Шахтные проходческие и очистные комбайны
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
государственное бюджетное образовательное
Учреждение
высшего профессионального образования
«Магнитогорский
государственный университет
им.
Г.И.Носова»
(ФГБОУ
ВПО»МГТУ»)
Кафедра
Подземной разработки месторождений
полезных
ископаемых
Реферат на
тему:
«Шахтные
проходческие и очистные комбайны»
Выполнил:
Дюжикова Валентина
студентка 2 курса
очного факультета,
ИГДИТ ГО-12
Содержание
Введение.
Общие сведения о проходческих комбайнах со стреловидным исполнительным органом
. Проходческий
комбайн
2. Проходческие комбайны для угольной и рудной промышленности
3. Основные
показатели комбайнов и методы их контроля
4. Очистные комбайны для выемки угля длинными очистными
забоями
Заключение
Список
литературы
Введение. Общие сведения о
проходческих комбайнах со стреловидным исполнительным органом
НАЗНАЧЕНИЕ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМБАЙНОВ
Проходческие комбайны (ПК) предназначены для проведения подготовительных
горных выработок. Их применение позволяет механизировать основные процессы
проходческого цикла - разрушение горной породы, ее удаление из забоя выработки
и погрузку на транспортные средства. Использование ПК позволяет совместить во
времени основные, наиболее трудоемкие операции, что дает возможность повысить в
2-2,5 раза производительность труда и темпы проведения выработок, снизить
стоимость проходческих работ и значительно обезопасить труд рабочих
подготовительного забоя в сравнении с буровзрывным способом. Кроме того, при
комбайновом способе проведения существенно повышается устойчивость горных
выработок, так как связанность пород в массиве нарушается в меньшей степени,
чем при буровзрывных работах.
К ПК предъявляется ряд общих требований, основными из которых являются:
. Высокие значения основных макроуровневых параметров, интегрально
характеризующих их уровень качества и степень конкурентоспособности при
представительных горнотехнических условиях эксплуатации:
максимально возможных теоретической и технической производительностей;
80%-го ресурса до капитального ремонта.
. Достаточно полный охват вероятных областей использования:
по размерам и формам выработок разного назначения (штреки, ходки и т.д.)
при минимальном переборе породы;
по крепости и абразивности разрушаемых горных пород.
. Достаточно низкие удельные энергозатраты при выполнении рабочих
операций.
. Эргономическое удобство управления, высокая безопасность и требуемые
санитарно-гигиенические условия при работе обслуживающего персонала.
ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ПК И ИХ АНАЛИЗ
Общая классификация ПК может быть представлена следующим образом:
. По назначению:
а) для проведения горных выработок типа штрек, уклон, бремсберг и т. д.;
б) для проведения нарезных выработок по полезному ископаемому (принятое
название - нарезные комбайны).
. По типу исполнительных органов для наиболее распространенных
проходческих машин группы 1а):
а) ПК стреловидного типа с фрезерными выемочными органами;
б) ПК роторного типа с основными роторными выемочно-погрузочными
органами, работающими в сочетании с дополнительными бермовыми исполнительными
органами.
Доминирующее применение в угольной промышленности нашли ПК стреловидного
типа.
К указанным ПК предъявляются следующие, дополнительные к раннее
перечисленным требования:
обеспечение выполнения ряда вспомогательных операций (образование
приямков под ножки крепи и водосточной канавки, качественная зачистка почвы,
боков выработки и кровли);
возможность селективной выемки полезного ископаемого при работе в
смешанном породно-угольном забое;
приспособленность к оснащению манипуляторами для поднятия и удержания
элементов крепления выработок и площадками для размещения рабочих, производящих
установку и затяжку этих элементов.
Из ПК роторного типа в настоящее время выпускается только машина ПК8МА,
предназначенная для проведения подготовительных выработок и очистных камер
арочного сечения при подземной разработке калийных руд.
Для угольной промышленности ПК роторного типа до сего времени не
востребованы в связи с их высокой сложностью конструкции и металлоемкостью,
дороговизной и недостаточной апробацией.
Достоинствами ПК стреловидного типа являются: возможность варьирования в
широком диапазоне размерами и формой выработки; высокая маневренность;
возможность селективной выемки полезного ископаемого; механизация
вспомогательных операций; возможность установки крепи возле забоя выработки;
относительно небольшая масса; хороший доступ к рабочему инструменту.
К потенциальным преимуществам ПК роторного типа относятся: высокая
производительность, связанная с тем, что исполнительные органы обрабатывают всю
поверхность забоя одновременно; возможность разрушения более крепких пород,
обусловленная применением шарошечного инструмента и распорно-шагающей
подсистемы ПВМ; частичная изоляция от проникновения пыли из зоны работы
исполнительных органов в выработанное пространство с помощью щита ограждения.
ОБЩИЙ СОСТАВ УЗЛОВ ПК СО СТРЕЛОВИДНЫМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ОРГАНОМ
ПК в общем случае состоят из совокупности основных подсистем, обладающих
достаточной функциональной самостоятельностью и взаимодействующих между собой и
с внешней средой.
. Корпусная подсистема предназначена для объединения отдельных корпусных
узлов машин в конструктивно целостный технический объект, а также для
выполнения ряда других функций.
Для ПК подсистема корпуса представляет собой совокупность жестко и
подвижно соединенных корпусных узлов.
. Подсистема привода исполнительного органа обеспечивает движение
указанного органа с задаваемыми скоростями резания и необходимыми моментами или
усилиями.
Подсистемы привода исполнительного органа ПК включают приводные
электродвигатели (пневмодвигатели), редукторы и исполнительные органы.
. Подсистема подвески и перемещения исполнительного органа предназначена
для:
основных и регулировочных перемещений исполнительного органа относительно
основных жестко соединенных узлов корпусной подсистемы выемочных машин с
требуемыми значениями скоростей и усилий;
поддержания заданного положения исполнительного органа относительно
указанных узлов.
В состав подсистемы подвески и перемещения исполнительного органа ПК стреловидного
типа входят турель, которая имеет возможность поворота на опорах в
горизонтальном направлении относительно основных жестко соединенных узлов,
смонтированных на базовой раме корпусной подсистемы; рама стрелы; корпусные
узлы элементов подсистемы привода исполнительного органа, как правило, имеющие
возможность функциональных перемещений относительно рамы стрелы; гидропривод
регулирования положения фрезерного органа с парами гидродомкратов 3,
гидроаппаратурой и гидромагистралями, обеспечивающими соответствующие
перемещения исполнительного органа.
. Подсистема перемещения выемочной машины обеспечивает перемещение
корпусной подсистемы машины с требуемыми значениями скоростей и усилий.
Для ПК стреловидного типа подсистемы перемещения выемочной машины, как
правило, включают: приводные двигатели, регуляторы скорости, редукторы и
движители механического типа на основе жестких или гибких тяговых органов; при
этом двигатели для подсистемы перемещения выемочной машины и других подсистем
могут быть общими.
Для ПК стреловидного типа в основном применяются две гусеничные
подсистемы перемещения.
Гусеничные подсистемы обладают высокой маневренностью при работе
возможностью транспортирования машин своим ходом.
. Подсистема погрузки отделенной массы предназначена для погрузки этой
массы на транспортные средства, имеющиеся в составе выемочных машин или
автономные.
