Тиртичний Сергій Володимирович

Реферат з теми магістерської роботи

1. 1.Актуальність теми роботи
2. 2.Цілі і завдання роботи
3. 3.Власні результати
4. 4.Висновки
5. 5.Список використаної літератури

Основою паливно-енергетичного комплексу України є кам'яне вугілля, розвідані запаси якого оцінюються в 110 млрд. т.

Сучасна тенденція видобутку вугілля на Україну, а також в інших технологічно розвинених вуглевидобувних країнах характеризується всезростаючої інтенсифікацією навантаження на лаву. Вітчизняні механізовані очисні комплекси нового технічного рівня забезпечують можливість зростання навантаження на лаву до 2-х і більше тисяч тонн на добу.

Одним з факторів, найбільш стримуючих зростання навантаження на сучасні видобувні комплекси, є відставання в підготовці нового фронту очисних робіт. Це завдання реально здійсненна при проходці гірських вироблень з темпами 400-600 м /місяць

Такі темпи проходки може забезпечити тільки комбайнова технологія проведення виробок, яка найбільш повно відповідає вимогам економічної ефективності гірничо-підготовчих робіт.

В даний час все більш широке застосування на шахтах України і за кордоном отримують прохідницькі комбайни із стрілоподібним виконавчим органом, оснащені коронками різної конфігурації.

Прикладенні останнім часом зусилля, спрямовані на інтенсифікацію проходження гірничих виробок, а також подальше розширення області застосування прохідницьких комбайнів виборчої дії на забої з підвищеними показниками абразивності і міцності гірських порід, зумовлюють істотне зростання навантаженості виконавчого органу, а зокрема його ріжучого інструменту .

Ресурс ріжучого інструменту прохідницьких комбайнів складає в середньому 3-6 робочих змін. Неважко бачити, що при темпах проходки 400-600 м / місяць, добовий витрата різців може бути від 12 до 120 в залежності від гірничо-геологічних і гірничотехнічних умов.

З підвищенням енергоозброєності машин і застосуванням їх для руйнування більш міцних вугілля і порід не тільки зростає питома витрата ріжучого інструменту, але і змінюється структура відмов. При цьому збільшується частка поломочних відмов, досягаючи 50 - 70% від загальної кількості, що в 5 - 10 разів перевищує норму. Для багатьох різців поломки відбуваються в гострому стані, через що не досягається напрацювання, обумовлена зносостійкістю інструменту.

Таким чином, існує потреба відстежувати граничне стан різального інструменту, що б раціонально використовувати ресурс машини, забезпечувати задану продуктивність.

Цілі і завдання роботи зводяться до наступних:
• • Визначення граничної ступеня затуплення робочого інструмента за критерієм продуктивності;
• • Визначення граничної ступеня затуплення робочого інструмента за критерієм ресурсу;
• • Визначення способів діагностики зносу робочого інструмента прохідницького комбайна

Питанням критеріїв зносу різців займалися автори статті [1]. Так, в даній роботі представлені залежності миттєвої площадки контакту (майданчик затуплення) різця з руйнуються масивом від зносу різця по довжині при різних значеннях товщини стружки. Вплив зносу різців на сили різання детально вивчалося в роботі [2], в якій була побудована інтерполяційна залежність сил різання від затуплення різців при руйнуванні сильвінітової пластів. В роботі [3] навпаки представлені результати які не суперечать припущенню про те, що переізношенние різці знаходяться в стані граничного затупленія, при яких не відбувається істотного зростання навантажень.

Для визначення сил на робочому інструменті були використані формули ОСТа (1) ,(2) і інтерполяційні залежності (4),(5) отримані в результаті експерименту описаного в роботі [4] .

де:

Рk – контактна міцність породи, МПа;

Kt – коефіцієнт враховує тип різця;

Коефіцієнт Kg розраховується за формулою (3):

Kf – коеф. враховує форму головки керна різця;

Kf1 – коеф. враховує форму державки різця;

Kd – коеф. враховує діаметр керна різця;

Ка – коеф. враховує кут різання різцем;

t – ширина зрізу, мм;

h – товщина зрізу, мм;

S – проекція майданчики затуплення на площину різання.

де:

Ар – математичне очікування опірності різанню, кН/см;

t – ширина зрізу, см;

h – товщина зрізу, см;

S – проекція майданчики затуплення на площину різання ;

γ - кут установки різця, град.

