном университете.

Апробация работы. Результаты исследований и основные материалы работы докладывались на научно-технических советах ОАО «ПНИУИ» (г. Новомосковск, 1990-1996, 2003 г.), региональных научно-практических конференциях «Повышение долговечности оборудования и восстановление деталей машин: опыт, проблемы, перспективы» (НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, 1997, 1999 г.), международной научно-технической конференции «Энергосбережение, экология и безопасность» (г. Тула, ТулГУ, 1999 г.), Неделе Горняка в МГГУ (г. Москва 2002, 2003 г.), Всероссийской конференции «Геоинформационные технологии в решении региональных проблем» (г. Тула, ТулГУ, 2001 г.), второй Международной конференции по проблемам рационального природопользования «Проблемы создания экологически рациональных и энергосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработка отходов горного производства» (г. Тула, ТулГУ, 2002 г.), техническом совещании в институте УкрНИИмет (г. Харьков, 1991 г.), техническом совещании в АООТ «Каменский машзавод» (г. Каменск -Шахтинский, 1996 г.), технических совещаниях в АО СММ (г. Брянск, 1995 г.), технических советах АО «Краснолучский машзавод» (г. Красный Луч, 1990-1993 г.), научных семинарах НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева (г. Новомосковск, 1997-1999, 2004, 2005 г.), научных семинарах лаборатории автоматизированных комплексов и агрегатов ФГУП ННЦ ГП - ИГД им. А.А. Ско-чинского (г. Люберцы, 1989 г.).

Публикации. По материалам работы опубликованы 1 монография, 41 статья, получено 5 патентов РФ и 4 авторских свидетельства на изобретения

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения, изложенных на 312 страницах машинописного текста, содержит 92 рисунка, 23 таблицы и список литературы из 191 наименования.

Основные выводы, научные и практические результаты работы сводятся к следующему:

1. Поставлена и решена задача оценки процесса изнашивания и прогнозирования ресурса зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов, учитывающая изнашивание опорно — направляющего механизма, что позволяет определить на стадии проектирования изменение кинематических и силовых параметров передачи за время её эксплуатации. На основе полученных закономерностей, учитывающих влияние материала, из которого изготовлены элементы системы подачи на износостойкость движителя, разработаны рекомендации, позволяющие снизить её изнашивание. Снижение контактной нагруженности элементов движителей зубчато-реечной системы подачи может быть достигнуто за счёт применения передач с разделяющимися потоками мощностей.

2. Разработан пакет прикладного программного обеспечения в среде Mathcad 2001 по прогнозированию ресурса зубчато-реечных систем подачи, позволяющий проводить многовариантные вычислительные эксперименты на ПЭВМ, направленные на поиск рациональных кинематических и силовых параметров движителя БСП. Использование пакета программ позволяет сократить затраты на проектирование и доводку конструкций зубчато-реечных систем подачи, а также проводить сравнительный анализ альтернативных вариантов.

3. В результате ускоренных модельных экспериментальных исследований выявлен характер влияния на величину интенсивности изнашивания материалов их механических и физических свойств, удельной нагрузки на контакте. Установлены значения силовых коэффициентов и коэффициента абразивного ускорения износа для материалов элементов движителей БСП. Из условия равностойкости взаимодействующих пар определена наиболее рациональная комбинация материалов для изготовления контактирующих элементов движителя БСП зубчато-реечного типа: шестерня - сталь 20Х2Н4А (цементация 920°С, воздух; закалка 880°С, масло; отпуск 200°С, воздух; HRC, 62-66); зубчатое колесо - сталь 20Х2Н4А (цементация 920°С, воздух; нормализация 900°С; HRC, 57-60); рейка - ЗОХГСА (закалка ТВЧ; HRC, 58-62).

4. Обоснованы критерии предельного состояния тяговых органов движителей бесцепных систем подачи. Для двухэлементных движителей БСП зубчато-реечного типа рекомендовано применять величину коэффициента неравномерности усилия подачи, не допуская ее двукратного превышения относительно проектных показателей, при этом необходимо контролировать величину износа контактирующих профилей. Для трехэлементных движителей рекомендуется использовать величину максимального суммарного линейного износа профилей, при этом контролируется значение коэффициента неравномерности скорости подачи.

5. Обосновано конструктивное решение для движителей высокопроизводительных очистных комбайнов, основанное на сочетании конструктивных особенностей реечных ставов 2УКПК и РКД, заключающееся в увеличении шага зацепления до 138 мм и замене исполнительного элемента, выполненного в виде цилиндрической цевки, зубчатым элементом трапецеидального профиля с углом наклона боковой стороны к вертикали в 9°.

