|
Анализ процессов зарубки исполнительного органа показывает, что эти процессы могут быть реализованы путем:
выдвижения стрелы на забой – фронтальная зарубка;
подъема исполнительного органа – вертикальная зарубка вверх;
опускания исполнительного органа – вертикальная зарубка вниз.
Таким образом, основными режимами зарубки являются: фронтальная, вертикальная зарубка вверх и вертикальная зарубка вниз.
Процесс зарубки характеризуется изменением сечения обрабатываемого забоя от нуля до максимальной величины (определяемой возможной глубиной зарубки и профилем коронки), серповидной формой среза на резцах, изменяющейся в соответствии с количеством и радиусом установки резцов, контактирующих с массивом. Эти режимы сопровождаются одновременным фрезерованием поверхности забоя внутренними и внешними поверхностями двух коронок. Поэтому размеры коронок и их форма в значительной мере определяют величину максимально обрабатываемого сечения в этих режимах.
При подъеме и опускании коронки (рез вверх и рез вниз) процесс разрушения массива характеризуется работой двух коронок, серповидной формой среза резцами с изменяющимся углом охвата. Характер изменения угла охвата на резцах определяется величиной зарубки исполнительного органа и формой поверхности забоя, образованной в предыдущем цикле его обработки.
Процесс бокового реза также характеризуется изменением сечения обрабатываемой поверхности при резании. В этом резе можно выделить следующие режимы (рис. 7б):
резание двумя коронками;
резание одной коронкой;
резание одной коронкой у боковой поверхности выработки (кутковый рез).
Особенностью последнего режима бокового реза является то, что минимальный радиус установки резцов, контактирующих с забоем, уменьшается и может достигать малых величин. Это обуславливает существенные кинематические изменения углов резцов и обрабатываемого сечения, как видно из рис. 7б.
Очевидно, что ввиду конструктивных особенностей стреловидного ИО с поперечно-осевой коронкой качество обработки забоя хуже, чем при работе ИО с продольно-осевой коронкой, наблюдается характерная волнистость профиля продольного сечения выработки (рис. 6).
Следует отметить, что ИО с поперечно-осевой коронкой предпочтительнее с точки зрения обеспечения устойчивости проходческого комбайна, чем ИО с продольно-осевой коронкой, так как усилие поворота, которое необходимо приложить к стреле для ее перемещения, в первом случае значительно меньше, чем во втором. Это вызвано тем, что при горизонтальной подаче поперечно-осевой коронки на усилие поворота оказывают влияние только силы подачи на резцах, но не силы резания, которые расположены в плоскостях, перпендикулярных направлению подачи.
Итак, ИО с поперечно-осевой коронкой присуще следующее основное преимущество по сравнению с ИО с продольно-осевой коронкой – более благоприятный с точки зрения обеспечения устойчивости комбайна вектор внешней нагрузки на исполнительный орган вследствие нахождения векторов сил резания в плоскостях, перпендикулярных направлению подачи коронки.
Вместе с тем, следует отметить и недостатки ИО этого типа:
ниже качество обработки забоя, чем при работе ИО с продольно-осевой коронкой, что отрицательно сказывается на трудоемкости процесса крепления выработки и ее устойчивости;
невозможность проведения водосточной канавки и осуществления селективной выемки полезного ископаемого.
Таким образом, для обоих типов корончатых исполнительных органов основными недостатками являются: низкое качество поверхности и точности контура выработки, что отрицательно сказывается на возможности механизации процесса крепления.
Одним из основных узлов проходческих комбайнов со стреловидным исполнительным органом является механизм подачи (система подвески), обеспечивающий угловые перемещения исполнительного органа как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Как показывает анализ, конструкции механизмов подачи в своем большинстве являются во многом аналогичными и представляют собой опорно-поворотное устройство, установленное на вертикальном валу и снабженное гидроцилиндрами, при помощи которых осуществляются необходимые операции по перемещению стрелы комбайна.
Необходимо отметить, что исполнительный орган представляется в виде консольной балки, к свободному концу которой в месте установки коронки приложена реактивная сила со стороны обрабатываемого забоя. Под действием последней консоль, а также остальные элементы подвески претерпевают деформации, которые приводят в конечном итоге к перемещению точки приложения реактивной силы относительно забоя. Учитывая, что величина упругих перемещений коронки должна быть, по крайней мере, на порядок меньше линейных параметров резания породы резцом (шага резания и толщины среза), при проектировании проходческих комбайнов стремятся к повышению жесткости системы подвески.
Несмотря на предлагаемые решения, в процессе эксплуатации проходческих комбайнов рассматриваемого класса имеют место значительные по амплитуде колебания исполнительного органа, приводящие к нарушению целостности массива, оконтуривающего выработку пород, переборам породы и другим негативным явлениям.
Таким образом, несмотря на ряд несомненных достоинств проходческих комбайнов со стреловидным исполнительным органом, им присущи недостатки, снижающие эффективность их использования в различных горно-геологических условиях.
Достоинствами проходческих комбайнов со стреловидным исполнительным органом 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.
К недостаткам относятся:
ограниченная по крепости разрушаемых пород область применения;
недостаточно эффективное пылеподавление при эксплуатации;
последовательный способ обработки забоя, не обеспечивающий высокой производительности комбайна;
недостаточная устойчивость при работе, вызывающая, в частности, сложности в его управлении.
Do'stlaringiz bilan baham: |