Для ПК, у которых могут быть выделены достаточно функционально
самостоятельные подсистемы погрузки, в состав подсистем погрузки отделенной
массы входят погрузочные органы (стол с нагребающими лапами, кольцевой
скребковый конвейер или шнеки) с механическим или гидравлическим приводом.
. Подсистема транспортирования отбитой горной массы на автономные
транспортные средства выполняется на основе конвейеров 6 скребкового или
ленточного типов.
. Подсистема пылепогашения.
Для создания нормальных санитарно-гигиенических условий труда ПК
оснащаются системой пылепогашения, в которую обычно входят пылеотсос и
пылеподавление с помощью распыленной воды.
Элементы системы пылепогашения могут располагаться как на самом комбайне
и перегружателях, так и существовать отдельным изолированным узлом, не
связанным с конструкцией комбайна.
На ПК вследствие достаточно значительных габаритов могут применяться
встроенные пылеулавливающие установки. Базовым элементом таких установок
является вентилятор, с помощью которого запыленный воздух всасывается по
специальным патрубкам от очагов пылеобразования. При этом для снижения шума
необходимо использовать малошумные вентиляторы.
. Подсистема управления выполняет функции управления, защиты, контроля и
диагностики и состоит из соответствующей аппаратуры и компьютерных устройств, с
которыми взаимодействуют операторы.
. Опорные механизмы ПК предназначены для повышения устойчивости поведения
корпусной подсистемы этого класса машин путем увеличения продольной базы
опирания.
В качестве опорных механизмов, как правило (комбайны П110, П220, КСП32,
КПД, КПУ, 1ГПКС, П160 и т.д.), используются:
два гидрофицированных аутригера (две специальные гидроопоры), вынесенных
за пределы заднего торца гусеничных тележек.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПК СО СТРЕЛОВИДНЫМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ОРГАНОМ
Рассмотрим классификацию ПК стреловидного типа с фрезерными
исполнительными органами.
. По числу фрезерных исполнительных органов:
а) с одним - 4ПУ, ПК3М, ПК9р, 5ПУ, ГПК, 4ПП2, 4ПП2, КСП22, КСП32, КСП33, КСП35,
КСП42, КСП43, П110, П220, КПД, КПУ, 1ГПКС;
б) с двумя - 2ПУ, 4ПП3, КПГ.
. По типу фрезерных исполнительных органов:
а) с продольно-осевой фрезой - 4ПУ, ПК3М, ПК9р, 5ПУ, 4ПП2, 4ПП2М, КСП22,
КСП32, КСП33, КСП35, КСП42, КСП43;
б) с однокорпусными поперечно-осевыми фрезами - 2ПУ, 4ПП3, КПГ;
в) с двухкорпусной поперечно-осевой фрезой - П110, П220, КПД, КПУ;
г) с возможностью установки продольно-осевой или двухкорпусной
поперечно-осевой фрез - например, два исполнения 1ГПКС.
. По построению электропривода для подсистемы привода исполнительного
органа:
а) с одним электродвигателем - 4ПУ, ПК3М, ПК9р, 5ПУ, 2ПУ, ГПК, 4ПП2,
4ПП2М, 1ГПКС, КСП32, КСП33, КСП35, КСП42, КСП43, КПД, КПУ;
б) с двумя электродвигателями с возможностью привода исполнительного
органа двумя или одним двигателем в зависимости от требуемых режимных
параметров - 4ПП3, исполнение П110.
. По способу регулирования скорости перемещения исполнительного органа в
составе подсистемы подвески и перемещения исполнительного органа:
а) со ступенчатым регулированием путем подключения к гидродомкратам
разного числа нерегулируемых насосов или секций нерегулируемого насоса - 4ПУ,
ПК3М, ПК9р, 5ПУ, 2ПУ, 4ПП2, 4ПП2М, 4ПП3, КСП32, 1ГПКС, КСП33, КСП35, КСП42,
КСП43;
б) с дроссельным регулированием - исполнение П110;
в) с объемным регулированием - КПГ.
. По построению кинематической цепи « электропривод - приводной элемент
движителя » для каждой подсистемы перемещения выемочной машины:
а) с механической редукторной цепью на основе зубчатых передач - 4ПУ,
ПК3М, ПК9р, 5ПУ, 4ПП2, 4ПП2М, 1ГПКС;
б) с гидромеханической редукторной цепью на основе объемной гидропередачи
вращательного действия (со ступенчатым регулированием скорости перемещения
корпусной подсистемы) и зубчатых передач - 2ПУ, 4ПП3, П110, КСП32, КСП33,
КСП35, КСП42, КСП43.
. По построению кинематической цепи «электропривод - погрузочный орган»
для каждой подсистемы погрузки отделенной массы:
а) с механической цепью на основе зубчатых передач - 4ПУ (рис. 3б), ПК3М
(рис. 4б), ПК9р, 5ПУ, 2ПУ, 4ПП2, 4ПП2М, 4ПП3, 1ГПКС, 4ПП5;
б) с гидромеханической цепью на основе объемной гидропередачи
вращательного действия и зубчатых передач - П110, КСП32, КСП33, КСП35, КСП42,
КСП43, КПГ.
Следует отметить, что в странах СНГ в настоящее время доминирующее
распространение получили погрузочные органы на основе нагребающих лап. Для
таких подсистем ПОМ в рассматриваемую кинематическую цепь входит также
кривошипный механизм.
. По типу погрузочного органа для подсистемы погрузки отделенной массы в
виде:
а) кольцевого скребкового конвейера - ПК3М, 5ПУ;
б) стола с нагребающими лапами - 4ПУ, ПК9р, ГПК, 4ПП2, 4ПП3, современные
ПК: КСП32, КСП33, КСП35 и др.;
в) шнеков - 2ПУ.
. По построению кинематической цепи «электропривод - приводные звездочки
скребкового конвейера» подсистемы транспортирования отделенной массы:
а) с механическими редукторными цепями на основе зубчатых передач от
одного - 4ПУ, ПК3M, ПК9р, 2ПУ, 4ПП2, 4ПП2М, 1ГПКС, 4ПП5 - или двух, работающих
на общий вал - 4ПП3, П110, КСП32, КСП33, КСП35, КСП42, КСП43 -
электродвигателей;
б) с гидромеханическими редукторными цепями на основе объемной
гидропередачи с одним или двумя - КПГ - гидромоторами и зубчатых передач.
Рассмотрим преимущества и недостатки ПК с различными классификационными
признаками.
У ПК с продольно-осевыми фрезерными исполнительными органами
продольно-осевые фрезы: позволяют более точно оконтуривать забой, не допуская
значительных переборов породы, а также механизировать такие операции, как
проведение водосточных канавок и образование приямков для крепи; по своей форме
и размерам лучше приспособлены к селективной выемке.
У ПК с поперечно-осевыми фрезерными исполнительными органами
поперечно-осевые фрезы при доминировании горизонтальных перемещений
характеризуются значительно более благоприятной силовой картиной нагружения исполнительного
органа, что обусловливает повышение устойчивости корпусных подсистем и
электропривода подсистем привода исполнительного органа комбайнов, снижение
динамической нагруженности элементов силовых подсистем. Это весьма важно при
проведении выработок по крепким породам. Указанное объясняется, прежде всего,
постоянством толщин стружки на резцах при неизменной скорости перемещения
исполнительного органа.