6. При проектировании предложено применять коэффициент формы зуба, для определения которого получена зависимость, как одну из качественных характеристик зацепления с радиусным профилем. Для движителей комбайнов массой свыше 30 т значения коэффициента формы зуба находятся в пределах 0,059 - 0,068, а для более легких машин - в диапазоне 0,09 - 0,1.

7. Установлено, что добиться значительного увеличения ресурса привода зубчато-реечных систем перемещения, используя традиционные конструкторские методы, весьма затруднительно. Поэтому предложено использовать триботехнические составы, которые снижают шероховатость (на 20.30 %) при повышении прочности поверхностных слоёв (20.40 %) контактирующих деталей зубчато-реечных систем подачи.

8. Использование разработанного метода прогнозирования ресурса движителей БСП зубчато-реечного типа позволило обосновать рациональные, с точки зрения обеспечения максимально возможного ресурса, сочетания основных конструктивных параметров движителей, что позволяет повысить их ресурс в среднем на 12 — 15 %. Достоверность аналитических исследований, выводов и решений подтверждена хорошей сходимостью расчетных показателей ресурса с результатами эксплуатации (расхождение не превышает 14%).

9. Увеличение эффективности встроенных систем торможения может быть обеспечено за счёт современных методов расчёта, учитывающих кинетическую энергию элементов машины, а также применения грузоупорных тормозов, обладающих повышенной энергоёмкостью, в исполнительных элементах которых использованы современные фрикционные материалы.

10. Для оценки эффективности ВСТ очистных комбайнов с БСП на стадии проектирования предложен удельный тормозной момент. Его рекомендуемые значения составляют 1.9 Н-м/кг в зависимости от места установки тормоза и массы комбайна. Достоверность аналитических исследований, выводов и рекомендаций (расхождение не превышает 14%) подтверждена результатами экспериментальных исследований, проведённых на стендах Малаховского экспериментального завода и в промышленных условиях (шахта «Тентекская»).

295

Заключение

Представленная диссертация является научной квалификационной работой, в которой на основании, выполненных автором, теоретических обобщений, а также комплекса стендовых, шахтных и модельных экспериментальных исследований содержится новое решение актуальной научной проблемы повышения ресурса привода и обоснование стационарных и тормозных режимов работы зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов, на основе установленных и уточнённых закономерностей функционирования, отличающихся учётом влияния материалов, из которых изготовлены контактирующие детали, на изменение при изнашивании силовых и кинематических характеристик привода зубчато - реечных систем перемещения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие горной промышленности.

1. Кузнецов Г.И., Кораблёв А.А. Бесцепные системы подачи угольных комбайнов: Экспресс-информация / ЦНИЭИуголь.- М., 1982, 42 с.

2. Бесцепные системы подачи очистных комбайнов / Ю.Н. Семёнов, В.Г. Лукиенко, Б.М. Геллер и др. М.: Недра, 1988. - 152 с.

3. Смирнов С.Н. Разработка методов исследования и проектирования зубчато-реечных систем подачи, обеспечивающих повышение эффективности очистных комбайнов. Дисс. д.т.н. ТулПИ, Тула, 1991, 572 с

4. Гончаров В.В. Исследование и разработка метода расчёта движителей БСП очистных комбайнов: Автореферат дисс. . канд. техн. наук. — Тула, 1982.-20 с.

5. Меррит П.К. Разработка лавами в США в 1990 г. Глюкауф №15/16. 1991, с.18-30

6. Меррит П.К. Разработка длинными забоями в США в 1992. Глюкауф, 1994, №9/10, с. 33-46

7. Кундель X. Выемка угля: Пер. с нем. Под. Ред. В.И. Парамонова. -М.: Недра, 1986.-287 с.

8. Солод В.И., Гетопанов В.Н., Рачек В.М. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. М.: Недра, 1982. — 350 с.

9. Лукиенко Л.В., Гельфанд Л.М., Андропова Т.Н. Перспективы совершенствования тяговых органов бесцепных систем подачи // Уголь, 1992, №5

10. Отчет о НИР. Промышленные исследования работы комбайна с БСП. Тема № 85-351-4. ТулПИ, Тула. 1985. - 66 с.

11. И.Потапов В.Д., Серов Л.А., Лукиенко Л.В. Повышение технического уровня очистных комбайнов ПНИУИ// Уголь, 1996, №10

12. Айзенхауэр С. Шнековые комбайны в США. Глюкауф №7, 1992, с.88.92.

