книги / Транспортные машины и комплексы

Машины с нагребающими лапами успешно применяются для погрузки горной массы с различными физико-механическими свойствами, надежны в работе, просты в управлении, обладают высокой производительностью [27]. Они используются для про­ ведения выработок по углю и по породе, на очистных работах при погрузке скальных пород и различных руд, а также на скла­ дах полезных ископаемых. Машины этого типа способны эффек­ тивно осуществлять погрузку сыпучих материалов из штабелей различной высоты. Они имеют малую конструктивную высоту.

В то же время эти машины, как правило, обладают повышенной конструктивной сложностью, характеризуются быстрым абра­ зивным износом узлов, требуют больших затрат на обслужи­ вание.

Рабочим элементом указанной группы машин является рычаг (лапа), совершающий непрерывное движение и подающий мате­ риал на передаточный конвейер, являющийся обязательной частью конструкции (рис. 151). Конвейер расположен ниже плоскости приемной плиты, угол наклона которой обеспечивает надежное

Погрузочный орган барабанно-лопастного типа представляет собой барабан с несколькими зачерпывающими лопатками. При вращении барабана, расположенного на выносной стреле, ло­ патки выдвигаются, захватывают материал, передают его на прием­ ную часть конвейера и затем утапливаются внутрь барабана. Машины с такого типа рабочим органом используют при погрузке вязких руд, пород различной крепости, а также для разрыхления спрессовавшейся массы при очистке горных выработок.

Погрузочные машины непрерывного действия ыезавпсимо от типа исполнительного органа включают в себя ходовую часть с ра­ мой (как правило, гусеничный движитель), рабочий орган (пита­ тель), конвейеры для приема и передачи груза, устройства управ­ ления. Применение гусеничной ходовой части в рассматриваемых машинах обеспечивает неограниченный фронт погрузки, хорошую маневренность, значительные напорные усилия. Приемный кон­ вейер машин выполняется вместе с рабочим органом и образует заборно-погрузочную часть, которая изменяет положение отно­ сительно уровня гусениц, что позволяет носку питателя следо­ вать за неровностями почвы. Приемная и разгрузочная части передаточного конвейера могут выполняться либо в виде одного конвейера с общим тяговым органом, либо в виде двух отдельных конвейеров. В последние годы вариант с единым приемно-разгру­ зочным скребковым конвейером получил повсеместное распро­ странение в отечественной и зарубежной практике конструирова­ ния машин с нагребающими лапами как обладающий большей простотой. В целях удобства сопряжения разгрузочной стрелы

шипно-кулисные механизмы исключают заклинивания кусков между ведомым кривошипом и шатуном (корпусом лапы) и по­ этому применяются более широко.

В процессе погрузки каждая из лап совершает одинаковы# и непрерывно повторяемые циклы, которые могут быть разделены на четыре периода: внедрение лапы в штабель; нагребание насып­ ного груза на плиту; перемещение груза по плите до приемнога конвейера; движение лапы вхолостую до соприкосновения со шта­ белем.

Рис. 153. Рабочие органы непрерывного действия:

а — с двухкрнвопшпным механизмом, 1 — ведущий диск; 2 — шатун-лапа; 3 — ведомый кривошип; 4 — плита; 5 — гребок; б — с кривошипно-кулисным механизмом, 1 — ведущий диск; 2 — гребок; з — кулиса; 4 — сухарь; 5 — носок; 9 — ведущая звездочка конвейера; 7 — соединительный вал

Физические процессы, происходящие при взаимодействии исполнительного органа со штабелем насыпного груза, изучались в институтах Гипроникель и Новочеркасском политехническом и легли в основу методики выбора рациональных параметров.

