автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Выбор основных параметров и перспективы создания экскавационных машин с инерционным ротором нижней разгрузки



О; Л И ¿Ь^

московский ордена трудового красного знамени инженерно-строительный институт им. в. в. куйбышева

На правах рукописи

ТАУКЕЛЕВ Ренат Нурекелевич

УДК 621.879.4В

ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ ЭКСКАВАЦИОННЫХ МАШИН С ИНЕРЦИОННЫМ РОТОРОМ НИЖНЕЙ РАЗГРУЗКИ

Специальность 05.05.04 — Дорожные и строительные машины

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва — 1992

Работа выполнена в Казахском ордена Трудового Красно го Знамени политехническом институте им. 13. И. Ленина.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Кузин Э. Н., доктор технических наук, (профессор Красников Ю. Д., доктор технических наук, профессор Никулин П. И.

(Ведущая организация — ПО — Всесоюзный научно-исследовательский институт землеройного машиностроения (ВНИИЗеммаш, г.'Санкт-Петербург).

# . 1992 г. в « //

Защита состоится «'.. »"г-г'/г "г": 1992 г. в « гО. :> часов « СО. » -минут на заседании специализированного Совета Д.053.11.09 лри Московском ордена Трудового Красногс Знамени инженерно-строительном институте им. В. В. Куйбышева 'по адресу:. 129337, г. Москва, Ярославское шоссе дом 26, (МИОИ им. В. В. К^'йбышева.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

(Просим Вас принять участие в защите и направить Ван отзыв то адресу: 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, до?/ 26, МИОИ им. В. В. Куйбышева, Ученый совет.

Автореферат разослан «'ЧР. »^ уа. 1992 г.

4?.

Ученый секретарь ■специализированного совета,

профессор Тотолин П. Е.

г

I. ОБЩАЯ ХАГЖГШЮТИКА РАБОТ '

I.I. Акгуальнооть теми. О роотом объемов энснавацнонно-трайспортаых работ (ЭТР) открытый способом широкое применение находит эффективная тахиика непрерывного действия СШД) в сочетании о поточной я поточно-цинличноД технологиями производства на карьерах стройиндустрии и горнодобывающих отраслях,а также на ПРТС работих и отровтельстно.

Ведущую роль В обеспечении ВЫСОКОЙ 8<М9НТИВН0СТИ ЭТР о использованием ТВД играют полкоповоротше роторные экскаваторы (1LFQ), совершенствование которых идет по пути повышения в оптимальных пределах Hi единичной мощности при одновременном азмеиениа габаритов, иоталлоешостн, эноргоешоста и они-гоивя стоимости вдшшци экскивируимого материалн (ЭМ).

■ В последней цромя и роторном экскаааторостроении ооадаа ряд выоокоэффектннных рабочих органов (РК), работающих на ви-ооквх скоростях с повишешшни усилиями копания в имеющие большую транспортов способность. Ьсеи атим требованиям технического совершенствования П1Д отвечает инерщонныа ротор ни-аеа разгрузки с нетрадиционный споообоы отработни забоя. Принципиальное отлично Hoaoiy ротора от РК традиционного nq-иоднония здкличаитон в тон, что, совершая движение по тору, вм производится отработка слоя сверху вниз ("на себя") и ЭМ выбрасываетоя но ленту приемного конвейере потоком под дойат-ввем инерции количества движений, приобретенных им от режуще-транспортных элементов (РГЭ), далее совврпшя полет под действием центробежных и мяссових сил. Иоотому новый ГК (ложно назвать "инерционний ротор" (ИР), РГЭ которого выполняются коишоиого ы босковшоиого исполнения. Практически производятся резание олоя ИР с обрушением и выбросом Э!4 по ходу его »радения на лонту приемного кояволора о начальной скоростью, что позволит выполнить Pf«i повышенной шеоты, производить рабочий процесс но повышонных скоростях, существенно увеличен вх транопортнуо способность и многократно повыонть про-взцодитвльнобть. К тому *е обра-тоо воздействие реактивно! нагрузке от сил копания во РК, будет способствовать существенному снижеало ннгрузои на олт.'енты рабочего оборудования (РО) в металлоконструкции надстройка, стабилизации рабочего

процеооа я динамических нагруаой приводе, о тайке болееуо-toShhbomj половенню HPS os опрокидавания и уменьшения общей массы машины. Эти достоинства № подтварадаот перспоктив-вооть создания нового поколения ЗГИ, высокой производительно-oiB, малой массы а набольших гпбнритных размеров, способных разрабатывать породы в большом длгшазоие по плотности я вла-«ности, что в конечной итоге отвечает & будет способствовать в определенной мере рошенпо двух из трех инвестиционных проблем,1 стоящих перед есээт обцественными формациями человечеот-ва в ноша время - подъема энергетического потенциала общоот-ео цутем качественно-технического перевооруяения производстве. Решение этих глобвльчих проблем определяется интенсивностью добычных работ, энергетичеокого сырья, прогрессивной техникой и, в частноотп, разработки открытых угольных место-роаденвй ПРЭ о новым ГК с копанием "но себя", а их порвоата-пиой научной проблемой является выбор параметров ОШ о апробацией перечиоленных выше достоинств № на конкретных меото-роздениях, в целом- спрэделящпх рщувльщсгь ,уематмщ. а такжа цель и задачи диссертационного исследования.

1.8. Лель ц.задачи -цсслодозард. Цель» настоящего всояе-дованяя является апробация нового способа производства работ на отработке нрепиихчюцод и хрунтов IIP, поиск в определение вариантов конструктивного исполнения нового FK к тпповди ЭТИ о традиционное технологией ЭТР, в такве установление размерных, режимных, энергетических я технологических параметров РО в его ИР,в -сопосгввлеяаи полученных денных о .параметрами традиционной ТВД, определив эффективность и перспективность их применения на енскавацяонных н ILPTC работах.

В соответствии с поставленной целью исследования цтеввдись звдача установить:

- работоспособность ИР в лабораторных и полевых условиях о предварительным поисковым определенней основных его параметров; .

- закономерности выбора основных параметров ИР, сопоо-тавить их расчетные значения б техническими данными FK традиционного исполнения!

•— методы расчета я выбора оптимальных размеров, форм

ЕЗ

и конструктивно!! ношгоновк Р1У на обочейкв IIP о учетом <|.шам-ко-шхяличвоинх свойств ЭМ и региона их использования?

- заиоиоморноогь процессов перогруаки IIP на приемную лонг/ ИМ и его транспорта нонвайвром;

- закономерности выбора осномшх параметров ИР, оопоо-тгзлять их расчетное значения о техническими данными РК традиционного исполианпя;

- коулдаксньга теоретическими а эиспоримэнтальшмя ио-сяодоняниями возможность применения IIP на типовой ТВД о традиционной технологией производства ЭТР;

- пирспзлтвшюсгь создания ЭТИ о ИР для разработка ире-тага грунтов и пород порнцениой юлаашти, а танка машин ка-г.ой доштзации (ШЛ, прэднаэноч&нинх для работа в огаснен-H!ri условиях па I1ITC рябоmxi

~ порледонательясоть рзочояя н выбора параметров разра-бптивпвтго блока ПИ) о IIP по взявиоовяш о транспортниш

СРОДОГВ6^Я{

" с. зионь влн)П1М райьттэшх изгруэон от копания ИР на уегомки?» роботу .ЙГ'З о? спрокиднаения, сиияаиия нагрузок в -■».cvoRiEiK РО и коталлококсгрукции надстройки, в такжо прогиб сгрйяч ;з горизонтально^ плоскости;

- гохпияо-оконсшческую оффонтивнооть применения опнтяо-проганлоиних образцов З'Ш, шполпешшх по типам ЭРй-200, гра-йдоп-саэнагор и КШ для работн о стосношшх условиях на ПРГО рсбогпх, а twso для разрабатиавешх конструкций РО о ИР к бпэопг.« DP-I26Q ц SPiI-ЙбОО;

- рззрпбогогь оояош виаонорт катодов расчета а выбора оспошп; параметров ИР н эго РО.

1.3. Мш^кЛаШШйШШШЗ № пропваодвявоь оощоприиятныи поваиовшип способами - экспорит/снтвлышм п аналитическим анализом осиотшх гшрзнптро» РК с попольаогонивм имеющихся поло-вония в иатодоо расчета работещпх ЭТИ, учения о рэзании грунтов н пород, общай моханпка и мохенакв мента. Окончательная апробация теоретических выводов производилась яомпленснима исследованиями на специально созданиях образцах экспериментальных машин ояИР а полевых и производственных уоловиях производства ЭТР, используя оовреманныо средства измерений и тех-шко-онояомячоокин сопоставлением полученных опипшх даннэх

в

О параметрами традиционной ТНД.