13. Леман Г. Бесцепная система подачи Динатрак. Глюкауф, №20, 1981, с. 21-29

14. М.Плюм Д. Механизация очистных работ в каменноугольной промышленности Германии. Глюкауф № 10 12, 1992, с. 71-75

15. Eickhoff- Mitteilungen. Eicotrack Der kettenlose Vorschub - mehr als 600 fach bewahrt. Bochum, 1988

16. Roulinson R. Changes in coal getting equipment // Colliery Guardian -1980.-v.ll-p. 474-479.

17. Schupphaus Herbert. New shearer and supports // Colliery Guardian — 1980.-v.ll-p.470- 474

18. Whitworth K. Improving the cost effectiveness of longwall shearers // Colliery Guardian 1983. - p. 62 - 68

19. Poulter P. Malcolm. Longwall Chainless Haulage Systems Progress in America. "Mining Congress Journal" 1978, 64, № 10, C. 30 - 34.

20. The Electra 550 Shearer at Houghton mine colliery /Griffin A. //Mining eng. (Gr. Brit.) 1989. - 148, № 331 - C. 441 - 446.

21. Ковальски В. Высокопроизводительный шнековый очистной комбайн SL 500 с прогрессивной конструктивной схемой. Глюкауф, 1994, № 5/6, с. 59-60

22. Горобец И.А. Повышение производительности комбайнов с БСП для добычи угля из тонких пологих пластов: Дисс. . канд. техн. наук. — Донецк, 1986. 250 с.

23. Ковалёва Т.В. Совершенствование методов проектирования и обоснование параметров зубчато-реечных систем подачи очистных комбайнов. Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Тула, 1998. — 18 с.

24. Лукиенко В.Г., Ковалёва Т.В. Пути совершенствования бесцепных систем подачи для Подмосковного бассейна // Механизация и комплексная автоматизация работ на шахтах / ТулПИ. 1994. с. 53-56

25. Определение размеров зазоров в направляющем элементе комбайна с бесцепной системой подачи Poltrack. "Zesz. nauk. PSL. Gorn." 1985, №130, с. 177-192.

26. Лукиенко В.Г., Смирнов С.Н., Фирсов В.Е. Результаты промышленных исследований комбайна ЕДВ 600JI // Механизация горных работ на угольных шахтах: Сб. научн. тр. / ТулПИ. - Тула, 1983. -с. 102-107

27. Берендт У. Опыт эксплуатации комбайна EDW 300LN при проходке обоих выемочных штреков одновременно с лавой. Глюкауф 9/10.1991, с. 1322

28. Elkholy А.Н. Tooth load sharing in high contact ratio spur gear // Trans. ASME, J. Mech., Transmiss. and Autom., Des., 1985.- №1. - p. 11- 16.

29. Рейки ЗБСП. Технические условия. ТУ 12.44. 1018-82. 1990-8 с.

30. В.Г. Лукиенко, Н.Г. Жучкова, Т.В. Ковалёва. К вопросу о повышении эффективности БСП очистных комбайнов //Механизация и комплексная автоматизация горных работ на шахтах: Сб. науч. Тр. /ТулГУ. Тула. 1995. -с.58

31. Отчет о НИР. Проведение анализа создания, испытаний и опыта эксплуатации бесцепных систем подачи для очистных комбайнов отечественного и зарубежного производства. № гос. Регистрации 76049477. ИГД им. А.А. Скочинского. М., 1976. 53 с.

32. Рейки 2УКПК. Технические условия. ТУ 12.44.1091-85. 1985- 9 с.

33. Серов Л.А., Лукиенко Л.В., Серова Т.Л. Основные направления совершенствования бесцепных систем подачи // Технология и механизация горных работ. АГН. ТулГУ, М., 1998, с. 103-108

34. Берман В.М., Рылов Г.В. О применении бесцепных механизмов подачи комбайнов. Уголь, 1980, №1, с.42-49

35. Н.Г. Картавый, В.М. Самков. Исследование выемочной машины с бесцепным приводом подачи // Горные машины и автоматика, №8, 1974, стр. 8-10.

36. Зов. Горный журнал, 1984. №9, с. 69 - 73

37. Носенко С.И. Разработка методов расчёта тяговых органов бесцепных систем подачи очистных комбайнов, обеспечивающих повышение прочности и снижение металлоёмкости реечных ставов. Дисс. канд. техн. наук, Тула, 1991.-245с.

38. Тормозные устройства. Справочник /Под общей редакцией Александрова М.П. — М.: Машиностроение, 1985- 312 с.

39. Дьяков В.А. Создание и установление основных параметров тормозного устройства комбайна с бесцепной системой подачи. Автореф. канд. дис. Караганда. - КНИУИ, 1985. - 17 с.

40. А. с. 1411466 СССР, Е 21 С 29/20. Тормозное устройство выемочного комбайна /Зысманов Л.Г., Лукиенко В.Г. и др. Опубл. в б.и. - 1988- №27

41. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов: Учебник для ВУЗов / Г.В. Малеев, В.Г. Гуляев, Н.Г. Бойко и др. М.: Недра, 1988-368 с.

