Обоснование параметров насосной станции энергосиловой установки геохода тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат наук Чернухин, Роман Владимирович

• Чернухин, Роман Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Чернухин, Роман Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

1.1 Силовое оборудование традиционных горных машин и проходческих щитов

1.2 Геоходы

1.3 Энергосиловые установки геоходов ЭЛАНГ

1.4 Обзор методик расчета гидравлических насосных станций

1.5 Аналитический обзор метода анализа иерархий

1.6 Выводы

2 ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ И ВЫБОР СХЕМНЫХ И КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ ЭНЕРГОСИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ГЕОХОДА

2.1 Формирование требований и отличительные особенности НС ЭСУ геоходов

2.2 Разработка вариантов схемных решений НС ЭСУ геохода

2.3 Выбор схемных решений НС ЭСУ методом анализа иерархий

2.4 Выбор конструктивных решений НС ЭСУ методом анализа иерархий

2.5 Выводы

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ И

КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НС ЭСУ ГЕОХОДА

функциональных параметров НС ЭСУ геохода

3.2 Влияние размеров геохода на приводную мощность систем геохода

3.3 Определение функциональных параметров НС ЭСУ геохода

3.4 Определение конструктивных параметров НС ЭСУ геохода

3.5 Выводы

4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ

КОНСТРУКТИВНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ГЕОХОДА И

НС ЭСУ

4.1 Определение влияния конструктивных параметров геохода на

конструктивные параметры НС ЭСУ

4.2 Определение влияния геометрических параметров элементов

НС ЭСУ на площадь внутреннего пространства геохода

4.3 Определение теплового потока, отводимого гидробаками

НС ЭСУ геохода

4.4 Методика определения основных параметров НС ЭСУ

4.5 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование параметров насосной станции энергосиловой установки геохода»

ВВЕДЕНИЕ

Проведение подземных горных выработок и строительство подземных сооружений представляет собой трудоемкий и дорогостоящий процесс, остро стоят задачи увеличения скорости проходки, повышения производительности проходческих машин, безопасности проводимых работ, а также снижения себестоимости проведения выработок. Проводимые за рубежом и в России научные исследования, направленные на разработку новых технологий разрушения горных пород и образцов проходческой техники, показывают, что повышение производительности существующих конструкций проходческих комбайнов сопровождается увеличением их габаритов и массы. Кроме того, используемая в настоящее время горнопроходческая техника, имеет ограничение по углам проводимых выработок.

Перспективным и альтернативным способом проведения горных выработок является геовинчестерная технология (ГВТ). Базовым элементом ГВТ является геоход, который представляет собой аппарат, использующий геосреду для движения в подземном пространстве.

Для обеспечения работы основных систем проходческих машин эффективно применяется гидропривод.

Системой, обеспечивающей функционирование гидропривода геохода, является насосная станция энергосиловой установки (НС ЭСУ). Отсутствие научно-обоснованных схемных решений НС ЭСУ и методик определения ее параметров сдерживает создание геоходов нового технического уровня. Поэтому исследования, направленные на разработку схемных решений и обоснование параметров НС ЭСУ геоходов нового технического уровня являются актуальными.

Цель работы - обоснование функциональных и конструктивных параметров насосной станции энергосиловой установки геохода.

Идея работы заключается в согласовании параметров насосной станции энергосиловой установки с функционально-конструктивными параметрами геохода.

Задачи работы:

- разработать схемные решения НС ЭСУ геохода;

- определить функциональные и конструктивные параметры НС ЭСУ геохода;

- определить взаимосвязь между конструктивными параметрами геохода и параметрами НС ЭСУ.

Методы выполнения исследований. Для решения поставленных задач в работе использовался комплекс методов, включающий:

- методы синтеза технических решений;

- методы структурной систематизации;

- методы выбора альтернатив.

Научные положения, выносимые на защиту:

- с увеличением диаметра геохода доля приводной мощности исполнительных органов в суммарной мощности приводов систем геохода снижается, а трансмиссии и погрузочного устройства - увеличивается, причем приводная мощность исполнительных органов описывается квадратичной зависимостью от диаметра геохода, а погрузочного устройства - кубической;

- максимальный объём гидробаков НС ЭСУ, возможный к размещению в хвостовой секции, определяется диаметром геохода, длиной хвостовой секции и коэффициентом внутреннего пространства, причем, при принятых равных условиях, гидробаки типа «кольцевой сектор» имеют большую вместимость, чем гидробаки типа «сегмент»;

- с увеличением диаметра геохода коэффициент заполнения свободного пространства компонентами НС ЭСУ уменьшается, а наибольшее влияние на заполнение площади поперечного сечения оказывают гидробак и приводные электродвигатели.

