Рис. 4. Проходческо-очистной комбайн «Урал-20А»
Принцип работы такого исполнительного органа состоит в следующем. При вращении вала с гидромультипликаторами их рабочие полости низкого давления посредством цапфового распределителя на одной половине оборота соединяются с напорной, а на другой – со сливной магистралями приводной насосной станции. При соединении с напорной магистралью каждый гидромультипликатор совершает рабочий ход, а при соединении со сливной – происходит взвод гидромультипликатора под воздействием рабочей жидкости от гидросистемы взвода.
В гидромеханических исполнительных органах с автономным источником воды высокого давления устройство управления зонным распределением воды можно располагать как в стреле исполнительного органа или внутри режущей коронки, так и на раме комбайна. Подача высоконапорной воды от источника к коронке осуществляется с помощью гидросъемника и многоканального трубопровода, проходящего внутри пустотелого вала привода вращения коронки.
Эффективность гидромеханического разрушения во многом зависит от давления и расхода высокоскоростной струи воды. Эти параметры, в свою очередь, определяются гидравлической мощностью преобразователя давления. В табл. 2 представлены разработанные совместно с фирмой «НИТЕП» типоразмерный и параметрический ряды источников воды высокого давления, которые применяются в гидромеханических исполнительных органах.
Таблица 2
Насосный блок | Преобразователь давления | |||||||||||
Типо–размер | Мощь– ность приво– да, кВт | Подача, л/мин | Исполнение | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |||
Давление номинальное, МПа | ||||||||||||
20 | 65 | 95 | 120 | 150 | 180 | 260 | 300 | 350 | 400 | |||
Производительность, л/мин | ||||||||||||
1 | 17 | 43 | 40 | 11 | 7,5 | 6 | – | – | – | – | – | – |
2 | 35 | 85 | 75 | 22 | 15 | 12 | 9,5 | 7,5 | 5 | – | – | – |
3 | 50 | 120 | 110 | 31 | 22 | 17 | 13 | 11 | 7,5 | 6,59 | 5 | – |
4 | 70 | 170 | 150 | 44 | 30 | 24 | 19 | 15 | 10 | 9 | 7 | 6 |
5 | 110 | 265 | 230 | 70 | 45 | 35 | 30 | 22 | 15 | 12 | 11,5 | 10 |
6 | 140 | 340 | 300 | 88 | 60 | 48 | 38 | 30 | 20 | 18 | 15 | 13 |
7 | 220 | 528 | – | – | 90 | 70 | 60 | 44 | 30 | 24 | 23 | 20 |
Параметрический ряд образован из десяти исполнений преобразователя давления (по признаку кратности преобразуемого низкого давления масла в высокое давление воды), а типоразмерный – из семи типов приводных насосных станций (в зависимости от мощности привода).
Из табл. 2 видно, что мощность привода источника воды высокого давления изменяется в зависимости от типоразмера в широком диапазоне – от 17 до 220 кВт (при рабочем давлении масла в гидросистеме низкого давления 25 МПа) и сопровождается увеличением расхода высоконапорной воды. При этом давление высоконапорной воды в зависимости от исполнения преобразователя давления изменяется от 65 (2-е исполнение) до 400 МПа (10-е исполнение) с одновременным уменьшением расхода воды (1-е исполнение преобразователя давления предназначено для высоконапорного орошения).
На сегодняшний день совместно с фирмой «НИТЕП» и ННЦ «ГП-ИГД им. А.А. Скочинского» разработаны, изготовлены и испытаны экспериментальные и опытные образцы таких исполнительных органов. Режущие коронки, оснащенные высокоскоростными струями воды, с использованием преобразователей давления с мощностью привода насосного блока 35–220 кВт (см. табл. 2) для комбайнов 1ГПКС (см. рис. 1) и КП-25 (см. рис. 2) обеспечивают повышение производительности по отбойке в зависимости от схемы расположения струи воды относительно резца в 2,4–3,8 и 1,8–3,4 раза соответственно по сравнению с механическим способом. Уже при использовании только струй воды давлением 150–200 МПа области применения комбайнов 1ГПКС и КП-25 расширяются на породные и смешанные забои с пределом прочности на сжатие 80–90 МПа (в этом случае комбайн 1ГПКС может заменить более тяжелый и дорогостоящий комбайн КП-25) и 100–110 МПа соответственно с производительностью не меньшей, чем при механическом разрушении.