42. Брилинг В.Н., Лукиенко Л.В. К вопросу совершенствования встроенных систем торможения очистных комбайнов с БСП / Комплексная механизация производственных процессов при подземной добыче угля. Науч. тр. / ИГД им. А.А. Скочинского, 1987

43. Федосеев В.Н. Дисково-колодочные тормоза подъёмно-транспортных машин.- М.: НИИинформтяжмаш, 1978 Вып. 6 -78-30. - 56 с.

44. Попова Е.Н. Грузоупорные тормоза электродвигателей // Вестник машиностроения. 1973.-№4.-с. 32-34

45. Федорченко И.М., Ровинский Д.Я., Шведков Е.Л. Исследование материалов для тормозных и передаточных устройств. Киев: Наукова думка, 1976.- 198 с.

46. Германчук Ф.К. Долговечность и эффективность тормозных устройств. -М.: Машиностроение, 1973 176 с.

47. Бардзимашвили Н.Г. Нагруженность пар трения во фрикционной многодисковой муфте // Сообщ. АН ГССР.-1985.-т.120,№3- с.593-596.

48. Михин Н.М. Узлы трения. М.: Наука, 1979. - 250 с.

49. Конструкционные материалы: Справочник / Б.Н. Арзамасов, В.А. Брострем, Н.А. Буше и др.; Под общ. Ред. Б.Н. Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990. - 688 с.

50. А.И. Турпаев. Самотормозящие механизмы.- 2-е изд., перераб и доп.- М.: Машиностроение, 1976.-208 с.

51. Нормативы по безопасности забойных машин и комплексов. Мак1. НИИ54.3ельцерман И.М., Каминский Д.М., Онопко А.Д. Фрикционные муфты и тормоза гусеничных машин — М.: Машиностроение, 1965. — 239 с.

52. Н.Г. Бойко, А.А. Новикова. Движение очистного комбайна с бесцепной системой подачи после внезапного отключения двигателя, ИВУЗ, Горный журнал, №9, 1981, стр. 80-85

53. Дьяков В.А. Влияние быстродействия тормозного устройства на путь перемещения комбайна в аварийном режиме //Прогрессивная технология и механизация разработки угольных пластов Карагандинского бассейна.-КНИУИ.- Караганда, 1982.- с.25-34

54. Методические положения по выбору и расчёту основных параметров тормозных устройств очистных комбайнов с бесцепной системой подачи / В.Н. Брилинг, В.А.Дьяков, Б.М. Геллер, Д.А. Королёв. Карагавща.: КНИ-УИ, 1982.-41 с.

55. Тракторы: Теория / В.В. Гуськов, Н.Н. Велев, Ю.Е. Атаманов и др.; Под общ. ред. В.В. Гуськова. М.: Машиностроение, 1988. - 376 с.

56. Буцык Н.И. Установление параметров и повышение надёжности цевочных приводов БСП выемочных комбайнов: Дисс. . канд. техн. наук. — М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1984. 310 с.

57. Годынский Э.Г. Обоснование и разработка метода оптимального проектирования зубчато-реечных систем подачи, обеспечивающего повышение технического уровня очистных комбайнов: Дисс. . канд. техн. наук. — Тула, 1989.-272 с.

58. П.Г. Сидоров. Синтез многопоточных механических передач угольных комбайнов для повышения их эффективности. Автореферат дисс. д.т.н., ИГД им. А.А. Скочинского. М.: 1988. - 33 с.

59. Полосатов Л.П., Сидоров П.Г. Теория синтеза цевочных зацеплений колёсных движителей угольных комбайнов. ИВУЗ, «Горный журнал», №4, 1989, с.84-88

60. Руководящий материал МВР-72-58.Передачи цевочные. Расчёт допусков и оформление чертежей. — Ленинград, 1967. — 39 с.

61. РТМ 12.44.058-85 Комбайны очистные. Бесцепные системы подачи. Расчёт параметров движителей. Методика. М., 1985. — 43 с.

62. Силовые зубчатые трансмиссии угольных комбайнов. Теория и проектирование / П.Г. Сидоров, С.В. Козлов, В.А. Крюков, Л.П. Полосатов: Под общ. ред. Сидорова. М. Машиностроение, 1995. - 296 с.

63. П.Г.Сидоров, Л.М. Шаев, А.Г.Фролов. Синтез структурно-кинематических схем электромеханических приводов органов передвижевшя высокопроизводительных очистных комбайнов. ИВУЗ, Горный журнал, №2, 1986, стр. 79-85

64. Выбор схем колёсного движителя механизма БСП выемочных комбайнов / Буцык Н.И. ТулГУ. Тула, 1995. - 8 с. Деп. В ВИНИТИ 6.12.95, № 3259-В95

65. Бойко Н.Г., Горобец И.А., Костюков В.М. Кинематика зацепления зубьев движителя бесцепной системы подачи очистных комбайнов. Известия ВУЗов. Горный журнал. - 1988. - №9. - с. 79-82

66. РД 12.16.239-91. Комбайны очистные. Бесцепные системы подачи. Расчёт геометрических параметров движителей. Методика. М., 1991. - 43 с.