1А. ЙЙУДЯЙД мшмл лййкшййадд. дшааииэд&за»

1.4.1. Научная новизна представляется следупцнмз положениями:

- определено перспективное направленно производства ЭТР нонами ИР "сверху шиз", сопрововдаемое косим розанием о обрушением и послэдаарш выносом Ш о начальной скоростью по

ленту приемного кснвэйора;

- выполнены ксшленоняе георотпчоскпо и окопершецтадь-1ша исследования рабочих процэооов ИР п прземного конвейера, включая анализ резания грунтов, транспорта З'Л по повархностал среза п. лотка с шрегруэной его вз полости РГЭ РК на конвейер, о также пас ведущего распределения подаваемого материала на приемной ленте с анализом процессов разгона его до уствно-виааегося транопортного двиаоняя; •

- установлена аиалвэтргаокло зависимости для определения: лроиэводительноств ИР в загаспиоотп ог даошгра РК, скорости копания и вааоты РГЭ; размерных и установочных тряаэтров' ИЭ на обечайке ИР; оптЕмальшг размеров сишаешЁ иогаьа страша в танка энергозатрат рабочзго цроцосоо с учетом форм, разборов и количества РГЭ; удельнне энергозатраты на транспортпро-завво ЭМ ИР, рассматривая его на поверхностях Среза и лотка лак непрерывный переменной ыаосн поток п постоянную тргшеворг иуо массу. Сопоставление результатов расчета отпх двух што-дсв оналзтнчвсиого определения транспортных оноргозатрат II? показали их приемлемость для пролтотеолего использовался в

с ялу малостп расхищений пак мвд расчегшла шс зиочоапя^гп, гай в с экопорпшютлшяш дошила, параметров РО к ПГО по • заданной производительности п размерам отрабатываемого блока забоя; предельного угла подьека Ш иооущей Еатвьа лонта кон-взаора с учотом сяорости цодаад ИР 3?,! п его сгййота; оптпиа-лышх размеров и ф.ори отрабагшвасцого забоя по ©опту работ ИРЭ о ИР;.

- росчохош устеловлшу процент анкхипя ш^узов хза элементы п шталлоконструяцна РО, в гакаэ онродвдывашрх ¿гамбитов в ношшалыюм в максимальном рвятшх работы ЛРЭ с ИР, разрабатываемых % 8Р-1250-0Ц е 8РЯ-2500, ог дойотвзя пх ро-екгввных кагрувой от копания.

ЫлЗ^Шштт2а.щ8яш№.х1ии1тР№тш9.хъ контоя-сннх исследований подтверждается тем, что впервые разработаны :

- метода расчета основных размерных, рехимных и энерге-тачоскях. параметров IIP в зввиоямости от свойств ЭМ и размеров снимаемой огругши;

-метода и зевиовмости шйорв параметров РО с ИР различного конструктивного исполнения к ИРЭ, а также определения оптимальных .форм и размеров блоки, отрабатываемого им по фронту забоя в зависимости о.т ого. допустимого угла откоса, конструктивного угла сходимости конвейеров ыаитны и проектного расстояния от оов транспортах средств до блиаайшей грани разрабатываемого уступа;

- дво установки с ИР, разрсботошшх на лабораторном и полевом стендах ШШЗеммпша и три экспериментальные машина, иовнташше в полешх я производственных уоловиях, подтверди-mito стабильную работоспособность РО о ноем- РК при шю'гоалойной s сщноолойной разработка забоев, вывода.их высокой эффективности в сопоотввязши о техникой традиционного исполнения

и высоком уровне сходимости расчетных значений окспариментельным данным замеров по раду оснотых параметров: многократное повышение производительности блоговдря большой транспортной способности ИР и возк'.оетосгн работы а го на повышенных сйороотяд копания; ионинешая энергоешооть рабочего процео-оа, солровоздаемая косым резанием с обрушением ЭМ и чаотич-цой реализации массы РО и ого Ж в процесса иопания} возмоа-пость разработка грунтов о пород влажностью 6»..36 % и повышенной крепости на допустим« окороотях копания, определяемые в основном прочностным! в износостойкими параметрами РТЭ; полная перегрузка ЭМ ИР о начальной скоростью а хорошим его формованием вдоль и поперек ленты приемного конвейера, что способствует снинанию энергозатрат а повышению транспортной овоообноств конвеНера в рдд других доотоииств;

- области применения ИР ковшового в беоковшовсго исполнения, определяемые в основном свойствами SM; 1

- новые &рианты конструктивного аополнэния РТЭ, ИР в РО к ПРЭ, звдвдбшше АО на изобретение, а также положительны-

ми решениями ВШШ1Э ко выдачу патентов.

Рекомендации комплексных исследований созданных скопери-меиталышх машин могут быть широко попользованы при последующих научно-конструктороквх разработках ноных ЭТЫ о ИР в, в первую очередь, создания оштно-прошидешого образца мовпи о новым FK.

I, .....ЙР № №Вь.2Штв?9ё. РРНДШШШ опредоляатся

новизной и неизученностью конструктивных решений и рабочих процеооов ИР, отсутствием данных определения его технвяо-тех-иологических параметров. ■

Согласно общепринятой прэктшю последовательной н поэтапной методики создания новой техники с учетом поисковых графоаналитических проработок и поставленных задач исследований, по инициативе автора и о его участком были созданы и' проведена поисковые исследования лабораторной и половой установок с ИР, при обучении в аспирантуре ЛИСИ в работе во ВНИИЗеммаше (IS65-72 гг.). По результатом ssnx по;;ском;х исследований к установленным автором первым аналитическим зависимостям для технических и технологических расчетов ИР (дали созааны экспериментальное оборудование п образцы ЭТЫ с новым РК (АО Я 214404 и й 914724):

- рабочее оборудование о ИР массой m = 11,4,7 к ЭРЭ-200 с Dp3 2.V,n в мощность® привода blt-WtyxBT, изготовленное на 003 "ВНИИЗеммаш" и попытанное в карьера завода "Лоистройкорвшно" под Санкт-Петербургом на плотповяэкзх камбрийсннх глвавх

(С в 48...106 ударов ударником ДорНИИ, 1969-ШЗ гг.);

- роторно-траиспортиоя моишна (PTM-I), изготовленная по 05СДГ тр."Ревдормаа" Карагандинской обл. с,компоновкой в технологией работ по типу грейдер-аяевагор с ИР Др » 1,6 и, полненная т=2ЧДг, Нэ а 1,26 (коэффициент, определяющий отношение Rf, к высоте РТЭ и испытанная в половах и производственных условиях на грунтах IS-IF категории по ГОСТ 6963-67 с выработкой Q,» BOO...J(DqnVv (I975-I98I гг.);

- роторно-тронспоргный комплекс (PTK-I) с ИР для выгрузки соли из яелезнодорошшх вагонов, поставляемой навалом, изготовленный и йсютвншй из Алма-Атинском ПО мясной лромн-влеяяоотя о выполненная гЛ^ОЛЧЗг, Кэ • 1,36 в

S (1886-1988 гг.).

Анализ атого этапа исследовании позволил автору совместно со спациали'стаиа института. "УкрНШхтроонт" виполнить ТЗ на создание экспериментальных РО с ИР к «¡Р-125О-0Ц и ЭРП~2йОО, ировеоти яродлроактнуо проработку ноиих конструктивных роше- . ний ИР в его РО к ЭР-125О-0Д, Jí С2 НО "Энибастуэуголь" (I1P ВШИПЮ на выдачу иихеитов по зоявкаи). Практически для лоо-ледующэго отапа реализации результатов иослодовоний есть все исходные дацныо создания ОШ4, что и нвотояцое промя при создавшемся обЩестионно-социальном положена« страны необходимо в возыояно при объединении тъорчвоких потенциалов специализированных НШ и одного вавода-цзготопатолм/и о долевым финансированием всех эвтрет ухчмьтшя предприяти;ти Сибири, Казахстана а Дельного Востока. .

Выдвинутые в обосношшныа автором практические рекомендации, ваваошости техничеоиих в технологических расчетов ИР в его РО 0 др. полояения, создают мотоднчэокую основу пооле-дущих нвучно-асоледовптельоявх, проеигио-иояотрунторсиих и 8ксшзриыонтольно-оштных работ оозданик нового поколения IfFd с КР высокой оффаитивнооти для открнтах карьерой горнодобывающих отраслей и огроНнндуитрин, ПРТС в строительных енока-пациошшх pedor.

I.6f Артобриид i)ip6pTfrf Матариали даоевртации долованы, обсувдены и одобрени: на Всоооюзннх коифэреяциях: "Маханиао-цня открытых горных и земляных работ", Ыооива» ШЗИ (197Й)У "Проблемы развития в совершенствоюния подъешо-транспорткоИ, складской техники в технологи", Москва, ВДШС СССР (1990); но республиканской конференции По проблемам машиностроения Казахстана "Актуальные проблей* машиностроения", г. Павлодар (1969); на научно-технических конференциях: ЛИСП, г. Санкт-Петербург (1966-1975), эввода-ШЗ.ч при Ю>3, г. Твмиртяу (1068), ЦИСИ, г, Акмолинск (1976), (СавПТИ вы. В.И.Ланшш, г. Алмя-Ата (Í97b... Í99I)¡ на технически в иаучно-тэхничвоних сонатах (совещании, семинарах), Чаоов-Ярсного ^оиЗината огнеупорных изделий, г. Часов-Яр Донецкой обл., и ДонШШГШ, г. Доницк (1970), ШИЮедааа, г, Санкт-11втербурп (1969, 1976), ПО "ЭииОаотузуголь", г. Зямбаотув (1973, 1975), за-

ьодо'"ЛвнотроИкерамяпа", Ленинградская обл. (1969, 1973); Т]!. "Ревдормаш", г. Алма-Ате (1975) и йовода С6РДТ, Минавто-дорог Республики Казахстан, г». Осакаровка Карагандинской обл. (1979, 1981), Ковровокого екокапаторного завода, г. Ковров -Владимирской области (1968), ПИПИН ПО "Азовмаа", г, Мариуполь (1S09), "/крНИИпроокта", г. Киев (IS88, 1939, IS90).

