Виконавчі органи є поєднанням одного або двох однотипних робочих органів (шнеків) і комбайнах з шнековим виконавчим органом, мал. 1.1, або двох різнотипних робочих органів в комбайнах з барабанним з вертикальною віссю обертання виконавчим органом, мал. 1.2.

Рис.1.1 Вид шнекового рабочего органа (анімамація, об'єм - 42,5 Кб, складається з 4 кадрів, 5 повторень, зроблена в Adobe ImageReady)

 

 

Рис.1.2 - Вид барабанного виконавчого органу

Виконавчий орган сучасних очисних комбайнів одночасно виконує дві функції - руйнування пласта і вантаження зруйнованого вугілля на забійний конвеєр. Тому основною вимогою до виконавчих органів очисних комбайнів є перевищення продуктивності органу по вантаженню вугілля над його продуктивністю по руйнуванню пласта.

Окрім основної вимоги, до виконавчих органів очисних комбайнів пред'являється ряд інших не менш важливих вимог : низькі питомі витрати енергії руйнування пласта і вантаження зруйнованого вугілля; мінімальна динамічність робочого процесу і силова просторова урівноваженість; підвищена зносостійкість; простота і технологічність конструкції; високий к.к.д.; простота заміни органу в шахтних умовах; надійне кріплення робочого інструменту на органі у поєднанні з простотою його заміни і ряд ін. вимог.

Руйнування пласта виконавчим органом комбайна виробляється при відносно не високих швидкостях (швидкість різання, як правило, не перевищує 3 м/с) і значних силах, середня величина яких досягає десятків тисяч ньютонів. Тому до виконавчого органу пред'являється, крім того, вимога міцності. Останнє обумовлює збільшення його геометричних параметрів і пов'язане з цим зменшення вільного простору органу у якому повинен розміщуватися і переміщатися зруйноване ним же вугілля. Це особливо важливо для комбайнів тонких пластів, оскільки зменшення вільного простору органу веде до значного зниження його вантажної здатності і продуктивності комбайна, з однією, і до додаткового стискування вугілля, що знаходиться і переміщається в органі, і силового характеру процесу вантаження вугілля, з іншого боку. Подальше підвищення енергоозброєності комбайнів що є одним з важливих можливих шляхів підвищення їх продуктивності, ще більш посилює цю проблему, особливо для очисних комбайнів тонких пологих пластів.

Конструктивно шнек, як робочий орган комбайна, має два сполучених між собою порожніх циліндра. Один з циліндрів, є маточиною шнека, має зовнішній діаметр 325-360 мм і довжина 560 або 690 мм залежно від номінальної ширини захоплення органу (0,63 або 0,8 м) і на якому встановлюються лопаті. Другий циліндр, зовнішній діаметр якого обумовлюється діаметром шнека по різцях (560, 630, 710 або 300 мм), заввишки різцетримача (кулака), радіальним конструктивним вильотом різця, і завтовшки, як правило, 70-75 мм. Для шнека, наприклад, діаметром по різцях 800 мм зовнішній діаметр цього циліндра складає 500 мм. На зовнішній поверхні вказаного циліндра кріпляться різцетримачі, різці яких утворюють так звану куткову групу. Цей циліндр прийнято називати відрізним диском. Різці, встановлені в різцетримачах, які кріпляться до лопатей шнека, прийнято називати лінійними або забійними. Таким чином, на шнеку як робочому органі комбайна, розрізняють куткову і забійну групу різців.

До внутрішньої поверхні труби шнека кріпиться так звана шліцьова втулка, за допомогою якої він підвішується і кріпиться на шліцьовому хвостовику вихідного валу поворотного редуктора приводу. Така конструкція підвіски і кріплення шнека забезпечує можливість його обертання навколо осі вихідного валу і гойдання навколо осі поворотного редуктора приводу. Це дає можливість регулювання робочого органу по висоті (потужності) пласта.

Висота лопатей шнека, бічні поверхні яких є вантажними, і величина яких значною мірою обумовлює його вантажну здатність та ін. параметри процесу вантаження вугілля складає 55 - 155 мм залежно від діаметру шнека по різцях. Це в 2-4 рази менше висоти лопатей шнеків очисних комбайнів для пластів середньої потужності і вище.

Енергоозброєність очисних комбайнів, і особливо, знову розроблених близька до енергоозброєності очисних комбайнів для пластів середньої потужності. З метою забезпечення високопродуктивної роботи комбайна в умовах тонкого пласта необхідно мати і вантажну здатність його виконавчого органу близьку до вантажної здатності виконавчого органу комбайна для пластів середньої потужності при параметрах шнеків значно менших параметрів шнеків комбайнів для пластів середньої потужності.Якщо максимальна висота лопаті у шнека комбайна даного типорозміру складає 155 мм (шнек діаметром 800 мм), то мінімальна висота лопаті шнека у очисного комбайна для пластів середньої потужності майже в 2 рази більше, а їх вільний об'єм при інших рівних умови більше вже майже в 4 рази. Рішення цієї задачі,являється збільшення частоти обертання шнека із-за наявності циркуляції вугілля в органі і залежності її від його частоти обертання не дає бажаного результату.

Товщина лопатей шнека утворюється завтовшки власне лопатей, обумовленою їх параметрами за міцністю, і геометричними параметрами різцетримачів (кулаків), які теж визначаються їх властивостями за міцностю. Слід зазначити, що геометричні параметри різцетримачів практично не зв'язуються з діаметром шнека, тобто геометричні параметри різцетримачів практично однакові як для шнеків великих, так і для шнеків малих діаметрів. Габаритні розміри різцетримачів (кулаків) для радіальних різців типу ЗР4- 80 складають: 70 мм по висоті, 70 мм по товщині і 90 або 105 мм по довжині. Тому із зменшенням діаметру шнека відносна величина об'єму різцетримачів збільшується і для шнека, наприклад, діаметром 560 мм складає 35-40 % об'єму його вільного між лопатевого простору, що обумовлює зниження вантажної здатності комбайна.

З метою збільшення вільного між лопатевого простору і збільшення міцності кріплення різцетримачів (кулаків) до лопаті останні встановлюються в спеціально підготовлені в лопатях отвори - "кишені".

При цьому передня поверхня різцетримача (кулака) робиться скошеною (кулак з правим або лівим скосом залежно від напряму навивки лопатей - шнек правої або лівої навивки лопатей). Різцетримачі (кулаки) встановлюються в "кишені" лопатей таким чином що їх скошені передні поверхні є формотворними поверхнями їх робочих поверхонь.

Число лопатей на шнеках очисних комбайнів при діаметрі їх по різцях до 1250 мм прийнято рівним 2 - дволопатеві шнеки. При діаметрі шнека 1400 мм і вище число лопатей може бути і 3 - трилопатеві шнеки

Барабанний з вертикальною віссю обертання робочий орган очисного комбайна є теж два, але рухливо сполучених між собою, спеціальних порожнистих циліндра, на бічній поверхні якого кріпляться різцетримачі (кулаки). Рухливе з'єднання циліндрів барабана дає можливість плавного регулювання робочого органу по висоті (потужності пласта). Окрім цього, в барабанному робочому органі передбачається і ступінчасте (за допомогою відрізних дисків) його регулювання по висоті.

Безпосереднє руйнування пласта виробляється різальним інструментом, який певним чином розташовується на робочому (сумлінному) органі комбайна. Розташування різального інструменту на робочому органі комбайна 1К101У представлене на мал. 1.3.

Малюнок 1.3 Схема набору резців для очисного комбану 1К101У

Схема набору різального інструменту характеризується рядом параметрів:

- лінія різання (безпосередньо на схемі цього параметра немає) - це слід, залишений різцем на поверхні забою.

- кількість різців в лінії різання - кількість різців, розташованих в одній лінії різання.

- товщина зрізу (безпосередньо на схемі набору цього параметра немає) - ця відстань, пройдена комбайном (робочим органом) за один оборот органу і що доводиться на один різець в лінії різання - ширина зрізу - відстань між сусідніми лініями різання.

При схемі набору різців показаних на мал. 1.3. коефіцієнти нерівномірності по низькій частоті будуть рівні:

Сили (Н) і моменти (Нм), діючі на виконавчий орган:

	Fo	Fx	Fy	Fz	Mx	My	Mz
Kнч	1,25	1,2	3,55	1,13	1,15	1,25	1,3

При цьому значення зусиль  в різцях на різних лініях різання представлені на малюнку 1.3.          Максимальне зусилля дорівнює більше  двох кілоньютон, Fz = 2,48Кн.

Вдосконалена схема набору різців приведена на малюнку 1.4., коефіцієнти нерівномірності по низькій частоті будуть рівні:

	Fo	Fx	Fy	Fz	Mx	My	Mz
Kнч	1,02	1,15	1,2	1,07	1,18	1,02	1,24

Малюнок 1.4 Вдосконалена схема набору резців для очисного комбайну 1К101У

При цьому максимальне зусилля досягає лише Fz= 1,243Кн.  

При новій схемі набору різців, коефіцієнт нерівномірності по низькій частоті зменшитися.

 

Перелік посилань:

1. Сафохин М.С., Александров Б.А., Нестеров В.И. Гірські машини й устаткування: Підручник для вузів. - М.: Надра, 1995-463с 

2. Проектування й конструювання гірських машин і кому-плексов: Підручник для вузів/ Малеев Г.В., Гуляєв В.Г., Бойко Н.Г., Горбатов П.А., Межаков В.А. - М.: Надра, 1989. - 368с. 

3. Яцкіх В.Г., Спектор Л.А., Кучерявий А.Г. Гірські машини й комплекси. - М.:Надра,1984. - 400с 

4. Топорков А.А. Машиніст гірських виємних машин. - М.:Надра,1991. - 334с. 

5. Солод В.И., Зайков В.И., Первов К.М. Гірські машини й автоматизовані комплекси: Підручник для вузів. - М.:Надра,1981. - 503с. 

25. Комплексна механізація очисних робіт на вугільних шахтах/ Дубов В.Д., Голубєв Г.Н., Спицын Ю.Г. і ін. - Київ: Техніка, 1988.-208с