67. Исследование цевочного движителя БСП /В.Г. Лукиенко, Л.П. Полосатое, С.Н. Смирнов и др. //Подъёмно-транспортные машины. Тула: ТулПИ, 1979.-с. 154-159

68. К методике выбора параметров и вида зацепления элементов цевочных движителей очистных комбайнов / В.Д.Оглоблин, В.И. Тарасевич, В.И. Игнатов //Разработка месторождений полезных ископаемых. Киев, 1983. — Вып. 64. - с. 62 - 67.

69. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений. М., Наука, 1968, 584 с.

70. Булгаков Э.Б. Высоконапряжённые зубчатые передачи. Геометрическая теория. Расчёт. М., Машиностроение, 1969, 104 с.

71. Маурин Н.Н. Комплексное решение задач распределения удельных нагрузок и напряжений в прямозубых передачах. Автореферат дисс. к.т.н. — М., 1986.- 16 с.

72. Тубольцева С.С. Исследования прочности элементов зацепления зубчато роликовых передач. Автореферат дисс. к.т.н. Томск, 1980. — 22 с.

73. Тищенко О.Ф. Зубчатые передачи часовых механизмов. М., Машгиз, 1963,210 с.

74. Гриб В.В. Решение триботехнических задач численными методами. М.: Наука, 1982. 112 с.

75. Симонов А.Л., Онищенко В.П., Молдавский Л.А. О расчёте на износ зубьев зубчатых колёс угольных комбайнов. В кн.: Детали машин. Киев: Техника, 1974. - с.59-64

76. Молдавский JI.А., Финкелыитейн З.Л., Верклов Б.А. Виды повреждений и долговечность трансмиссий горных машин. М. Недра, 1981, 192 с.

77. Вайс Д.А. Оценка ресурса секционных плит опорно передвижных устройств по критерию изнашивания рабочей поверхности. Автореферат дисс. к.т.н., Тула, 2003. - 19 с.

78. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высшая школа, 1991. - 319 с.

79. Дроздов Ю.Н. Схема расчета на износ тяжелонагруженных узлов сухого трения. — В кн.: Среда и трение в механизмах. Таганрог: Таганрог, ра-диотехн. ин-т, 1974, С. 34 — 39.

80. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчётов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. 526 с.

81. Дроздов Ю.Н., Павлов В.Г., Пучков В.Н. Трение и износ в экстремальных условиях. М.: Машиностроение, 1986. —226 с.

82. Гавриленко В.А. Основы теории эвольвентной зубчатой передачи. М., Машиностроение, 1969,432 с.

83. Буцык Н.И., Лукиенко И.И. О методике замера износа цевок в зубчато цевочном механизме БСП выемочных комбайнов / Механизация горных работ на угольных шахтах. — Тула, 1979. — с. 49 — 56

84. Бесчастнов Р.В. Расчёт цевочной передачи с учётом эксплуатационных требований к зацеплению. ИВУЗ Машиностроение, 1963, №10, с. 34 39

85. Семенов Ю.С. Изменение параметров зубчатого зацепления при износе. — В кн.: Изв. Том. политехи, ин-та им. С.М. Кирова. Томск, 1961, т. 96, С. 171-175.

86. Цехнович Л.И., Рябов Б.П. Исследование эвольвентного зацепления в процессе прогрессирующего износа профилей: Респ. междувед. науч.- техн. сб. В кн.: Детали машин. Киев: Техника, 1972, С. 3 - 7.

87. Гриб В.В. Прогнозирование ресурса и износа зубчатых передач на этапе проектирования строительных и дорожных машин. М.: ИПК министерства строительного, дорожного и коммунального машиностроения, 1985. — 53 с.

88. К методике выбора параметров и вида зацепления элементов цевочных движителей очистных комбайнов / В.Д. Оглоблин, В.И. Тарасевич, В.И. Игнатов // Разработка месторождений полезных ископаемых.- Киев,1983. Вып. 64. - с.62-67

89. Александров В.М., Ромалис В.Л. Контактные задачи в машиностроении. М.: Машиностроение, 1986 - 176 с.

90. Часовников Л.Д. Передачи зацеплением. М.: Машиностроение, 1969.-351 с.

91. Сорокин Г.М. Трибология сталей и сплавов. М.: Недра, 2000. 317с.