В законченном ввде диссертационная роботы била додонша п одобрена по кафедра "Подъемно-траиспортше машины и гидравлика" (май 1992 ).

По результатам исследований автором опубликовано 30 печатных трудов, получено два AG но изобретение и два ПР БНИИГПЭ па выдачу патентов. АО апробирована на экспериментальных образцах, машин, что способствовало совершенствованию конструкции РО с ИР и подаче дополнительных заявок. ИР ВНЙИГПЭ на " выдачу патентов роализуюгая и разрабатываемой новой конструкции РО п № к ЭР-1250-0Д.

1,7. Объем и структура работц. Диссертация состоят из введения, восьми глав, заключения (осиошша выводи п предложения), описка литературы из 23G наименований.

Основной теног состоит из ¿3$ страниц машинописного текста, 28 таблиц и иллюстрирован 03 рисунками,

Приложения составляют машшопнспых страиад - 2 таблицу, 10 протоколов технических совещания (советов, семннарои), ряда предприятий и 4 сита оаводснех испытаний экопораыэаталь-кшс образцов машин с 3!Р.

Г.8. На задшту щ!рсятоя следующие .до&одйщя:

- аналитические зависимости взаимодействуя РТЭ № с ояо-напирувмнм массивом (ЭЫ) и шявлония их оптимальных конструкций с распределением на ойочо'Мо Hi;

- аналитические зависимости выбора оптимальных параметров (размерных, респиашс, энергетических, опловых, техяоло-гнчеоийх Е др.) ГОЕШОЕЫл К бОСКОНЮРИХ IIP б вавпсвыоотв от погребной выработки п фнзвло-шхеиичесппх свойств SM;

- основные положения по оценке транспорте»! способности ИР, вееимодействпя РТЭ с приемшм конвейером по шноспой способности РК в вэвпоккооти от ротгов'нопаншз, фязико-мох8ни~ чоокйх свойств 5М, голосенпя ïi скорости лепте конвейера;

- вяолитпчвопиз зовиеемооти и осиошно положения ьийщш пярпшгроп РО с ИР и отраслеиш базовый IIРЗ;

- яонсгрзжтишо-инноиахичеохгое ьирманти пополнения РО

о iiV о успольяовапием ЛО J 214404 a IP ВШШВ на выдачу ив-

сснопныи полоиинш:. но оценка взаимосвязи парамотрои Ш') с: HP о многослойной техиологиоЛ отработки ЭМ;

- аннлйтичоакцй зависимости и последовательность оггре-лолчиак от'и/.'8лынос форы и размороь отресЗпгиваоыих блоков srCiii ко й>ри'гу рсбо? для ИГО с ИР, походя из допустимых угла и бмкоього обкоси аейол г. схо.цикоега конвейеров базовой гааш», ы т»то проэнтиого ргюстояшш от оои транспортных сродот» до Дикз&гсч! i-i»f*»u ¡х-арабатиопеного уотупа;

- регомондиццц яо 1!ско;н.'!иШ!111» ИР но ПЮ и И'М одно-сдсЦаоЛ ovpado'x'Kii тямо/шх я шпшнх глкнЕСТомергельних эшю-г.оЗ пород, содорхе?:«г-. зг.ордыо включения и прослоНтц

- *ол!ико-техн1Ш)г:гч&г'К!ь: анализ и тпхниго-онономичоо-кая оцопко использования ¡110 о ИР но разработки крепких и с:1о;д1ооару«г.урних пород бои иредьариталхного разрыхлонин ьарш м.! или другими iqvoai г. н ;

- результаты пналнз» нагрузок ни элш/анти и моталлокон-мтрунадю рабочего оборудования, о тпкм устойчивости ПГЭ о Iff ог опрокидывания от деиотьия ропитивиоЛ силы копания.

Совокупность этих иолскопий представляет ниучноо обоб-¡дзиво ¡люгольтней пононовоИ апробации, снптеших тпоротичео-ннх и повглиных оксперикенталышх нсследопаииН, направлении* но рошонне шп'остицвонно-кочастионной проблем! - создп-пие KOiOii i-ucoHooiMoKinjiHoii окснаишшопно!! техники ненрерып» него действия О MP, шлих габ.'ритинх ГПЗ!.'ОрОЪ И МЙССЫ, по— ВЩСШШЫИ УСИЛ1ШЛ1 II ПОНИКиШЮЙ удельной оиерюоькоотыо 1(0-

пввмя, способной рзэрзбвтывпть породи иовнаеипой MfKiooia а гр&поом des йуровэравява педготплнн ЕМ.

2. СОДЕШАНИЕ РАБОТ

ЗЛ^.Состолдор,. ?ютуо9 в зодачп иссдедоррдил. Эффективность НЮ во многом определяется конструкцией и рабочим процессом IK, как первоочередным звоном и главной ооотавлящей Машины, опр«?яе~' ляяпай конотруктишю-нинемо'гические, технико-гехнологичеокне, рксмувтэЦЕоиио-эноиоьзябОйве, остетЕнс-оргономйчоокво и другие параметры ТВД. В последнее тридцатилетне шроко проводятся поисковые исследования для создания ПТЭ с новыми ЙС, обесдачЕвакдяг значительное повышенно производительности, снаазние удельных, энергозатрат колония, способных разрабатывать породы и грунта повышенной плотности в влвеноств.

Вонрооага исследования, проектирования, производства и ос-. поения новой внскашциспной Tfffi занимались и продолжает вдохи роботы ряд НИИ, заводов, НО горных отраслей и стройкидострии, ВУЗов - Г-ЖЛ, МГИ, МАДН, ЛИСИ, УШ, КИС И, ДГИ, ад!, КазПТИ, ПО "Донацнгормои", "Азовмгш", НКМВ, УкрНИИпроокт, ШД ДН Л.А.Сиоче-иского, НИИ ЮМ, ЦШТГС, гШШГР, ШШЗешеш, НО КАТЭКа, Бнвбас-тузуголь, Дальнего Бостона и многих предприятий стройиндустрии Украины к др. Кз зирубегашх строи следует отметить общеизвестные фирмы Германии (Фрейберсная горная .еиадомш, фир^а "Твкроф") й tjnpi'1) "Колбе" в штате Itmiattc, США.

В настоящее вреш интенсивно ведетоя внедреноо третьего поколения Г1РЭ с роторами центробежной разгрузки ковшей ЗРП-1600-Ц, ЭРП-2500-Ц и ЭРП-3150-Ц, предназначенных. для разработки кро гагах угольных пластов. Этот ротор в сопоставлении о FK гравитационной разгрузив ковшей, как показали исследования УпрШИпроеита, обладил большей частотой вращения (в 2...3 раза) и вмея примерно в ; 2 роза меньшие размер« двст/етра ротора, . отделяет всеми контэкта-рупднма с забоем РТЭ в 1,7»..2 роза мэиыпуп суммарную, площадь снимаемой струнки, но обеспечивает ту ®е выработку на тох сэ БМ, т.е. достигается примерна во столько se раз снижение потребляемого окрукного усилия. Следовательно, уменьшение кассы РК и реализуемого окрушого усилия копоися позволит при сохранности про-ввводагельностп уменьшить моооу экскаватора.в 1,2...1,3 рэза.плп при неизменности месоы базовой иашинн nonio увеличить один из следующих параметров: расчетное усилие копания в 1,3...1,5 раза,

высоту копвния й ширину эаходки в 1,26.,,1,35 раза, производительность в 1,25...1,313 раза, либо применить соотвототвую-/два сочетание этих достоинств. .

Обладая псами достоинствами этого РК, ПРЭ о ИР имеет перед нам ряд преимуществ: .

- существенное понижение опрокидывающего ыомонта работа-юцэй машины в сторону вибоя сслодствно уменьшения массы № и обратного действия реактивно!! нагрузки от нопания, что шив-дяет ряд новых достоинств, сопровождаемых: снижвниом нагру-вок на несущие элементы привода РК, ГО ш металлоконструкции надстройки, особенно от действия ореднемаксимвлышх и шкои-квльных перегрузок и рабочем нроцеоое;'понижением удельных внергоэатрат копа пая благодаря многому косому разпнию с обрушением ЭЧ и возможности реализации чаоти моссц 10 о ИР в рабочий процесс; уменьшением пероатнооти резонансных колебаний в вертикальной плоскортй; способноотью производить разработку крепких пород без применения буро-нзрцщых робот (БВР) и др.;

- многократной пошшонна производительности an счет большей транспортной способности РГЭ в imconojl скорости копа-, иик, которую ножно ро^лнреють и получить требуемую производительность;

- конструкция ИР проста в несложна в оболуяшвании, а РГЭ бескоошосого юполнания оамоочшцоются, ибо квадый ряд ножей поочередно участвует н ыроцосоо резания при послойной отработке вабоя и пса иалипаиил на пою снинаютоя срезаемой стружкой; •

- процесс подачи ЗМ от ротора на коигайер осущеотвля-етоя в плоскости и по ходу движения лентн о начальной скоростью, что способствует снижению транопортних энергозатрат приводя конвейере и др. достоинства. .

