Погрузочные органы и устройства выемочных машин

Для обеспечения нормальной работы выемочной машины не обходимо своевременно удалять разрушенный уголь из зоны ра«боты исполнительного органа и грузить его на забойный конвейер

При работе выемочных машин на пологих и наклонных (до 35°) пластах это осуществляется посредством погрузочных органов или погрузочных устройств, в зависимости главным образом от типа исполнительного органа. У большинства современных узко-захватных комбайнов функции разрушения массива угля и по­грузки разрушенной горной массы на забойный конвейер совме­щены и выполняются непосредственно исполнительным органом (шнеки, лопасти буровых коронок, барабаны на вертикальной оси вращения, лемехи и др.). Это намного упрощает конструкцию машины. При работе выемочных машин на пластах с углом паде­ния свыше 35° выгрузка разрушенного угля из зоны работы ис­полнительного органа осуществляется самотеком под действием составляющей силы тяжести.

Погрузочные органы и устройства независимо от типа испол­нительного органа должны удовлетворять следующим требова­ниям:

обеспечивать максимально возможную производительность выемочной машины;

эффективно совмещать в исполнительном органе функции разрушения и погрузки угля с применением (при необходимости) простейших по конструкции погрузочных устройств (щитки, ле­мехи) с механизированной перестановкой их из рабочего в холо­стое положение и наоборот;

создавать минимальное обнаженное пространство в зоне ра­боты выемочной машины;

обеспечивать возможность самозарубки комбайна в массив угля;

обладать компактностью, простотой, надежностью и долговеч­ностью конструкции;

отвечать требованиям эксплуатации в тяжелых горно-геоло­гических условиях угольных шахт.

Погрузочные органы и устройства, применяемые в узкозахват­ных комбайнах и комплексах, могут быть классифицированы по следующим признакам:

по воздействию на разрушенную горную массу — статического действия, не имеющие специального привода, активного действия, имеющие специальный привод и устройство для перемещения и погрузки разрушенной горной массы на забойный конвейер;

по конструктивному выполнению — статические — подпорные щитки, отвальные прицепные лемехи, лемехи на забойных кон­вейерах, и активные — скребковые, шнековые, лопастные и др.;

по расположению погрузочного органа относительно корпуса комбайна — встроенные и вынесенные (автономные).

Схемы основных погрузочных органов и устройств очлстных комбайнов показаны на рис. 11.1.

В вынесенном (автономном) варианте (рис. 11.1, а) скребковый грузчик выполнен отдельно и присоединяется к комбайну («Ки-ровец», «Донбасс-1») посредством канатного прицепного устрой­ства, располагаясь при работе параллельно исполнительному

4* 99

органу — кольцевому бару {рис. 11.1, б). Грузчик представляет собой отдельный кольцевой бар / с вертикально замкнутой в его направляющих одношарнирной цепью 2 с консольными скреб­ками 3 и резцами Электропривод грузчика размещен внутри кольцевого бара и посредством звезды 4 передает крутящий момент отбойно-по1рузочной цепи. Звезда 2 —обводная При движении цепь своей нижней ветвью захватывает уголь, разру­шенный исполнительным органом, дробит резцами крупные куски, перемещает и грузит горную массу на забойный кон­вейер 5.

Такие автономные грузчики являются громоздкими по кон­струкции и неудобными в эксплуатации; они значительно измель­чают уголь и создают дополнительное пылеобразование, увеличи­вают обнаженное пространство в зоне работы комбайна и повы­шают трудоемкость работ по демонтажу, монтажу после съема комбайном каждой полосы угля. В современных узкозахватных комбайнах они не используются, но еще имеют небольшое приме­нение в широкозахватных комбайнах.

Второй вариант используется на комбайне «Кировец» — во встроенном исполнении погрузочная цепь / (см. рис. 10.1, б) расположена непосредственно в исполнительном органе — коль­цевом баре 2 в его заднем ручье. Разрушенный уголь удерживается в зоне работы этой цепи посредством подпорного щитка 3.