92. Сафонов Б.П., Лукиенко Л.В., Новиков И.А. Определение ресурса тяжело нагруженных зубчато-реечных передач на стадии проектирования / Вестник машиностроения, №7, 2002, с. 14-18

93. Часовников Л.Д. Передачи зацеплением. М.: Машиностроение, 1969.-351 с.

94. Надёжность машин / Д.Н. Решетов, А.С. Иванов, В.З. Фадеев; Под ред. Д.Н. Решетова. М.: Высшая школа, 1988. - 238 с.

95. Смирнов С.Н., Годынский Э.Г. Геометрия цевочного зацепления бесцепных систем подачи выемочных машин // Сб. Исследование и совершенствование способов средств осушения и очистной выемки шахт Подмосковного бассейна. Тула: ТулПИ, 1980.-е. 153-160.

96. Самарский А.А., Гулин А.В. Численные методы: Учеб. Пособие для ВУЗов. М., Наука, 1989, 432 с.

97. Волков Е.А! Численные методы. М.: Наука, 1987. - 248 с.

98. Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике. М.: Наука, 1978.832 с.

99. Бреннер В.А., Лукиенко Л.В., Ишунькин Д.Г. Метод оценки ресурса зубчато-реечных систем перемещения высокопроизводительных очистных комбайнов на стадии проектирования. // Горные машины и автоматика. М., № 11, 2002. С. 59-62.

100. Коровчинский М.В. Локальный контакт упругих тел при изнашивании их поверхностей. В кн.: Контактное взаимодействие твердых тел и расчет сил трения и износа. М.: Наука, 1971, С. 130 - 140.

101. Непомнящий Е.Ф. Износ при качении с проскальзыванием. В кн.: Трение и износ твердых тел. М.: Наука, 1964, С. 111-119.

102. О.В. Потудин, В.Г. Лукиенко, Л.В. Лукиенко. К исследованиям напряжённых состояний цевочных реек БСП по уточнённой расчётной схеме // Механизация и автоматизация горных работ на шахтах /ТулГТУ, Тула, 1993. С. 40-45. - ISBN5-230-25966-3

103. Биргер И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1986. - 560 с.

104. Гастев В.А. Краткий курс сопротивления материалов. — М.: Наука, 1977.-456 с.

105. Грегер Г., Кобольт Г. Расчет износа на основе гипотезы аккумулирования энергии при трении. — В кн.: Исследования по триботехнике. М.: ВНИИНМАШ, 1975, С. 187- 195.

106. Проников А.С. Методы расчета машин на износ. В кн. Расчетные методы оценки трения и износа. Брянск: Приок. кн. изд-во, 1975, С. 48 — 97.

107. Тартаковский И.Б. К расчету деталей машин на износ. — В кн.: Износ и антифрикционные свойства материалов. М.: Наука, 1968, С. 128 — 153.

108. Повышение прочности и долговечности горных машин /А.В. Докукин, П.В. Семенча, Е.Е. Гольдбухт, Ю.А. Зислин М.: Машиностроение, 1982, 224 с.

109. Методика расчётной оценки износостойкости поверхностей трения деталей машин. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 100 с.

110. Браун Э.Д., Евдокимов Ю.А., Чичинадзе А.В. Моделирование трения и изнашивания в машинах. М.: Машиностроение, 1982.191 с.

111. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978, 400 с.

112. Валиков В.А. Теория подобия и моделирования. М.: Наука, 1976.- 134 с.

113. Нажесткин Б.П., Ковалев Е.П. Сравнительные испытания зубчатых передач на изнашивание //Трение и износ. 1982. Т. 3. № 4. С. 707 714.

114. Ишунькин Д.Г. Разработка метода прогнозирования ресурса зубчато-реечных систем подачи высокопроизводительных очистных комбайнов. Дисс. . к.т.н. ТулГУ, Тула, 2003, 200 с.

115. Сафонов Б.П., Лукиенко Л.В., Ишунькин Д.Г., Быков А.П. Методика построения кинетических диаграмм при испытаниях материалов трибо-технического назначения // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2002. - №9. - с. 59-62

116. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976.— 271 с.

117. Икрамов У., Махкамов К.Х. Расчёт и прогнозирование абразивного износа. Ташкент: Фан, 1982. -148 с.

118. Шульц В.В., Едунов В.В., Гурский Б.Э. К вопросу об изменении профиля зубьев при абразивном изнашивании //Строительные машины: Сб. науч. тр. /ЛИСИ. Л., 1972. С. 21 -25.

119. Блюмен А.В. К вопросу о кинетике процесса трения и изнашивания и методах ее аналитического описания //Расчетно-экспериментальные методы оценки трения и износа. М.: Наука, 1980. С. 27 -34.

120. Илышцкая Е.И., Тедер Р.И., Ватолин Е.С. и др. Свойства горных пород и методы их определения. М.: Недра, 1969. — 392 с.