Научная новизна:

- впервые разработаны схемные решения НС ЭСУ геохода, проведена их систематизация и определены принципы их оценки и сравнения;

- получены аналитические выражения для определения суммарного расхода рабочей жидкости в гидроприводе геохода, мощности приводных электродвигателей, объема гидробака, конструктивных параметров гидробаков НС ЭСУ в зависимости от диаметра геохода;

- определено взаимовлияние функциональных и конструктивных параметров НС ЭСУ и геохода.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе, обеспечиваются корректностью принятых допущений при разработке условий задач, использованием апробированных методов и фундаментальных положений механики, гидравлики, математики.

Личный вклад автора заключается:

- в разработке схемных решений НС ЭСУ геохода с гидроприводом, научно обоснованной их оценке и сравнении;

- в получении аналитических выражений для определения функциональных и конструктивных параметров НС ЭСУ;

- в получении зависимостей функциональных и конструктивных параметров НС ЭСУ от геометрических параметров геохода.

- в разработке методики определения основных параметров,НС ЭСУ.

Практическая ценность работы.

Разработанные схемные решения НС ЭСУ геохода, а также методика расчета параметров НС ЭСУ могут быть использованы при проектировании новых образцов горнопроходческой техники в проектно-конструкторских организациях.

Реализация выводов и рекомендаций работы.

Полученные результаты работы использованы при выполнении комплексного проекта «Создание и постановка на производство нового вида щитовых проходческих агрегатов многоцелевого назначения - геоходов» (договор №02.025.31.0076 от 23.05.2013 г.). Комплексный проект - победитель конкурса Министерства образования и науки РФ (№2013-218-04), проводимого в рамках Постановления Правительства РФ №218 от 09.04.2010 г. по отбору организаций

на право получения субсидий на реализацию комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-практических конференциях «Природные и интеллектуальные ресурсы России - Сибресурс-2012» (Кемерово, 2012 г.), Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. (Тула, 2012), «Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности» (Екатеринбург, 2013 г., 2014 г.), на международных научных симпозиумах «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2013г., 2014 г.), международных конференциях «Горняцкая смена - 2013» (Новосибирск, 2013 г.), «Современные тенденции и инновации в науке и производстве» (Между-реченск, 2013г., 2014 г.), «Молодежь в науке - 2013» (Минск, Беларусь, г.2013), а также на научных семинарах в Юргинском технологическом институте Национального исследовательского Томского политехнического университета и Кузбасского государственного технического университета.

Публикации.

По теме диссертации всего опубликовано 14 научных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы.

Диссертация изложена на 130 страницах текста. Она состоит из введения, 4 глав, заключения, списка использованной литературы из 88 наименований, и содержит 49 рисунков, 26 таблиц и 1 приложение.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ

1.1 Силовое оборудование традиционных горных машин и проходческих щитов

Под силовым оборудованием горных машин понимается комплекс, предназначенный для приведения в движение исполнительных органов функциональных узлов за счет преобразования потребляемой энергии (электрической, гидравлической, пневматической) в механическую [1,2].

Подземные горные машины работают в тяжелых специфических условиях, которые обуславливают особые требования ко всему силовому оборудованию, независимо от вида преобразуемой энергии [1,2]:

- взрывобезопасность;

- минимальные габаритные размеры и масса;

- безопасность, удобство в эксплуатации, монтаже и демонтаже;

- высокая перегрузочная способность и значительный пусковой момент;

- плавное регулирование скоростей выходных звеньев;

- высокая надежность.

Силовое оборудование принято классифицировать по виду используемой энергии, по компоновке двигателя с функциональными органами и по структурной схеме привода (рисунок 1.1) [ 1 ].

В горных машинах применяются электро-, пневмо- и гидропривод. Для привода мобильных машин также применяется дизельный и комбинированный привод (электрогидравлический, дизель-электрический привод и др.) [3-7].

Широкое применение гидропривода в горных машинах обусловлено следующими преимуществами: простота получения поступательного и вращательного механического движения выходных звеньев; сравнительно небольшие удельные масса и объем; возможность бесступенчатого регулирования в широком диапазоне скорости выходных звеньев; применение низкооборотного высокомомент-ного привода позволяет исключить механические передачи, имеющие большие

габаритные размеры; простая и надежная система защиты привода от аварийных перегрузок; высокий пусковой момент и быстродействие [8,9].