Безусловно, что у ПК для подсистем перемещения выемочной машины, погрузки
отделенной массы и транспортирования отделенной массы прогрессивным следует
считать применение комбинированных редукторных цепей на основе объемной
гидропередачи «насосы - гидромоторы» и цилиндрических или цилиндрических и
планетарных зубчатых передач. При этом в случае использования гидропередач со
значительными передаточными числами можно обеспечить достаточную компактность
конструкции.
В механических кинематических цепях подсистем перемещения выемочной
машины, погрузки отделенной массы и транспортирования отделенной массы должны
предусматриваться предохранительные элементы (как правило, на основе
фрикционных муфт) для защиты от нагрузок. При наличии гидромеханических цепей
для этих подсистем указанную функцию выполняют предохранительные клапаны.
Т. к. одним из важнейших требований, предъявляемых к подсистемам подвески
и перемещения исполнительного органа ПК, является обеспечение бесступенчатого
регулирования положения (перемещения) исполнительного органа в нужном
направлении и с необходимыми скоростями и усилиями для получения требуемой
конфигурации забоя, то наиболее прогрессивный способ регулирования скорости
перемещения исполнительного органа в составе подсистемы подвески и перемещения
исполнительного органа - объемное регулирование.
1. Проходческий комбайн
Проходческий
комбайн- горн. машина, предназначенная для разрушения массива горн. пород,
погрузки горн. массы в трансп. средства (вагонетки, конвейер, перегружатель и
др.). Применяется при проходке горных горизонтальных и наклонных выработок,
стволов (см. Стволопроходческий комбайн), стр-ве тоннелей (см.
Тоннелепроходческая машина). Различают П. к. избирательного и сплошного
разрушения.
П. к.
избирательного разрушения - машина со стреловидным исполнит. органом c
фрезерной коронкой (рис. 1), снабжённой, как правило, резцовым режущим
инструментом, обеспечивающим разработку забоя любой формы поперечного сечения.
ис. 1. Проходческий комбайн избирательного разрушения: 1 -
погрузочный стол; 2 - фрезерная коронка; 3 - стреловидный исполнительный орган;
4 - перегружатель; 5 - гусеничная ходовая часть.
Такой комбайн может выполнять раздельную выемку и транспортировку п. и. и
вмещающих его пород. Cовременный П. К. избирательного разрушения
характеризуются возможностью использования сменных фрезерных коронок, навесного
оборудования для выполнения вспомогат. операций (подъёма верх. элементов крепи,
анкерования кровли и боков выработки и т.д.), приспособлений для обеспечения
устойчивости комбайна, в т.ч. в наклонных выработках, средств автоматизации режима
работы (лазерный контроль за направлением движения, программное управление и
т.д.) и элементов диагностики.
П. к. избирательного разрушения подразделяют на машины: лёгкого типа (c
массой до 20-25 т, мощностью двигателя исполнит, органа до 60-80 кBт), обеспечивающие
разрушение г. п. c пределом прочности на одноосное сжатие sсж до 70-80 МПa при
сечении выработок до 20-25 м2; среднего типа (35-50 т, 100-160 кBт)
для разрушения г. п. c sсж до 100-110 МПa при сечениях до 35 м2;
тяжёлого типа (до 100-110 т, до 300-400 кBт) для г. п. c sсж до 140-150 МПa при
сечениях до 40-45 м2. Bce типы комбайнов оборудуются, как правило,
гусеничным ходом. П. к. лёгкого и среднего типов наиболее распространены на
угольных шахтах (CCCP, ПНР, ЧССР, ФРГ), где c их использованием проводится ок.
40-45% горн. выработок. Cp. скорость проведения выработок такими комбайнами
140-160 м/мес, максимальная - до 1500 м/мес, производительность П. к. втрое
выше, чем при буровзрывной проходке. П. к. избирательного разрушения тяжёлого
типа используются в горн. промышленности и тоннелестроении. C переходом от П.
к. лёгкого типа к комбайнам среднего и тяжёлого типа связывается повышение в
CCCP объёма комбайновой проходки до 48-50% к 1990.
П. к. сплошного разрушения отличает наличие исполнит. органа роторного
типа c буровой коронкой, снабжённой, как правило, шарошечным инструментом и
спец. ковшами, одновременно разрушающей весь забой и обеспечивающей захват и
погрузку горн. массы (рис. 2).
Диаметр буровой коронки П. к. от 4 до 10 м (наиболее распространённый -
5-6 м); комбайны могут быть оборудованы дополнит. фрезами для придания
выработкам арочной формы. П. к. сплошного разрушения проводят выработку в
основного тоннельного (также шахтного) типа в крепких г. п. c σсж до 180 МПa. Macca машин при диаметре
5-6 м - до 200 т, мощность двигателей исполнит. органа 500-700 кBт.
ис. 2. Проходческий комбайн сплошного разрушения: 1 -
конвейер; 2 - ковш; 3 - водило; 4 и 5 - концентрические буры; 6 - отламыватель;
7 - бермовая фреза; 8 - гусеничная ходовая часть.
Современный П. к. сплошного разрушения (напр., отечеств.
"Cоюз-19y", KPT) характеризуются наличием средств автоматический
управления и элементов диагностики. Bедутся работы по снижению массы комбайнов
и их энерговооружённости путём совершенствования конструкций распорно-шагающих
устройств и исполнительного органа.
Возрастают объёмы применения П. к. сплошного разрушения в горнодобывающей
и, в частности, в угольной промышленности (ФРГ, Франция). Эффективная область
их использования ограничивается проектной (не менее 2-3 км) протяжённостью
выработок при высокой (250-400 м/мес) скорости проходки. Лучшие зарубежные
образцы П. к. сплошного разрушения производят фирмы "Robbins" (США) и
"Demag" (ФРГ).
2.
Проходческие комбайны для угольной и рудной промышленности
году подземным способом планируется добыть около 100 млн.т. угля. Исходя
из данного прогноза годовой объем проведения выработок составит 950 км, в т.ч.
850 км выработок, где требуется погрузка горной массы. В связи с проводимым
изменением структуры угольной промышленности, повышением нагрузок на очистные
забои (особенно на перспективных шахтах) должен увеличиваться объем комбайновой
проходки до 600-650 км в год. При этом увеличится соответственно площадь
сечения проводимых выработок с 10 до 18 м2. С увеличением сечения проводимых
выработок увеличится доля присекаемых пород и их прочность. Кроме того, темпы
проведения выработок предполагается увеличить в 2-2.5 раза. Современные
требования к проведению выработок невозможно обеспечить существующим парком
комбайнов. Эти комбайны созданы более 20 лет назад, их параметры и технический
уровень не соответствуют новым требованиям. Следует также учитывать, что
удельный вес комбайнов среднего типа на угольных шахтах России составляет всего
4.5% от парка проходческих комбайнов, в то время как в Чехословакии они
составляют 50-60%, а в Германии около 80%.
С учетом этих обстоятельств намечается заменить существующий парк
комбайнов тремя новыми моделями КП-15, КП-20Б и КП-25, отвечающих современным
техническим требованиям.
Проходческий комбайн КП-15 заменит 4ПУ, 1ПК-3р и К56 МГ, что позволит
улучшить номенклатуру комбайнов легкого типа и в 1.5-2.0 раза повысит их
надежность и долговечность. Комбайн имеет сменные модули режущих, погрузочных
органов и других узлов для применения в конкретных условиях эксплуатации.
