Выемочно-погрузочные машины(ВПМ). Принцип действия и конструктивные схемы экскаваторов

Горнодобывающая промышленность на современном этапе характеризуется интенсивным развитием открытого способа разработки полезных ископаемых. Базой для повышения производительности труда на открытых разработках является механизация и автоматизация всех основных и вспомогательных работ, рост единичных мощностей горных машин, переход от внедрения отдельных машин к созданию и внедрению взаимоувязанных своими рабочими параметрами и технологическими функциями систем машин.

Основные типы горных машин, используемых для добычи полезных ископаемых открытым способом: буровые станки, выемочно-погрузочные и выемочно-транспортирующие машины. Буровые станки, входящие в группу бурильных машин используются для проведения работ по подготовке горных пород к выемке.

К классу выемочно-погрузочных машин относятся экскаваторы, появление которых происходит от латинских слов "ех" и "caveo", означающих "выкапыватель".

Экскаваторы

К классу выемочно-погрузочных машин относятся экскаваторы, Экскаватор — основное средство механизации при открытой добыче угля, руды и строительных материалов.

Экскаваторы предназначены для зачерпывания горной массы, перемещения ее на относительно небольшие расстояния и погрузки в транспортные средства или отсыпки в отвал.

В создании современных экскаваторов большую роль сыграли изобретения русских ученых и инженеров. Впервые в мире в 1809 г. был создан "копательный ковш" с ручным приводом, который применялся при разработке песка на Днепре и является прототипом современных экскаваторов.

Экскаваторы делятся на две большие группы:

-машины периодического (цикличного) действия;·

-машины непрерывного действия.

Группу машин периодического действия составляют одноковшовые экскаваторы, непрерывного действия — многоковшовые экскаваторы.

Любой экскаватор, одно- или многоковшовый, состоит из следующих основных частей: рабочего, механического, ходового и силового оборудования, механизмов управления, рамы и кузова.

Существующие экскаваторы классифицируют по следующим признакам: назначению и роду выполняемой работы; вместимости ковша (одноковшовые) или теоретической производительности (многоковшовые); видам рабочего, ходового и силового оборудования.

Значения вместимости ковша одноковшовых экскаваторов и теоретической производительности многоковшовых роторных экскаваторов приведены в табл. 4.1 для отечественных экскаваторов.

Одноковшовые экскаваторы по конструкциям рабочего оборудования делятся на две группы. К первой относятся экскаваторы, у которых ковш закреплен на жестких балках (стрела и рукоять) и поэтому имеет принудительную траекторию движения: прямая лопата, обратная лопата.

Ко второй группе относятся экскаваторы, имеющие гибкую связь (канаты) ковша с машиной, — драглайны, грейфер, кран, копер. У этих экскаваторов траектория движения ковша определяется весом ковша и свойствами горных пород.

Многоковшовые экскаваторы по способу обработки забоя могут быть верхнего копания, нижнего копания, верхнего и нижнего копания.

По характеру движения рабочего органа — продольного копания, у которых направление рабочего движения совпадает с направлением перемещения экскаватора;

- поперечного копания, у которых направление рабочего движения (ротора, цепи, скребка) перпендикулярно к направлению перемещения экскаватора,

радиального копания, у которых рабочий орган (ротор, ковшовая цепь) поворачивается вместе с верхним строением относительно базы машины.

На открытых горных работах применяются преимущественно роторные и цепные многоковшовые экскаваторы поперечного и радиального копания. К экскаваторам продольного копания относятся траншейные и фрезерные землеройные машины, предназначенные для прорытия траншей, строительства каналов и других земляных работ.

На экскаваторах продольного копания применяется дизельное и дизель-электрическое силовое оборудование.

16.Машины и комплексы для открытой разработки полезных ископаемых. Выёмочно-транспортные машины (ВТМ). Назначение, классификация и область применения.

Основными типами горных машин, применяемых при открытой добыче полезных ископаемых, являются буровые станки, выемочно-погрузочные, выемочно-транспортирующие машины и машины для гидродобычи.

§ Буровые станки применяют для подготовки горных пород к выемке.