Рисунок 1.1- Классификация силового оборудования горных машин

К недостаткам гидропривода, ухудшающими характеристики гидропривода и его надежность относятся: загрязнение и утечка рабочей жидкости, большая зависимость ее свойств от температуры окружающей среды; высокие требования к точности изготовления деталей гидромашин и гидроаппаратуры; взрыво- и пожа-роопасность рабочей жидкости [8].

Системы объемного силового гидропривода состоят из следующих основных элементов [9]:

- источников питания — насосных станций;

- силовых гидродвигателей;

- устройств управления, распределения и регулирования (распределители, дроссельные устройства, сумматоры потока, регуляторы давления и расхода, клапанные устройства, напорные золотники и гидрозамки);

- устройств защиты от перегрузок (предохранительные клапаны, реле давления);

- коммуникаций (трубопровода, гибкие рукава и их соединения);

- вспомогательных устройств (фильтры, гидробаки, теплообменные устройства).

1 — гидробак; 2 — фильтр; 3 — датчик уровня; 4 — насос; 5 — всасывающий обратный клапан; 6 — напорный обратный клапан; 7 — манометр; 8 — дроссель; 9 —распределитель; 10 — предохранительный клапан; 11,12 — подпорные клапаны; 13 — регулируемый дроссель; Н— напорная линия; С — сливная линия

Рисунок 1.2 - Типовая гидросхема насосной станции для схемы «насос-

гидроцилиндры» [9]

Насосные станции гидроприводов состоят из насосов, системы фильтрации, контрольно-измерительной аппаратуры, аппаратуры регулирования, аппаратуры управления, гидробака, аварийной аппаратуры. Для подачи жидкости во всасывающую магистраль насосов часто используется подпиточный насос. Привод на-

сосов обычно осуществляется от электродвигателей. Типовая гидросхема насосной станции для гидропривода типа «насос-гидроцилиндр» изображена на рисунке 1.2 [9].

Основными параметрами насосной станции являются номинальная подача, номинальное давление и диапазон настройки, давление срабатывания предохранительного клапана, давление на входе в высоконапорный насос, номинальная мощность электродвигателей и частота их вращения, объем гидробака, а также габариты и масса.

Насосная станция может быть выполнена отдельным агрегатом и устанавливаться как отдельно, так и на общей раме (станине), либо монтироваться в корпусах. В последнем случае элементы насосной станции могут быть разнесены между собой.

Насосные станции проходческих комбайнов питают гидропривод исполнительного органа (4ПУ, 2ПУ, ГПКС, «УРАЛ-38»), а также гусеничного хода (4ПП-2М, 4ПП5, «Урал-1ОКСА», «Урал-20КСА») и работают в непрерывном или повторно-кратковременном режиме. Исполнительные органы проходческих комбайнов имеют гидропривод типа «насос-гидроцилиндр», где в качестве источника питания применен шестеренный насос (НШ-32У, НШ-50-2 и др.). В приводе гусеничного хода применяется схема «насос-гидромотор». В этом случае используется система, состоящая из насоса постоянной подачи с двумя независимо работающими гидромоторами [9].

Известны также насосные станции, имеющие привод нескольких насосов от одного электродвигателя. В этом случае применяется многопоточный редуктор, который позволяет при необходимости отключать отдельные насосы или изменять частоту их вращения. Этим достигается изменение производительности насосов. Так, например, гидравлическая система проходческих комбайнов «Урал-10КСА» и 4ПП-2 имеет две независимые гидросистемы (привод исполнительных органов и привод гусеничного хода), имеющие общую насосную станцию и маслобак. Насосная станция включает в себя двигатель, редуктор, аксиально-поршневой насос гидросистемы гусеничного хода (937.01.06), насос силовых ци-

линдров (Н-401Е), насос подпитки (НШ-10Е) и насос (НШ-32У) системы смазки [10]. Кинематическая схема насосной станции приведена на рисунке 1.3. Редуктор имеет две скорости для насоса 937 и НШ-32У.