Особый инторое внзы&вбт рпбочаЙ процоос ИР о учетом скоростного копения, как исходного параметра дня решония всех поставленных задач иоолодошния. Большой иклад в решение втой нробдоад внесен учеными А.И.Анохиннм, В.Р.Петерсом, А.П.Далянш.-, И.Л.АЛзешитокоы, А.П.Зелениным, JI.il,Бароном, Ю.А.Ветровым, И.Г.Домбровекш.:, Д.П.Волновым, С.А.Понкрато-

ним-, Ю, Й.Еоляяовнь', В.М.Владш/ирошм, К.¿.Артемьевым, П.А, Падорезовш, В.М.Бсловлешм, Д.И.Федоровкг«>, Э.Н.Кузиным, Р.И.Псдэрнп, Ю.Д.Краонвко1Ш\ П.И.Никулинш, В.К.Рудпавш, А.М.Холодовым, В.А.Чвркесогшм, В.И.Чудковоким, Г.А.Авнгдо-ром, И.З.Богировни. З.Е.Гарбуаовым, В.А.Кавряшшм, М.Х.Ыу-хомадовцм, В.П.Стоневским. Д.И.Торвношм, И.Д.Устшшным и ЛР.

ВпоомыП вклад в развитие ПРЭ внесли учение зарубеашх стран: Германии, США, Полмга и др.

Анализ передовшс методов падения STP высокоэффективной ТЦЦ, с учетом гориогеологичоскпх я климатических условий, позволил автору установить цэлзоообразгюоть и оценить перспективность иопользоепния № но ЭТИ по апробирогюжши технологиям производства открцтш: работ.

Из всех изьоотннх технологических схем производство ЭТГ ííre, окстоштизироваинно УирШШгтроектом и ИГЛ АН им. А.А, Скочииского, наибольший литорее продстевляот способ отработки зпбоя верхним лопанном вертикальными кногоредшмн стручками, кок наиболее вффвктяишй и приемлвг^ый для ИР, вызванное наличном лотко, ибо конец его долган находиться в контенте о подошвой каждого отрабатываемого слоя забоя для обеспечения полной перегрузил Ш РК на ленту приемного конвейера.

Проведенный технико-технологический оноляз перспектив развития 1ЭД для производства ЭТР с учетом очовпдшх достоинств нового в неизученного процесса отработки SM "на себя" tíog задачи начального бтапз его исследований можно обобаать 11 сгруппировать по трем главным проблемным поправлениям:

- установление ыетодов виборо основных параметров (ро-эяерпнх, конструктивных, роашшх, внергетаческих, технологических и др.) нового РК с его РО, кок первоочередной проб леш, необходимой для создания охштио-промншдеиного образца машины (ОПМ) па бозэ ПРЭ традиционного исполнения с уда льшм усилиеь* копания до 270 и/си"*, способной обеспечить Р{|<Х'9ктивнур роботу рсого коь'плоксп производство ЭТР <1эз предварительного оомблотп 8М БИ подготовкой, а тонна определения ИСХОДНА ДОШШХ, НР0бХ0ДН1"ВХ для илголпания ко-

нечной дели - ООЗДШ1ЯЯ- нового поколения 5ГН о Ш1;

- ооздяшю осиоп г,:от один и гибара технологических схсш для ОШ.1 с.ИР, npe;iycvfJTpiiJ3no!|o;i оптишлыме сечения параметров ¡1 эмекангов сио?ои разрабогчш с параметрами нового икокэваццоняого и тинппогп транспортного оборудования о полной нс^пломициил ноего pdOCI.uri'ptl.liHiliOrO jicwimokou -нообхо--пити обррудоинписи длн ывхваваиции шпотм'шышм'абот!

- полного н шзг.'нлоииного ицплнаи .uuhdwikji 1ПУ с !ГР, ол-родолде?/их i Iii>lv.IMI УСЛОВИЯМИ ТОХПИЧОСКУГО 11 '¡чи'иоДОГИЧООЛП-•'<! ПирЯДНОГ»*' KPTOptH HOitOHU ДЛЯ ТОХНИКВ НОВОГО КОНСТРУКТИВНОГО цсподй'ошш с Hoi|)!i:t;iimoHHH>j рабочем процессом и нронз-подсевом раооу. Рш»щш wore ироолом-нош направлении тре-буит yemwiimiun rt;• -«ill- иiui'ivitux. дшшх диЦотиия роиитии-ной нагрузки uv «(ылнил aj снкйх ичрчд ш» эломштм новой КОШфЭТНОЙ 1Ж1Ш1Ш« И VHCiJ,u.UiabHUX cjivyuium и учотом дини» иическах овсйотн и.) «оив^р/ктэодг: енотом. Поэтому к иосло-довзиий uroil ПрОбПСНЦ цолосоэброзио освонэтельно приступить при ооздинии ОПМ,

И данной даосортацки которое nt-уцотиьдани uononu длн решмя иориоочерадной научной проблиин норного направлении псододогаапя, I! также ранпо но рсиенння ошюьнля про.цносил-ка для ниаднза в габорн оитамольиих voxnato плойках «ert второго проблемном направления, суть которой и методике определения опт-ильной фс].|Щ и разборов забол окибоотуз-свих рнзрезо» ллн ризрибн-штекого W о № в ЭР-12ЬО-ОЦ о анализом проциосон врезки ого и одном в нопиЯ горизонт.

Д,я|_скоб;лэ иосдодовокии выбора нщжуегров. IIP стали необходим! а силу новизна иоиструктишого исполнения FK, иоиоучшшостн ого рпбочаго процесса и полного отсутствия исходи!« данннх выбора огч) нпраг/атреш. Поэтому используя опит м мот оды ионотрунроппния традиционно ГК, бнли созданы лабораторная установка, исслодовиннвя ня грунтах с нарушенной структурой, в с учетом данннх втих исследований -натурной стенд, «етштинй в нолем« уолопилх на грунтах естественного аалэганни,

Ь'втодинойчзкспорншнтвлышх исследований предусматривались поисковая вщюбищш втих дчух »-одолей о целью уста-

hobifbi

- работоспособность, транспортную способность в удельные энергозатраты на копание № в зависимости от физяко-мэханн-чесних свойств ЗМ, форм и свчениИ снимаемой струхни, раоота-новнв, конструктивного исполнения в форм Рта» а также скоростей рабочих процессов в др.;

- удельные онерговатраты на транопортирование ЭМ РТЭ по поверхностям ореза п приеиному лотку, а также конструитвваов вопояневие л форму этого лотка;

- доогоииотва ИР в сопоставления с основныма параметра*® ПС традиционного исполнения h получить походные данные для создания экспериментальных машин с ИР с последующим исследованием яхв голевых и проиэводстаэнных условиях.

Исследования проводились на лабораторном (поисковом) в полевом передвижном стендах (Ш1С) ЫШЗеымаиа. Лабораторные -на пеоках (С » 2...3) в глинах с нарушенной структурой'(С « 6...16 после,уплотнения), половые - на песках (С « 2...4), глинах (О ■ 14...26 в удельным усилием копания К„ » 2,8... 3,2 яго/см2) в суглинках с твердыми прослойками (С » 35... 48, Кр ■ 4,1 ...5,2 кгс/'си^).

В ходе экспериментов земорялиоь следупцио основные параметры: крутящий момент на вале ротора в мощность, потребляемая злоктродвигателем привода; размеры отругав в составляющие онороств копания; соответствующие усилия иопаввя РК в нагрузки в элементах РО в PKj усилия в набегащэй ветви ленты приемного конвейера, углы ее установке о распределение на ней ЭН, поданного ИР; время.

Аппаратура, методы средств в обработки результатов'измерений, а также построение экспериментальных кривых произпо- ' дились методами, разработанными я пршеиясшьщ во IîIHlBewaa.

В oonoijy методики проведения сопоставительных исследований различных типов РТЭ, оборудования, в целом машин был воловен принцип сохранности параметров, определяющих сравявва-ешй лервметр врв переменности всех других параметров, аавя-ааннне с выполнением исследуемого irpouecca работ.