§ К выемочно-погрузочным машинам относятся экскаваторы, предназначенные для зачерпывания горной массы, перемещения ее на относительно небольшие расстояния и погрузки в транспортные средства или отсыпки в отвал.

§ К в ы е м о ч н о – т р а н с п о р т и р у ю щ и м м а ш и н а м (ВТМ) относятся такие машины, которые одновременно с отделением (или после отделения) горной породы от массива перемещают (транспортируют) ее, причем движение рабочего органа в этот период осуществляется перемещением всей машины, как правило, за счет развиваемого ею тягового усилия.

К группе ВТМ относятся ножевые бульдозеры, струги, грейдеры и ковшовые (скреперы, погрузчики) машины, которые применяют для вскрышных и погрузочных работ при добыче полезных ископаемых, для планирования поверхности перед укладкой рельсовых путей и сооружении дорог для карьерного автотранспорта..

По конструкции рабочего органа ВТМ могут быть ножевыми (бульдозерами, рыхлители, грейдеры) и ковшовыми (скреперы, фронтальные погрузчики), а по способу агрегатирования с базовой машиной-навесными на тракторах (бульдозеры рыхлители, фронтальные погрузчики), прицепными (скреперный ковш с двумя опорными осями), самоходными –тягач (одно - или многоосный) и агрегатируемая часть на одной опорной оси (скреперный ковш, грейдер).

В качестве базовых машин применяют: тракторы на гусеничном и пневмоколесном ходовом оборудовании, тягачи и самоходные шасси в основном на пневмоколесном оборудовании.

Бульдозеры предназначены для послойной разработки слабых пород без предварительного рыхления и перемещения их на расстояние до 150 м.

У бульдозеров, применяющихся на горных работах, наиболее распространен неповоротный отвал, установленный под углом 90⁰ к продольной оси трактора. Бульдозеры с поворотным отвалом применяют для планировочных работ.

Наиболее мощными с неповоротным гидравлическим управляемым отвалом являются бульдозеры на базе тракторов Т-500 и Т-800 тяговых классов 350и 750 кН.

Бульдозер ДЗ-60ХЛ с поворотным отвалом выполнен на базе трактора Т-330 тягового класса 250 кН и предназначен для работы в условиях температур до -60⁰С.

Скреперы – выемочно-транспортирующие машины, предназначенные для послойного срезания слабых пород и транспортирования их на расстояние до 3-6 км (самоходные колесные скреперы) или в пределах 0,3-0,9 км (скреперы с гусеничными тягачами) с последующей послойной укладкой в месте выгрузки.

Скрепер представляет собой самоходный или буксируемый ковш, с ножом по всей ширине передней кромки днища ковша. После заполнения ковш переводится в транспортное положение. Порода из скрепера выгружается принудительным способом.

17. Буровые машины. Общие сведения о буровых машинах. Классификация бурения, буровых машин, области их применения.

БУРЕНИЕ - процесс сооружения горной выработки цилиндрической формы (скважины, шпура или шахтного ствола) путём разрушения горных пород на забое

По назначению бурильные машины делятся на машины для образования шпуров по углю и горным породам и для проведения скважин различного назначения — разведочных, сбоечных, вентиляционных, дренажных, дегазационных и др. Шпурами принято называть цилиндрические полости, выполненные в горной породе, глубиной до 5 м при диаметре до 75 мм. Шпуры большего диаметра называют скважинами, а длиной более 5 м — глубокими скважинами.

Бурильные машины, кроме того, классифицируют по способу разрушения горной породы, роду потребляемой энергии. По первому признаку их подразделяют на машины с механическим, физическим и комбинированным способами разрушения породы, по роду потребляемой энергии — на электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные.

При механическом способе разрушения осуществляется непосредственное воздействие специального бурового инструмента на разрушаемую породу. К этому способу относят ударно-поворотное, вращательное, ударно-вращательное и вращательно-ударное бурение.

При физическом способе разрушения на породу воздействуют газами, жидкостями, электрическим током, теплом или другими видами энергоносителя. К этому способу относят огневое (термическое), взрывное, ультразвуковое, гидравлическое и электрогидравлическо е бурение.