1 -насос НШ-32У; 2-насос 937.01.06; 3 - Н-401; 4 - НШ-10Е; 5 - Приводной электродвигатель; 6 — многопоточный редуктор Рисунок 1.3 - Кинематическая схема насосной станции проходческих комбайнов

4ПП-5 и «Урал-1ОКСА»

В очистных комбайнах гидропривод применяется в механизмах подачи по схеме «насос-гидромотор». Особенностью гидропривода очистных комбайнов с механизмом подачи Г-405 является применение гидропривода, работающего по схеме «насос регулируемой подачи - гидромотор» с замкнутой схемой циркуляции рабочей жидкости. При изменении подачи насоса изменяется скорость перемещения комбайна. Для компенсации утечек во всасывающую магистраль основного насоса рабочая жидкость подается подпитывающим насосом.

Гидропривод механизированных крепей построен по схеме «насос постоянной подачи - система гидроцилиндров». Из-за специфических условий работы данный привод значительно отличается от гидроприводов других горных машин своими схемными и конструктивными решениями [9].

Основными особенностями гидропривода механизированных крепей являются: большая протяженность гидрокоммуникаций; наличие в системе большого числа гидростоек и гидродомкратов; вынесенная в отдельный агрегат насосная станция, управляемая дистанционно; значительный объем рабочей жидкости; высокое рабочее давление.

Для питания гидропривода механизированных крепей применяются унифицированные насосные станции, нераздельного исполнения с одним (СНУ-6, 1СНУ-8) или двумя насосами (СНУ-5, СНУ-5П, СНУ-7, которые также используются для гидравлических стоек, передвижных забойных конвейеров и струговых установок [9].

Насосные станции механизированных крепей включают в себя главный насос (один или два радиально-поршневых или плунжерных насоса) с электродвигателем; подпиточный насос с независимым приводом; систему фильтрации; контрольно измерительную аппаратуру; аппаратуру регулирования; аварийную гидро- и электроаппаратуру; аппаратуру управления; резервуар для рабочей жидкости [10].

Рисунок 1.4 -Насосная станция СНД 400/32 раздельного исполнения

Насосные станции изготавливаются с размещением всех элементов на одной раме или с раздельным исполнением насосной группы и резервуара для рабочей жидкости со всей гидроаппаратурой. Раздельное исполнение позволяет в процессе эксплуатации заменять наиболее подверженные износу элементы (насосную группу).

В проходческих щитах отечественного и зарубежного производства гидропривод применяется для приведения в движение исполнительного органа, перемещения щита, питания управляющих гидроцилиндров и крепеукладчика [11, 12]. В насосных станциях отечественных проходческих комплексов применяются ра-диально-поршневые нерегулируемые насосы типа Н, радиально-поршневые регулируемые типа НРР, Шестеренные типа НШ и лопастные насосы двойного действия Г-12 и др. Насосы типа Н имеют привод с электродвигателем на отдельной раме и устанавливаются обязательно ниже гидробака не менее чем на 0,54 м. Рамой для насоса типа НРР служит непосредственно сам гидробак [13]. Шестеренные насосы приводятся попарно одним электродвигателем через редуктор. Лопастные насосы погружаются в гидробак. Гидробак оборудуется масляным и воздушными фильтрами.

Насосная станция механизированного щита ПЩМ-2ДБ ЦНИИподземмаша развивает давление 10 МПа. Рабочее давление создается двумя шестеренчатыми насосами НШ-46 и НШ-10, которые приводятся в действие через редуктор от одного электродвигателя [14].

Рабочее давление в гидросети щита ЩН-1М Московского механического завода создается насосами НРР-125 (рисунок 1.5). Каждая пара гидродомкратов подключена к двум насосам с общей подачей 400 л/мин. Для запуска гидропривода и для его подпитки служат лопастные насосы. Их подача составляет 12 л/мин при давлении 2,5 МПа и 100 л/мин при давлении 6,3 МПа соответственно. Слив масла происходит после охлаждения в холодильных установках.

Наиболее близкими к геоходам по конструктивным характеристикам являются проходческие щиты. Однако рассмотренные насосные станции проходческих щитов и других горных машин не могут в непосредственном виде приме-

няться в геоходах, так как требуют серьезной адаптации и согласования с кинематическими и силовыми параметрами геохода, а также конструктивной увязки с основными системами.

