книги / Транспортные машины и комплексы

необоснованной многотипажности, повышения серийности и на этой основе улучшения качества и снижения стоимости машин.

Под термином «типаж» имеется в виду совокупность машин, представляющая экономически целесообразную и минимальную номенклатуру, полностью обеспечивающую нужды народного хозяйства, в частности в горных транспортных машинах.

Параметрический ряд машин — числовое значение одного или нескольких основных параметров, характеризующих главные эксплуатационные или производственные показатели, однозначно определяющие размеры машин.

Теоретической основой установления параметрического ряда типажных машин является система предпочтительных чисел (ГОСТ 8032-56).

Типажи и размерные ряды разрабатываются научно-исследо­ вательскими и проектно-конструкторскими институтами совместно с машиностроительными заводами на основании обобщенных данных о потребности народного хозяйства СССР в горных транс­ портных машинах в соответствии с планами технического про­ гресса и масштабами развития угольной и горнорудной промыш­ ленности на ближайшие 10—15 лет. Типажи утверждаются выше­ стоящими организациями.

В настоящее время типажи разработаны почти на все основные горные транспортные машины (вагонетки, электровозы, скребко­ вые и ленточные конвейеры, погрузочные машины и др.). На осно­ вании типажа на некоторые транспортные машины утверждены ГОСТы.

Типажи и ГОСТы регламентируют важнейшие параметры машин (производительность, габариты, вес, тип привода и др.). В них учитывается технический уровень, достигнутый по отдель­ ным типам машин на момент разработки этих документов, и они отчасти прогнозируют технический прогресс на ближайшие годы.

В настоящее время на некоторые горные транспортные машины разработаны международные стандарты для стран — участников СЭВ.

На всех заводах и в проектно-конструкторских организациях продолжается освоение новых типажных горных транспортных машин и организация их серийного производства в соответствии с ГОСТами. Являясь важным ориентиром, типажи и ГОСТы одновременно раскрывают неограниченные возможности для твор­ ческой инициативы конструкторов, для использования всех достижений современной науки и техники при создании высоко­ производительных, долговечных и надежных машин.

Разработка и внедрение ГОСТов способствуют сокращению номенклатуры изделий при расширении области их применения, повышению технического уровня, предметной специализации заводов и проектно-конструкторских институтов, широкой вну­ тривидовой унификации и агрегатированию.

Принцип унификации предусматривает широкое использо­ вание в создаваемой конструкции уже освоенных производством узлов п деталей, что позволяет увеличить масштабы выпуска однородных деталей и применять более совершенную технологию их изготовления.

Принцип агрегатирования (блочности) имеет в виду возмож­ ность создания конструкций машин из обособленных узлов агре­ гатов и деталей, монтируемых на базовой детали. Использование принципа блочности позволяет организовать раздельное произ­ водство унифицированных узлов и максимально использовать покупные детали.

Для горных транспортных машин агрегатирование и унифика­ ция, помимо увеличения серийности производства, позволяют иметь большее число однородных деталей, применять для их изготовления высокопроизводительное оборудование с высокой концентрацией операций и организовывать производство па от­ дельных участках по наиболее прогрессивной поточной техно­ логии. Кроме того, принцип агрегатирования повышает ремонто­ пригодность машин и позволяет осуществлять наиболее прогрес­ сивный поузловой метод ремонта.

§ 6. ВОПРОСЫ КАЧЕСТВА

Работая над проектом новой или модернизируемой конструк­

в транспорте шахт и карьеров должно быть достигнуто путем комплексной механизации и автоматизации процессов, повыше­ ния качества горных транспортных машин.

Вопросу повышения качества продукции должно уделяться первостепенное внимание на всех этапах создания новых и модер­ низации существующих горных транспортных машин, а с основ­ ными принципами оценки качества студент должен знакомиться при изучении как общеинженерных, так и профилирующих дис­ циплин.

