книги / Транспортные машины и комплексы

разрабатываются системы автоматического регулирования режи­ мов работы исполнительных органов [41.

Ходовые механизмы. Машины непрерывного действия имеют, как правило, гусеничный ходовой механизм, который характери­ зуется малыми удельными давлениями, хорошим сцеплением с почвой выработки и обеспечивает перемещение машины в тяже­ лых условиях. Познакомимся с устройством и работой гусенич­ ной ходовой части на примере погрузочной машины 1ПНБ-2 (см. рис. 151, б и 152, б).

Ходовая часть состоит из рамы, привода, электродвигателя с центральным расположением и редуктора, гусеничных цепей, натяжных устройств и системы подвески. Вращение от электро­ двигателя 1 (см. рис. 152, б) через зубчатую муфту передается коническим колесам. Сдвоенная шестерня 2 обеспечивает вклю­ чение рабочей или маневровой скорости перемещения машины. При включении гидроцилиндрами приводных фрикционов 4 движение через две пары цилиндрических шестерен передается ведущим звездочкам. Торможение гусениц осуществляется вклю­ чением тормозных фрикционов 5, диски которых постоянно сжаты пружинами. При развороте машины производится включение одного из основных фрикционов, при этом другая гусеница за­ тормаживается.

На погрузочных машинах с индивидуальным приводом левая и правая гусеницы приводятся в движение от отдельных двигате­ лей, каждый из которых имеет, как правило, жесткую связь с ведущей звездочкой (см. рис. 152, а). Механизм имеет тормозное устройство.

Коэффициент сцепления гусеничного движителя с основанием зависит от характера почвы и конструкции опорной части траков: для гладких траков и крепких пород почвы ф0 = 0,5 ~ 0,6, для ребристых траков коэффициент сцепления увеличивается до 0 ,9 -1 ,0 .

Значительное влияние на рабочие качества гусеничного ходо­ вого механизма оказывает способ подвески рамы и характер закрепления опорных катков. Жесткая система подвески рамы характеризуется большими динамическими нагрузками и плохой приспособляемостью к неровностям почвы. Системы рессорного подвешивания передней части рамы гусеницы применяют на крупных машинах при значительных скоростях движения. На машинах малого и среднего весов удовлетворительная приспособ­ ляемость к неровностям почвы достигается применением балансир­ ной подвески опорных катков (см. рис. 151, б). Катки попарно объединяются в тележки, которые шарнирно крепятся к корпусу машины. При наезде на выступ почвы тележка отклоняется от вертикального положения и снижает нагрузки в опорных катках и гусеничной цепи.

На рис. 159, в приведена осциллограмма усилий в элементах гусеничного механизма при движении с установившейся скоростью

и внедрении плиты в штабель. Характер изменения усилий сви­ детельствует о значительной доле динамических составляющих, вызванных зацеплением цепи с ведущей звездочкой.

Средняя скорость движения гусеничной тележки, а также вели­ чина динамической составляющей могут быть приближенно полу­ чены на основе рассмотрения двухэтапного процесса перемещения гусеничного механизма (рис. 159, а, б). В первом этапе происходит

а

б

Рис. 159. Характер изменения нагрузок в гусеничном ходовом механизме при установи­ вшемся движении и внедрении заборно-погрузочного органа:

а — положение злементов механизма в первом и втором этапах движения; б — график изменения скорости движения машины; в — осциллограмма усилий в гусеничной цепи

движение заднего опорного катка и корпуса машины при непод­ вижном опорном траке а, во втором этапе — опорный трак повора­ чивается, подталкивая каток, до выпрямления ведущей ветви, и цикл повторяется. При смене этапов скорость движения машины резко меняется, что соответствует пиковым значениям нагрузок на осциллограммах; другой максимум вызван сменой ведущего зуба звездочки. Построение планов скоростей, ускорений, усилий механизма выполняется известными методами.