Комбайн КП-15 изготовлен и в 1996 году будет испытан в шахтных условиях.
Комбайн КП-20Б создан для замены комбайна 1ГПКС. В 1993 г. он был успешно
испытан на шахте «Южно-Донбасская» (Украина). В период испытаний пройдено 750 м
при достижении темпов проходки 140 м/мес. Испытания комбайна проведены при
прохождении конвейерных ходков сечением в свету 11.2 м2. Выработки проходились
по смешанному забою с присечкой пород прочностью 40-50 МПа. Горная масса от
комбайна транспортировалась ленточными (типа ЛТ-80 и Л-80) и скребковым
(СП-202) конвейерами в бункер.
При испытании были достигнуты: техническая производительность комбайна (в
плотном теле) 0.75 м3/час; скорость проходки в сутки 8.1 м, в смену 3.2 м;
производительность проходчика 0.8 м/смену или 8.8 м3/смену.
По сравнению с комбайном 1ГПКС комбайн КП-20Б имеет следующие
преимущества:
· расширена область его применения по прочности разрушаемых пород
(с 50 до 60 МПа) и по площади сечения проводимых выработок (с 17 до 20 м2);
· уменьшен габарит по высоте;
· увеличена мощность привода исполнительного органа до 90 кВт;
увеличен в 1.5-2.0 раза ресурс до первого капитального ремонта.
Увеличение ресурса комбайна удалось достигнуть за счет комплекса
мероприятий:
· применения независимого гидропривода лап питателя и
конвейера, а также гидропривода гусеничного хода, что позволит снизить его
аварийность;
· поперечного расположения электродвигателя привода исполнительного
органа, обеспечивающего применение лишь цилиндрических передач в редукторе;
· применения стального литья из легированных сталей, поковок из
сталей с высокими механическими свойствами, применение качественных материалов
для уплотнений гидроцилиндров вращающихся валов.
Независимая раздвижка барабанов обеспечивает возможность образования
наклонной (при работе по напластованию без переборов породы) или сводчатой
кровли, обработку приямков под стойки крепи, а также позволяет выбирать
рациональную схему разрушения забоя. Изготовление комбайна КП-20Б намечено на
АООТ «Кран» в г.Узловая в России.
Проходческий комбайн КП-25 должен пополнить парк проходческих комбайнов
среднего типа. Он испытывался на шахте им. Горького и шахте им. Абакумова в
Донецке в 1992 г. при проведении выработок в различных горногеологических и
горнотехнических условиях. Испытания на шахте им. Абакумова проводились при
проведении квершлага сечением в свету 17.2 м2, в проходке 21.0 м2 по алевролитам,
алевролитам с прослоями песчаника, аргелитам и известнякам. Предел прочности
пород одноосному сжатию составлял: алевролит 60.0 МПа, песчаник 78.0 МПа,
известняк 83.0 МПа; абразивность пород от 8 до 11.6 мг. В зависимости от
крепости разрушаемых пород забоя техническая производительность комбайна
изменялась от 0.2 м3/мин до 0.35 м3/мин, а удельный расход электроэнергии
составил от 0.8 до 3.25 квт.ч/м3.
Среди конструктивных особенностей комбайна следует отметить:
1. исполнительный орган имеет две скорости вращения коронки,
переключение которых производится в зависимости от характеристики разрушаемых
пород;
2. конвейер может транспортировать крупногабаритные куски породы (до
600 мм).
Комбайн может оснащаться ленточным перегружателем в двух исполнения для
погрузки на скребковый или ленточный конвейер и в вагоны; двумя типами коронки
исполнительного органа для работы в различных условиях - по углю или по породе.
Два головных образца комбайна КП-25 изготовлены Копейским машзаводом и
отправлены на шахты АО «Ленинскуголь».
Все новые комбайны отвечают современным техническим требованиям и
допущены к применению в угольных шахтах опасных по газу и пыли.
Проходческие комбайны оснащаются системами и средствами обеспечения
санитарно-гигиенических условий по пылевому и безопасному по газовому факторам.
Технические характеристики проходческих комбайнов
Для
предотвращения вспышек и взрыва метана и угольной пыли от фрикционного искрения
институтом «ЦНИИподземмаш» совместно с другими институтами создана система
контактного взрывозащитного орошения (по типу орошения комбайнов АМ-75) на
уровне международных стандартов.
Для
обеспечения призабойного пространства в нормативных режимах по количеству и
скорости поступления свежего воздуха и обеспыливании исходящего воздуха
комбайны оснащаются комплексами проветривания и обеспыливания типа «КПО».
Комплекс размещается на монорельсе и перемещается по нему с помощью комбайна.
Для
повышения надежности и срока службы комбайнов КП20Б и КП25 применены
высокопрочные марки сталей, получаемые с заводов ВПК по конверсии:
1. для литых деталей 15х2Г2НМЛ (sт=800...900 МПА), взамен 35ФЛ
(sт=353 МПа); для шестерен, валов, осей 20х3Н3МФА (sт=1100...1450 МПа) взамен
12хН3А и 20х2Н4А (sт=500...830 МПа); для сварных конструкций 10хСНД (sт=390
МПа) вместо СТ3 (sт=235);
2. материалы для уплотнений (вращающихся валов - фторкаучук,
гидроцилиндров - высокопрочный полиуретан);
. повышена на 4-5 единиц степень точности зубчатых передач, что
должно повысить ресурс работы на 25-30%.
Приведенные выше конструктивные особенности комбайнов КП20Б и КП25 с
применением новых материалов, позволят достичь ресурса сравнимого с зарубежными
аналогами, при этом гарантированная наработка должна составить порядка 36
тыс.м3 разрушаемой горной массы.
3.
Основные показатели комбайнов и методы их контроля
|
Наименование показателя
|
Метод контроля
|
|
1 Эксплуатационные
показатели
|
|
1.1 Техническая
производительность, м3/мин
|
Методы определения
приведены в приложении Г
|
1.2 Среднее давление на почву опорных поверхностей
гусениц Рп, МПа Вычисляют по формуле 
, (1)
где МЭ - эксплуатационная масса комбайна,
кг;
g -
ускорение земного тяготения, м/с2;- длина опорной поверхности
гусениц, мм;
|
1.3 Удельный расход
электроэнергии, кВт·ч/м3
|
Методика определения
приведена в приложении Д .
|
|
2 Параметры конструкции
|
|
2.1 Габаритные размеры
комбайна в транспортном положении, мм
|
Измеряют без
пылеулавливающих установок, уширителей питателя навесного и прицепного
оборудования, дополнительных сменных устройств и узлов, снимаемых при
транспортировании. Проводят измерения: ширины - в перпендикулярном положении
к оси комбайна, подготовленного к транспортированию, между крайними точками
его боковых поверхностей; высоты - от плоскости опорной поверхности комбайна
до верхней точки при опущенном положении стрелы без учета грунтозацепов;
длины - от наиболее удаленной точки коронки исполнительного органа в
опущенном положении и при втянутом телескопе до крайней точки конвейера.