При внедрении лапы возникают зоны уплотненных частиц и области деформаций, величина которых зависит от направления движения лапы (характеризуется углом рп), ее положения отно­ сительно касательной к траектории (характеризуется углом ал) и формы передней кромки лапы (рис. 154). С1увеличением угла ал + р„ пассивный отпор штабеля возрастает (рис. 155, а, б, в), так как увеличиваются зоны сдвижения насыпного груза. Коли­ чественные зависимости сопротивлений внедрению от углов ал и рв приведены на рис. 155, г. Величина усилий уменьшается, если между осью лапы и направлением ее внедрения сохраняется угол а = 5 -5 - 10°, так как при ал = 0 силы трения действуют по обеим сторонам лапы. В целях предотвращения резкого роста усилий в период внедрения стремятся к соблюдению рациональных соотношений между величинами углов ал и Ри, а также применяют

шается. После первого черпания между внутренними краями веду­ щих дисков возникает характерный участок — «язык» [26], обра­ зующийся при подаче материала лапами на конвейер (см. рис. 154). Объем единичного нагребания каждого черпания определяется количеством материала в этой зоне. При погрузке с неподвижного положения машины размеры «языка» уменьшаются вначале медленно, затем быстро. В соответствии с описанной схемой дефор­ мации штабеля количество захваченного за один цикл груза изме­ няется от порядкового номера черпания. Целесообразной является подача машины на забой после определенного числа черпаний.

Рпс. 156. Осциллограмма изменения крутящего момента на валу ведущего диока от угла поворота диска

Изменение формы штабеля под действием рабочего органа получило экспериментальное подтверждение и положено в основу расчета производительности рабочих органов бокового захвата

кп — коэффициент режима подачи, учитывающий число нагребаний на одну подачу (NL) (рис. 157).

Объем единичного нагребания qx зависит от ширины захвата В ЗУ высоты перемещаемого слоя материала hc и глубины внедрения лапы $л:

Среднюю высоту сдвигаемого слоя &с для лапы известновГвысоты по результатам экспериментального исследования^можно рассчитать по формуле

в которой фл — коэффициент эффективной высоты лапы, являю­ щийся функцией относительной высоты лапы кл = h : а (а — средний размер куска, h — средняя высота лапы)

0,53

1рл = 0,4 7

А*Л

фу — коэффициент, учитывающий влияние угла скоса передней кромки лапы, величина которого определяется также по эмпири­ ческой формуле

данных. При заданном числе оборотов диска в минуту п и к. п. д. редуктора 1]р мощность рассчитывается по известному соотношению

Величина эквивалентного момента учитывает изменения на­ грузки от порядкового номера черпания i и режима работы, кото­ рый характеризуется глубиной внедрения лапы в штабель sn и числом черпаний между двумя очередными подачами N:

где ксп — коэффициент увеличения среднеквадратичного момента за один оборот дисков в сравнении со средним

кср — 1,9 — 1,3

т— коэффициент относительной продолжительности ра­ боты двигателей; при непрерывной погрузке на кон­

вейер т = 0,9 ■+■0,95, при погрузке в вагонетки учи­ тывается длительность остановок при обмене вагонеток; mi — коэффициент изменения нагрузки на валах ведущих дисков при увеличении порядкового номера черпания

(рис. 157, линии mt показаны пунктиром);

М— средний за один оборот дисков крутящий момент на валу;

Объем <7Л.П с учетом осыпания материала с боков лопасти можно определить по формуле

где Fф — площадь сечения материала, вычисляется на основе гра­ фических построений (рис. 158); угол откоса р и коэф­ фициент ссыпания К зависят от соотношения размеров штабеля и рабочего органа;

В— ширина лопасти, м.

Всвязи с широким применением погрузочных органов непре­ рывного действия в погрузочных машинах, проходческих комбай­ нах, проходческих и добычных комплексах для обеспечения поточ­ ной технологии погрузки пород и руд эта группа рабочих органов интенсивно совершенствуется на основе результатов их исследо­ вания. Разработаны методы выбора рациональной траектории конца лапы, размерных соотношений органов бокового [261 и нижнего [28] захватов. Создаются рабочие органы с износостой­ кими п экономичными формами лап для погрузки тяжелы* я абра­ зивных материалов и рабочие органы с числом лап более двух,