Дальнейшее развитие привело к совмещению в одном исполни­тельном органе узкозахватного комбайна функций разрушения и погрузки угля с применением простых по конструкции устройств — подпорных щитков / (рис. 11.1, б, е). Их назначение удерживать разрушенный исполнительным органом уголь в зоне погрузки.

Особо следует отметить эффективное применение на забойных передвижных скребковых конвейерах навесных стати-

 

 

 

ческих лемехов 1 (рис. 11.1, г), позволяющих зачищать и погружать уголь с почвы пласта на забойный конвейер при его передвижении к забою при помощи гыдродомкраюв 2.

Глава 12

ПЕРЕДАТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

§!. Основные требования и виды связей исполнительных органов

Передаточный механизм (редуктор привода исполнительного органа) является одной из основных сборочных единиц очистного комбайна; он связывает кинематически исполнительный орган с приводным двигателем; содержит устройства, регулирующие положение исполнительного органа относительно почвы и кровли пласта.

Передаточный механизм должен отвечать следующим основ­ным требованиям: воспринимать рабочие нагрузки; обладать заданной надежностью и долговечностью (не менее 5000 ч); обес­печивать бесступенчатое регулирование исполнительного органа по вынимаемой мощности пласта; иметь минимальные габариты, стоимость изготовления и эксплуатации; быть технологичным в ремонте и удобным в обслуживании.

Передаточный механизм должен иметь: несколько скоростей резания, которые допускается получать установкой сменных зубчатых колес или переключением передач редуктора, что не­обходимо для выбора рационального режима работы комбайна; ыуфту выключения исполнительного органа, которая необходима для обеспечения его безопасного обслуживания; высокий — не менее 0,9 — к. п. д.; надежные уплотнения, исключающие утечку смазки и проникновение внутрь пыли из окружающей среды; принудительную смазку зубчатых колес и подшипников.

В очистных комбайнах нашли применение следующие виды связей: стационарная нерегулируемая, стационарная регулируе­мая и шарнирная.

При нерегулируемой стационарной связи испол­нительный орган не меняет своего положения относительно ком­байна (например, комбайн 2К.ЦТГ), а при регулируе­мой он может перемещаться относительно комбайна поступа­тельно. В обоих случаях ось вращения исполнительного органа зафиксирована относительно комбайна. В современных узкозахват­ных комбайнах нерегулируемая и регулируемая стационарные связи применяются совместно, что позволяет регулировать как высоту исполнительного органа, так и его опускание относительно опорной поверхности забойного конвейера.

Примером использования обоих видов стационарных связей гложет служить узкозахватиый комбайн МК.67М, у которого испол-Н1 цельный орган выполнен в виде раздвижною барабана на вер­тикальной оси (см. рис. 10.5). Нижний барабан имеет стационар­ною нера}лируемую связь, верхний — стационарную регулп-

 

 

руемую. Посредством гидрсщилиндра, встроенного в барабан, его высота может изменяться в определенных пределах. При пере­мещении корпуса комбайна в вертикальной плоскости регули­руется опускание барабана относительно конвейера.

Шарнирная связь исполнительного органа с очист­ным комбайном создает возможность поворота исполнительного органа относительно оси, не совпадающей с осью его вращения. Такой вид связи широко распространен в узкозахватных двух-шнековых комбайнах КЮЗ, 1К101, 1ГШ68, КШЩГ, 2КШЗ •и др. Оба шнека имеют шарнирную связь с очистным комбайном. Это позволяет регулировать посредством гидродомкратов высоту и опускание каждого шнека независимо друг от друга в широком диапазоне, обеспечивая выемку угля яа полную мощность пласта. Непараллельность осей шнеков почве пласта (перекос шнеков) -регулируется при помощи имеющихся у этих комбайнов гидравли­ческих опор на раму забойного конвейера.

Вид связи исполнительного органа с комбайном определяет устройство передаточного механизма. При стационарных связях последний состоит из взаимно неподвижных частей, что упрощает его конструкцию (например, комбайн 2КДТГ). При шарнирной связи применяющийся в шнековых комбайнах передаточный ме­ханизм состоит из основного и поворотного редукторов. Основной редуктор неподвижен относительно комбайна и соединен с при­водным двигателем. Поворотный редуктор с исполнительным орга­ном поворачивается на опорах, расположенных в основном ре­дукторе.