Конструктивно рта лабораторного FK б«лн выполнены:

- ковшовыми - без задней стенки с раяущей кромной арочно-

sr

£'»Г0г5шг[2й5(Л(М|П м, O)

гдо —_ онорооть торцовой подачи IIP, ел/о j f и f - угли поворота стрелы ПГЭ соответственно и иишработаннув ц выработанную oTopoiui ааходка забоя, грид; % - угод резиния, град. Для анолитичоокого анализа рабочих процоооов, уотанов-лоиия зависимостей определения паракотроь IIP а ого ГО и ШУ принята коэффициенты, опродоляшшэ отношения: Ко, Ко и КП -соответственно f?p и длине стрел» Lc, 1ШЛ от с оо пяти Он 1?р, а такЕО Q к шоото пяти отралы от иодошш забоя (Кп'» 0,145.,.0,Г5 - для 3P-I2Ü0, ЭР-1600, ЭРЛ-2500, ЗРП-31Ь0, 8РЦ-5250 а др.); Kj - расстояния между двумя оопрякошшми точка-ш РТЗ я нх длине .

Ö учэтом этих коэЭДвдшитов, рвние принятых Ктр., Кэ, К<| в общеизвестного kf, , опрчделшогцого отношение н 1?р , уотеиорлвии аовиоимоота онродоления диаметров гравитационного Dfr и инерционного Dp# , PK, шшрныо продлокеишэ авто-рои в видах:

D?r=(QrK',}°'% и (4)

гдо К - коэффициент, опрододшций свойство Ш1 (К « 12...30 '» период значение для авизных Ш, ' второе - для несвязных, Кв* 4).

В диссертации уотановлшш методы определения оптш/иль-енх форм и.рационального расположения РТЭ на обечайка PK; а ?акга зависимости определения их размарних а нонотруктивних параметров, раочотныа значения которых о ниялгаом проваводи-тольиоотя ИР чвотично сведонц и »абл. I настоящей работы.

Нроазводаталышоть ИР внимательно прокооходит показателя fK одного '.диаметра с гравитационной и центробежной разгрузкой ковшей. Так, производительность ЕПГ Dp » 4 м, VJ. в 6 м/с, Ко ■« 4,3 и в 1,25 аши, чем у BP-IüOtH о Ко • 3,66 соответственно в 1,4, в почта 4 раза, а грапитациоиного о Oft » 4 м - в 3,6 в 10 роз при .разработке опяяш/х пород и в 7,3, 14 и болов 20 раз ггри IfFTCI1 с наоыпшши мвтериалпми, Такой высокий фост выработка Б1СР объяонвм большой его транспортной споообноотыо, определяемся воамояноотью рпботпть ртэ

Таблица I

Сояс~гагжш® осеоешх пщренетров в транспортной способнсстз граентадзснногс, . nsHSpcdesaoro и инэрцяснного ротсроз

ЦГ. П2Х Hcpsiroipa Ед*. пяз. Способы разгрузки Ш из ковпшй PK

Грашз&-вдсяннй Шнгро- баигагп ИнарпяонныЁ

зксперакантальные расчзтные при t£=2*6 ts/a~

зр-CL250 а?- 2SX3 SP-J 3P-ШК1Ш ШЮ Mai PTH-I зрэ- 2С0-Й Ip=2,0 и 4.0 и

I. Дзсиетр ротора,Д), IÎ 6,5 8.0 4.0 4,0 1,54 0,65 1,60 2.40 2,0 4,0

2. Скорость ротора:

- sps32srm, ; :3/гГ5Н. 8,5 7,2 23 £0 53,4 70 SO 25 19,2*57,3 9,6*23,65

— лшвЁяая. 2,89 3,62 s,es 6,28 4,6 2,32 6,4 3,26 2*6 2*6

3. КСЗЙХЯЩЕШГ EÄC23 4,0*1,25 4,0*1,25

РТЭГЬ. - 4,45 4,4 3§ s-« 3,66 4,3 2,35 1,34 4,2

Пода-га Ш sa сб'о- 0,1 0,022 0j2c4

jPOT PK, tiVcrf «3,33 5,79 1,25 I.Vo 0.74S I,5Ss5,25

5. 1огф|атЕ2 iäp i ; - ■ 0,210,2 0,16 0,22 0,23 0,43 0,66 0,25 г

- прз Еэ « 4,0, - - - — •VI - « . - - - 0,28s0,24 .0,36*0,28

- врз Ез » 2,0, - - - - - - ... - ' - . q,33-to,27 0¿4&0;32

- зрз Жэ о 1,25.< « - - - - - ' . - 0,^0,35 0,5410,38

6. ПрОЛ82ЭДЗТШШ1Се2К tP/ч 1700 2500 2200 3S5Q SO) 35S0 зш - - ■ -

- пря Еэ.о 4е •• - и» - — —■ ~ . — — - 227*570 330*2700

- ЩИ » 450*13Ш 1еш*53ею

- црз Е£.»-Х»25. •Л» - - : • - - ' - 7034215) аххьнпю

повшашюй TisicQTU a писакой скоростью копании, ограничите-!.ia¡t ТфОЧИОО'ЛШМИ п износостойкими способностями рОЖуЩИХ вломентов, IJpj: атои, ник покапали поископц© аноноршлинталь-luja ноадодоиашш, рост грвнопортной оноообнооти БИР происходит по «чет почти 90$-иого эааолииния гоимотричоокой ом-пост г.вхду спарешшмн uosiwi ( Kq и I,Oíj,..I,IO - меньшие пначон^о ддл оачшилс SM, большо - для ьаснизнцх) о учетом участил и тршюпор'гном цроцоооо пространство t-'ижду ООПрЯКОН-UU(,'M пэрзк! ПОКОЙ, U OytlMO, 01фиДОЛП£:МОЙ Ктр, !)Ilfl4dHlití китч -poro аничитольно isijao, чоу РК традиционного исполнения, Уок, дгз Bill' Др а i и, Ку » 4 i! V¡> а 6,0 м/о значение Ктр« 0,36,.,0,23, о у ар-1350-ец о уинтрооешшм ГК того гл диаметра lía и 3,6G u % я 5,8ü e/c, tcúro составляет Ктр « 0,16, Шныгео аначонко Ктр » 0.Б4, ..0,30 Í5P при Dp« COOTiCJTOÍIsyOT У/! « Й v/o И КЗ а 1,25, йбо уминьшоние ДЦ81.Ш-трп сбочяйяв уолояшт нропланко РЙ, что соотнотстнонно со-nposcssiaoTOii уимяыЕоасац us нолнчсоти а транспортной способности F1U '

ciioprooiKooTb копяняя HP, учигшпш щишонпомю катода разх'рзначонпя ео дня РК грядидконниго исполнении, нишю представить КОК Сунуу знтрит шшргнн ни резонно и тринопортиро« панка(ЗМ по лонэрхноатн среза и лотку о последупщим винооом его ни лзнгу приемного коншйеро. Раэамвй грунтов и пород ш.ияегоя олсзши процесиом, теорогячосярэ ипиоплие которого по оай доиь но ннйдаио. Однако унтшал новизну в неизучен-XIOU71- процессор котншя ИР "на оойл", ц расчетах созданных и гаопь рпзрабптагпеннх вхопзриыннтплышж кашиц о новнм РК затрату но рззпиио лрвняги рагашма апробировании!/ эксперт.®» пгрлышм данным усродненаих удплышх оноргоэитрпт на копание роторами традиционного исполнения un .шчотом нитрат по подаем J3M к о шип ми до уровня ах разгрузки. Этот гатод определения онергозитраг на рооаивв нишм Ш рекомендуется применять ни птнпех проднроок'пшх рибот, пренебрегая работой «порции,трепал й заполнения itoimoH. ОМ в силу их новинчитольностя.

Суишрннй обьо'л SM Рй 1!]' нопрершшо и цшшчно г.хшяот-cji недоднтние rceprioi'iuuiooTii сочинил сризнш'оа отружки и циклично HQ|W>«JJ01'OOJ! «июли Ш!р НПЧ))П, уЧНСТЛуР'ПНК I! |1рОЦПООП

исийшия. Для опродолоипя транспортных энергозатрат этого процесса принимаем, что чвпло ГГЭ лоогрпничошю велвяо в ширина снимаемой стружпп соответственно стремится к пуля,о грунт моад и вдоль спаренных ясной распределен по некоторой закономерности о(р) , которую могло записать, оопоставав ело- . маитвряие о them струями в естественном волегенип dVe о ее транспортным состоянием в рсбочем процессе dl« черэз коэффициент разрыхления Кр , как «

где dß * bífdt ~ ородно/рпсстоялпо могду РТЭ,щ 1гр , Rp п р - см, шзю к ряо. I, Твкоо раопродолонио ЭМ msjsy ИЗ ВНР молю рассматривать гок непрерывный троиспортныЯ . поток переменной моссы (рис. I б я в) и иекзгешша две трзд-спортшо гасои потока,, лмэюцио постоянную водгчилу в врэдэ-лок углов от pt до ïï в от X до fin , соответственно с татрами тяжести Cj в Cg, lia которые дэйствуот о к да тяжоси п трения (pnc. I, f* ). Тогда крутящий момент на вало ВИР, сот-рачнваомой но транспорт EM Мир, используя тоорсму об азшно-лин хглотпчосного кокайте точии переданной шсси dRdt"* кок сугщ комонтов воох активных s рвоктишшх. сел, ьгакдо евписоть:

lip=ÎVIV М^^^ Ï6)

гдо Игр я Ирак — соответственно Voihhitu от доЗотвш мпссоша: сил, et:л трения ЭМ по поверхности ораоа я латка г реактивных (тшульсноя, коряолпоовап, вораоцгшпоя) сел, £ш.