1 - реверсивный распределитель; 2 — профилированные кулачки; 3, 15 — предохранительные клапаны; 4 - золотниковый клапан; 5 - главный вал; 6, 8 -гидродомкраты; 7 -предохранительные клапаны; 9 - золотниковый клапан с электрическим управлением; 10 — пусковой золотник; 11, 13 — гидробаки; 12, 14 - пластинчатые насосы; 16 -радиалъно-поршневые насосы;

17 - реле давления; 18 - холодильная установка

Рисунок 1.5— Принципиальная схема гидропривода вращения исполнительного

органа

При возможных вариантах встроенных схемных решений, наиболее перспективными представляются схемы с периферийным расположением элементов насосной станции, поскольку в геоходах внутреннее пространство в центре секций занято другими функциональными системами - погрузочными и транспортирующими.

16

1.2 Геоходы

Геоход - это аппарат, представляющий собой новый класс горнопроходческой техники и движущийся в подземном пространстве с использованием геосреды. Геоходы предназначены для проходки горных выработок различного назначения и расположения в подземном пространстве. При движении геоходов в геосреде реализуется идея использования окружающего приконтурного массива как опорного элемента для движителя. При этом усилие, обеспечивающее движение и уравновешивающее реакции от технологических операций, формируется не за счет сил трения на границе раздела сред, а в результате проникновения элементов движителя в приконтурный массив и использования нормальной реакции, возникающей при взаимодействии элементов геохода с массивом горных пород [15-17].

Принцип связывания в функциональном единстве основного движения (подачи на забой) и процесса резания горных пород дал название геовинчестерной технологии проведения горных выработок [15-17].

Геовинчестерная технология (ГВТ) - процесс механизированного проведения горных выработок с формированием и использованием системы законтурных винтовых и продольных каналов, в котором операции по разработке забоя, уборке горной массы, креплению выработанного пространства, а также перемещению всей проходческой системы на забой осуществляются в совмещенном режиме. Вовлечение приконтурного массива горных пород достигается введением дополнительной технологической операции - формирования системы законтурных каналов [15-17].

Применение в будущем данной технологии, возможно для различных целей [15-25]:

- проходка горных выработок различного пространственного расположения (в том числе возможно создание агрегата для проходки выработок при проведении спасательных работ в чрезвычайных ситуациях на горнодобывающих предприятиях);

- сооружение подземных транспортных магистралей (метрополитена, железнодорожного транспорта и автотранспорта);

- сооружение подземных хранилищ различного назначения;

- проведение аварийно-спасательных выработок при ликвидации последствий техногенных катастроф;

- подземная прокладка трубопроводов при преодолении естественных и искусственных препятствий и др.

Главными отличиями геоходов от существующих горнопроходческих систем являются [15-17]:

- использование геосреды для перемещения и создания напорных усилий на исполнительном органе;

- оригинальная компоновочная схема геохода;

- наличие новых функционально-конструктивных устройств и элементов, ранее не применявшихся в горнопроходческом оборудовании;

- осуществление всех операций проходческого цикла в совмещенном режиме. Конструктивная схема геохода представлена на рисунке 1.6.

Исполнительные органы Элемент противоврзщения

Винтовая лопасть (движитель)

Рисунок 1.6 — Принципиальная конструктивная схема экспериментального

образца геохода

Основные требования к системам геохода описаны в [26-28]. Натурные и стендовые испытания первых экспериментальных образцов геохода ЭЛАНГ-3 доказали работоспособность нового класса проходческих машин [17].

Рисунок 1.7- Внешний вид геохода ЭЛАНГ-3

Более подробное описание конструкции, принципа работы, а также технические характеристики геоходов приведены в работах [15-17, 29-36].

1.3 Энергосиловые установки гсоходов ЭЛАНГ

При шахтных испытаниях щитового проходческого агрегата АП1ЦВ-3,0 (ЭЛАНГ-3) в качестве энергосиловой установки применялась унифицированная насосная установка типа СНУ-5 (рисунок 1.8) [17]. Она предназначена для питания рабочей жидкостью гидравлических систем угледобывающих предприятий и механизированных крепей в подземных условиях угольных шахт, опасных по газу и пыли [10]. Основные технические характеристики СНУ-5 приведены в табл.1.1.

Насосная станция СНУ-5 состоит из (рисунок 1.8) [10]:

- двух насосных агрегатов 1, 2;

- подпиточного агрегата, состоящего из насоса 3 и электродвигателя 4;

- фильтровальной станции 5;

- контрольно-измерительной аппаратуры 6;

- аппаратуры управления и регулирования;

- системы защиты гидро- и электромашин;

- гидробака 7.

