Научная статья на тему 'Кинематические особенности процесса выемки породы шнеко-фрезерным рабочим органом карьерного комбайна'

Кинематические особенности процесса выемки породы шнеко-фрезерным рабочим органом карьерного комбайна Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
85
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: КАРЬЕРНЫЙ КОМБАЙН / ВРАЩЕНИЕ ШНЕКА / СТРУЖКА / ВЫСОТА СЛОЯ. KEY WORDS: SURFACE MINER / LAYER HEIGHT. / ROTATION SPIRAL CUTTER DRUM / SWARF

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Кузиев Д. А., Крючев Д. А.

Рассмотрены кинематические особенности процесса выемки породы шнеко-фрезерным рабочим органом карьерного комбайна.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Кузиев Д. А., Крючев Д. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Consider the kinematic features of the process of excavation of rock auger-milling body surface miner.

Текст научной работы на тему «Кинематические особенности процесса выемки породы шнеко-фрезерным рабочим органом карьерного комбайна»

© Д.А. Кузисв, Д.А. Крючсв, 2009

УДК 622.232(043.3)

Д.А. Кузиев, Д.А. Крючев

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ВЫЕМКИ ПОРОДЫ ШНЕКО-ФРЕЗЕРНЫМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ КАРЬЕРНОГО КОМБАЙНА

Рассмотрены кинематические особенности процесса выемки породы шнекофрезерным рабочим органом карьерного комбайна.

Ключевые слова: карьерный комбайн, вращение шнека, стружка, высота слоя.

Семинар № 22

D.A. Kuziev, D.A. Kruchev

KINEMATICS FEATURES OF ROCK EXCAVATION SCREW-MILLING BODY SURFACE MINER

Consider the kinematic features of the process of excavation of rock auger-milling body surface miner.

Key words: surface miner, rotation spiral cutter drum, swarf, layer height.

Траектории взаимодействия вооружения у шнеко-фрезер-ного карьерного комбайна с породным массивом образуются в результате сочетания его поступательного движения со скоростью - W и вращательного движения шнека со скоростью - w . При постоянном отношении скоростей комбайна и относительного вращения шнека эти траектории представляются удлиненными циклоидами (трохоидами -рис. 1), показанными на участке взаимодействия с забоем -кривая 1. Направление вращательного движения шнеко-фрезерного органа по часовой стрелке (рис. 1, а) всегда направлено против поступательного движения комбайна, а направление движения против часовой стрелки совпадает с направлением движения комбайна (рис. 1, б). За время одного оборота шнекофрезерного органа некоторая точка на режущей кромке шнека, двигаясь по траектории-1 с относительной угловой

скоростью - со , переместится из положения - Ах в положение - А2. За то же время шнеко-фрезерный орган переместится из положения- I в положение-11, пройдя путь - с переносной скоростью - Ж . Перемещение - £0 соответствует одному рабочему циклу зуба шнека с периодом:

2п

Ж ~ со ’■

Откуда, подача шнека на один оборот составит:

Ж

£0 = 2п —, м/об (1)

о

Ж

или £0 = —, м/рад (2)

о

Траектории движения режущих элементов в шнеке представляются идентичными кривыми, расположенными в плоскости рис. 1, причем траектория- 2 образуется с опережением траектории- 1. После прохода вооружения по всей дуге забоя, оно отделит от последнего элемент грунта ограниченный линиями 1 и 2.

Толщина стружки - С в плоскости рис. 1 в любом положении точки А вооружения определится отрезком нормали к линии -1 заключенным между последней и линией -2. Точное ее определение громоздко, и из-за малости величины (на один-два порядка) скорости - Ж по сравнению с окружной -

Рис. 1. Траектории движения вооружения шнеко-фрезерного рабочего органа карьерного комбайна при его вращении: а - по часовой стрелке; б - против часовой стрелки

О- (здесь В - диаметр окружности

режущих кромок вооружения шнека). Для практических целей вполне пригодно приближенное значение [1] равное:

С = С0 Sin ф, м,

где ф - текущий угол поворота зуба вооружения, отсчитываемый от исходного положения точки А,

0 < ф < фо

здесь ф0 - угол контакта витка шнека со слоем фрезеруемой породы, град; равный:

2к Л

Sn

ф0 = агсСо81 1----I + агс81п — , где: И -

0 ^ В) В

высота слоя породы, м; ИтП <И < [ И ], здесь [ И ]- максимально возможная высота слоя, определяемая конструкцией крепления цапф шнеко-фрезерного органа.

Учитывая, что отношение — являВ

ется величиной второго порядка малости и то, что синусы малых углов практически равны нулю, вышеприведенное выражение с достаточной степенью точности принимает вид:

ф0 = агсСо&’ | 1 - —

0 ^ В

В свою очередь, средняя толщина стружки в плоскости рисунка 1 составит:

о 2^о И

о =——, м,

Пфо

Здесь - ф0 в радианах с учетом выражения (1) средняя толщина стружки будет равна

юБф0

Сечение стружки в плоскости Рис.

1 в соответствии с результатами полученными в /2/ составит:

V = *0 к 2

=--------, м ,

гСояа

а с учетом выражения (3) площадь стружки в плоскости перпендикулярной рис. 1 будет:

=-

Жк

м

2

(оіСо8а

где г - число заходов шнека, ед ; а - угол

наклона винтовой линии шнека к плоскости ортогонального сечения его оси.

Сечение стружки в горизонтальной плоскости £г составит:

$г =8В, м2

или с учетом результатов (3) сечение стружки - *г определяется как:

*г = 2 ^ , м2

ю Бр0

где В - ширина захвата слоя породы, м ; ВтП < В < [ В ], здесь [ В ] - длина шнеко- фрезерного органа.

1. Протасов Ю.И. Разрушение горных пород. 3-е изд., стер.- М.: Изд-во МГГУ, 2002.- 453с.

2. Горцакалян Л.О., Мурашов М.В., На-жесткин Б.П., Самсонов Л.И. Сборник задач по теории и расчету торфяных машин. -М.:Недра, 1966.

3. Кузиев Д.А. Обоснование и выбор параметров гидроимпульсного привода шнеко-фрезерного рабочего органа карьер-

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ного комбайна Автореф. канд. дисс. М.:МГГУ, 2007, 24с.

4. ЗамышляевБ.Ф., Грабский А.А., Кузиев Д.А., Абдуазизов Н.А. Сравнительный анализ результатов аналитических и экспериментальных исследований момента сопротивления вращению шнеко-фрезерного рабочего органа карьерного комбайна // Горный информационно-аналитический бюллетень, № 10.-М.: Изд-во МГТУ, 2007, С. 15-23.ЕШ

— Коротко об авторах------------------------------------------

Кузиев Д.А. - кандидат технических наук, докторант кафедры ГМО, Крючев Д.А. - аспирант кафедры ГМО,

Московский государственный горный университет, [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.