Измерения проводят металлической рулеткой ( ГОСТ 7502 )
|
|
2.2. Масса, кг:
конструктивная; эксплуатационная; комплекта поставки
|
Определяют следующими
методами: - прямым взвешиванием комбайна в сборе на стационарных
автомобильных весах или - с помощью подъемного устройства (крана, лебедки и
т.д.) через силоизмерительное устройство (ГОСТ 13837) и взвешиванием
сборочных единиц комбайна и деталей с последующим суммированием их масс.
Массу запасных частей и комплектующего оборудования определяют прямым
взвешиванием
|
|
2.3 Максимальный размах
стрелы исполнительного органа по ширине и высоте, м
|
Проводят измерения: ширины
- по наиболее удаленным точкам резцовой коронки при горизонтальном
перемещении стрелы из одного крайнего положения в другое при расположении оси
стрелы параллельно плоскости опорной поверхности комбайна; высоты - от
плоскости опорной поверхности комбайна до наиболее удаленной точки коронки
при максимально поднятой стреле, расположенной по продольной оси комбайна.
Измерения необходимо проводить при максимально выдвинутой стреле
исполнительного органа в крайнее переднее положение. Измерения проводят
металлической рулеткой ( ГОСТ 7502 )
|
|
2.4 Клиренс, мм
|
Измеряют расстояние между
нижней поверхностью корпуса комбайна и опорной поверхностью гусениц без учета
питателя. Измерения проводят металлической линейкой ( ГОСТ 427 )
|
|
2.5 Ширина питателя, мм
|
Измеряют расстояние между
крайними точками погрузочного стола питателя. Измерения проводят
металлической рулеткой ( ГОСТ 7502 )
|
|
2.6 Размеры проходного
сечения окна конвейера, мм
|
Определяют минимальную ширину
желоба конвейера и минимальное расстояние между дном желоба и верхним
перекрытием (при его наличии). Измерения проводят металлической линейкой (
ГОСТ 427 )
|
|
2.7 Заглубление
исполнительного органа (коронки) и питателя ниже опорной поверхности гусениц,
мм
|
Методика измерения с учетом
типа коронки приведена в приложении Е
|
|
2.8 Величина
телескопического выдвижения стрелы исполнительного органа, мм
|
Измеряют расстояние между
двумя крайними положениями резцовой коронки (барабана) на стреле
исполнительного органа. Измерения проводят металлической линейкой ( ГОСТ 427
)
|
|
2.9 Максимальный фронт
разгрузки хвостовой частью конвейера, м
|
Измеряют в горизонтальной
плоскости расстояние между крайними точками хвостовой части конвейера при
перемещении его из крайнего правого в крайнее левое положение. Измеряют
металлической рулеткой ( ГОСТ 7502 )
|
|
2.10 Система орошения
|
|
|
2.10.1 Расход воды в
системе орошения, дм3/мин
|
Измеряют расходомером (ГОСТ
28723) на входе в оросительную систему комбайна. Исполнительный орган комбайна
приводят в действие с одновременной подачей жидкости к оросителям. В
установившемся режиме работы системы (стабильное давление на выходе из
оросителей, постоянная частота вращения коронки) проводят регистрацию расхода
жидкости в интервале времени не менее 30 с. Общий расход воды должен быть не
меньше установленного в НД на комбайн
|
|
2.10.2 Давление воды в
оросительной системе, МПа
|
Измеряют у оросителей
(форсунок) одновременно во всех ответвлениях трубопроводов, подводящих
жидкость к оросителям. При этом манометры или датчики для измерения
устанавливают в место установки оросителя (форсунки). Рабочее давление
жидкости от насосной станции измеряют на выходе в систему орошения комбайна.
При неподвижных исполнительных органах систему в рабочем режиме выдерживают
не менее 1 мин. Рабочее давление в оросительной системе должно
соответствовать установленному в НД на комбайн. Средства измерения -
манометры ( ГОСТ 2405 )
|
|
2.11 Гидросистема комбайна
|
Общие требования к проверке
гидросистемы комбайна - по ГОСТ 12.2.086
|
|
2.11.1 Давление рабочей
жидкости в гидросистеме, МПа
|
Измеряют в напорных линиях
насосов манометрами, установленными на комбайне в соответствии с
гидравлической схемой комбайна. Наибольшие пределы измерений и класс точности
манометров по ГОСТ 2405 оговаривают в технической документации комбайна.
|
|
2.11.2 Герметичность
системы
|
Контроль герметичности
гидросистемы проводят путем трехкратного включения каждого золотника
гидрораспределителя при максимальном давлении в крайних положениях штоков
гидроцилиндров и суммарном времени работы каждого золотника не менее 5 мин.
На штоках гидроцилиндров и в местах подсоединения трубопроводов и шлангов не
допускается наличия рабочей жидкости с каплеобразованием. Потери рабочей
жидкости через гидрораспределители, регуляторы потока определяют за время
работы комбайна не менее рабочей смены с помощью устройства контроля уровня
рабочей жидкости в баке (тарированный щуп, смотровое окно с делениями) и
устройства недопустимых наружных утечек рабочей жидкости из гидросистемы при
ее повреждениях. Значения допустимых наружных утечек указывают в НД на
комбайн
|
|
2.11.3 Температура рабочей
жидкости в гидросистеме, °С
|
Измеряют в баке
гидросистемы в рабочем режиме не менее чем через 1 ч работы. Показание не
должно превышать значений, установленных в НД на комбайн. Измеряют
термометрами ( ГОСТ 28498 )
|
|
3 Кинетические показатели
|
3.1 Скорость передвижения комбайна 
п, м/с
Определяют на горизонтальном участке длиной 15 - 20 м с измерением времени
секундомером (ТУ 25-1819.0021) [ 4 ].