Таблица 1.1 - Технические характеристики насосной станции СНУ-5 [10]

Номинальное давление, МПа 20

Пределы настройки рабочего давления, МПа 8-20

Номинальная подача при номинальном давлении,л/мин при работе одного насоса высокого давления при работе двух насосов высокого давления 40+-2,5 80+-5

Объем гидробака номинальный максимальный 630 750

Номинальное напряжение электродвигателей, В 380/660

Габаритные размеры, мм, не более длина ширина высота 3350 1100 750

Масса без рабочей жидкости, кг 2580

Приведенная мощность электропривода, кВт 41

6

Рисунок 1.8 - Внешний вид унифицированной насосной станции СНУ-5

Все системы и сборочные единицы насосной станции смонтированы на общей раме и соединены в общую гидрокинематическую схему.

Насосные агрегаты представляют собой радиально-поршневые насосы, каждый из которых приводится во вращение индивидуальным электродвигателем.

Из сливной магистрали гидросистемы механизированной крепи или агрегата рабочая жидкость через фильтр 1 (рисунок 1.9) грубой очистки поступает в резервуар 2, снабженный уровнемером 3. В случае необходимости объединения двух насосных станций в торцовых стенках резервуара предусмотрены специальные трубопроводы 4 с обратными клапанами 5. Отверстия в обратных клапанах для присоединения общего трубопровода закрыты заглушками. Подача рабочей жидкости во всасывающую линию главных насосов осуществляется через распределитель 6 подпиточного насоса 7, приводимого во вращение своим независимым электродвигателем 5.

Рабочая жидкость подается в блок фильтров 9 и далее отфильтрованная через регулятор 10 поступает во всас высоконапорных насосов 11 (их установлено на насосной станции два), каждый из которых приводится во вращение независимым электродвигателем 12. От высоконапорных насосов рабочая жидкость через клапан минимального расхода 13 поступает в напорную магистраль 14 системы гидропривода механизированной крепи.

Напорная магистраль гидропривода механизированной крепи может быть подсоединена с любой торцовой стороны насосной станции, при этом присоединение осуществляется к крану 15, устанавливаемому на конце объединяющего напорного трубопровода 14 с той стороны, с какой подсоединяется внешняя гидромагистраль.

Так как подпиточный насос 7 подает во всасывающую линию высоконапорных насосов рабочей жидкости больше, чем требуется им для всасывания, то ее избыточное количество переливается обратно в гидробак через переливной клапан 16, настроенный на давление подпитки, равное 4,5 кгс/см2.

Для контроля над наличием давления подпитки во всасывающей магистрали высоконапорных насосов установлено реле контроля давления 17, встроенное в пульт управления и не допускающее запуск электродвигателей высоконапорных насосов или обеспечивающее их отключение при отсутствии давления в магистрали подпитки. С целью ограничения возможности повышения давления рабочей жидкости сверх установленной величины в напорных магистралях высоконапор-

ных насосов установлены настроенные на давление срабатывания 240 кгс/см предохранительные клапаны 18, сбрасывающие рабочую жидкость в резервуар.

5 7 3 2

Для настройки регулятора и определения подачи насосной станции на трубопроводе, объединяющем напорные магистрали высоконапорных насосов, установлены два крана 19, дроссель 20 и расходомер 21 [10].

Два других крана 22 установлены на всасывающих магистралях высоконапорных насосов и служат для отключения насосов (при ремонте, резервировании и др.).

Давление в гидроагрегатах насосной станции контролируется блоком манометров 23-26, при этом манометры контролируют давление: 23 - во внешней гид-

ромагистрали; 24 - во всасывающих магистралях высоконапорных насосов; 25 - в системе подпитки после блока фильтров; 26 - в напорной магистрали подпиточ-ного насоса до блока фильтров.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чернухин, Роман Владимирович, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тургель, Д.К. Горные машины и оборудование подземных разработок: учебное пособие / Д.К. Тургель. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2007, - 302 с.

2. Подэрни, Р.Ю. Механическое оборудование карьеров: учебное пособие / Р.Ю. Подэрни. - М.: Изд. «Горная книга», МГГУ, 2007. - 678 с.

3. Солод, В.И. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. Учебник для вузов / В.И. Солод, В.Н. Гетопанов, В.М. Рачек - М.: Недра, 1982-350 с.

4. Топчиев, A.B. Горные машины и комплексы / A.B. Топчиев, В.И. Ведерников, М.Т. Коленцев, A.B. Астахов, П.В. Семенча - М.: Недра, 1971 г. -560 с.

5. Оборудование для очистных и проходческих работ. Каталог. -М. ЦНИЭИуголь, 1986, 296 с.