121. Шульц В.В. Форма естественного износа деталей машин инструмента JI.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние , 1990. - 208 с.

122. Лукиенко Л.В., Серова Т.Л. О расчёте высоконагруженных трансмиссий очистных комбайнов / Инженерная механика, материаловедение и надёжность оборудования. Межвузовский сб. науч. тр. Вып №3. НИ РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2000г.

123. Бреннер В. А., Лукиенко Л.В. Повышение ресурса бесцепных систем подачи угледобывающих комбайнов. Новомосковский институт РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковск, 2004. 204 с.

124. Ткачёв А.Ю. Определение предельно допустимого износа зубчато-реечных движителей очистных комбайнов // Механизация горных работ на шахтах / ТулПИ. 1990. с. 41-47

125. Барди Б. Методы оптимизации. Вводный курс: пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988, 128 с.

126. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. М.: Наука, 1983, 384 с.

127. Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. М.: Наука, 1978, 352 с.

128. Красников Ю.Д., Солод С.В., Хазанов Х.И. Повышение надёжности горных выемочных машин. М.: Недра, 1989, 215 с.

129. Горобец И.А. Оптимизация профиля зубьев движителей механизма перемещения очистных комбайнов. ИВУЗ, Горный журнал, №5, 1992, стр. 77-82

130. Серенсен С.В., Когаев В.П., Шнейдерович P.M. Несущая способность и расчёт деталей машин на прочность. — М.: Машиностроение, 1975.488 с.

131. Полак Э. Численные методы оптимизации. М.: Мир, 1974, 375с.

132. Патент №32601 РФ. Машина трения для испытания на износ в условиях трения скольжения // Лукиенко Л.В., Сафонов Б.П., Александров С.А. / Опубл. в Б.И. №26. 20.09.2003

133. Трение, изнашивание и смазка: Справочник Т.2 / В.В. Алисин, Б.М. Асташкевич, Э.Д. Браун и др.; Под ред. И.В. Крагельского и В.В. Али-сина. М.: Машиностроение, 1979 — 358 с.

134. Ткачёв В.Н., Фиштейн Б.М., Власенко В.Д. и др. Методы повышения долговечности деталей машин. М., Машиностроение, 1971, 272 с.

135. Проников А.С. Надёжность машин и механизмов. М.: Наука, 1978. 560 с.

136. Войнов Б.А. Износостойкие сплавы и покрытия. — М.: Машиностроение, 1980. 120 с.

137. Справочник по триботехнике в 3-х томах / под ред. М. Хебды. М., Машиностроение, 1992

138. Патент№ 2057257 от 27.03.1996

139. О применении триботехничееких составов для повышения ресурса тяжело нагруженных деталей машин / Б.П. Сафонов, С.Г. Трещёв, JT.B. Лукиенко, В.Д. Сазонов // Вестник машиностроения, №6, 2003, с. 39-43

140. Бурдин В.Е. Некоторые показатели работы очистного комбайна при переходе к бесцепной системе подачи // Механизация работ на горных предприятиях. Тула, 1987. с. 50-54

141. Разработка основ теории работы и расчёта узкозахватных очистных и проходческих комбайнов. Отчёт о НИР. № гос. Регистрации 77075291. Руководитель: В.Г. Гуляев. ДЛИ, Донецк, 1979. 154 с.

142. Лукиенко Л.В. Экспериментальные исследования триботехничееких составов для очистных комбайнов // Горные машины и автоматика, №7, 2003, с. 36-40.

143. Лукиенко В.Г., Смирнов С.Н., Ткачёв А.Ю. Методика определения КПД движителей БСП очистных комбайнов / Механизация горных работ. Межвузовский сборник научных трудов. Кемерово, 1986, с.30-33

144. Смирнов С.Н., Лукиенко Л.В. Исследование работы движителей БСП очистных комбайнов в тормозном режиме // Механизация работ на горных предприятиях. Тула: ТулПИ, 1987. — с. 42-50.

145. Смирнов С.Н., Лукиенко Л.В. К вопросу расчёта параметров торможения очистного комбайна с БСП / Механизация горных работ. — Тула: ТулПИ, 1988

146. Лукиенко Л.В. Анализ влияния механизма подачи на процесс торможения очистного комбайна с БСП / Механизация горных работ на угольных шахтах. Сб. науч. тр. ТулПИ, Тула, 1990

147. Лукиенко Л.В., Геллер Б.М. Анализ современных систем торможения очистных комбайнов с бесцепной системой подачи / Технология, механизация и автоматизация очистных работ. Научные сообщения ИГД им. А.А. Скочинского, М., 1990

148. Лукиенко Л.В. Метод расчёта встроенных систем торможения очистных комбайнов с бесцепной системой подачи / Механизация и автоматизация процессов добычи угля на шахтах Подмосковного бассейна: Сб. науч. тр . /ПНИУИ. Тула - 1991. - с. 28 - 29

149. Яцких В.Г., Сигалов Л.И., Блудов П.И. Кинематические характеристики трения комбайна 1К-101 / Горные машины и автоматика, вып. 3/180., М.: ЦНИЭИуголь, 1975. с. 7-9

150. Чичинадзе А.В., Матвеевский P.M., Браун Э.Д. Материалы в триботехнике нестационарных процессов. М.: Наука, 1986. — 264 с.