Общая методика оценки качества промышленной продукции разработана Всесоюзным научно-исследовательским институтом стандартизации (ВНИИС) и Всесоюзным научно-исследователь­ ским институтом по нормализации в машиностроении (ВНИИМАШ) и утверждена Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР в 1970 г. На основе этой методики для заводов горного машиностроения разработан ведомственный стандарт ОСТ 24.001.02-72.

Вопросы качества применительно к отрасли горного машино­ строения более подробно рассматриваются в курсе «Технология машиностроения и ремонта горных машин».

Остановимся кратко на некоторых показателях качества,

которые, по нашему мнению, являются основными для горных транспортных машин.

1.Показатель назначения используется как основа для клас­ сификации, например, грузоподъемность вагонетки, сцепной вес электровоза (типажи, ГОСТы). Показатель назначения часто связан с экономическими показателями.

2.Показатели надежности и долговечности. Надежность явля­ ется одним из основных свойств промышленной продукции, кото­ рая закладывается на стадии разработки, обеспечивается на ста­

дии производства и поддерживается на стадии эксплуатации. К числу показателей надежности отпосяг: безотказность, ремонто­ пригодность, долговечность. Кроме указанных используют ком­ плексные показатели, характеризующие надежность как сложное свойство. Такими показателями являются, например, коэффи­ циент готовности, коэффициент технического использования и др., рассматриваемые в курсе «Надежность горных машин и ком­ плексов».

3. Эргономические показатели. К эргономическим показателям относятся:

а) гигиенические, оговариваемые обычно в ПБ; б) антропометрические, используемые для определения соот­

ветствия изделия размерам и форме человеческого тела (кабины машинистов электровозов, пбгрузочно-доставочных машип, ва­ гонеток для перевозки людей по горизонтальным и наклонным выработкам и др.)*» )•* в) физиологические и психофизиологические, используемые

при определении соответствия изделия физиологическим свой­ ствам человека (скоростные п силовые возможности при торможе­ нии электровоза, вибрации пассажирских вагонеток, скорость срабатывания ловителей и парашютов и др.).

4. Патентно-правовые, показатели. Разработка новых конструк­ ций горных транспортных машин, как и всех прочих, начинается с изучения патентных материалов, и прежде всего с патентного поиска, который может ставить разные задачи, например:

а) установить тенденцию технического развития отрасли; б) выбрать направление решения конкретной технической

задачи; в) выявить патентно-техническую политику ведущих зарубеж­

ных фирм и др.

Важным этапом патентных исследований являются исследо­ вания патентной чистоты.

Патентный поиск производится ведущим конструктором сов­ местно с патентоведом, как правило, по фондам Всесоюзной на­ учно-технической библиотеки и заканчивается составлением тех­ нического задания.

Показатель патентной защиты характеризует количество п весомость новых отечественных изобретений, реализованных при конструировании данной машины (в том числе и созданных при

ее разработке, т. е. характеризует степень защиты изделия автор­ скими свидетельствами и патентами, принадлежащими предприя­ тиям н организациям СССР, и патентами за рубежом).

Показатель патентной чистоты указывает на возможность беспрепятственной реализации машины как в СССР, так и за ру­ бежом.

Разработка машины в чертежах является первым этапом ра­ боты конструктора. При изготовлении опытного образца и опыт­ ной партии, конструктор участвует в их испытаниях в заводских и производственных условиях, а также участвует в подготовке машин к серийному производству.

На заводах проводится оценка качества машин в соответствии с ведомственным стандартом.

Оценка уровня качества машин охватывает как серийно изго­ товляемые, так и находящиеся на любой стадии разработки, включая и вновь создаваемые образцы.

§ 7. КЛАССИФИКАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН И КОМПЛЕКСОВ

Горные транспортные машины по характеру работы разделяют на машины периодического (цикличного) и непрерывного действия.