Рассмотрим устройство шарнирной связи на примере узко­захватного двухшнекового комбайна 1ГШ68. Исполнительный орган этого комбайна (рис. 12.1) состоит из двух шнеков / и 13, которые установлены на выходных валах поворотных редукторов 2 а 12. Последние выполнены двухооорными. Одна опора располо­жена непосредственно в корпусе 'основного редуктора 20 или 15, вторая, съемная, прикреплена болтами к боковой стевке этого же корпуса. В основном корпусе и в съемной опоре, а также на шей­ках поворотного редуктора установлены стальные закаленные •втулки, что обеспечивает износостойкость шарнирного соединения поворотного и основного редукторов.

Оси шарнирных соединений редукторов 2 и 20, 12 и 15 парал­лельны осям шнеков; регулируя положение редукторов 2-я 12 с по­мощью гидроцилиндров 23 и 14, получают требуемое положение ■шнеков. Перемещение шнеков происходит без размыкания кине­матической цепи, связывающей их с приводными двигателями^ что позволяет регулировать ш«еки на ходу комбайн* ад (осуще­ствлять их самозарубку в угольный массив.

 

 

 

§ 2. Кинематические цепи -передаточных механизмов

Главная кинематическая цепь в передаточном механизме свя­зывает приводной двигатель с ченным органом. От нее ответвляются кинематические цепи к вспомогательным устройствам очистного комбайна (насосы гидравлический системы регу­лирования исполнительного органа по вынимаемой мощности пласта, насосы принудительной смазки и т. п.). Кинематическая цепь может быть простой — с одним приводным двигателем и одним исполнительным органом, как, например, в узкозахватном комбайне МК.67М. Однако чаще встречается сложная, разветвлен­ная главная кинематическая цепь, которая соединяет один, два и более приводных двигателей с исполнительными органами.

Приводные двигатели и исполнительные органы могут иметь параллельные или взаимно перпендикулярные оси вращения. В первом случае применяются только цилиндрические зубчатые передачи, что значительно упрощает кон­струкцию и повышает надежность передаточного механизма (на­пример, в очистном комбайне КЮЗ — см. раздел третий). Во вто­ром случае одна пара валов соединяется конической зуб­чатой передачей, которая имеет относительно меньшую нагрузочную способность, требует тщательного регулирования зазора в зацеплении и установки подшипников, воспринимающих большие осевые усилия (например, в комбайнах 1КЮ1,2К52МУ и др.). Коническую зубчатую пару желательно располагать ближе к входному валу, где передаваемый крутящий момент имеет меньшее значение. При проектировании кинематической схемы предусматривают, чтобы максимальное передаточное число реа-лизовывалось на ступенях, располагаемых ближе к выходному валу. Это позволяет снизить среднюю нагруженность в остальных ступенях передачи, имеющих высокую частоту вращения.

Частота вращения п (об/мин) исполнительного органа

6(to_p

~~ ^nDa. о '

где и_р — скорость резания на режущих кромках резцов, м/с; £>и. о — диаметр исполнительного органа по кромкам резцов, м.

Передаточное число передаточного механизма i — п_дв/п,_{и 0}, где «_дв и п_в. о — частота вращения соответственно приводного двигателя и исполнительного механизма, об/мин.

В современных очистных комбайнах скорость резания состав­ляет 2—4 м/с, а передаточное число — 5—15.

Одно из перспективных направлений при проектировании но­вых очистных комбайнов — применение планетарных ме­ханизмов на выходных ступенях редуктора исполнительного органа. Это позволит при сохранении размеров основных узлов увеличить энерговооруженность очистных комбайнов и снизить частоту вращения исполнительных органов. Планетарный редук­тор применяется на современном узкозахватном комбайне 2КШЗ и во вновь разрабатываемых комбайнах типа РКУ. Планетарные редукторы широко используются фирмой «Эйкгофф» (ФРГ) в передаточных механизмах узкозахватных комбайнов, энерговооруженность которых в настоящее время достигает 300 кВт на один привод.