Для розрахунку зусиль на виконавчому органі було складено математичну модель вектара зовнішнього обурення яка має вигляд:

Вихідними визначення вектора зовнішнього збурення, яке формується на аксіальній коронці при руйнуванні масиву, є: вектор параметрів руйнування масиву різцями лопаті коронки ; вектор складових зусиль різання на різцях лопаті ; число лопатей на коронці Nз.

При відомої величиною m (номера прошарок руйнується різцем) значення складових зусиль різання на різцях визначаються по залежностям:

де:

- відповідно бічне зусилля, сила подачі і сила різання на i-тому різці лопаті при n-тому положенні коронки за кутом її повороту;

- залежно визначення складових сили руйнування для прошарок масиву руйнується різцем.

- складові зусиль руйнування масиву, що формуються на різцях лопаті, в системі координат коронки при її n-му положенні за кутом повороту;

- складові одиничних векторів;

- вектор зовнішнього збурення, що діє на коронку (при її n-му положенні за кутом повороту) від зусиль руйнування масиву різцями лопаті, компонентами якого є момент опору і складова головного вектора зовнішніх сил з системі координат коронки;

- вектор зовнішнього обурення від руйнується масиву, що діє на коронку в n-тому положенні;

- середня величина складових вектора зовнішнього збурення, що діє на коронку від руйнується масиву за один її оборот;

- коефіцієнти нерівномірності складових вектора зовнішнього збурення, що діє на коронку.

Насамперед було проаналізовано вплив майданчики затупленія різця на зусилля сформоване на ньому і побудовані графіки соответстующих залежностей за формулою ОСТа (рис.1) і інтерполяційної залежності (рис.2).

Рис. 1 - Залежність зусиль на різцях від майданчика затуплення на різці за формулою ОСТа.

Рис. 2 - Залежність зусиль на різцях від майданчика затуплення на різці по інтерполяційної залежності.

Як видно з графіків сили різання і подачі зростають по лінійної залежності при збільшенні майданчики затупленія різця. Збільшення майданчики затуплення до 40 призводить до зростання зусиль різання і бічних зусиль в 10-10,5 разів за формулою Костенко Н.П. і в 6-7 разів за формулою ГОСТу при опірності породи Ар = 7.5кН/см.

Потім були отримані значення максимальних продуктивностей комбайна КПД для виконавчих органів з різним ступенем затупленими різців з використанням обмежень зі сталого моменту двигуна і зусиль на гідроциліндрах подачі комбайна.

Був побудований графіки залежності максимальної продуктивності прохідницького комбайна КПД по породі від майданчика затуплення на різцях (рис.3) і (рис.4), з якого можна сказати, що при майданчику затуплення більшою ніж 35 продуктивність комбайна падає нижче заданої технічним завданням .

Рис. 3 - Графік залежності максимальної продуктивності прохідницького комбайна ККД від майданчика затуплення на різцях (ОСТ)

Рис. 4 - Графік залежності максимальної продуктивності прохідницького комбайна ККД від майданчика затуплення на різцях по інтерполяційної залежності.

Анімація 1. Схема руйнування твердого включення різцем

Таким чином можна побачити серйозну проблему своєчасної заміни робочого інструменту, так як ця процедура прямо пов'язана із забезпеченням необхідної продуктивності. Як видно з графіків зображених на (рис. 3) та (рис. 4) граничне значення майданчики затуплення різального інструменту забезпечує необхідну за технічним завданням продуктивність складає 25-35град.

1. Тон В.В., Баронская Э.И.«Критерии износа резцов очистных комбайнов».
2. Разрушение углей и горных пород: Науч.сообщ./Ин-т горн.дела им. Скачинского А.А.- М.,1988.-80с. [стр.32]
3. Разрушение углей и горных пород: Науч.сообщ./Ин-т горн.дела им. Скачинского А.А.- М.,1988.-80с. [стр.37]
4. Костенко А. П. «Установка рациональных режимов разрушения сильвинитовых пластов барабанными очистными комбайнами» 1992г. Донецк
5. Топорков А.А. «Машинист горных выемочных машин» - М.,Недра, 1991 -334с.
6. Горбатов П.А. , Петрушкин Г.В. , Лысенко Н.М. , Павленко С.В., Косарев В.В. «Горные машины для подземной добычи угля» - Донецк: Норд Компьютер, 2006. -669с.
7. Грабчак Л.Г. , Несмотряев В. И. , Шендеров В. И. , Кузовлев Б. Н. «Горнопроходческие машины и комплексы» - М., Недра, 1990г.