Скорость передвижения комбайна рассчитывают по формуле
, (2)
где L - длина пройденного пути, м;
|
t - время прохождения
комбайном пути, с
|
|
|
4 Энергетические показатели
|
|
4.1 Мощность
электродвигателя исполнительного органа, кВт
|
Проверяют по паспорту
электродвигателя исполнительного органа в номинальном режиме S 2 -
60 мин
|
|
4.2 Мощность, потребляемая
приводом исполнительного органа, кВт
|
Определяют самопишущим
ваттметром при работе исполнительного органа по разрушению породы предельной
прочности, соответствующей паспорту на комбайн
|
|
4.3 Суммарная мощность
электродвигателей, кВт
|
Определяют как сумму
номинальных паспортных мощностей электродвигателей основных исполнительных
механизмов комбайна: исполнительного органа, погрузочного органа (питателя и
конвейера), ходового механизма, маслостанции и др. механизмов при их наличии
|
|
4.4 Мощность, потребляемая
приводами механизмов комбайна, кВт 1)
|
|
5 Силовые показатели
|
|
5.1 Усилия подачи
исполнительного органа, кН, при:
|
Определяют при условии
обеспечения: перемещения исполнительного органа в горизонтальном и
вертикальном направлениях при всех его положениях в пространстве; реализации
максимальных усилий на исполнительном органе гидроцилиндрами подачи (при их
наличии) или гусеничным ходом комбайна
|
|
горизонтальном перемещении
|
При горизонтальном
перемещении исполнительного органа усилия подачи определяют при его
продольном и максимально отклоненном от среднего положения
|
|
вертикальном перемещении
|
При вертикальном
перемещении исполнительного органа усилие подачи определяют в его верхнем,
среднем и нижнем положениях. Усилия подачи измеряют динамометрическим
устройством (ГОСТ 13837), устанавливаемым между коронкой (барабаном) и
опорным устройством. По всем измерениям определяют средние значения усилий
при вертикальном и горизонтальном (боковом) перемещениях исполнительного
органа. Испытания проводят как при рабочей, так и при маневровой скорости
|
|
5.2 Тяговые усилия
гусеничного хода, кН
|
Определяют нагружением
движущегося комбайна продольной силой, тормозящей его перемещение. Испытания
следует проводить на ровной горизонтальной поверхности: на бетонном покрытии,
очищенном от породы, грязи, масла; на бетонном покрытии, заполненном породой
(глинистым сланцем) толщиной не менее 15 см. Максимальное тяговое усилие
должно ограничиваться началом неустойчивой работы привода гусеничного хода
(остановки электродвигателя или срабатыванием предохранительного клапана
гидродвигателя) или началом пробуксовки. В качестве тормозных устройств
следует применять гидроцилиндр со сливом через регулируемый дроссель или
тормозной барабан с канатом, которые должны обеспечивать достижения комбайном
установившегося движения. Тяговые усилия измеряют динамометрическим
устройством (ГОСТ 13837), устанавливаемым между комбайном и тормозным
устройством. Тяговые усилия должны соответствовать требованиям НД на комбайн
|
|
6 Показатели надежности
|
|
6.1 80 %-ный ресурс до
капитального ремонта комбайна, м3
|
Метод определения приведен
в приложении Ж
|
|
6.2 80 %-ные ресурсы до
капитального ремонта (замены) основных сборочных единиц, м3 (ч):
|
|
|
исполнительного органа без
резцовой коронки
|
Метод определения приведен
в приложении Ж
|
|
погрузочного устройства
|
То же
|
|
ходовой части
|
»
|
|
маслостанции
|
»
|
|
Резцовые коронки (барабаны)
|
Метод определения по ГОСТ
27.410 и в соответствии с приложением Ж
|
6.3 Средняя наработка на отказ Т0, ч Определяют
методом вычисления на основании наблюдений за эксплуатацией комбайнов по
формуле 
, (3)
где tpi - суммарная наработка j -го
комбайна за период наблюдений, ч;pi - количество отказов j -го
комбайна за период наблюдений, приведших к простою, шт.;- число
наблюдаемых комбайнов, шт.;- номер наблюдаемого комбайна.
|
За наработку на отказ
принимается время эффективной работы комбайна по разрушению забоя
|
|
6.4 Удельное время
восстановления комбайна в смену по проходке 2)
|
Метод определения по ГОСТ
27.410 и в соответствии с приложением И
|
|
7 Показатели безопасности
|
|
7.1 Эквивалентный уровень
звука на рабочем месте машиниста при применении им индивидуальных средств
защиты от шума по ГОСТ 12.4.051, дБА
|
Метод определения по ГОСТ
12.1.050 , РД 12.23.102 [ 6 ] и рабочим методикам. Средства измерений:
шумомеры 1-го или 2-го класса по ГОСТ 17187 с фильтрами по ГОСТ 17168.
Результаты измерений не должны превышать значений, приведенных в ГОСТ
12.1.003
|
|
7.2 Корректированный
уровень звуковой мощности, дБА
|
Метод определения по ГОСТ Р
51402. Средства изменений те же, что и в 7.1 . Результаты измерений не должны
превышать значений, установленных в НД на комбайн
|
|
7.3 Эквивалентное
корректированное виброускорение (или виброскорости) на рабочем месте
машиниста, м/см2 (м/с)
|
Методы измерений по ГОСТ
12.1.012 . Средства измерений по ГОСТ 12.4.012
|
|
7.4 Предельно допустимая
концентрация пыли в воздухе рабочей зоны комбайна, мг/м3
|
Методы, средства измерений
и нормы для показателей по ГОСТ 12.1.005 , ГОСТ 12.1.016 , ГОСТ 12.2.106
|
|
7.5 Уровень локальной
освещенности, лк
|
Определяют в зоне
разрушения забоя, мест погрузки и перегрузки горной массы без учета
посторонних источников света. Уровень освещенности должен соответствовать
требованиям ГОСТ 12.2.106. Измерения проводят люксметром по ГОСТ 24940
|
|
7.6 Продольная и поперечная
устойчивости комбайна на предельных углах наклона по падению и восстанию.
Устойчивость комбайна от разворота
|
Проверяют на наклонной
площадке (выработке) с углом наклона по падению и восстанию, указанной в
технической характеристике комбайна с породным забоем, соответствующим породе
предельной прочности и высоте максимальной проводимой выработки. Делают
зарубку в забой и ведут его обработку с одной установки комбайна по периметру
выработки вертикальными и горизонтальными резаниями. Устойчивость комбайна
определяют в крайних положениях с максимально выдвинутой стрелой
исполнительного органа при нагрузке электродвигателя, соответствующей
номинальному режиму S 2 . Устойчивость комбайна определяют по
контакту гусениц с почвой выработки. При продольной устойчивости не должна
наблюдаться потеря контакта гусениц с почвой: при работе по падению - задней
части гусениц; при работе по восстанию - передней части гусениц. При
поперечной устойчивости не должна наблюдаться потеря контакта правой или
левой гусеницы с почвой. При обработке забоя комбайн не должен поворачиваться
на гусеницах относительно продольной оси
|
|
7.7 Эффективность
тормозных, удерживающих или стопорных устройств
|
Проверку проводят на
наклонной площадке (выработке) с углом по падению и восстанию, указанным в
технической характеристике комбайна в следующих режимах: на холостом ходу при
передвижении вперед - назад по наклонной площадке (выработке); при зарубке с
помощью гусеничного хода и телескопического выдвижения исполнительного органа
(при его наличии); в рабочем режиме при обработке забоя по всей площади;
аварийном отключении электроэнергии, оперативной остановке комбайна на
холостом ходу и рабочем режиме. Эффективность определяется в условиях по
7.7.1 и 7.7.2
|
|
7.7.1 Срабатывание
тормозных устройств (стопоров) на углах наклона до ± 12°
|
На холостом ходу включают
ход комбайна на перемещение (вперед или назад) до установившегося движения,
затем комбайн останавливают (рукоятки, кнопки управления ходом комбайна
переведены в положение в зависимости от конструкции - «нейтрально»,
«тормоз»). Фиксируют расстояние, пройденное комбайном с момента торможения до
полной остановки. Тормозной путь не должен превышать значения, указанного в
ТУ на комбайн. При зарубке с помощью телескопического выдвижения рабочего
органа при заторможенной (застопоренной) трансмиссии ходовой части скатывания
комбайна не должно быть. При обработке по всей площади забоя трансмиссия
ходовой части заторможена, скатывания комбайна не должно быть. При аварийном
отключении электроэнергии в рабочем или холостом режимах скатывания комбайна
не должно быть
|
|
7.7.2 Срабатывание
тормозных устройств (стопоров), удерживающих устройств на углах наклона более
± 12°
|
Проверку работы двух
независимых тормозных устройств от скатывания и сползания по почве выработки
(площадки) проводят раздельно. Один из приводов должен быть отключен. Порядок
проверки в соответствии с 7.7.1
|
|
7.7.3 Функционирование
тормозных и удерживающих устройств
|
Проверку совместной работы
тормозного и удерживающего устройств проводят в тех же режимах, что и по
7.7.1. Функционирование тормозных устройств считают удовлетворительным, если
они надежно без смещения удерживают комбайн от скатывания и сползания по
почве выработки (наклонной площадке). В зависимости от конструкции
применяемого удерживающего устройства и конструктивных особенностей комбайнов
проверяют их кинематическое соответствие: по скорости перемещения комбайна и
скорости удерживающего устройства (напуск каната, пробуксовка гусениц не
допускается); синхронности срабатывания при торможении тормозного устройства
комбайна и удерживающего устройства; соответствие усилия, создаваемого
удерживающим устройством в диапазоне заданных углов наклона работы комбайна
|
|
7.8 Фрикционное
воспламенение метана коронкой исполнительного органа
|
Проверку проводят по
методикам испытательной организации по безопасности в соответствии с [ 1 ] и
действующим нормативам
|
|
7.9 Взрывозащищенность
электрооборудования
|
Проверку проводят по
методикам испытательной организации по безопасности на соответствие ГОСТ Р
51330.0 [ 1 ] и [ 2 ]
|
|
7.10 Оснащенность комбайна:
звуковой предупредительной сигнализацией; кнопками «Стоп» с фиксацией;
светильниками направленного света; блокировками; защитными заземлениями;
механической защитой кабелей и шлангов высокого давления, проложенных по
комбайну; устройствами для удержания исполнительного органа и стрелы
конвейера; устройством для подключения метан-реле; устройством для подъема
верхняка крепи и площадкой для размещения рабочего, производящего затяжку
элементов крепления; оборудованием для бурения шпуров под анкерную крепь;
устройством для подключения ручного инструмента при исключении вероятности
одновременной работы приводов комбайна и ручного инструмента; пультом
управления; тормозными и распорными устройствами; выводами для контроля
давления рабочей жидкости в гидросистеме; устройством контроля уровня рабочей
жидкости в гидросистеме; устройством контроля уровня рабочей жидкости в баке
гидросистемы; насосом, снабженным фильтром для заправки рабочей жидкости в
гидросистему; гидрозамками гидроцилиндров исполнительного органа, питателя,
аутригеров и стрелы конвейера, предотвращающим самопроизвольное их опускание
при обрыве гидравлического рукава
|
Проверяют внешним осмотром
комбайна на соответствие технической документации. Работоспособность, при
необходимости, проверяют кратковременными включениями механизмов при работе в
холостом режиме: два - три включения в минуту. Работоспособность считается
удовлетворительной при выполнении операций, предусмотренных нормативом
|
|
8 Эргономические показатели
|
|
8.1 Рабочее место машиниста
|
|
|
8.1.1 Размеры рабочей зоны
досягаемости рук машиниста, мм
|
Проверяют по ГОСТ 12.2.106
и ГОСТ 12.2.049. Измерения проводят измерительной металлической линейкой с
миллиметровой шкалой ( ГОСТ 427 )
|
|
8.1.2 Размеры пульта и
кресла машиниста, мм
|
Тот же
|
|
8.2 Требования к органам
управления и контроля
|
|
|
8.2.1 Основные размеры
рычагов управления, мм
|
Проверяют по ГОСТ 12.2.106
и ГОСТ 21753. Измерения проводят измерительной металлической линейкой с
миллиметровой шкалой ( ГОСТ 427 ) и штангенциркулем ( ГОСТ 166 ) Проверяют по
ГОСТ 12.2.106 и ГОСТ 21753. Определяют динамометром типа ДПУ (ГОСТ 13837)
|
|
8.2.2 Усилия на рукоятках
рычагов управления, Н
|
|
|
8.3 Система управления
комбайном: функционирование; выполнение защитных функций
|
Контроль показателей
проводят согласно методикам организаций безопасности в соответствии с
действующими нормативами
|
|
9 Общие показатели
|
|
9.1 Качество сборки и
работоспособность комбайна
|
Проверяют опробованием комбайна
на холостом ходу не менее чем трехкратным их включением: исполнительный орган
с коронкой (не менее 45 мин) - вращение, перемещение по вертикали и
горизонтали; погрузочное устройство (не менее 30 мин); конвейер - перемещение
вверх - вниз, движение тягового органа; ходовая часть (не менее 15 мин) -
перемещение комбайна вперед - назад, повороты направо - налево; перегружатель
(не менее 30 мин) - перемещение вперед - назад, повороты хвостовой части
направо - налево
|
4.
Очистные комбайны для выемки угля длинными очистными забоями
Новый уровень очистных комбайнов
Очистной комбайн является самым важным компонентом технологического
процесса выемки угля длинными очистными забоями.
Именно поэтому для высокопроизводительных операций выемки угля длинными
забоями используются очистные комбайны
максимально высокой производительности, доступности обслуживания и
надежности. Очистные комбайны разработаны с учетом всех
этих требований. При этом компания Caterpillar вывела очистные комбайны
на новый уровень.
Производительность очистного комбайна
Благодаря поворотным редукторам и механизмам подачи большой мощности
очистные комбайны Cat обеспечивают выемку и осуществляют погрузку до 5 000-5
500 т горной массы в час и более в зависимости от горнотехнических условий.
Уникальная цельнолитая основная рама обеспечивает максимальную структурную
целостность и срок службы. Основная рама может поставляться также в сборной
конструкции из трех частей в случае ограничений при транспортировке. Очистной
комбайн оснащен высокопроизводительной системой подачи Jumbotrack, а также
современной встроенной системой автоматизации и связи.
Основная рама для работы в тяжелых условиях
Одной из важнейших особенностей очистного комбайна является оригинальная
конструкция основной рамы. Сварная конструкция основной рамы с литыми опорами
шарниров для поворотных редукторов не только позволяет достичь исключительной
прочности, которая удовлетворяет самым трудным горнотехническим условиям и
гарантирует надежность и долговечность, а впоследствии позволяет еще больше
увеличить усилия резания и подачи. Основная рама очистных комбайнов серии
EL3000 может оснащаться поворотными редукторами мощностью 1 200 кВт (1 930
л.с.) и механизмами подачи мощностью 200 кВт (320 л.с.). В случае транспортных
ограничений предоставляется основная рама сборной конструкции из трех частей.
Преимущества:
1. целостность конструкции обеспечивает максимальную защиту всех
основных узлов;
. максимальная защита распределительных коробок, обеспечивающая
самый высокий уровень взрывобезопасности;
. более легкий доступ для технического обслуживания и удобство
выполнения капитального и текущего ремонта;
. универсальность применения благодаря полностью модульной
конструкции;
. гибкое и экономически эффективное управление оборудованием;
. удобность замены отдельных деталей и по узловой ремонт;
. длительный срок службы;
. низкие эксплуатационные расходы;
. высокая надежность.
Прогрессивная конструкция захватной лыжи
С помощью захватных лыж очистной комбайн соединяется с тяговой системой,
которая является частью забойного скребкового конвейера, позволяя перемещать
очистной комбайн в забое. Новый тип захватной лыжи, разработанный компанией
Caterpillar, - захватная лыжа со сменной вставкой - обладает следующими
преимуществами по сравнению с лыжей традиционной конструкции:
1. повышенная безопасность и удобство при замене изношенных частей;
. более быстрая замена;
. большая универсальность;
. длительный ресурс;
. более низкие эксплуатационные расходы.
В запатентованной захватной лыже со сменной вставкой реализован принцип
компании Caterpillar, который заключается в разработке оборудования с
независимыми элементами конструкции и сменными деталями, что позволяет быстро и
легко заменять изношенные детали. Благодаря новой конструкции удается снизить
вес заменяемой детали с более чем 500 кг до менее 50 кг на вставку, а время на
замену сокращается в несколько раз. В результате значительного снижения веса
заменяемой детали замену можно производить в любой точке забоя.
Мощность для самых трудных горнотехнических условий
Данная серия очистных комбайнов отличается широким диапазоном высоты
захвата и горнотехнических условий. Установленная мощность резания этих
комбайнов обеспечивает производительность на уровне мировых стандартов в самых
сложных горно-геологических условиях. Например, очистной комбайн EL3000
обладает мощностью резания до 860 кВт (1 380 л.с.), а комбайн EL2000 - до 750
кВт (1 200 л.с.). Разрабатывается новый поворотный редуктор мощностью 1 200 кВт
(1 930 л.с.), который может быть установлен на существующие очистные комбайны
EL3000 при модернизации.
• В каждом классе возможна установка узлов высокой мощности.
• Глубина захвата 0,85 м и 1,0 м.
• Серия электродвигателей соответствует всем горнотехническим условиям.
• Компактная конструкция для оптимальной производительности при погрузке
угля.
• Быстрая и точная работа поворотного редуктора в заданном положении
благодаря двухскоростной технологии и более мощному подъемному цилиндру.
• Модульная конструкция позволяет оперативно осуществлять техобслуживание
и ремонт на месте.
• Усовершенствованная смазочная система позволяет снизить рабочие
температуры.
• Новые, более прочные приводы кожуха.
Поворотный редуктор
Коэффициент запаса прочности поворотного редуктора еще более увеличен.
Кроме того, повышены передаточное число, срок службы подшипника и запас
мощности, что увеличивает интервал между капитальными ремонтами при нормальных
условиях эксплуатации.
Нижний привод подачи
Прогрессивная конструкция нижнего привода позволяет увеличить срок службы
подшипника, повысить передаточное число и в большей степени реализовать
модульный принцип для упрощения технического обслуживания. Высоту захвата
очистного комбайна относительно легко отрегулировать по мощности пласта, для
этого необходимо заменить нижний привод. Конструкция основной рамы позволяет
использовать весь ассортимент нижних приводов для широкого диапазона мощностей
пластов.
• Полностью модульная конструкция.
• Удобный доступ для технического обслуживания.
• Полностью поворотный башмак.
• Высокая тяга и максимальный срок службы.
Номенклатура очистных комбайнов Cat
EL2000
Очистной комбайн EL2000 сочетает в себе все функциональные возможности и
преимущества моделей Cat. Это компактная и прочная машина, созданная для
обеспечения высокой производительности в пластах малой и средней мощности от
1,8 до 4,0 м (70-177 дюймов).
Отличительной характеристикой очистного комбайна компактной конструкции
является высокая установленная мощность - до 750 кВт. Система подачи с
приводами переменного тока мощностью 125 кВт (200 л.с.) позволяет достигать
высокой производительности в пластах средней мощности.
Преимущества
• Высокая конструктивная целостность благодаря оригинальной конструкции
основной рамы очистного комбайна Cat.
• Высокомощные поворотные редукторы с мощностью резания до 750 кВт при 50
Гц при компактной конструкции.
• Максимальная возможность выемки и загрузки угля.
• Система подачи переменного тока до 125 кВт (200 л.с.) на механизм
подачи, обеспечивающий требуемое усилие подачи и скорость, необходимую для
высокопроизводительной работы в пластах средней мощности.
• Современная система автоматизации для обеспечения оптимальной
производительности и улучшенного управления оборудованием.
EL3000
Очистной комбайн EL3000 предназначен для выемки
средних и мощных пластов в соответствии с требованиями
для самых сложных в мире комплексов выемки угля
длинными очистными забоями. Эксплуатационные качества
данной машины полностью соответствует характеристикам
мирового класса. Очистной комбайн EL3000 разработан
для пластов мощностью до 5,50 м (2,16 дюйма). Его полная установленная
мощность составляет более 2 000 кВт, а производительность - более 5 000
тонн/час, в том числе 2 x 860 кВт (1 150 л.с.) электродвигателя исполнительного
органа в сочетании электродвигателями подачи до 2 x 150 кВт и электродвигателем
насоса 75 кВт (100 л.с).
Очистные комбайны Cat используются в комплексах выемки угля длинными
очистными забоями самой высокой производительности в США и Австралии.
Преимущества
• Высокая установленная мощность обеспечивает высокий уровень
производительности в самых трудных горно-геологических условиях.
• Система подачи переменного тока способна развивать усилие подачи до 100
тонн.
• Сверхпрочная, массивная конструкция для максимальной устойчивости и
надежности в самых тяжелых условиях эксплуатации.
EL4000
Заключение
В свое время применение ПК в области проведения подготовительных
выработок явилось техническим прогрессом. Однако наука, как и время, не стоит
на месте, и сейчас конструкторская мысль работает в направлении
совершенствования ныне существующих конструкций ПК с целью повышения качества
выполнения предъявляемых к ним требований.
На данном этапе наиболее перспективными являются следующие технические
решения ПК:
для исполнительного органа - применение новой конструкции коронки,
предложенной ОАО «ЯМЗ»: в резцедержатель вставлена промежуточная втулка из
закаленной стали, в которую вставляется резец, а форсунка системы орошения
отнесена в заднюю часть резцедержателя и тем самым максимально отделена от
забоя. Это обеспечит повышение эффективности работы на крепких абразивных
породах, позволит увеличить ресурс режущей коронки, система орошения будет
более надежна (КСП-42, КСП-35);
для перемещения исполнительного органа с помощью подсистемы подвески и
перемещения исполнительного органа - с тремя степенями свободы: поворот в
горизонтальном и вертикальном направлениях и телескопическая раздвижность. Это
дает возможность самозарубки без снижения жесткости подсистемы;
для регулирования скорости подачи в составе подсистемы подвески и
перемещения исполнительного органа - объемное регулирование с целью обеспечения
бесступенчатого регулирования данной скорости, оптимального КПД, отсутствия
высокого нагрева рабочей жидкости (КПГ);
для подсистем перемещения ПК, погрузки отделенной массы и
транспортирования отделенной массы - применение комбинированных редукторных
цепей на основе объемной гидропередачи «насосы - гидромоторы» и цилиндрических
или цилиндрических и планетарных передач. Это позволит обеспечение компактности
конструкции ПК (П110, комбайны серии КСП).
создание проходческих комплексов, позволяющих совмещать процесс выемки
горной массы и крепления пройденного пространства.
Список
литературы
1. Сафохин М. С. Конструкции горных машин и комплексов для подземных
работ. - М., Недра, 1972.
. Базер Я.И., Крутилин В.И.. Соколов Ю.Л. Проходческие
комбайны. - М., Недра, 1974.
3. Горбатов П. А. Гірничі машини для підземного видобування
вугілля. - Донецьк, 2006.
4.Журнал "Горная Промышленность" №1 1996, стр.2
. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog
. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-71/103.htm
. https://mining.cat.com/cda/files/2884458/97/
8. http://gostbank.metaltorg.ru/data/3352.pdf