Червячные передачи требуют соблюдения особого режима смазки, в передаточных механизмах комбайнов не исполь­зуются, но находят применение в редукторах некоторых лебедок (например 1ЛГНК) в качестве самотормозящихся передач.

Цепные передачи в очистных комбайнах применения не получили вследствие трудности натяжения цепей, большого шума при работе.

Кинематическая связь передаточного механизма с приводным двигателем осуществляется с помощью управляемой зубчатой соединительной муфты. Она отличается малыми габаритами, вы­сокой нагрузочной способностью и хорошо компенсирует пере­косы и смещения валов. Для облегчения включения муфты и обеспечения ее долговечности включение необходимо производить при затухающих оборотах приводного двигателя, когда относи­тельная частота вращения элементов муфты мала.

Кинематическая схема комбайна 1ГШ68 (см. рис. 12.1). Ком­байн 1ГШ68 имеет два приводных электродвигателя 5 и 18. С по­мощью управляемых зубчатых муфт 4, 6 и 17 двигатели соеди­няются с основными редукторами 15 и 20. Если муфта 6 выклю­чена, то каждый электродвигатель приводит только свой редук­тор, причем двигатель заднею, по ходу машины, шнека обычно недогружен. При включении муфты 6 установленная мощность обоих двигателей используется полностью.

Электродвигатель 18 приводит также насос 19 типа НП120 механизма перемещения. Этот насос расположен в изолированной камере левого основного редуктора 20 и питает гидромотор 22 типа ДП510И. Последний вместе с редуктором 26 механизма пере­мещения прикреплен к торцу левого основного редуктора. Оси вращения цепных звезд 24 и 25 горизонтальные, Напорная и слив­ная гидролинии 21 силового контура механизма перемещения про­ходят через водяной теплообменник, установленный со стороны выработанного пространства на стенке левого основного редук­тора 20.

Главная кинематическая цепь каждого передаточного меха­низма содержит одну коническую и четыре цилиндрические зуб­чатые передачи. В последнюю передачу входят также три паразит­ных колеса, которые необходимы для того, чтобы шнек находился на требуемом расстоянии от оси поворота. Правый основной ре­дуктор 15 отличается от левого основного редуктора 20 наличием зубчатой передачи 16, 7 и 8, которая имеет передаточное число, равное 1, что позволяет электродвигателям 5 и 18 работать на общую кинематическую цепь. Поворотные редукторы 2 и 12 соединены кинематически с основными редукторами 20 и 15 при помощи соединительных зубчатых муфт,3 и 11.

В основных редукторах 20 и 15 имеются вспомогательные ки­нематические цепи. На валу конического колеса в каждом редук­торе установлена эксцентриковая втулка, приводящая одноплун­жерный насос системы принудительной смазки этого редуктора. Кроме того, к правому основному редуктору 15 через зубчатую

 

муфту 9 присоединен эксцентриковый вал, приводящий одноплун­жерный насос /0 типа НП10. Этот насос питает систему регулиро­вания положения поворотных редукторов.

§ 3. Ре(улирование положения исполнительного органа

Устройство системы регулирования положения исполнитель­ного органа по вынимаемой мощности пласта рассмотрим на при­мере узкозахватного комбайна 1ГШ68 {рис. 12.2). В состав этой системы входят: картер /, которым служит изолированная ка­мера в корпусе правого основного редуктора комбайна; одно­плунжерный насос 3 типа НП10 с сетчатым приемным фильтром 2; электрогидроблок 4; гидроцилиндры 9 и 12 управления шнеками и гидроцилиндры 14 раздвижных опор комбайна.

Электрогидроблок 4 собран из секций унифицированной гидро­аппаратуры УГ10 и управляет рассматриваемой системой. В элек­трогидроблок входят: секция 5, содержащая предохранительный клапан 6, магнитно-сетчатый фильтр 7, пружинный индикатор давления (пружинный манометр) 8 и редукционно-подпорный золотник 20; электрогидрораспределители 13 типа РП2, установ­ленные на проставке 18; золотниковые секции 17 и 19 без гидро­замков и золотниковая секция 15 с встроенным в нее гндрозам-

 

 

ком, а также концевая секция 1ь. Работает система регулирования положения исполнительного органа следующим образом.

Рабочая жидкость из картера / через фильтры 2 и 7 и золот­ник 20 подается насосом 3 к золотникам 15, 17 и 19, которые имеют одну и ту же программу соединений.

В средней позиции отводы напорной линии Н в этих золотниках заперты; по линии разгрузки Р и по сливной линии С рабочая жидкость возвращается в картер / —- насос 3 работает в режиме разгрузки. Линии Ц_г и Ц_г соединены при этом с линиями С_х и С% и, далее, со сливной С.

В каждой из крайних позиций любого из золотников 15, 17 и 19 линия Р разрывается и становится непроточной. Один из выходов Ц_х или Ц₂ соответствующего золотника соединяется при этом с отводом напорной линии Н, тогда как другой выход — Цъ или Ц₁ — остается соединенным с соответствующей сливной линией С₃ или С₂.

Линии U_t и Цч золотниковых секций 17 и 19 присоединены к входам гидрозамков 10 и 11, которые установлены непосред­ственно на гидроцилиндрах 9 и 12. Последние перемещают поворотные редукторы вместе со шнеками, регулируя их положение относительно вынимаемого пласта. Параллельно гидрозамкам 10 и И установлены предохранительные клапаны. Когда гидрозамок закрыт, а на шнек действует чрезмерная внешняя сила, этот кла­пан открывается и защищает свой гидроцилиндр от поломки.

Золотниковая секция 15 управляет гидроцилиндрами 14 раз­движных забойных опор. Эти гидроцилиндры поворачивают кор­пус комбайна относительно его опор со стороны выработанного пространства, регулируя параллельность осей шнеков почве пласта.

Секции 17 и 19 включаются как своими рукоятками, так и с ди­станционного пульта управления при помощи электрогидрорас-пределителей РП2. Последние, включившись, подают команду на соответствующий золотник и включают его.

Гидравлическое питание электрогидрораспределителеп РП2 происходит по линии Ну, которая присоединена к насосу 3 через золотник 20. В некоторых других комбайнах, например в комбайне 2КШЗ, питание линии H_v производится от специального низко­напорного насоса.

На золотник 20 воздействуют усилие пружины и давление в линии Н_у. Под действием сил золотник 20 занимает такое поло­жение, при котором давление в линии Я_у всегда равно величине, заданной пружиной. При этом во время рабочих операций золот­ник 20 редуцирует (снижает) давление в линии Н, а когда насос 3 разгружен, он создает в этой линии подпор.

§ 4. Схемы смазки

Смазка передаточного механизма и комбайна в целом является

одним из факторов, определяющих срок его службы и надежность.

В очистных комбайнах наибольшее применение получили две

Ю7

 

 

системы смазки. Одна из них — принудительная, путем подачи смазочной жидкости к точкам смазки насосом. Вторая — заправка густой смазкой камер подшипников и зубчатых передач, доступ к которым затруднен или в которых не удается сохранить смазку во время работы. Первая система смазки широко применяется в редукторах, а наиболее характерным примером использования густой смазки являются подшипники электродвигателя.

Наряду с упомянутыми выше находит применение смазка быстровращающихся передач разбрызгиванием. Следует отметить, что для этих передач слишком высокий уровень масла недопустим также, как и слишком низкий. В первом случае возникает повы­шенный нагрев из-за чрезмерного перемешивания масла, а во втором может возникнуть режим граничного или сухого трения.

Большое значение имеет чистота смазки, поэтому ее следует хранить и переносить только в специальной таре, а заливать только с помощью специальных устройств. Особое внимание сле­дует обращать на заливаемую в гидропривод рабочую жидкость. Ее сорт и степень очистки должны строго соответствовать требо­ваниям руководства по эксплуатации. В противном случае гидро­привод греется, изнашивается и быстро выходит из строя.