6. Малевич, H.A. Горнопроходческие машины и комплексы: Учебник для вузов / H.A. Малевич - М.: Недра, 1980 г. - 384 с.

7. Бритарев, В.А. Горные машины и комплексы / Бритарев, В.А., Замыш-ляев В.Ф. - М.: Недра, 1984, - 288 с.

8. Пономаренко, Ю.Ф. Расчет и конструирование гидроприводов механизированных крепей / Ю.Ф. Пономаренко, A.A. Баландин, Н.Т. Богостырев и др. - М.: Машиностроение, 1981 г. - 326 с.

9. Хорин, В.Н. Объёмный гидропривод забойного оборудования / Хорин В.Н.-М.: Недра, 1980,-415 с.

10. Пономаренко, Ю.Ф. Насосы и насосные станции механизированных крепей / Ю.Ф. Пономаренко. - М.: Недра, 1983. - 183 с.

11. Самойлов, В.П., Новейшая японская техника щитовой проходки тоннелей / В.П.Самойлов, В.С.Малицкий: Справ.-информ. изд. - М.: Империум Пресс, 2004. - 232 с.

12. Kumagai Gumi. Shield Tunneling Technology / Gumi Kumagai. Prospect. 2003.-p. 21.

13. Клорикьян, В.Х.Проходческие щиты и комплексы / В.Х. Клорикьян, В.А. Ходош В.А. -М: Недра, 1977.-326 с.

14. Бреннер, В.А. Щитовые проходческие комплексы: Учебное пособие / В.А. Бреннер, А.Б. Жабин, М.М. Щеголевский, Ал.В. Поляков, Ан.В. Поляков - М.: Изд. «Горная книга», МГГУ, 2009. - 447 с.

15. Эллер, А.Ф., Винтоповоротные проходческие агрегаты / Эллер, А.Ф., Горбунов В.Ф., Аксенов В.В. - Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1992. - 192 с.

16. Аксенов, В.В. Научные основы геовинчестерной технологии проведения горных выработок и создания винтоповоротных агрегатов: дис. д-ра. техн. наук: 05.05.06 / Аксенов Владимир Валерьевич - Кемерово: ИУУ СО РАН, 2004. - 307 с.

17. Аксенов, В.В. Геовинчестерная технология проведения горных выработок / В.В. Аксенов. - Кемерово: Институт угля и углехимии СО РАН, 2004. -264 е., ил.

18.Аксенов, В.В., Геовинчестерная технология и геоходы - наукоемкий и инновационный подход к освоению недр и формированию подземного пространства. / В.В. Аксенов, А.Б Ефременков // Уголь. - 2009. - №2. - С.26-29.

19. Аксенов, В.В. Геовинчестерная технология и геоходы - инновационный подход к освоению подземного пространства / В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков // Известия вузов. Горный журнал, - 2008. - №4. - С. 19-27.

20.Aksenov, V.V., Geowinchester technology and georovers: Innovative approach to underground development / V.V. Aksenov, A.B. Efremenkov // Ekspert - Tekhnika, - 2008. - P. 13-14.

21. Аксенов, В.В. Геовинчестерная технология и геоходы - инновационный подход к освоению подземного пространства /В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков // «Эксперт техника», информационно-аналитический журнал, - №1, -2008 г.-С. 54-58.

22. Аксенов, В.В., Геовинчестерная технология и геоходы - новый подход к освоению недр и формированию подземного пространства / В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков // Тр. VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Инновационные технологии и экономика в машиностроении». г. Юрга. 15-16 мая, - 2008., - С. 423-429.

23. Аксенов, В.В. Обоснование необходимости создания нового инструментария для освоения недр и формирования подземного пространства / Аксенов В.В., Ефременков А.Б. // Диагностика и безопасность. Сб. научных трудов, г. Кемерово, - 2008. - С. 9-22.

24. Аксенов, В.В. Аварийно-спасательная выработка: назначение и особенности проведения /В.В. Аксенов, Б.А. Анферов, JI.B. Кузнецова // Безопасность труда в промышленности. - 2008. - №7. - С. 14-17.

25. Тимофеев, В.Ю. Создание нового подхода к проблемам формирования подземного пространства с использованием нового проходческого оборудования / В.Ю.Тимофеев, М.Ю. Блащук, В.Ю. Бегляков // Проблемы геологии и освоения недр: Сборник научных трудов XIII Международный симпозиум имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященный 110-летию со дня рождения профессора, Лауреата государственной премии СССР К.В. Радугина; Томский политехнический университет. - Томск. -2009. - С. 658-660.

