CC BY
23
_Геотехнология_
2. Калякин С.А. Исследование передачи детонации между патронами взрывчатых веществ в рассредоточенном заряде / Калякин С.А., Ла-бинский К.Н. // Высокоэнергетическая обработка материалов: сб. науч. ст. Днепропетровск: АРТ-ПРЕСС, 2009. С. 50-59
Лабинский К.Н., канд. техн. наук, доц., проф., bootoragmail.сот Украина, Донецк, ДонНТУ
RESEARCHING OF PECULIARITY OF SHOCK WAVE PROPAGATION IN GAP BETWEEN WALLS OF BLAST-HOLE AND EXPLOSIVE CHARGE
K.N. Labinskiy
The results of researching of peculiarity of shock wave that outgoes the detonation wave and moves along gap between walls of blast-holes and explosive charge are given in this article. The optimum value of coefficient of blast-hole charging which provides minimum of influence of outgoing shock wave on blast-hole charge is established.
Key words: speed of detonation, shock wave, ionization sensors, coefficient of blast-hole charging, channel effect.
Labinski K.N., candidate of technical sciences, docent, professor, bootoragmail.com, Ukraine, Donetsk, DonNTU
УДК 621.01.001.02
К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЯГОВОГО ОРГАНА ДЛЯ ШАХТНЫХ ЭЛЕКТРОВОЗОВ
Л.В. Лукиенко, В.В. Исаев
Предложено использовать зубчато-реечные передачи для расширения области применения шахтных электровозов в выработках с большим углом падения. Описана конструкция предлагаемого технического решения и представлены результаты анализа напряженного состояния тягового органа.
Ключевые слова: шахтные электровозы, зубчато-реечные передачи, нагруженность тягового органа
Шахтный электровоз является одним из основных видов
транспорта, осуществляющего процесс перевозки полезных ископаемых от
забоев по подземным выработкам к стволу шахты и далее к пункту
погрузки в железнодорожные вагоны.
_Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2013. Вып. 3_
В связи с тем, что на шахте работает, как правило, не один, а несколько очистных и подготовительных забоев одновременно, подземный транспорт характеризуется большой разветвлённостью путей, а также тем, что рабочее расстояние, по которым осуществляются перевозки, составляет от нескольких сотен метров до нескольких десятков километров.
Пути рудничного транспорта в соответствии с неравномерностью залегания пласта полезного ископаемого имеют сложную конфигурацию с чередованием горизонтальных и наклонных участков. При этом угол
подъёма выработки не может превышать 9 градусов из-за необходимости
преодоления силы трения.
Отличием шахтных электровозов от транспорта других отраслей
промышленности является работа в стеснённых горных выработках небольшого сечения. В связи с этим к конструкции подземного транспорта предъявляются особые требования, наиболее важными из которых являются, высокая степень безопасности, меньшая стоимость эксплуатации, трудоёмкость.
Расширения области применения шахтных электровозов можно добиться за счёт использования зубчато-реечных передач в приводе, которые позволят значительно поднять допустимый угол наклона выработки. С этой целью на выходном валу двухступенчатого, коническо -цилиндрического редуктора дополнительно должно быть установлено зубчатое колесо, которое обкатывается по зубчатой рейке, установленной по оси симметрии рельсового пути. Причём линейная скорость точек колеса, взаимодействующих с рейкой по делительному диаметру, должна быть равна линейной скорости точек колеса, обкатывающегося по рельсу. Для обеспечения постоянства межосевого расстояния в паре «колесо-рейка» на рейке выполнены продольные пазы, по которым обкатываются опоры качения, конструктивно увязанные с приводным редуктором.
Анализ применения зубчато-реечных передач [1] показал, что в настоящее время имеется большое количество конструктивных вариантов реек. В результате проведенных аналитических исследований [2, 3, 4] показано, что зубчатые рейки (рис. 1) в силу особенностей своей геометрии более перспективны по сравнению с цевочными (рис. 2). Кроме того, все они более технологичны с точки зрения изготовления.
Применение зубчато-реечных передач для работы в сложных условиях при значительных нагрузках, имеющих динамический характер, позволяет создавать конкурентоспособные компактные высоконадёжные механизмы подачи технологических машин. Ранее для определения рациональных параметров нагружения, ввиду сложного его характера применялись экспериментальные методы, к недостаткам которых можно отнести значительные материальные, временные и трудовые затраты. В
86
Рис. 1. Конструктивный вариант зуцбчатой рейки
Фай
Результаты Окно Спра
условиях рыночной экономики целесообразно использовать менее затратные способы и средства решения задачи по определению рациональных параметров зубчато-реечных механизмов подачи с учётом тяжелого характера нагружения.