Новая полужидкая смазка «Шахтол» представляет собой одно­родную вязкую жидкость черного цвета, обладает высокими сма­зочными и антикоррозионными свойствами. Однако она непри­годна в качестве рабочей жидкости для гидроприводов. Для придания маслам антикоррозионных свойств к ним добавляют присадку КП-2.

Количество смазочных материалов, заправляемых в очистной комбайн, их сорт, периодичность замены и пополнения устанав­ливаются картой и схемой смазки. В качестве при­мера на рис. 12.3 приведена схема смазки комбайна 1ГШ68, а в табл. 12.! — карта смазки.

Рис 12.3. Схема смазки комбайна 1ГШ68:

9 пробки для заливки смазки, С пробки для запрессовки смазки; О пробки для слива смазки, О пробки для контроля уровня смазки

 

						Таблица 12.1
\ -11.	t a	Смазываемые части комбайна	Первоначальна^	заправка
Номер по рис 12.3	Коли­чество		Тип смазочного материала	Масса, кг	Способ ежесуточной добавки смазочных материалов во время эксплуатации
		Опоры электродвигателей ЭКВ4У	Густая смазка ЦИАТИМ-203		3,0	Набивка шприцем раз в 6 мее.
	1 1 1	Соединительные зубчатые муф­ты левого и правого основных редукторов	То же		1,5 1.5 1,6	Доливка 0,5 кг масла ТАП-15В с 10 % присадки КП-2 в каждое место
10 lb	2 2	Опоры левого и правого пово­ротных редуктороз	Густая смазка «ЫЗ? ровая	жи-	0,5 0,5	Набивка шприцем до заполне­ния
	1 1	Соединительные зубчатые муфты поворотных редукторов	Масло ТАП-15В с присадки КП-2	10%	2,5 2,5	Доливка по щупу
	1 1	Левый и правый поворотные ре­дукторы	То же		15,0 15,0	То же
3 или 15		Левый основной редуктор	»		50,0	Доливка до контрольной проб­ки 19
и		Правый основной редуктор	»		30,0	Доливка по щупу
		Камера быстроходной передачи правого основного редуктора	»		30,0	Доливка до контрольной проб­ки 20
		Картер насоса НП-10	Масло И-40А с 5 % садки КП-2	при-	40,0	Доливка под крышку
		Картер насоса НП120	Тс же		90,0	Доливка по щупу
		Картер механизма перемещения	»		50,0	Доливка до контрольной проб­ки 18

 

В комбайне 1ГШ68 применяются три системы смазки: прину­дительная смазка зубчатых передач и подшипников левого и пра­вого основных редукторов, смазка разбрызгиванием быстроход­ной зубчатой передачи в правом основном редукторе и густая смазка подшипников электродвигателя, соединительных зубчатых муфт и опор поворотных редукторов. При этом используются два сорта густых смазок и два сорта масел.

Густая смазка ЦИАТИМ-203 отличается высокими пластич­ными и антифрикционными свойствами, имеет температуру капле-падения не менее 150°С и может применяться при рабочей тем­пературе не свыше 90 ^СС. Она используется для смазки опор электродвигателей и зубчатых муфт, которые отличаются повышен­ными рабочими температурами и повышенной трудностью удер­жания в них смазки.

Густая смазка «1-13 жировая» применяется в подвижных соединениях с рабочей температурой до 50 °С, которыми являются опоры поворотных редукторов.

Масло ТАП-15В является трансмиссионным автомобильным и предназначено для смазки зубчатых колес и подшипников, работающих в широком диапазоне нагрузок и температур — от —25 °С до +70 ^СС. Для повышения антикоррозионных свойств в это масло добавляется присадка КП-2 в количестве 10 %.

В системах перемещения очистного комбайна и регулирования положения исполнительного органа в качестве рабочей жидкости применяется масло индустриальное И-40А о добавлением 5 % присадки КП-2.

Пополнение смазки во всех местах смазки комбайна 1ГШ68 должно производиться ежесуточно за исключением подшипников электродвигателей. При этом контроль заполнения мест смазки осуществляется с помощью контрольных пробок, щупов или по прекращению подачи смазки в соответствующую камеру.

Глава 13