Необходимый вес машины с нагребающими лапами рассчиты­ вается так же, как для ковшовых машин — формула (253). При этом сопротивление внедрению наклонной плиты определяют, как для ковша без боковых стенок. Снижение сопротивлений внедрению за счет работающих лап производится введением коэф­

фициента кр = 0,7. Режим работы	ходовой части с	приводом
от асинхронных электродвигателей	характеризуется	большим

числом включений — подача осуществляется через 3—6 оборотов ведущего диска. При ручном управлении глубина внедрения пита­ теля колеблется в широких пределах, что приводит к увеличению нагрузки в приводе, значительным колебаниям производитель­ ности рабочего органа и к дополнительным включениям ходового механизма. В настоящее время ведутся разработки и исследования ходовых механизмов с автоматическим регулированием режимов подачи. Предусматривается применение импульсной или непре­ рывной подачи в приводах с асинхронными двигателями, с двига­ телями постоянного тока и с гидродвигателями. В последнем слу­ чае спроектирована система привода ходовой части с двумя диф­ ференциалами, позволяющая осуществлять глубокое регулиро­ вание скорости подачи и автоматический отвод машины от штабеля при аварийных ситуациях.

Передаточные конвейеры погрузочных машин непрерывного действия выполняют ленточными, пластинчатыми и скребковыми [9, 10]. Машины с барабанно-лопастным исполнительным орга­ ном, как правило, снабжают ленточным конвейером, рама кото­ рого поворачивается относительно вертикальной оси. Скребковые одноцепные изгибающиеся конвейеры нашли широкое применение на отечественных и зарубежных погрузочных машинах бокового захвата. Конструкция конвейера допускает изгиб в горизонталь­ ной и вертикальной плоскостях. Для создания дополнительных удобств при перегрузке на конвейер, установленный на почве выработки, предусмотрен второй перегиб у стрелы погрузочного конвейера (рис. 160).

Особенностью тяговых пластинчатых цепей является наличие универсального шарнира, позволяющего цепи изгибаться в двух плоскостях. В последнее время находят применение сварные круг­ лозвенные цепи с центрально расположенными или консольными скребками.

Расположение привода конвейера зависит от кинематического варианта машины в целом. При комбинированном приводе за­ борно-погрузочной части ведущая звезда располагается на соеди­ нительном валу (см. рис. 152, б).

При индивидуальном приводе вращение ведущей звездочке передается от одного или двух симметрично расположенных при­ водных блоков (см. рис. 152, а).

Индивидуальный привод конвейера с верхним расположением ведущей звездочки обладает рядом преимуществ в сравнении с ком­ бинированным приводом заборно-погрузочной части: снижение нагрузок в цепи, улучшение ремонтопригодности привода кон­ вейера, возможность регулировки режима работы конвейера.

При проверке пропускной способности скребкового конвейера погрузочной машины с нагребающими лапами необходимо иметь в виду, что наряду с транспортирующими скребки выполняют функции по захвату материала. Захватывающая способность скреб­ ков снижается с увеличением скорости движения цепи [38].

Рис. 160. Скребковый изгибающийся конвейер погрузочной машины ШНБ-2

Поэтому производительность конвейера Q рассчитывают по фор­

муле (2) и умножают на коэффициент к0: при				V	0,8	м/с —
к„ — 1,0;	при	v =	1,0 м/с — к0 = 0,92; при	v =	1,2	м/с —
к0 = 0,86;	при	v =	1,4 м/с — к0 = 0,8.

Тяговый расчет конвейеров погрузочных машин выполняется обычными методами (глава II). Необходимая мощность двигателей

Рис. 161. Осциллограмма изменения нагрузок в цепи и приводе конвейера погрузочной машины ПНБ-ЗК

Р-погребляемая мощность двигателя, Мкр — крутящий момент в приводном валу,	—
усилие в цепи

может рассчитываться по коэффициенту тяги w с учетом неравно­ мерной загрузки конвейера, характеризующейся коэффициентом режима ftp:

N = 0,0027<? (Я + Lw) fcpf кВт,	(268)
где Н — высота подъема, м;
L — длина конвейера, м.	горной
Величина коэффициента кр зависит от кусковатости

массы и составляет (по результатам измерений в шахтных усло­ виях) 0,7—0,8.