151. А. с. 1666702 СССР, Е 21 С 29/00. Тормозное устройство выемочного комбайна / Л.В. Лукиенко, С.Н. Смирнов, Л.Г.Зысманов и др. — Опубл. Б.И. №28, 1991.

152. Лукиенко Л.В., Патока Ю.И. Результаты предварительных испытаний экспериментального образца зубчатой рейки БСП // Техника и технология подземной добычи угля: Сб. науч. трудов/ПНИУИ. Новомосковск. — 1993

153. А.С. СССР № 1694890. Е 21 С 29/00. Механизм подачи горной машины / В.А. Бреннер, Д.А. Ветчинкин, Л.В. Лукиенко и др. // 30.11.91. Бюл. №44

154. Лукиенко Л.В. Метод исследования тормозных устройств очистных комбайнов с БСП / Техника и технология разработки угольных пластов Подмосковного бассейна: Сб. науч. тр./ИГД им. А.А. Скочинского, ПНИУИ -Тула, 1987.

155. Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М.: Мир, 1967.-406 с.

156. Бреннер В.В., Воронов Ю.В. Математические методы для системотехников. Теория планирования эксперимента. — Тула: ТулПИ, 1987. 99 с.

157. Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф. Планирование эксперимента. — Минск: Издательство БГУ, 1982. — 300 с.

158. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных решений. М.: Наука, 1976, 279 с.

159. Математическая теория планирования эксперимента /Под ред. В.В. Пененко. — Новосибирск: Наука, 1981 -385 с.

160. Плескунин В.И., Воронина Е.Д. Теоретические основы организации и анализа выборочных данных в эксперименте. Л.: ЛГУ, 1979, 232 с.

161. Румшиский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. Справочное руководство. М.: Наука, 1971. - 192 с.

162. Сухарев И.П. Экспериментальные методы исследований деформаций и прочности. М.: Машиностроение, 1987. - 216 с.

163. Лукиенко Л.В., Натаров В.И. Стендовые исследования работы очистных комбайнов с БСП в режиме торможения / Сб. науч. трудов. ТулГУ. 1996, с. 41-46.

164. Лукиенко Л.В., Натаров В.И., Астахов Н.А. Анализ результатов экспериментальных исследований встроенной системы торможения комбайна 1КШЭ / Комплексная механизация горных работ на шахтах: Сб. науч. тру-дов/ТулПИ. Тула. - 1992, с. 25 - 30.

165. Лукиенко Л.В., Бурдин В.Е. Исследование встроенной системы торможения очистного комбайна КШ1КГУ / Информ. сб. ЦНИЭИуголь «Научно-технические достижения и передовой опыт в угольной промышленности», М., 1990, №4

166. Патент РФ №2134781 CI. Е21 С 29/02. Зубчато реечный механизм / Потапенко В.А., Голуб В.П., Бреннер В.А., Лукиенко Л.В. и др. // 20.08.99 Бюл. №23

167. Патент РФ 2193004 С2 7 В 66 В 9/02. Система перемещения подъёмной установки / Лукиенко Л.В., Сафонов Б.П., Воробьёв Ф.П. и др. (Россия). Опубл. в Б.И. - 2002. - №32. - С. 52.

168. Патент РФ. Зубчато-реечная передача. №32222 Ul, Е 21 С 29/02 /Л.В. Лукиенко, Б.П. Сафонов, Ф.П. Воробьёв и др. Опубл. 10.09.2003, Бюл. №25.

169. А.с. 1666692 СССР, Е 21С27/02. Тормозное устройство выемочного комбайна / Зысманов Л.Г., Лукиенко Л.В., Смирнов С.Н. и др.- Опубл. в Б.И.- 1991 -№28

170. А.с. 1666693 СССР, Е 21С27/02. Тормозное устройство выемочного комбайна / Зысманов Л.Г., Лукиенко Л.В., Смирнов С.Н. и др.- Опубл. в Б.И.- 1991 -№28

171. Патент 1789018A3 Механизм подачи горной машины / В.Г. Лукиенко, Л.В. Лукиенко, С.И. Носенко и др. // Опубл. в Б.И. №2 15.01.1993