ПОВЫШЕНИЕ РЕСУРСА ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ С АКСИАЛЬНЫМИ КОРОНКАМИ НА ОСНОВЕ РЕГУЛЯТОРА НАГРУЗКИ В СИСТЕМЕ ПОДАЧИ ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО ОРГАНА

Шабаев О.Е., канд. техн. наук, доц., Семенченко А.К., докт. техн. наук, проф., Хиценко Н.В., канд. техн. наук, доц., Семенченко Д.А., канд. техн. наук, доц., Степаненко Е.Ю., м.н.с., Донецкий национальный технический университет

Источник: http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Npdntu_gir/2008_16_142/St37.pdf


Проблема и ее связь с научными или практическими задачами.

Современное состояние угольной отрасли Украины характеризуется все возрастающей интенсификацией нагрузки на очистной забой шахты, что предполагает необходимость своевременной подготовки новых очистных забоев. На сегодняшний день основным способом проведения подготовительных выработок является комбайновый. Особенность условий работы проходческих комбайнов (ПК) заключается в наличии разброса прочностных характеристик разрушаемых пород даже в пределах одного забоя, что объясняется его сложной структурой, то есть наличием разрушаемых в пределах одного цикла обработки забоя пластов различной крепости. Вследствие этого зада- ча повышения технического уровня проходческих комбайнов для работы в условиях переменной прочностной структуры разрушаемого массива становится все более актуальной.

Изложение материала и результаты.

В качестве объекта исследования был принят ПК с аксиальной коронкой типа КПД.

Необходимость в регулировании нагрузки на привод ИО возникает из-за широкого спектра условий эксплуатации комбайна и производится с целью максимального использования установленной мощности как одного из условий достижения максимальной производительности. Различают следующие способы регулирования нагрузки на двигатель привода исполнительного органа:

  1. По количеству изменяемых режимных параметров различают два способа регулирования – «чистый» (нагрузка регулируется изменением одного параметра) и комбинированный (нагрузка регулируется изменением нескольких параметров);
  2. По способу изменения регулирующих параметров различают плавное, ступенчатое и смешанное регулирование.

Анализ возможных способов регулирования нагрузки на двига тель привода ИО ПК показал, что одним из наиболее перспективных является плавное регулирование путем изменения скорости подачи исполнительного органа ПК при разрушении горного массива переменной прочностной структуры. Это может быть достигнуто за счет внедрения в привод подачи ПК регу- лятора нагрузки – блока, стабилизирующего нагрузку привода резания путем изменения подачи жидкости через насос за счет изменения его производительности.

Для оценки эффективности применения регулятора нагрузки целесообразно рассматривать полный рабочий цикл обработки забоя, который включает в себя различные режимы разрушения в определенной последовательности. Поэтому для последующего анализа влияния регулятора нагрузки на эффективность работы ПК был составлен характерный полный рабочий цикл обработки забоя арочного сечения (ширина – 4,6 м, высота – 3,2 м). Это позволило учесть последовательность и длительность (весомость) различных режимов разрушения забоя при формировании накопленной повреждаемости в элементах конструкции, энергоемкости и скорости износа в шарнирах и направляющих.

Выводы и направление дальнейших исследований.

  1. Разработана математическая модель ПК с регулятором нагрузки как функционально законченным элементом, позволяющая описать процесс регулирования нагрузки привода резания ПК путем изменения подачи жидкости через насос в зависимости от приложенной нагрузки. Разработанная математическая модель может быть использована для исследования влияния параметров регулятора нагрузки на формирование нагрузок в силовых системах проходческого комбайна при разрушении горного массива переменной прочностной структуры.
  2. 2. Выполненные модельные исследования позволили установить, что наличие регулятора нагрузки при работе ПК на переходном участке забоя со 100 на 500МПа и скоростью регулирования 0,3 1/с приводит:
    • к снижению математического ожидания мощности двигателя и момента в трансмиссии в 2 раза; сглаживает максимумы указанных параметров в 2,5 раза и неравномерность нагрузки в 3 раза;
    • к снижению математических ожидания, максимумов и неравномерностей реакций, возникающих в шарнирах и гидроцилиндрах ПК.
  3. Результаты исследований показали, что наличие регулятора нагрузки позволяет существенно (на 75-100% при скорости изменения коэффициента регулирования 0,3 1/с) повысить ресурс ПК, так как приводит к снижению накопленной повреждаемости в элементах конструкции машины.
  4. Регулятор нагрузки не позволяет в полной мере реализовать сглаживание нагрузок, возникающих в силовых подсистемах ПК при его работе на переходном участке забоя с одной прочности разрушаемой породы на другую, более высокую, что свидетельствует о необходимости проектирования ПК нового технического уровня с интеллектуальной системой управления, то есть при дальнейших исследованиях ПК должен рассматриваться как мехатронный объект.

НАЗАД К БИБЛИОТЕКЕ