Нагрузки в тяговом органе формируются под воздействием из­ меняющихся сопротивлений движению тягового органа и процесса зацепления цеди со звездочкой. Характер изменения натяжения цепи конвейера машины ПНБ-ЗК приведен на рис. 161, где можно выделить колебания основного" тона и высокочастотные состав­ ляющие. Коэффициент динамичности усилий в цепп зависит от параметров конвейеров и приводами составляет 1,3—1,9.

К вспомогательному оборудованию машин непрерывного дей­ ствия относится гидросистема, системы управления, освещения, орошения и др. Гидросистема одной из наиболее распространенных

Рио.	162.	Гидравлическая
схема	погрузочной машины
	1ПНБ-2:
1 — насос;		2 — гидрорас­
пределители;		3 — предохра­
нительный		клапан; 4 —
гидрозамки;		б — гидродом­

краты натяжения скребковой цепи; 6 — гидродомкраты подъема головки конвейера; 7 — гидродомкраты поворо­ та конвейера; 8 — гидродом­ краты подъема нагребающей

части;	9 — гидродомкраты
подъема	конвейера;		10 —
гидродомкраты		фрикционов
гусеничного		хода;	12 —
	маслобак

отечественных машин 1ПНБ-2 состоит из гидронасоса, гидро­ распределителей с предохранительными клапанами, гидродом­ кратов и гидрозамков (рис. 162). Из маслобака 11 рабочая жид­ кость подается в полости гидрораспределителей. При нейтральном положении золотников масло поступает на слив. При перемеще­ нии золотников в крайнее положение с помощью рукояток управ­ ления масло поступает в полости гидродомкратов. Гидрозамки служат для предотвращения самопроизвольного опускания кон­ вейера и заборно-погрузочной части. При переводе машин этого типа на дистанционное управление используют систему элек­ трогидрозолотников.

Управление электродвигателями — местное или дистанцион­ ное. Силовые цепи включаются с помощью цепей управления. Вся электрическая аппаратура сосредоточена в станции управления (иногда называемой магнитной станцией), которая имеет необхо­ димые виды защит, электрическую и механическую блокировки. При местном управлении кнопочные посты расположены в корпусе станции управления, при дистанционном — в пульте дистанци­ онного управления.

§ 4. ПОГРУЗОЧНО-ДОСТАВОЧНЫЕ МАШИНЫ

Область применения и основные параметры. В горнорудной промышленности СССР и за рубежом все более широкое примене­ ние находят самоходные машины, механизирующие операции по погрузке и транспортировке горной массы, разрыхленной буро­ взрывными работами. Эти машины, получившие название погру- зочно-доставочных (или погрузочно-транспортных), используют при проведении капитальных, подготовительных и нарезных выработок рудных шахт, при ведении очистных работ, где они приходят на смену скреперным установкам и комплексам, состоя­ щим из погрузочной машины и транспортной установки [251. При применении этих машин все операции погрузки и переме­ щения горной массы выполняются одним человеком, что снижает стоимость работ и повышает производительность труда. Так, на­ пример, использование тяжелых погрузочно-доставочных машин обеспечивает производительность на одного человека 300— 600 т/смену, что в 2,5—3 раза выше, чем в случае применения по­ грузочных машин в комплексе с автономными транспортными средствами. Наряду с этим погрузочно-доставочные машины обеспечивают значительную концентрацию горных работ, умень­ шают объем подготовительно-нарезных работ за счет увеличения расстояний между рудоспусками. Машины могут использоваться при сложной тектонике залежей, на искривленных выработках. Они пригодны также для механизации ряда вспомогательных операций: доставки материалов, крепления, зачистки почвы и др.

В соответствии с классификацией погрузочно-доставочных ма­ шин (§1) выделяют следующие основные конструктивные группы: с ковшовым рабочим органом и опрокидным бункером (с ковшом

и кузовом); с ковшовым погрузочным органом и аккумулирующим конвейером; с совмещенным погрузочно-аккумулирующим орга­ ном в виде ковша-бункера (ковшовые); с гребковым погрузочным органом и аккумулирующим конвейером; с вибрационным погру­ зочным и бункерующим органами.