Этот момент в общем виде шею зспсоать, рассматраввя , греяедорт БЫ БИР пав непрерывный itoïob ворованной мвсси ! .

р"1 р *JiRr

F, * Р>

■+I fc- fШ fjcmu ur,p„ *

m, (7)

гдэ pit - угол мояду гарт гладью n родпуесм FK, проходяцпй Черэз щюоиуп грснь лотка, грод; urP - углопоя скорость ро-!гэра, о } ft я /Л - соответственно поэф?ационга ваутронпо-го я шестого тронпЗ} J* - удолыа!} нос S-M, п/м3.

Этот за момйнт тшо определять» рассматривая йискояя-руошЯ поток на повер^ноотях сроза п лотка кон невзг'впнуп транспортпуп г/асоу а обозначив двэ части оо (ряс. I г) Q? р} до J з от Л до Рп соответственно через их плокада a Fi, зпвченая аотсрих и яоердшшга эх донтроз тяаоогя . pt , рс, я j>,, Ра а обчем пгдо (ложно записать:

н*; (8)

а р .

ьфгМфШ^''"! Д.ф'^/WW*! гГ,р (о)

А А .

э гакгл

ioxvie n прообразованном вида

'Sln^f]^ I». CH>

ЗадзЕззоь » БО° я /У a 215°, npmum jii ■ /4, « 0,7 а внра-эпа часть пзртлотроз через <Зезрвзмзр:шо коэффишедты:

е s уД(вс «с, = t^H

ПфОШШЯ (7) а (II) поело дроойрпзомняа мотю упростить пав

Г ÄO

M^fâB}e[-6hia7ie-wre\e,/à(itt-3.ue нив1)*

,t p (iji-We) -Cv Jle tSJïG*-0- iS HM (12)

Ёсподьэуя зависимости для определения размеров F1Ö EliP - Во, ^ и ßmi* (табл. 3), значения 8 » 0,06 при Кэ » 4, (? « О,С® ври Ка в 2 в произведя преобразования форвдл (12) и (13),ыо-гао змшозть:

- ври Кз « 4,0 и « 0,06:

и M„=JfB$e(c.M +utc,)¡ (и)

- при Кэ в 8,0 в « 0,08:

« »«'U (ib)

Соловтшшольицй анализ расчетах зиечоний вти yj>aiuio-И1й для зкибастуаскнх углой, сшденйгх в таблицу и изображенных графичэоки и вида удальных энергозатрат и аатрит иощ-ностц на транспорт ЭЫ, показал пр'иамлошоть обоих проддоющ-ких мотодоа росчота дгл практического пришюнин и силу малости ¡шоховдоиия (2...0,6 ¡£ при Кэ *> 4 и С...2,& % при Кв и S для Др « 4...G H iff * 4...5 м/с) в cooTiioTCTi'.Wí их аксно-ршэнгадьшш данный.

Трепеиоргаио шюргоаатрати КНР иошш определить по ела дога та ой цотодшю, принятой дли Б11Р, но с учотом работа, за-урачвиаемой PK на радгон 8Ы а ковипх до скорости ротори (А рар), т.о. сугаарнуи работу транспортных оноргозат;:от мощю беПисать (рис, I в) нан

Апр я Au i Атр * Apaa -t Ар»зак, (16)

где As, Агр и Арсак'- соотшгетионио работы сгл тяжеоти в гренвя SM по транспортным поверхностям сроза и лотка, в тонга дайотвкд реактивных сел от приращения ото и ксьешх.

Тогда ату работу К11Р и общок ьидв мокно шразить дак í J

-щс^ь (i?)

JS. h

.à . 27 + 1| MfflibW, (СГС.М,

померноотн приращения ЭМ в кошах, определяема из сопоотов-л он ел объемов с тру rat п п плотно?.! тола ^ п рыхлом состоянии ty, (ц ~ длина лошоЯ по обраэуипэй« м.

Роототвно зяегсонея уделышя транспортных энергозатрат КИР, в эапистаэстя os перомошшя велиадга Др « 2...б м и Щ « 3,. .6 а/о, для pf а 60°, 220° н Кэ ® 4, оэедени .1 тяб-лпцу a oipQssHa графетвскз. Этя аптроти оноргяв составили 22,..30 % от общее удеяшпс .йнергозвтрат. колония, что соот-йэтотвует окопоршэиталышм данным, а росчотно« реактивная psóosa ие прошоида 1,2 % транспортах энергозатрат,

2,4. К главным яолошггельяш особонпоотям процессе отработки слоя KP "«а себя" следует? отнпстп отош тюрэгрушш ^LslLjitqj^^^ в îk тропишь

ошюго исполнения кассовые п дентробоаше о ялы ЭМ прэпяхст-гутя вля несколько ограничивают осуществление этих процзс-соэ, тогда ясп d гослсдуо'ж йснсгрупциях ИР эта сгош спо-öodOTS7W луппамог ¡заполнения отгх ояорацвй, подэвпл его на аеяту .приемного коппэйора с начслмоЯ скоростью по ходу ое двяхепшг. '

3 свою очередь, этя достоинство указанных прбцоссов спойоботпувг в обеспэчтэавт?

- работу HP fiai проделыто-допуотйипс скоростях копания о поваленной хкоотоЗ РТЭ;

; нанлупиув стабиляомляо процоссоэ раопродолопгш,- раэ-тоиа s установйшсгсся япвшми SM кв ленте прпешюго ноп-лойера о оуцеотпоииыи увеличенном со транспортной окорости} : ■» d цолом споеоботиуш виочитвлыкщу росту производя-"сягяоота и оущэс тосишлу сшг-энго удодьшх энергозатрат ггроцсссоа транспорта SM IIP по логорхностям сряэл « лотлй, о ?ппгз првоммго понпейврэ,

. Даолгз дсотошюгп процессов гайроса п полом' чостгц GM, аз ргепро^олсягл и йзоргюдоНсгпля с лвпгоЛ приоглюго яонвоЛ-сро опрэдолотт ноль i! зодячп псояедогшния данного рпздело

диооергацал о определенном оптимального угла наклона ленты приошого конвейера, ее максимальной выработки и Степане СниЕонва транспортных внергозатра«.

Варь процеос перогрузкп ЭМ о* FK на лонту конвейера уо-SOBHO разделан на два периода, когда элементарная частица Перемещается в полости РГЭ, совершая движение по ходу вращения и относительно оов ИР, а затем выходя uti его нродоли,совершает уже свободный полет.

Двиканиэ частиц в полости РТЭ IIP описщшотоя уривнениеи:

я Zj -соответственно текущая н начальная ноординатц частищ Oj в Cg постоянные интегрирования; ^ и ^ - корни харнктериотичаского Урианония} - цриаедашшй коэффициент треиня; tj> - время днижвН1ш {истиц в полооти РТЗ.

Анализ свободного полота чыотиц ЗЫ пршюдилец по обща-приэнанио.! ютодмко их.расчата, что иоицолюи определить плотность и разиары и дальнооть зом загрузив првем-

ноЛ части ленад конвейора, и также предложить заваовыооть оодедалонлд продольного угла яццъача ЭМ"донтой jpw.iaioro конвейера.

Мищнозть, ватрачЕваеиан конвойороы но ускоренноо дни-сонгв 8Н до скорости ленто ь общем вид« иогаш вевисать как

р jf' у®^

;; cis)

где д, - плотность SU; Кгр - коэйчщнант трпиопортной способности ИР (для Др - 1,6 и, Ктр - 0,214 + 0,2641' - 0,1244?*); f(e() - плотность раолредвленая углов падения частиц но лен-syi t - радиус рассматриваемой чаотшцц в трвнопортной поло-о*и ИР,

. Предложенные еналвтичоскио зависимости движении частац S5J в подосте ИР, свободного полета до встречи и ускоренного движения на ленто конвейера, а также результаты онолизв юс моту; быт8 полоеокы в основу расчета скоростных конвейеров,

каш, й шш ттнх 'тятт ip с, If два-

угли бокового откооа забоя и оходввооти конвейеров; А = 1 +

2.6. Исследование эковавзцнонннх машин с ИР в производственных уоловаях, оозданшх вкоперимвитальных ЭРЭ-20Ш, РШ-1 и РТК-1 проводились о апробацией их и учетом особенностей каждого производства соответотвопно но плотно-вязких кембрийских глинах (С «■ 48«..105); глинах я суглинках Ш-1У категорий по ГОСТ 6369-67 и насыпной соли. Эти исследования лодтвордили и пополнили результата поисковых эясперишнмль-шх и теоретических выводов, а танае вперше позволили определить исходные параметры для создания ОПМ с ЯР в установить:

, - надеяяую работоспособность ИР пра Кэ = 1,ЗБ...4,0 м я перспективность их применения не ПГЗ, ЗГИ однословной отработки забоя и ММ для ПРТСР|

