3256

1.5.Определение начальной и конечной пористостей для различных сыпучих материалов и зависимости от их структурных

образований и глубины залегания 2, Определение влияния формы днища челюсти грейфера на усилие

«присоса», возникающее в момент отрыва грейфера с грунта.

3 Исследование влияния гидростатического давления на усилия, возникающие при зачерпывании и подъеме грейфера с грунта.

4 Определение влияния пористости и физико-механических свойств зачерпываемого грейфером материала на коэффициент филы рации .

5 Проверка необходимости плавного регулирования скорости зачерпывания и подъемагрейфера,и определение такой скорости, при которой пиковые нагрузки действующие в конце зачерпывания, наименьшие

Конструктивные предложения по уменьшению сил

сопротивления, возникающих при зачерпывании грейфером грунта под водой и в момент его отрыва с грунта.

В данной работе преимущественно рассматривается песчаный грунт с примесями железо-марганцевых конкреций, при эгом содержание конкреций достигает 10°o от общего обьема материала (на глубине до I метров) Для такого вида грунта необходимо использовать подгребающий грейфер Для получения подгребающих движений необходимо, чтобы центр вращения челюстей был расположен вне нормали к режущей кромке нижней стенки. Форма челюстей грейфера должна иметь полукруглую форму

В этом случае затраты энергии - наименьшие Вторым фактором

влияющим на момент от сил coпротивления резанию является скорость

/9

грейфера. При увеличении скорости зачерпывания увеличивается И скорости фильтрации. Так, при резании нескоп (железо-марганцевые конкреции составляют максимум 10% в шельфовых месторождениях, остальнаядоляприходитсянапесок)усилиерезаниялинейновозрастает в среднем на 10... 12% при увеличении скорости резания на 0.2м/с, Однако, в этом случае, из формулы (8) очевидно, что это влечет за собой увеличение момента от сил резания, т.к. при высокой скорости создается зона пониженного давления, ведущая к прижатию зерен в порах, а значит увеличению силы трения. Уменьшение скорости фильтрации приведет к потере производительности. Таким образом, скорость зачерпывания грейфером грунта под водой необходимо плавно

регулировать. ' Уменьшение пиковых нагрузок (усилия «присоса») в приводе

грейферной установке достигается автоматическим регулированием передаточного числа в процессе зачерпывания..Для этого рекомендуется в приводе устанавливать гидротрансформаторы. С «присосом» можно бороться, устранив или уменьшив величину вакуума под грейфером в момент отрыва. Это можно осуществить за счет конструкции днища грейфера, в .котором выполнено устройство для уменьшения залипания в виде выступов на наружной поверхности днища с увеличением их высоты в направление от режущей кромки к задней стенке. Данное

устройство отражено в а.с.№652085. В а.с. 1364596 создаются каналы для подвода чистой воды из зоны под грейфером в зону внутри

грейфера.

Грейфер для работы под водой на глубине до 300 м.

Для зачерпывания грунта под водой в данной работе предложен специальный грейфер. В нём функцию замыкающей лебёдки выполняет гидроцилиндр с встроенным в него обратным клапаном. Управление работой грейфера под водой при добыче полезных ископаемых на глубине до 300 м. осуществляется пропускным клапаном, встроенным в гидроцилиндр.

Технико-экономический анализ грейферной плавучей установки с гидроразгрузкой под водой.

Грейферная плавучая установка с гидроразгрузкой под водой сравнивается с установкой, в которой разгрузка происходит на поверхности понтона. Результаты сравнения приведены в табл.З.

Технико-экономические показатели вариантов схем механизации

3.При отрыве грейфера с фунта лебедкой, возникает вакуумметрическое давление, уравновешивающее давление

фильтрации жидкости, что обусловливает образование усилия «присоса». Усилие «присоса» зависит от скорости подъема грейфера с грунта, коэффициента фильтрации и пористости зачерпываемого

грунта. Максимальное значение усилия «присоса» составляет ЗО'%

22

для илистых материалов. Получено теоретическое выражение для определения давления фнльтрации и экспериментально определен

коэффициент фильтрации.

4.При зачерпывании грейфером грунта под водой между внутренней частью челюсти грейфера и материалом образуется пограничный слой жидкости. Пограничный слой усилия «присоса» составляет 10... 15%, увеличиваясь с ростом коэффициента вязкости жидкости.

5.В процессе зачерпывания на грейфер действует гидростатическое давление. В математической модели его действие учитывается коэффициентом КД, значение которого определено экспериментально

для различных материалов.

6 Разработан алгоритм силового расчета мощности силовой энергетической установки при зачерпывании грунта грейфером, как сопротивление от движения челюстей в среде с переменной плотностью, учитывающий влияние: гидростатического давления на функцию уплотнения, усилия «присоса», возникающего при подъеме грейфера с грунта.

7.Сила резания режущими поясами челюстей грейфера уменьшается за счет плавного регулирования скорости зачерпывания. С «присосом» можно бороться, устранив или уменьшив величину вакуума под грейфером в момент отрыва. Подтверждено уменьшение усилия «присоса» на 8% за счет использования перфорированного днища челюсти грейфера.

8.Сравнение энергетических показателей исследуемой установки с 2-х грейферной, у которойi грунт извлекается на поверхность, показал, что по всем технико-экономическим параметрам очевидно преимущество грейферной плавучей установки' с гидроразгрузкой

под водой над другими аналогичными с разгрузкой на поверхности понтона. При этом уменьшается строительная высота установки, мощность лебедки, металлоемкость, ее масса, что особенно важно приаварийныхситуациях. •

Основное содержание работы опубликовано следующих работах автора: 1. Слюсарев А.С., Никитаев И.В. К вопросу определения

сопротивления зачерпывания грейфером груза под водой с учетом гидростатического давления. Тр/ВГАВТ 1997 В.276 счр.87

2.Никитаев И.В. Определение сил сопротивления резанию грунта режущими поясами челюстей грейфера иод водой на глубине до 50

м.Тр/ВГАВТ1999

3.Слюсарев А.С., Никитаев И.В. Определение усилия «присоса», действующего под водой при подъеме грейфера с фунта. Тр/ВГАВТ

1999-

24