Массовое распространение в последние годы получают на рудниках две группы машин — ковшовые и с лсовшом и кузовом. Ковшовые машины выпускают в основном тяжелого типа с ковшомбункером емкостью 2,5—6 м3. Они транспортируют груз на зна­ чительные расстояния (до 2 км), имеют автономный, как правило* дизельный, привод. Машины с ковшом и кузовом подразделяются* на легкие и тяжелые. Первые, массой до 6,5 т, имеют ковш ем­ костью не более 0,3 м3 и кузов емкостью до 2 м3. Эти машины применяют для проведения выработок небольшого сечения (7— 8 м2) и транспортируют груз на расстояние до 200 м. Тяжелыемашины с ковшом и кузовом имеют область применения, анало­ гичную машинам с ковшом-бункером.

Машины с вибрационным погрузочным и бункерующим орга­ нами созданы в последние годы благодаря работам советских уче­ ных и конструкторов. Эти машины характеризуются широкой областью применения, малой энергоемкостью процессов погрузки и бункеризации. Сведения об этих машинах можно получить в специальной и учебной литературе.

Для определения параметров погрузочно-доставочных машин используют основные закономерности, характеризующие работу ковшового погрузочного органа, изложенные в § 2. Производи­ тельность машины при перегрузке определяют по формулам (249) г (250). При расчете эксплуатационной производительности необ­ ходимо учитывать затраты времени на транспортировку и раз­ грузку горной массы. Тяговые расчеты машины с учетом механи­ ческих характеристик дизельных двигателей и гидромеханических трансмиссий выполняют в соответствии с методикой отраслевого научно-исследовательского института.

Рассмотрим коротко устройство и работу ковшовых машин и машин с ковшом и кузовом на примерах серийных отечественных машин ПДН-ЗД «Уктус» и ДК-2,8Д «Ермак».

Погрузочно-транспортная машина ПДН-ЗД «Уктус»* (см, рис. 163, а), разработанная в институте НИПИгормаш, предназ­ начена для погрузки и доставки горной массы при проведении выработок рудных шахт сечением более 14 м2 при очистной выемке разрыхленной рудной массы, а также может использоваться при строительстве подземных сооружений и околоствольных дворов угольных шахт. Относится к группе тяжелых машин, имеющих ковшовый рабочий орган и опрокидной бункер. Машина имеет пневмоколесный ход и привод от дизельного двигателя. Краткая техническая характеристика машины^приведена в табл. 36.

* Является прототипом типажной машины ПТ-20.

Техническая характеристика некоторых моделей погрузочно-транспортных машин с ковшовым рабочим органом

Модель (фирма, страна)

Ковшовые

«Эймко-911» («Эймко», США) . . ДК-2.8Д (НИПИгормаш, СССР)

G-ST-вА (GHH, ФРГ)

G-ST-11 (GHH, ФРГ)

С ковшом и кузовом легкого типа

МПДН-1 (НИПИгормаш, СССР)

1ПДН-2 (НИПИгормаш, СССР) . . .

«Каво-510» («Атлас-Копко», (Швеция)

С ковшом и кузовом тяжелого типа

Д710 («Атлас-Копко», Швеция) ПДН-ЗД (НИПИгормаш, СССР)

TL-ЦОд «Джой», США)

Емкость	Емкость	Скорость	Мощ­	Масса,	Осдовные размеры, мм
		движе­	ность
ковша.	кузова,	ния,	двигате­	т	(длина X ширина X высо­
м*	м*	км/ч	ля, л. с.		та)

0,76	-	6,4	98	41	4170x1220x1190
4,0	—	20	190	22'	8500x 2600 x2450
5,6	—	35	225	25	9703 x2438x1830
8,5		35	225	25	10425x 3280x1940
0,15	1,5	4,8	62	юСО00 'ю со	3000x1650x1900
0,5	2,2	3,6	64		3600x1500x1755
0,25	1,8	5,0	57		4070x1900x1870
1,0	5,0	20,0	135	20	7 550 x2200 x 2500
1,4	6,0	20,0	190		7 900x 2700 x 2500
1,7	8,4	32	220	20,4	8 790x 3200x 2502