- возмоаность разработки ЭМ влажностью 6...36 % о удельными сопротивлениями копанию до 150...170 п/см2 и на рабочих сноростях 2...7 м/с;

- высокую их внработяу, многократно превнтащую производительность РК традиционного вополненвя того же диаметра (в 2...20 раз);

- существенное оннжеяао масон машины, что наглядно видно, сопоставив удельные металлоемкости РТМ-1 и РТК-1, соответственно составивших 6,4 тГ8 а 5,1 тчм"*3 о пояазателями Д-437"АВ а 117 - рав-.шх 14,3 тчм"3 и 23 тчм"3;

- энергетические параметры рабочих процессов п распределение нагрузок в элементах РО ог действия реактивной силы от вопэняя ИР, которые наглядны я показотольны по результатам испытаний ЭРЭ-200-Й: удельная энергоемкость копания, составившая 0,21...0,26 кВт.ч.м"3, оказалась на 24...30 % лиге, чем у базовой машина ЭРЭ-200, работавшей в одно врема

и в одном горизонте карьера на плотно,»вязких глинах с С • 48...60 ед»; эта энергоемкость я удельная энергоемкость копания, затрачивэешя на транспорт ЭМ ИР с Др ■= 2,4 м соответотвопно возросли на 67 % в 22...30 % с увеличением скорости копэнпя от 3,25 до 6,7 м/о, но нарушив устойчивую работу ма-пп1Ш{ состпвлящая бокового усилия от копания ИР с прямыми яожами, соотавила 0,35...0,5 Гопр, которая на 30...40 % сни-

вилаоь при разрабогло олоя Р1Э фрезерного наполнения, нздэе-вая работоспособность Б11Р установлена на oîpaôowce сухих (6 ,,.В %) и сильно увлажненных глинах (28...36 %), отрабатывая Еы массив s обол н мелоезонье с переходом на зйчгг/шу хвостов, оставленных после работы базовой ыаииной, При этом SM полностью транспортировался и выносился БИР на нриеыннй конвейер о углами установка ленты 24...26е, , а ГТЭ самоочищались оамой ерэзаемой. стрункой, поочередно отрабатывая слой иовдш рядом ноеэй, в силу веерного процесса отработки аибоя IEFSг оптимальные сечения снимаемой с тру su в PID IIP, определяемые ооотноценвеы толщины ез к ширине, составили 3...6;

•ч транспортная нцрги5отко PTM-I п сопоставлении с Д-437 "А" возросла в.4,5 раза, в удельные энергозатрат привода шшойера снизились на 30...45 % благодаря лучшему процессу формования Эд! вдоль е поперек на приемной части такой о канты с начальной скоростью}

- технологически особенности шгруаки ооли из колоэио-дороакых крытых вагонов, поставляемых навило:/, что позволили создать экспериментальный PTK-I, как ШМ с ИР для иннолнеивя ПРТОР в отесненшлс условиях;

- применение низковольтного приводи im ГГК-I, обоспочи-ващего бозопаонуп работу оболукивапцего персонала, что очень вакно при использовании МП и отеснонних условиях, на ПРТСР.

Результаты производственных исадвдоканий окопаримонть-львых образцов машин в целом соответствуют теоретическим ш-водам и исходным даинЬа ТЗ на их иагогоглошю, подтвердили основные положения и шводи поисковых исследований, расширили обоснования и в большей oseneiiii утвердили перспективность и необходциосеь решения нооледуицих этапов исследований о техиико-оконоиическвы обоснованием эйентишюсти.

8i,7« Д^Ь, oggCiioiifiHM срадшш

ЛШIШИШ. ff, & ШШКЙ. ii.il »Н-октишоста для:

- высокоэффективной отработки креилш: ч сложноструктур-ных пород новыми 11РЭ с ИР в карьерах стройиндустрии и торных отраслях и, в частности, акибастузски^ крепких углей и ые*~ дуплаотнй кпн наиболее веследовннных в технологических направлениях с! использованием передовой ПЩ;

■ - оксповаиив открытым способом больших, но рассредоточенных объемов плотных пород и грунтов новой техникой однослойной отработки забоя, повышенной производительности кчлнх t-аборитов и массы;

законы тяггелого ручяого труда на ПРТС рпботпх voxann-йвроввнины о отменой нем новых оиснавацкошшх МММ с ИР, малых рвзмэров и кассы о восмокяостыо работы нх с перегруз оч-Шш конвойером з стосношшх условиях.

ЭЙ&птевиооть использования новой техники определялась а сопоставления b првшшот.я техпичоокш.«п средствами по технологиям ведения ЗТР на соответствующих предприятиях. Поэ-songr твхлпно-эноис'.'лчоспие расчеты проводились к условиям работ провзводотза конкретного предприятия с разработкой 13 па создаваемые экспарггапт а лышо мшшш ЗРЭ-200-И, PTM-I, РТЮ-1 3 вновь разрабатываемых РО я ЗР-1250-СЦ и ЭРЦ-2500 по мето-дянам и нормативной" донуиэнтвцип соответствующих ведомств I975-IS30 гг.

Основные результата юхнино-зпонстпескпе расчетов,све-доивис п твбя. 2, я ш. алиям наглядно подтверидает високуя 5ф$октисяосгь гыадреывли производство нового способа яоде-1ШЯ ЗНСЯОЕПЦ5;сНП!/Х работ, о таятш дополняот степень обоснования необходимости и перспективности создания новой акенэ-ЕеЦИОНПОЙ техники с IIP.

Р, iff, продложзшшй авторов по результатом еявлпэа теоретических и энсперпмснталь-ных исследования моделей'мопнга с новым РК, предназначен для аыбора я расчета основных передотров ОПМ но базе 3P-I250-СЩ, й 62 ПО "Зкпбзс тузу голь" в соогпэтствап с утвэрздеюшм 13 от 24.12.90 г. Поэгог,7 so объем определяется и,'бором тох-Япчесних параметров РО с IIP, а преддягоогая гетодпка шборо Ьптяывльных размеров л Сэдрм блока по фронту заходка во вэаи-•лосеязя о видом транспортных средств в учета» параметров OHM.

B*islUM&Um3mimilMjLM предлагается проредить с учетом зависимостей, приведенных в табл. 3 в следующей пос-лвдовотйльностя:

- знзя высоту блока Л, отрабатываемого ЭР-1250-0Ц, уол-во определить диаметр ИР, эпдовивоь числом, снимаемых слоев

Тахндко-экономгеесиве отказатета эффективности

Тебшвдэ £

! ! ! ПРТСР !Отоапк8 по- ! Карьера« эксяавацноннне работы

-пц^пц». ."Я* ЗР5т20°

^ . 8-700 Т-100 !бззо- !ноай !бв|0-1вошй!базо!вови

< . ? !. ! ! ? ! {ша ; »вы2 { ;ваг ?

1. ГадоЕзя тыс.«3- с

кгоаботнв ; год 525 3460 54 54 1714 1960 3200 4094

тыс.т'

год 12 12 12 - - ■ — —

2. Себестоимость руб/и3 - - - 0,0294 0,0054 0,1555 0,1305 0,31 0,23 0,421 0,315 работ руб/т 1,05 0,19 0,06 - - - - - - - -

вграя;6 ЕаП~ - - - 0,096 0,003 0.1696 0,1435 0,895 0,807 1,82 1.5Э

* ■ . руб/т 0,04 С,26 0,11 - - - г . " -

4. Э56егтгзнос7ь 3? в П7Г2? , . ,

в) -ручная т.р. - 17,2 - :■-/::•-.;-',:. -•■'•■■а- - - -б) г^аханизвро-

. венная т.р. • ' - 2,5 - , 121,5 - 13,5 . - 408,8- 630,0 - н/х5зя2ствеа-

ная г.р. - - • - - ' • т'' .': 15,9- 1982 -"' 228Г7.4

.. - похеанзя т.р. - •• ■'' - - \ — ' • - .'■ . - -867,0- 1299,5

Ь. ЛвкЕТиая дева .».р.- - 4,54 - . - •- Л- - ■ - 823,0- 1529,6

3 блоке р я 5 вертикальной отрустой о Ц «• 0,75;

Таблица 3

! Параметры I Ед.^ I Зсвисшости

Примечално

I. Производитель- „ . пость роторов: и /ч

- инерционного

- гравитационного

3. Дламетр ИР. Ь

3. Виоота РЮ II? и

4» Длина ногой для

3« Расстояние мзяду полижи, ИР: м

- срэдпео

- '¡иакогашьпоо

8. Спрпно струсив, снимаемой КР м

ог»ко;',

Ор^кг*.'

К =12...50

к-опшео - для Кэ=4 п Нм=«12, большее - для Кэ =2, 2„=Э

6 П^^):1

7. /дольная эпер- „ „„и

гоемяость ко- рВт_,ч. ^ _ л )„ г _ МНШЦ

лання, ИР 4r.crjJnu.rf {,»г у]/*

* _

0. МЬвдость при- - и .г П. п-< вода ИР аВг. .

я Угг п 1/ря - скорости копания соответственно гравитационного п ИР.