При к омбинированном способе разрушения на породу воздействуют с помощью механического и физического способов одновременно.

К машинам ударно-поворотного бурения относят бурильные молотки (перфораторы) и станки ударно-канатного бурения. К машинам вращательного бурения относят: ручные и колонковые сверла, применяемые в основном для бурения шпуров по углю и породам ниже средней и средней крепости, станки для бурения разведочных и взрывных скважин по породам любой крепости и гезенкобурильные и сбоечные машины. Машины ударно-вращательного и вращательно-ударного бурения предназначены для бурения шпуров и скважин в породах средней крепости и крепких. Бурение этими машинами основано на комбинированном способе разрушения породы, объединяющем основные свойства ударного и вращательного воздействия на породу.

Надёжность машин. Испытание машин на надёжность, классификация отказов и законы их распределения. Единичные и комплексные показатели надёжности. Долговечность машин и факторы влияющие на долговечность.

Надежность - это свойство машины выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели (производительность, мощность, расход энергии, точность и др.) в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки (в километрах, гектарах, кубометрах, циклах или др.)

Основные виды испытаний на надежность — определительные и контрольные.

Определительные испытания проводятся для нахождения фактических количественных показателей надежности после окончательного освоения машины производством или после ее модернизации на опытных образцах, изготовленных по серийному технологическому циклу. При определительных испытаниях оцениваются законы распределения отказов и параметры этих законов. Результаты определительных испытаний служат для оценки соответствия фактических показателей надежности техническим условиям.

Отказ - событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности.

Классификация отказов:

1.Характер изменения выходного параметра объекта до момента возникновения отказа. По этому признаку различают следующие виды отказов: внезапные отказы; постепенные отказы; сложные отказы.

2. Возможность последующего использования объекта после возникновения отказа: полные отказы; частичные отказы.

3.Связь между отказами объекта: независимые отказы; зависимые отказы.

4.Устойчивость состояния неработоспособности: устойчивые отказы; самоустраняющиеся отказы; сбои; перемежающиеся отказы.

5. Наличие внешних проявлений отказа: явные отказы; скрытые отказы.

6.Причина возникновения отказа: конструктивные отказы; производственные отказы; эксплуатационные отказы; деградационные отказы.

7.Природа происхождения отказа: естественные отказы; искусственные отказы.

8.Время возникновения отказа: отказы при испытаниях; приработочные отказы; отказы периода нормальной эксплуатации; отказы последнего периода эксплуатации.

9. Возможность устранения отказа: устранимые отказы; неустранимые отказы.

10. Критичность отказа (уровень прямых и косвенных потерь, трудоемкость восстановления): критические отказы; некритические отказы.

По типу отказы подразделяются на:

- отказы функционирования (выполнение основных функций объектом прекращается, например, поломка зубьев шестерни);

- отказы параметрические (некоторые параметры объекта изменяются в недопустимых пределах, например, потеря точности станка).

Законы распределения отказов:

- случайные, обусловленные непредусмотренными перегрузками, дефектами материала, ошибками персонала или сбоями системы управления и т. п.;

- систематические, обусловленные закономерными и неизбежными явлениями, вызывающими постепенное накопление повреждений: усталость, износ, старение, коррозия и т. п.

Показатель надежности количественно характеризует, в какой степени данному объекту присущи определенные свойства, обусловливающие надежность. Одни показатели надежности (технический ресурс, срок службы) могут иметь размерность, ряд других (например, вероятность безотказной работы, коэффициент готовности) являются безразмерными.

Единичные показатели надёжности

- вероятность безотказной работы;

- средняя наработка до отказа;

- средняя наработка на отказ;

- гамма-процентная наработка до отказа;

- интенсивность отказов;

- параметр потока отказов;

- средняя доля безотказной наработки;

- плотность распределения времени безотказной работы;

Комплексные показатели надёжности - коэффициент готовности;

коэффициент оперативной готовности;

коэффициент технического использования;

коэффициент планируемого применения;

коэффициент сохранения эффективности;

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Поиск по сайту: