Тарасов Ю.Д., Николаев А.К. Горно-транспортные машины периодического действия

Подождите немного. Документ загружается.

оборудования применяют электрические или пневматические

двигатели.

Рис.40. Кинематическая схема ковшовой погрузочной машины

с перекатывающейся рукоятью

Погрузочная машина состоит из ковша#3, жестко

закрепленного на перекатывающейся рукояти – кулисе#4 с

возможностью ее перекатывания без скольжения по направляющим

(дорожкам катания)#13 поворотной платформы#9.

Поворотная в горизонтальной плоскости платформа

установлена на тележке#2 с ходовыми колесами#1, кинематически

связанными с двигателем привода передвижения погрузочной

машины.

На поворотной платформе смонтирована также

кинематически связанная со своим приводом (двигателем,

редуктором) бобина#11. Бобина многорядной пластинчатой цепью#7,

огибающей отклоняющие блоки#8 и 12, соединена с кулисой.

6 7

Кулиса с поворотной платформой жестко связана двумя

парами канатов стабилизации#6 и 14, при этом один конец каждого

каната закреплен на кулисе (два в верхней и два в нижней ее части),

а второй – на платформе (два в передней ее части и два – в задней

части). Кулиса#4 дополнительно рычажно-барабанным

механизмом#5 автоматического возврата ковша кинематически

связана также с тележкой#2. Этот механизм выполнен в виде ролика,

закрепленного на штыре рамы ходовой части, полого коленчатого

барабана, закрепленного на поворотной платформе, и системы

рычагов, которыми ось барабана связана с рукоятью.

При подъеме ковша с помощью бобины при любой

первоначальной ориентации ковша относительно оси рельсового

пути 15 к моменту разгрузки ковша при его ударе о

подпружиненный упор 10 поворотная платформа с ковшом

занимают соосное с рельсовым путем положение. Поэтому горная

масса разгружается точно в кузов вагонетки, прицепленной к

погрузочной машине. Это обеспечивается благодаря работе

механизма 5.

Подъем ковша происходит при перекатывании кулисы#4 по

направляющим#13 без проскальзывания за счет постоянно

натянутых канатов стабилизации#6 и 14. При этом одна пара

канатов#14 наматывается на кулису, а вторая#6 разматывается с

соответствующей дуги рукояти.

Кроме того, благодаря наличию бобины подъем ковша

постоянно ускоряется, что обеспечивает наиболее полное

опорожнение ковша от горной массы при соударении ковша с

упорами#10.

Отскочивший при соударении с подпружиненными упорами

ковш#3 под действием собственного веса и веса кулисы#4

возвращается в исходное положение. При этом пара канатов

стабилизации#6 наматывается, а канаты#14 разматываются,

обеспечивая качение кулисы#4 по направляющим#13 без

проскальзывания.

Разворот платформы с рукоятью и ковшом может

осуществляться силовыми цилиндрами или вручную.

Цикл работы погрузочной машины складывается из

следующих операций:

#движение машины с опущенным ковшом на штабель угля

или породы;

#внедрение ковша за счет напорного усилия, создаваемого

ходовой частью машины;

#зачерпывание груза при совместной работе ходовой части и

механизма подъема ковша;

#подъем ковша с грузом;

#разгрузка ковша с отходом машины от штабеля (вагонетка

прикреплена к машине);

#опускание ковша и движение машины в сторону штабеля.

Ковшовая машина ступенчатой погрузки отличается от

машины прямой погрузки тем, что она оборудуется

дополнительным передаточным конвейером (ленточным или

скребковым), монтируемым на тележке машины, а ковш чаще

всего закреплен на шарнирной рукояти (рис.41). Привод механизма

подъема и поворота ковша относительно рукояти осуществляется с

помощью гидроцилиндров или двух барабанных лебедок

планетарно-фрикционного типа (см. лебедки п.2).

Благодаря передаточному конвейеру одновременно под

погрузку может подаваться партия из нескольких вагонеток, что

Рис.41. Принципиальная схема погрузочной машины с шарнирной рукоятью

и передаточным конвейером

1 – шарнирная рукоять; 2 – ковш; 3 – штабель; 4 – передаточный конвейер;

5 – вагонетка под погрузкой; 6 – ходовая часть; 7 – привод подъема ковша

повышает эксплуатационную производительность машины. Однако

конструкция таких машин сложнее, чем машин прямой погрузки.

Машины прямой погрузки по сравнению с машинами

ступенчатой погрузки обладают следующими преимуществами:

компактностью, маневренностью (допускают поворот ковша в

горизонтальной плоскости до 36 от оси машины в каждую сторону,

что увеличивает фронт погрузки), возможностью работать в

выработках с минимальными радиусами кривизны (R#<#10#м),

меньшей металлоемкостью и стоимостью.

Недостатком машин прямой нагрузки является

невозможность непрерывного обмена вагонеток без применения

дополнительных механизмов и устройств (перегружателей,

накладных плит и т.п.), что снижает эксплуатационную

производительность машины.

Ковшовые погрузочные машины могут работать не только в

горизонтальных выработках, но и при проходке наклонных

выработок при углах наклона до 25. Для этого машины

оборудуются следующими дополнительными техническими

средствами:

#канатным приводом передвижения (на оси колесной пары

устанавливаются канатные барабаны);

#цепным приводом (на оси колесной пары размещается

звездочка, взаимодействующая с натянутой неподвижной

пластинчатой цепью);

#реечным приводом (на оси колесной пары располагаются

зубчатые колеса, взаимодействующие с неподвижными рейками);

#клиновыми колесами, обеспечивающими увеличение

тягового усилия по условию сцепления в 3-4#раза по сравнению с

обычными колесами при той же величине сцепного веса машины.

5.3. УСЛОВИЕ ВНЕДРЕНИЯ КОВША В ШТАБЕЛЬ

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЦЕПНОГО ВЕСА

ПОГРУЗОЧНОЙ МАШИНЫ

Напорное усилие ковша F

, которое необходимо развить

машине для обеспечения внедрения ковша в штабель загружаемой

горной массы, зависит от физико-механических свойств

загружаемой горной массы, главные из которых: размер и форма

кусков, гранулометрический состав, плотность и насыпная

плотность, коэффициент внутреннего трения, влажность, а также в

не меньшей степени конструктивных и эксплуатационных

параметров машины. К двум последним показателям относятся:

размер ковша и его форма, глубина и способ внедрения ковша в

штабель.

Сопротивление внедрению ковша в штабель W

вн

, которое

преодолевается напорным усилием погрузочной машины,

определяется экспериментально. Для снижения сопротивления

штабеля и уменьшения потребного напорного усилия искусственно

увеличивается подвижность горной массы в штабеле (коэффициент

внутреннего трения). С этой целью ковшу сообщаются вибрации,

для чего на ковше могут быть смонтированы специальные

вибровозбудители (вибраторы). Кроме того, при внедрении ковша в

штабель, с некоторым подъемом ковша в этот период, также удается

уменьшить сопротивление внедрению ковша.

Для обеспечения погрузки необходимо, чтобы выполнялось

условие

≥ W

вн

Напорное усилие ковша F

(в ньютонах) ограничивается

условиями сцепления ведущих колесных пар машины с рельсами

(для погрузочных машин на колесно-рельсовом ходу) или машины

с почвой выработки (для машин пневмоколесных или на

гусенечном ходу), т.е.

н сц 0

F F W  

, (13)

где F

сц

– тяговое усилие по сцеплению машины с опорной

поверхностью, Н;

W

– суммарные сопротивления движению

машины (статические и динамические), Н.

При этом по аналогии с локомотивной откаткой (см. п.3.7.2)

сц м

1000F Р 

, (14)

0 м в в м в в м

( )( ) 10

W P gn G w i n G a

 

      

 

 

, (15)

где Р

– вес погрузочной машины, кН; μ – коэффициент сцепления

машины с опорной поверхностью (рельсами, почвой выработки);

#– число прицепленных к машине вагонеток; G

– масса

вагонетки, т; w

– удельное сопротивление движению машины по

опорной поверхности, Н/кН; i – уклон пути (выработки) в зоне

погрузки, ‰; а

– максимальное ускорение, развиваемое при

движении в сторону штабеля, м/с

Для машин на колесно-рельсовом ходу величина w

принимается примерно на 50#% больше, чем при движении по

стационарному (постоянному) рельсовому пути, так как в зоне

погрузки рельсовый путь загрязнен.

Решая совместно уравнения (13), (14) и (15), можем

определить сцепной вес погрузочной машины:

вн в в м м

[ ( ) 10 ]

10 ( )

W n G g w i a

w i

   



 

   

 

 

5.4. ПОГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ

С НАГРЕБАЮЩИМИ ЛАПАМИ

Погрузочная машина с нагребающими лапами относится к

машинам типа ПНБ. Машина состоит (рис.42) из ходовой части,

рабочего органа, конвейера для приема и передачи горной массы в

транспортные средства. Привод отдельных механизмов чаще всего

индивидуальный.

Рис.42. Погрузочная машина с нагребающими лапами

1 – приемная плита с гидроцилиндром 7 для изменения угла ее наклона; 2 –

направляющие сухари или ролики; 3 – нагребающие лапы; 4 – ведущие диски, вращающиеся

от приводов; 5 – передаточный конвейер (скребковый); 6 – гусеничный движитель

Рабочий заборно-погру-

зочный орган выполнен в виде

двух нагребающих лап,

являющихся элементами

кривошипно-кулисного или

двухкривошипного механизма.

Процесс погрузки горной массы осуществляется за счет

поочередного внедрения нагребающих лап в штабель и подачи

захваченной горной массы на перегрузочный конвейер.

Непрерывно повторяемые циклы, совершаемые каждой

нагребающей лапой, можно разделить на четыре периода (рис.43):

1)#внедрение лапы в штабель (а-б);

2)#нагребание груза на приемную плиту (б-в);

3)#перемещение груза по плите до перегрузочного

конвейера (в-г);

4)#движение лапы вхолостую с возвратом в первоначальное

положение (г-д).

От параметров загрузочного устройства, включая траектории

движения кромок нагребающих лап, формы лап, скорости их

движения, зависит величина сопротивлений зачерпыванию груза из

штабеля, нагрузки на машину и мощности приводов механизмов.

Рис.43. Траектории движения кромок

нагребающих лап при захвате горной

массы из штабеля

1 – передаточный конвейер 2 – приемная

плита; 3, 7 – диски; 4, 5 – траектории

движения левой и правой лап; 6 – ось

правой лапы





Положение лапы относительно штабеля и условия ее

внедрения в штабель характеризуются углами α и β, где α – угол

между осью лапы и касательной к траектории ее движения в данной

точке; β – угол между передней кромкой приемной плиты и

касательной к траектории движения лапы.

5.5. ОРГАНИЗАЦИЯ МАШИННОЙ ПОГРУЗКИ

Эксплуатационная производительность погрузочных машин

решающим образом зависит от способов транспортирования горной

массы от забоя. Поэтому выбор оптимального в данных условиях

варианта транспортирования имеет большое значение.

Применяются следующие виды транспорта горной массы от

погрузочной машины: конвейерный транспорт, транспорт в

вагонетках с конвейерной погрузкой, транспорт в вагонетках с

организацией обмена вагонеток у машины.

При магистральном конвейерном транспорте с помощью

ленточных конвейеров (рис.44) подача горной массы от погрузочной

машины на конвейер производится не непосредственно, а через

скребковый конвейер, который позволяет достаточно просто

изменять его длину при продвижении забоя.

Транспортирование горной массы в вагонетках, подаваемых

под погрузку партиями из 15-20 вагонеток, реализуется с помощью

передаточного звена между погрузочной машиной и вагонеткой –

ленточного портального конвейерного перегружателя (рис.45,#а) или

скребкового конвейера (рис.45,#б).

Транспорт в вагонетках с организацией обмена вагонеток у

погрузочной машины может быть осуществлен в нескольких

вариантах.

1.#Применение перегружателя на 3-4#вагонетки (рис.46). В

этом случае, если время оборота вагонетки меньше или равно

времени погрузки, то погрузочная машина без остановки загрузит

#=#2

#–.1 вагонеток, где z – число вагонеток в одной подаче.

Рис.44. Погрузка горной массы при конвейерном транспорте

1 – ленточный конвейер; 2 – скребковый конвейер; 3 – перегрузочная воронка;

4 – погрузочная машина; 5 – штабель в забое

Рис.45. Погрузка горной массы при транспорте в вагонетках

1 – партия вагонеток; 2 – портальный ленточный перегружатель; 3 –

погрузочная машина; 4 – штабель; 5 – скребковый конвейер

2 3