- - размеры Рта ( Ь», ^н г &*) оледует устанавливать по транспортной производительности ЭГ-1250-0Ц, а иорлирно-сочле-пешюго РО - по гли!!сга,'зльио допустимое углу.нпчлоне лепта

оголовка приемного конвейера f( в момент врезки машины в новый горизонт, для чего конструктивно устанавливаем раду с подвески ведомого барабана приемного конвейера Ку к оси ИР, приняв угол мецду'нии в вертикалью, » З5...40и, в такаа вадавшЕоь qвзором кевду концом лотка в подошвой süógh f¡* «= 160...200 Mii, необходимого для сбоолечения врезки в ионий горизонт и определяем длину конвейерной части оголовка стра-лн L», сарнирно устанавливаемой к стреле базовой гжшшш:

где íi3 в |l| - расстояние от подошвы забоя соотиотствошю до даты стрелы е оси ведомого барабана иршдюго коввойора; || d - соответственно допустимые углы врезки в iiomt горизонт и наклона стрелы базовой мншвны (для экибостузсгих углэА ¿i « 3...50, <4 " 20..,22°)¡ Ц - длина стролн бпзо-вой иашшы, к.

Последущео определение основных параметров РО производится по общепринятой методике ршчота IIP3 с учетоы зависимостей для определении; параметров ИР.

Для вновь создивнешх ПРЗ с 1!Р виооту установка пяти стрелы можно определить как

и» (23)

гдэ и 0,145.,.0,150 - соответственно для Др « 2...0,м; Ка » 0,8...1,25 - соответственно-дня связных и несвязных Эй.

, Удельную оноргоемкость копания ИР ^ с некоторым допущением рекомендуется определить, используя апробированные практикой значения удельных аноргозетрат копания роторов о гравитационной разгрузкой ковшей so вычетом удельных затрат виергии на подаом Э!И ковшами ^ до уровня разгрузки Нп, а разность - оушлровав с расчетной удельной энергоемкостью, затрачиваемой ИР на транспорт ЭМ т* (табл. 3).

й.8.2. Выбоо ортш'^ышх рари^троц Pi'foí'i Для опытно-промышленного ПРЭ с IIP предлагается проводить в слодупцей последовательности:

- по выбранным параметрам ГО с ИР п иаспоришеи данными базовой машины определяем вылеты ротора для каждого от-рабатывЕ'змого слоя по зависимости:

^ф^КЙФ^Н^^М) (29)

- установив нормативные расстояния от осп транспортных средств до блняайшоЗ грснп заходил £гр н угол бокового откоса ЭДг , а также учитывая угол сходимости с£г базовой мапи-гш» определяем для каждого нз принятых углов поворота стрелы по вертнег^ слой зобоя( (^и 65°, 70, 75 и ВО0) следуйте поракотрн: углы поворота стролы кавдого отрабатываемого слоя (25) п (26) с учетом ¿г базовой машины п принятого ¡Зп> < размера блока В и Вц (23), суммарную длину пореез-доа (24) я сумну углов поворота стрелы, необходимых для разработки одного блока по фронту зеходнп!.затраты времена на непродуктивную работу машины Т§ (21) п чистого ноппния ТР (22) рззработкя одного блока, а тайка коэффициенты ^,

я {?(С8 » опоеделящий форму и размеры забоя.

Предлояонноя последовательность п форлулы расчета позволили установить параметры шаряприо-сочленеяному РО с ИР к резробатаваомому опытио-прсмышенноцу ЭР-1250-ОЦ с Др « 4м 3 » 105°, о то к™, о определить оптимальные параметры забоя разработка эявбаотузелпх углей о '/¡г =» 65° и « 10 Н « Ь м, В » 33,6 м, Ец » 12 м, Кэ 0,003 л ^ » 65°.

3.' ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИСШВДОМШ И ШВДШШШ

3.1. Принципиальную новизну диссертация, ее ганнейшяЯ научные я теоретические положения, рекомендации п пректичес-результаты псследоганпЛ раскрывают:

3.1.1. Поисковая апробация в лабораторных п полевых условиях новых ЛР с РТЭ различной конструкции и разборов, в сопоставлении с РК традиционного исполнения, позволившие установить :

- правильность выбора сбъопта исследования йен перепек-тпгаюго направления в зкекавациопном уэгаяностроенип, убедительно показавших стабильную работоспособность и высокую о^фоятнвгюсть способа лроизвпдотпо ЭТР;

- тюгократное повыгачнпо производительности эо счет во-змоаностя применения пошпппннх скоростей копянпя п высота РТЭ;

- попитаиную энергоемкость рабочего процесса, сопровождаемого косым резанием о обрушением ЗУ и частичной реализацией пасс ГО и его Ш, в процесс, коианияг

- оптимальные размеры снимаемой стружки во взаимосвязи

Ч конструктивным исполнением, равмерамв, расположением и числом-РЙ; '

- полную перегрузку № ЗМ со отабилышм формованием его вдоль ленты приемного конвейера о начальной окоростью, что опособствует повышению его траеспортной споообноотн, ониже-лвю энергозатрат.

3.1.2. Применимость для практических расчетов предложенных зависимостей определзния енергозатрат транспорта ЭМ ИР . во поверхностям среза и лотка о учетом его размерных и режимных параметров, подтверждаемое малыми распадениями о результатами экспериментальных исследований трех образцов машин

в полевых и производственных условиях.

3.1.3. Анализ предложенных зависимостей процессов разгрузки ЭМ иг полооти РГЭ ИР, последующего его распределения, ускоренного ц установившегося движений на дейте приемного конвейера позволяло предложить уравнение для определения предельного углы его подъема, а также установить стопони повышения производительности и снижения транспортних еноргозатрат,

3.1.4. Полевые поиоковые нооледования и теоретический анализ рабочих нроцесоов ИР и приемного конааЯора возводили установить перспективность их цридоививд на вксианациоины* мадинах и предложить;

- аналитические 'зависимости определения производительности, размерных и режимных параметров ИР с установлением оптимальных размеров отрабатываемой отружки|

- новую конструкцию ВИР, исключающую затраты вцоргви на непродуктивные процессы резания и способного снимать отрувйу повышенной ширины (ограниченной для пары режущих нокой),тем самим значиельно повысить диапазон сечения: снимаемой стружки при колебательных процессах стрелы .ПГЭ в горизонтальной плоскости и существенна стабилизировать динамическую погруженность привода ротора;

- кинематические и конструктивные варианты исполнения РО с ИР к ПКЗ и 81М однослойной отработки забой!

23. Таунелев Р.Н,, Сазембаева Б.Т. Роторио-тронспорт-яый комплено для шгрузки насыпных иатврирлов из крытых а/дорояннх вагонов. - Меащузовский od. "Расчет я цроектиро-вениэ транспортных я подъемных дашмя". - Алмо-Ата: КазПТИ, 1991, с. 44-49. .

23. Таунелев Р.Н., Нурпевсов Д.Н., Резников К.А. "Вибрр параметров забоя для экскаваторов о инерционным ротором низ-ней разгрузки. - Нзд-во вузов, "Горний дурная". - Екатеринбург: ЛШ, й 3, 1992, 0. 63-66.

24. Лебедев М.Н., Твукелев Р.Н. Роторный экскаватор о нвведвпгаемой огрелой. - АО Я 214404. Опубл. в Б.И. Я II, В*. 84 л., 3/18, 1968,

25. Твукелев Р.Н,, Дяиеикулов С.А., Белая Н.М., Мэрфе-ило А.®., Щот A.M. Роторный экскаватор. - А.о, Л 914724. Опубл. в Б.И. ¡I II, ил. 51 Л, 3/ie, 1982.

26. Таукелэв Р.Н., Дяиенкуяов O.A., йэздаков Х.А., Бе-явк H.H. Роторный окснаветор, - П.р. но выдачу патента по заявка й 4900924/03 от 23.10.91 г.

27. Таукелэв Р.Я., Дгаепкулоа O.A., Ра>даков К.А., Владимиров Б.М., Белпи H.H., Цуотефпл Р.Г. Рабочеэ оборудовала адсвавациснно-транспортшх гдашяя. -П.р. на нздачу па-теата по заявка й 4945309/03 от 03.01.92 г.

28. Твукелев P.fí. Уставовна для выгрузки насыпных материалов (соля) вэ я/дорояпых вагонов производительность!) IOO т/ч. - Т.з. для Аша-Атвнского ПО мясной промышлейноота Гоовгропрома КазССР. - Алма-Ата: Фонд КэзЮТ, 1986,

29. ТаунеленР.Н, Рабочее оборудование о инерциошшм ротором нижней разгрузки я экскаватору ЭРП-2500. - Т.з. для ПО "Зкибвстузуголь". - Алма-Ата: ®ояд КозПТИ, 1989.

! 30, Твукелев Р.Н, Рабочее оборудования с инерционным ротором нижней разгрузка я экскаватору ЭР-125О-0Ц. - Т.э. для ПО "Зквбастузуголь". - Алма-Ата: фонда ХвзПТИ и УкрНИЙ-1ф0ект, 1990,