Рис. 2. Конструктивный вариант цевочной рейки
Одно из направлений решения таких задач - применение современных методов исследования, требующих значительных ресурсов ЭВМ. Проведённый анализ существующих программ (LabView, SIMULIAAbaqus, Ansys, Nastran) показал, что отечественная система автоматизированного расчета и проектирования механического оборудования и конструкций в области машиностроения APM WinMachine - CAD/CAE, разработанная с учетом последних достижений вычислительной математики, численных
_Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2013. Вып. 3_
методов, программирования, а также теоретических и экспериментальных инженерных решений, в наибольшей степени отвечает требованиям поставленных задач с учётом критерия «стоимость/возможности».
С целью определения наиболее рациональных параметров проектируемых передач по соотношению габаритных и прочностных показателей при помощи пакета прикладных программ APMWinMachine 9.7 была разработана твердотельная расчётная модель зубчатой рейки (рис. 3) (материал - сталь 45Х, шаг зацепления 138 мм, тангенциальная составляющая усилия на приводном зубчатом колесе 250 кН) шириной 70 мм, в основе которой лежит четырёхугольный тетраэдр со стороной 7 мм. Её исследования проведены с использованием метода конечных элементов.
Рис. 3. Твердотельная модель зубчатой рейки
В целом, анализ распределения эквивалентных напряжений показывает (рис. 4) достаточность выбранных геометрических параметров, однако для окончательного выбора геометрических параметров рейки необходимо проведение достаточно большого количества исследований с оптимизацией результатов по критериям минимизации изнашивания и скольжения.
Рис. 4. Распределение эквивалентных напряжений в зубчатой рейке
88
По результатам расчёта перемещений по оси х (рис. 5) определена изгибная жёсткость рейки:
О=Р/8х=250000/0,00104=240384,6 кН/мм.
Рис. 5. Перемещение элементов рейки в результате действия тангенциальной составляющей усилия в зацеплении «колесо-рейка»
В заключение следует отметить, что предложенная в результате проведённых исследований конструктивная схема зубчатой рейки позволяет значительно расширить область применения шахтных
электровозов.
Список литературы
1. Бойко Н.Г. Динамика очистных комбайнов. Донецк: Изд-во ДНТУ, 2004. 206 с.
2. Смирнов С.Н. Разработка методов исследования и проектирования зубчато-реечных систем подачи, обеспечивающих повышение эффективности очистных комбайнов: дис. ... д-ра техн. наук. Тула, 1991. 572 с.
3. Силовые зубчатые трансмиссии угольных комбайнов. Теория и проектирование / П.Г. Сидоров [и др.]. М.: Машиностроение, 1995. 296 с.
4. Стационарные и тормозные режимы работы бесцепных систем перемещения очистных комбайнов / В.А.Бреннер [и др.]. Тула: Изд-во
89
_Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2013. Вып. 3_
ТулГУ, 2007. 220 с.
Лукиенко Леонид Викторович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, lukienko_lv®,mail. ги, Россия, Новомосковск, РХТУим. Д.И. Менделеева,
Исаев Владимир Владимирович, асп., lukienko lvamail ги, Россия, Новомосковск, РХТУим. Д.И. Менделеева
ABOUT DEFINING STRENGTH PROPERTIES OF TRACTIVE ELEMENT FOR MINING
ELECTRIC LOCOMOTIVES
L. V. Lukienko, V. V. Isayev
Using rack dented transmissions for increasing application sphere of mining electrical locomotives in workings with large incidence angle was proposed at the paper. The construction of proposed technical solution and results of analyzing stressed state of the tractive elementwere described.
Key words: mining locomotives, rack dented transmissions, stressed state of the tractive element.
Leonid Viktorovich Lukienko, doctor of technical sciences, professor the Head of chair, lukienko l vamail. ru, Russia, Novomoskovsk, RHTU of D.I. Mendeleyev,
Vladimir Vladimirovich Isayev, postgraduate, lukienko lv a mail ru, Russia, Novomoskovsk, RHTU of D.I. Mendeleyev
УДК: 622.235
РЕШЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ РАСЧЕТНОГО АППАРАТА ПОДГОТОВКИ ПАСПОРТА БВР
В.П. Сафронов, A.B. Панкратов
Представлены решения по совершенствованию расчетного аппарата подготовки паспорта БВР за счет введения параметров, которые характеризуют породный массив выемочного блока с позиции волновой теории и межэкранного эффекта взрыва. Приведены способы формирования в породном массиве экранов взрывом или с применением гидроструйных технологий.
Ключевые слова: волновая теория, породный массив, буровзрывные работы, гранулометрический состав, гидроструйные технологии, межэкранный эффект взрыва.
При подготовке к экскавации массивов карбонатных пород, к которым относятся известняки и доломиты, с помощью буровзрывных работ (БВР) требуется получить в забое гранулометрический состав, отвечающий