Машины периодического действия захватывают или вмещают порцию груза, перемещаются с грузом до места разгрузки, раз­ гружаются и затем возвращаются для захвата новой порции. Сюда относят локомотивный, безрельсовый транспорт, скрепер­ ные установки и др. Промежуток времени между захватами оче­ редных порций груза называют продолжительностью цикла, последний зависит от расстояния транспортирования, скорости движения п времени, затрачиваемого на погрузку и разгрузку.

Машины непрерывного действия работают без остановки для захвата и разгрузки груза и перемещают последний при непре­ рывном движении рабочего органа. К этой группе относятся различные конвейеры, производительность которых не зависит от расстояния транспортирования.

Машины непрерывного действия подразделяют:

по способу перемещения: скольжением по опорной поверх­ ности (почве, желобу), грузонесущими органами (лента, ковши, кузова вагонов), которые могут быть на скользящих опорах, кат­ ках, колесах, воздушной подушке и др., потоком текучего (вода, воздух);

по конструктивным признакам: конвейеры с гибким тяговым органом (лента, цепь, канат), совершающим непрерывное поступа­ тельное движение. Тяговый орган приводит в движение рабочие органы, непосредственно перемещающие груз (скребки, пластины, ковши). В некоторых конвейерах, например ленточных, функции тягового и рабочего органа совмещены, конвейеры без тягового органа. К ним относятся винтовые конвейеры; устройства, использующие для движения груза силы инерции (вибрацион­

Взависимости от целей классификации транспортные машины можно объединять в группы по одному или нескольким приз­ накам.

Внашем случае для изучения конструкций и методов расчета горных транспортных машин важнейшим классификационным признаком является общность и однородность метода расчета. Вследствие этого горные транспортные машины разбиты на груп­ пы, каждая из которых рассматривается в отдельной главе: как-то конвейеры (скребковые, ленточные, пластинчатые, комби­ нированные, элеваторы); трубопроводный транспорт (пневматиче­ ские и гидравлические транспортные установки); погрузочные машины и погрузочные пункты; рельсовый транспорт (локомотив­ ный и канатный); оборудование для маневровых работ и разгрузки вагонеток (толкатели, опрокидыватели, компенсаторы); питатели

изатворы.

При конструировании горных транспортных машин имеет важное значение всесторонний учет горнотехнических условий,, для которых они предназначены. Поэтому к числу важных клас­ сификационных признаков относится разделение машин по назна­ чению (забойные, штрековые, уклонные и др.).

Совокупность транспортных машин и сооружений образует комплексы с общей системой управления.

Например, на угольных шахтах можно выделить забойный транспортный комплекс, предназначенный для доставки угля от выемочной машины (комбайн, струг) до погрузочного пункта. Такой комплекс, в зависимости от системы разработок, может включать один или несколько скребковых конвейеров (забойный, бермовый и др.), а также скребковый перегружатель, установлен­ ный на промежуточном штреке.

Система ленточных конвейеров, установленных па промежу­ точном штреке, с бункером в узле сопряжения с наклонной выра­ боткой или без бункера образует участковый транспортный ком­ плекс и т. д.

Погрузочные машины и призабойные транспортные машины (перегружатели) образуют проходческие комплексы.

При комбинированных схемах транспорта, забойном конвейе­ ром и магистральном рельсовом транспорте оборудуются погру­ зочно-разгрузочные комплексы. Для современного уровня раз­ вития шахтного транспорта характерно внедрение автоматизиро­ ванных погрузочно-разгрузочных комплексов, которые предста­ вляют собой такое агрегированное или простое сочетание несколь­ ких машин и механизмов с общей системой управления, при кото­ ром обеспечивается цикличное выполнение ряда технологических операций по заданной программе без вмешательства оператора.

Характерной особенностью автоматизированных комплексов является наличие, наряду с функциональными органами техноло-

тического назначения, устройств дистанционного н автоматиче­ ского управления, датчиков контроля защиты от аварийных ситуа­ ций и передачи информации на центральный пункт управления.

Соответствующими транспортными комплексами на открытых разработках являются совокупность ленточных конвейеров, транс­ портирующих породы вскрыши от роторных экскаваторов в от­ валы; система питателей, дробилок и конвейеров, при транспор­ тировании руды или скальных пород вскрыши из глубоких карье­ ров и др.

Во всех случаях под термином «транспортный комплекс» имеют в виду совокупность транспортных и вспомогательных машин с конструктивной связью или без таковой, но всегда увя­ занных между собой так, чтобы производительность всех машин, входящих в комплекс, соответствовала заданному грузопотоку, а транспортирование обеспечивалось комплексной механизацией основных и вспомогательных работ.

Глава II

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РАСЧЕТА ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

§ 1. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Массу груза, перемещаемого транспортной машиной в единицу времени, называют ее производительностью.

Расчетная производительность транспортной машины должна соответствовать максимально возможному в заданных условиях грузопотоку.

Для некоторых отраслей горнодобывающей промышленности разработаны отраслевые методики определения грузопотоков, на которые должна рассчитываться производительность транспорт­ ных машин. Например, МУП СССР утверждены «Основные поло­ жения проектирования систем конвейерного транспорта от лав, оборудованных механизированными комплексами» [48]. В этом руководящем материале регламентирован порядок оформления технической документации; в частности, указано, что ввод в ра­ боту механизированных комплексов должен осуществляться по специальному проекту, составной частью которого является проект транспорта от лавы до коренного или главного откаточного штрека, в котором определены тип и техническая характеристика транспортных средств. Транспортирование угля до основного горизонта шахты должно производиться, как правило, ленточ­ ными конвейерами. Только в непрямолинейиых выработках, где потребовалась бы установка более трех ленточных конвейеров, могут применяться пластинчатые конвейеры.

Основным параметром, по которому должен производиться выбор конвейеров, является «минутная приемная способность»,

т. е. теоретическая минутная производительность, вычисленная исходя из геометрических размеров площади поперечного сече­ ния потока насыпного груза на лепте или несущем органе пла­ стинчатого конвейера при наибольшей допустимой их вместимости.

Введение понятия «приемная способность» ставит целью под­ черкнуть, что часто часовая паспортная производительность не совпадает с «приемной способностью», так как назначается исходя из длительной мощности двигателя, прочности ленты и др. В то время как по геометрическим параметрам ленты или несу­ щего пластинчатого полотна «приемная способность» конвейера может быть больше часовой паспортной производительности, что следует учитывать при выборе конвейера в условиях неравномер­ ного поступления угля из лавы.

Вэтом методическом документе [48] приведены данные для определения максимальной производительности комбайнов, а так­ же методика определения максимального грузопотока, поступа­ ющего на сборную конвейерную линию участка из двух и более лав, основанная на применении теории случайных процессов.

Итак, расчету и конструированию транспортной машины пред­ шествуют технологические расчеты, на основании которых конст­ руктору задается производительность (Q, т/ч; Q\ т/мин).

Впростейших случаях возможные колебания среднего грузо­ потока учитывают введением в расчет коэффициента неравномер­ ности /см, обычно регламентированного нормами проектирования

взависимости от условий эксплуатации:

ного действия (рис. 1, а) производительность равна массе мате­ риала, проходящего через данное сечение в единицу времени:

Если известна часовая производительность Q, т/ч, и скорость v, м/с, то можно определить линейную массу груза на ленте или желобе конвейера:

При перемещении грузов массой G, кг, расположенных на рас­ стоянии а, м (рис. 1,в, г) производительность определяют по фор­ мулам (2) и (3), имея в виду что

3600

п = -=— — число циклов в час;

2jt

—продолжительность цикла, которая зависит от про­ должительности отдельных операций.

Вобщем случае