Вторым направлением разработки проходческих комплексов и агрегатов для горной промышленности является модернизация проходческо-добычных комбайнов типа «Урал» непрерывного действия с планетарными исполнительными органами. Комплексы «Урал-10А» и «Урал-20А» (рис. 3 и 4), каждый из которых состоит из комбайна, буровой установки для анкерной крепи, бункера-перегружателя и самоходных вагонов, широко применяются в настоящее время для проведения выработок арочной формы сечением 7,8–20,2 м2 на калийных рудниках России, Белоруссии, а также при добыче пищевой соли на Украине.
Это интересно: Как изготовить самодельный зерноуборочный комбайн из профиля и подшипников: это надо знать
Поддержание горных выработок
Общий объем поддерживаемых в эксплуатации горных выработок в Украине составляет 20 тыс. км
В этих условиях особенно важно поднять уровень механизации поддержания и ремонта подготовительных выработок
Разработанные институтом «Донгипроуглемаш» профилеподдирочные машины с резцовым и ковшовым исполнительными органами для подрывки почвы крепостью до δсж=80 Мпа (f =6 ед. по шкале проф. Протодьяконова), не уступая по технико-экономическим показателям зарубежным аналогам, а по параметрам крепости подрываемых пород, производительности и возможности погрузки в транспортные средства превосходят их, обеспечивают резкое снижение объемов ручного труда за счет механизации наиболее трудоемких операций.
Первый опыт эксплуатации машины МПП на шахте им. Засядько подтвердил правильность выбранного направления по созданию компактной машины, обеспечивающей непрерывную боковую и заднюю погрузку породы с одновременным ее разрушением резцовым исполнительным органом.
На базе машины МПП разработано традиционное исполнение поддирочно-погрузочной машины с ковшовым объемом 0,35м 3 с телескопическим исполнительным органом.
Обзор моделей
Многоприводный механизм предназначен для выполнения комплекса операций — разрушение, погрузка, доставка породы, крепление выработки, проветривание, пылегашение. Такая функциональная техника выпускается на российских и зарубежных предприятиях.
Одной из востребованных моделей является проходческий комбайн КСП-32, предназначенный для погрузки и отбойки горных массивов при осуществлении горизонтальных либо наклонных выработок. Техника работает с углем, смешанными породами, а также в условиях повышенного образования метана и угольной пыли. Управление таким механизмом выполняется с помощью переносного пульта.
Комбайн проходческо-очистной Урал-61 является высокомощной техникой, предназначенной для формирования подготовительных выработок арочной конфигурации. Эта модель пользуется спросом благодаря возможности производить камерную выемку месторождений калия. Механизм предназначен для функционирования в умеренном климате при температуре окружающей среды +5…+35°С.
Проходческий комбайн Джой был специально разработан для кузбасских шахт. Использование полуавтоматических буровых механизмов и пылеотсосной системы позволяют повысить безопасность и комфортность работы. Данное устройство четырехкратно увеличивает производительность горного предприятия.
Смотрите »
Достоинства дешевых зерноуборочных комбайнов Сампо (Sampo) 130 и 500
Выпускаемый машиностроительным учреждением города Копейска проходческий комбайн 1ГПКС относится к востребованным моделям. Назначением этого механизма является отбойка и погрузка горных пород при работе на горизонтальных и наклонных до 12° плоскостях. В усовершенствованной технике градус уклона увеличен до показателя 25.
Высокие награды на международных выставках получил комбайн КП-21, который благодаря собственным техническим характеристикам способен осуществлять разрушение и отгрузку горных массивов при работе в различных плоскостях. Эта модель отечественной спецтехники распространена на международном рынке.
Классификация
Наибольшее распространение получили модели: комбайн 1ГПКС, П-110, КСП-32 и 35, КП-21 отечественного производства, а также проходческая техника зарубежных компаний. Модельный ряд спецтранспорта классифицируется согласно следующим факторам:
- по методу обработки забоя;
- по сфере применения;
- по массе и мощности техники.
Опираясь на способ обработки забоя, комбайны подразделяются на механизмы циклического (избирательного) действия с последовательно выполняемой обработкой заходами либо слоями. Устройства бурового или непрерывного действия позволяют выполнять одновременную обработку забоя. Ко второй разновидности техники относится комбайн шахтный проходческий, отличающийся высокой производительностью.
По сфере применения специалисты горной промышленности подразделяют технику на механизмы, назначением которых является нарезка выработок по пласту. Еще одна разновидность комбайнов — устройства для проведения подготовительных выработок при взаимодействии с полезными ископаемыми и слабыми породами. Для обработки пород средней крепости разработаны угольные комбайны для пластов средней мощности. Такие устройства выполняют капитальные и подготовительные выработки.
В зависимости от мощности и массы спецтехники выделяются следующие виды:
- тяжелые, масса которых достигает 100 т, а мощность двигателя — 400 кВт;
- средние с массой 35-50 т и мощностью 100-160 кВт;
- легкие, масса которых не превышает 25 т, а характеристики мощности соответствуют 60-80 кВт.
Смотрите »
ТОП-2 зерноуборочных комбайна Лида от завода Лидагропроммаш
Все типы проходческих комбайнов обладают собственными особенностями, учет которых необходим при выборе подходящей модели спецтехники.
Заказать проходческий комбайн кп21
Проходческий комбайн КП21 предназначен для механизации отбойки и погрузки горной массы при проведении горизонтальных и наклонных от -18°до +12° горных выработок. Комбайн КП21 может проходить выработки арочной, трапециевидной и прямоугольной форм с размерами от 2,3 м до 4,5 м по высоте и до 6,5 м по ширине, прочностью присекаемых пород на одноосное сжатие σсж ≤ 100МПа и показателем абразивности до 15 мг по Л.И. Барону и А.В. Кузнецову. Мощность электродвигателя исполнительного органа 110 кВт.Комбайн производится в четырех исполнениях для работы с напряжением питания 660В или 1140В, частотой тока 50 Гц:КП21-00 — комбайн проходческий;КП21-01 — комбайн проходческий в комплекте с мостовым перегружателем;КП21-02 — комбайн проходческий с дистанционным управлением;КП21-03- комбайн проходческий с дистанционным управлением в комплекте с мостовым перегружателем;В современном комбайне КП21 внедрены лучшие отечественные и зарубежные достижения в области горного машиностроения:- увеличена в 1,5 раза скорость перемещения силовыми гидроцилиндрами исполнительных механизмов комбайна, в том числе и режущей коронки, за счет применения регулируемого аксиально-поршневого гидронасоса более высокой производительности;- установлены регулируемые гидромоторы на привод хода, взамен нерегулируемых, что позволило получить дополнительную ускоренную скорость перемещения комбайном до 10 м/мин.- применение в питателе высокоэффективных уплотненийпозволило существенно увеличить ресурс работы узла, а применение в кинематически не связанных приводах высокомоментных гидромоторов — упростить конструкцию редукторов и улучшить ремонтопригодность. Предусмотрена возможность установки на питателе быстросменных нагребных элементов звезд или нагребающих лап, что обеспечивает возможность эффективной погрузки комбайном в самых тяжелых условиях забоя.- для крепления режущего инструмента в резцедержателе коронки комбайн комплектуется фиксаторами, обеспечивающими надежность крепления и быструю замену инструмента.- для проведения выработок по угольным пластам, сечением до 30 м², на комбайн может быть установлена угольная режущая коронка, поставляемая по заказу потребителя.Увеличен ресурс работы комбайна до первого капитального ремонта до 120 тыс.м³. По дополнительному заказу Потребителя конвейер может быть оснащен двумя приводами.
Косметический комбайн AllRest Афродита CH-601
Тип: косметологический комбайнОбласть применения: телоВоздействие: ультразвукКод товара321060БрендAllrestТипкосметологический комбайнОбласть применениятелоВоздействиеультразвук
Nova NewFace (нова НьюФейс) Косметологический комбайн: Дарсонваль и Фонофорез NV-340 ( 2 в 1 )
Тип: косметологический комбайнОбласть применения: лицоВоздействие: электрический токТип процедуры: дарсонвализацияКод товара321078БрендNewfaceТипкосметологический комбайнОбласть применениялицоВоздействиеэлектрический токТип процедурыдарсонвализация
AURO Комбайн косметологический 2 в 1 RU-312: Дарсонваль + Гальваника
Тип: косметологический комбайнВоздействие: электрический токКод товара321077БрендAUROТипкосметологический комбайнВоздействиеэлектрический ток
Nova NewFace (нова НьюФейс) Косметологический комбайн Nova NV-330
Тип: косметологический комбайнВоздействие: механическоеКод товара321118БрендNewfaceТипкосметологический комбайнВоздействиемеханическое
Рис. 1. Комбайн проходческий 1ГПКС
Для возрождения производства отечественных проходческих комбайнов необходимо практически заново восстановить систему организации научных и конструкторских работ по созданию проходческой техники с учетом огромного отечественного и зарубежного опыта в этом направлении, сосредоточить изготовление новых машин на предприятиях с высокоэффективной технологией, углубить подготовку инженерных и научных кадров с учетом требований рыночной экономики.
Представляется целесообразным сосредоточить деятельность по созданию проходческих комплексов на базе отечественных комбайнов, прежде всего циклического (избирательного) действия, обеспечивающих повышение темпов проходки в 3–4 раза при доведении коэффициента надежности конструкции до 0,9 и соблюдении требований безопасности горных работ.
Кроме того, необходимо сосредоточить научные исследования на создании исполнительных органов проходческих комбайнов для разрушения крепких пород, для чего использовать последние достижения в области гидроструйной технологии, вибрационной техники и других физических процессов.
Это интересно: Устройство и принцип работы ТОП-5 мини-комбайнов для уборки зерновых
Технические характеристики[править]
- Техническая производительность при предельной прочности пород, м³/мин 0,3 … 1,7
- Номинальная мощность электродвигателей исполнительного органа, кВт 2×55
- Суммарная мощность электродвигателей, кВт 195
- Номинальные параметры питающей сети:
- напряжение, В 1140/660
- частота тока, Гц 50
- Габаритные размеры в транспортном положении, м:
- ширина 2,3
- высота 1,8
- длина 12,7
- Масса, т 41
Орган исполнительныйправить
- Тип — стреловидный телескопический с двумя аксиальными резцовыми коронками
- Диаметр коронки, мм 900
- Тип резцов RG501D-16S, PT3212, PKC-2
- Питатель П110
- Тип — неповоротный, опорный, оснащенный нагребающими лапами с отдельными синхронизированными гидроприводами
- Ширина погрузочного стола, м 2,1; 3,8
Ходовая частьправить
- Тип — гусеничная самоходная с индивидуальным гидроприводом левой и правой тележек
- Скорость движения, м/мин 0 … 1,5; 6,0
Система орошенияправить
- Производительность, л/мин 100
- Давление воды у оросителей, МПа 1,5 … 3,5
- Масса, т 41
- Номинальная мощность двигателя исполнительного органа, кВт 1×55, 2×55
- Суммарная мощность двигателей, кВт 190
- Верхний предел прочности разрушаемых пород, МПа 100
- Производительность при предельной прочности пород, м³/мин 0,3
- Диапазон сечений проводимых выработок, м² 7 … 25
- Размах стрелы, м
- по ширине 6,5
- по высоте 4,5
Комбайн П110 имеет следующие отличительные особенности:
Поперечное расположение оси вращения устраняет опрокидывающий эффект во время вырубки породы, что повышает остойчивость агрегата.
Направление вращения коронок «под себя» обеспечивает ссыпание разрушенной горной породы в район питателя, а при обработке почвы в горизонт с использованием телескопирования осуществляют дополнительное нагребание породы на питатель.
По требованию заказчика в зависимости от горных условий комбайн комплектуется рабочими коронками диаметром 900 мм (для крепких пород) и 1000 мм (для слабых пород).
Двухскоростной редуктор исполнительного органа позволяет изменять скорость вращения коронок и выбирать наиболее производительные режимы в зависимости от крепости разрушаемых пород. Переход на малую скорость при разрушении крепких пород уменьшает динамические нагрузки, снижает пылевыделение, увеличивает стойкость резцов. На малых скоростях вращения возможна работа от одного двигателя.
Последовательное включение с задержкой по времени двух двигателей в приводе исполнительного органа облегчает запуск комбайна, снижает пусковые токи обеспечивает возможность работы в выработке длиной до 1400 м без переустановки трансформаторной подстанции.
Использование в исполнительном органе гидрозажимов компенсирует износ направляющих при телескопировании, что позволяет за счет увеличения жесткости конструкции снизить уровень вибрации и повысить производительность.
Низкорасположенный центр тяжести в совокупности с силовым опорным питателем и задними аутригерами повышает устойчивость комбайна во время разрушения горной массы.
Съемные уширители позволяют уменьшить габаритные размеры и повысить маневренность при перегоне комбайна. Комплект сменных уширителей позволяет применительно к условиям работы увеличить фронт погрузки с 2100 до 3100 или 3800 мм.
Гидравлические приводы гусеничного хода и нагребающих лап питателя унифицированы и допускают проведение работ в обводненных выработках.
Унифицированы электроприводы исполнительного органа и маслостанции.
Небольшие габариты в транспортном положении улучшают обзор, позволяют перегонять комбайн без разборки по выработкам малого сечения высотой до двух метров. Малая строительная высота (1400 мм) позволяет разместить над комбайном дополнительное оборудование (монорельс, вентиляционную трубу и т. д.).
Применение безредукторной маслостанции с трехсекционным шестеренным насосом снижает уровень шума, уменьшает эксплуатационные расходы.
Две скорости перемещения гусеничного хода: рабочая — 1,5 м/мин и маневровая — 6 м/мин. позволяют сократить технологический (непроизводственный)цикл работ.
Конвейер оснащен подъемно-поворотной секцией, что позволяет производить погрузку отбитой горной массы на транспортные шахтные средства (скребковый или ленточный конвейеры, вагонетки). Открытая по всей длине грузовая ветвь скребкового конвейера не допускает заклинивания ее породой.
Управление комбайном с местного или носимого пульта управления повышает удобство обслуживания и безопасность работ.
Рис. 6. Машина «Урал-50» для нарезки компенсационных щелей
Актуальность целесообразности использования комплексов типа «Урал» в угольной промышленности выражается еще и тем, что в настоящее время в Кузбассе используются проходческо-выемочные агрегаты фирмы «Джой», обладающие высокой стоимостью оборудования (до 10 млн долларов, включая технологическое сопровождение специалистами). Сопоставление технических характеристик лучших зарубежных образцов с комплексами «Урал» и расчеты показывают, что по основным параметрам они не уступают известным машинам типа «Джой», «АВМ», «Эймко» (табл. 3). При работе по камерно-столбовым и многоштрековым схемам в наиболее сложных условиях разработки пласта мощностью 3 м и сечением 15 м2 конечные результаты использования комплексов «Урал» составляют: скорость проходки 30 м/сутки (600 м/месяц), производительность по добыче 1000 т/сут. (до 20 тыс. т/месяц, или не менее 200 тыс. т в год).
Таблица 3
Параметр | Урал–20А | Урал–10А | Урал–61 | Эймко24 60/2480 | АМВ–20 | Джой12 СМ18–10В |
Высота выработок, м | 3,1; 3,4; 3,7 | 2,2; 2,4; 2,6 | 3 | 0,97–3,6 | 2,2–3,6 | 1,47–3,68 |
Ширина (у почвы) выработки, м | 5,1 | 4,05 | 3,1 | 3,11 | 4,9 | 3,3 |
Мощность двигателей режущих органов, кВт | 422 | 398 | 160 | 187 | 270 | 22 |
Общая установленная мощность, кВт | 506 | 502 | 360 | 254 | 542 | 373 |
Масса, т | 80 | 63 | 55 | – | 75 | 54 |
Длина, м | 11,5 | 12,3 | 11 | 10,26 | 10,79 | 10,82 |
Удельное сопротивление на грунт, МПа | 0,26 | 0,179 | 0,16 | 0,233 | 0,2 | 0,174 |
Возможная суточная нагрузка на забой соизмерима с соответствующими показателями, достигаемыми на перспективных угольных шахтах России на один очистной забой, а достигаемая скорость проходки подготовительных выработок, естественно, значительно превышает производительность стреловидных проходческих комбайнов.
Важно отметить, что применение комбайнов типа «Урал» на угольных шахтах повысит рентабельность не только горного производства, но и отечественного горного машиностроения. Принятые направления научной деятельности учебно-научно-производственного объединения при ТулГУ получили поддержку отечественной и зарубежной научной общественности, выполнен ряд работ по конкурсным грантам, создан молодой творческий коллектив, который взял на себя всю тяжесть перестройки
При кафедре горных технологий и механизации горных работ ТулГУ создана проектно-конструкторская фирма «НИТЕП», которая укомплектована выпускниками объединения, руководство Скуратовским экспериментальным заводом взял на себя также воспитанник коллектива, организована научная магистратура
Принятые направления научной деятельности учебно-научно-производственного объединения при ТулГУ получили поддержку отечественной и зарубежной научной общественности, выполнен ряд работ по конкурсным грантам, создан молодой творческий коллектив, который взял на себя всю тяжесть перестройки. При кафедре горных технологий и механизации горных работ ТулГУ создана проектно-конструкторская фирма «НИТЕП», которая укомплектована выпускниками объединения, руководство Скуратовским экспериментальным заводом взял на себя также воспитанник коллектива, организована научная магистратура.
С учетом требований производства и возможностей объединения предусматривается создание унифицированных проходческих комплексов на основе разработанных комбинированных стреловидных исполнительных органов, дальнейшего совершенствования планетарных исполнительных органов, обеспечивающих повышение сортности угледобычи за счет применения нового способа разрушения массива, оборудования и инструмента для гидромеханической и гидроабразивной технологии разрушения крепких горных пород.
Выводы:
Создание проходческих комбайнов и комплексов на уровне мировых стандартов для проведения выработок в различных горно-геологических условиях является одной из главных проблем обеспечения рентабельности шахтного производства и безопасности трудящихся в условиях рыночной экономики.
Базой организационной структуры для ускоренного создания унифицированных комбайновых комплексов должны быть научно-производственно-учебные объединения.
Для расширения области применения проходческих комбайнов избирательного действия на более крепкие породы и повышения производительности без увеличения их габаритов и массы необходимо использовать комбинированные виброактивные и гидромеханические исполнительные органы, а также оснащать эти машины современными средствами автоматизации, транспорта и крепи.
Для камерно-столбовой системы разработок полезных ископаемых следует сосредоточить работы по созданию комплектов на основе комбайнов типа «Урал» непрерывного действия с планетарными исполнительными органами, самоходных вагонов и средств возведения анкерной крепи.
Выводы:
- Структурно-компоновочные схемы существующих проходческих комбайнов не обеспечивают возможности дальнейшего качественного повышения их технического уровня по причине низкого качества выработок, получаемых при проходке, больших трудозатрат на возведение крепи, недостаточной устойчивости и значительного числа циклов знакопеременного нагружения, конструкцией исполнительного органа.
- Одними из основных требований к проходческому комбайну, обеспечивающими возможность качественного повышения их технического уровня, являются: повышение качества получаемых при проходке выработок по критериям точности профиля выработки и параллельности боковой поверхности выработки к ее оси, возможность механизации установки крепи и расширение области применения по углам наклона выработки.
- Разработанная структурно-компоновочная схема проходческого комбайна с роторным исполнительным органом избирательного действия обеспечивает возможность выполнения вышеуказанных требований (п.2) и позволяет существенно повысить его технический уровень за счет уменьшения перебора разрушаемых пород, исключения или уменьшения объема работ по забутовке, более высокого уровня механизации процесса возведения крепи и возможности совмещения этого процесса с основными технологическими операциями рабочего цикла.