26. Аксенов, В.В. Формирование требований к основным системам геохода / В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков, В.Ю. Садовец, М.Ю. Блащук, В.Ю. Бегляков // Перспективы развития горно-транспортных машин и оборудования: Сборник статей. Отдельный выпуск Горного информационного аналитического бюллетеня (научно-технического журнала). - М.: Издательство «Горная книга» (Горный инженер) - 2009. - №10. - С. 107-118

27. Аксенов, В.В. Компоновочные решения машин проведения горных выработок на основе геовинчестерной технологии /В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков, В.Ю. Бегляков, П.В. Бурков, М.Ю. Блащук, A.B. Сапожкова // Горный информационный аналитический бюллетень. - 2009. - №1. - С. 251-259.

28. Аксенов, В.В. Разработка вариантов компоновочных решений гидравлической трансмиссии геохода / В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков, В.Ю. Тимофеев М.Ю. Блащук // Сборник трудов Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для молодых ученых «Инновационные технологии и экономика в машиностроении». 20-21 мая, 2010 г. ЮТИ.

- Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2010. -С.461-466.

29. Патент на полезную модель № 112269 БШ/ Проходческий щитовой агрегат / В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков, М.Ю. Блащук, В.Ю. Бегляков, Б.Ф. Лелюх, Опубликовано 10.01.2012 Бюл, №1.

30. Опарин, В.Н. Обоснование принципов построения конструктивной схемы «подземной ракеты» / В.Н. Опарин, Б.Б. Данилов, Б.Н. Смоляницкий // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2010. — №5.-С. 44-56.

31. Горбунов, В.Ф. Проектирование и расчет проходческих комплексов / В.Ф. Горбунов, В.В. Аксенов, А.Ф. Эллер. -Новосибирск: Наука. 1987. - 191 с.

32. А.С. 1229354 СССР, МКИ Е2Ш9/06. Проходческий щитовой агрегат / В.Ф.Горбунов, А.Ф. Эллер, В.В. Аксенов, В.Д. Нагорный, В.М. Скоморохов.

- № 3999455/22-03; заявл. 23.10.85; Опубл. 07.08.87.

33. А.С. 1328531 СССР, МКИ Е2Ш9/06. Проходческий щитовой агрегат / А.Ф. Эллер, В.В. Аксенов, В.Д. Нагорный, В.Ф.Горбунов. - № 3734045/22-03; заявл. 24.04.84; Опубл. 07.05.86.

34. А.С. 1668678 СССР, МКИ Е2Ш9/06. Проходческий щитовой агрегат / А.Ф. Эллер, В.Ф.Горбунов, В.В. Аксенов, Н.Б. Пушкина, Л.А. Саруев, П.Я Крауиньш. - № 4726630/03; заявл. 02.08.89; Опубл. 07.08.91.

35. А.С.1719642 СССР, МКИ Е2Ш9/06. Проходческий щитовой агрегат / А.Ф. Эллер, В.Ф.Горбунов, В.В. Аксенов, Н.Б. Пушкина, Л.А. Саруев, П.Я Крауиньш. - № 4257949/03; заявл. 04.05.87; Опубл. 15.03.92.

36.А.С. 2066762 СССР, МКИ E21D9/06. Проходческий щитовой агрегат /

A.Ф. Эллер, В.В. Аксенов, Н.Б. Пушкина. - № 93027076/03; заявл. 11.05.93 Опубл. 20.09.96.

37. Васильченко, В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин: Справочник / В.А. Васильченко. - М.: Машиностроение, 1983. - 301 с.

38. Вакина, В.В. Машиностроительная гидравлика. Примеры расчетов /

B.В. Вакина, И.Д. Денисенко, A.J1. Столяров - К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986.-208 с.

39. Орлов, Ю.М. Авиационные объёмные гидромашины с золотниковым распределением / Ю.М. Орлов. - Пермь: Перм. гос. техн. ун-т, 1993. - 252 с.

40. Коваль, П.В. Гидравлика и гидропривод горных машин: Учебник для вузов по специальности «Горные машины и комплексы». / П.В. Коваль. - М.: Машиностроение, 1979. - 319 с.

41.Вильнер, Я.М., Ковалев Я.Т., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. / Я.М. Вильнер, Я.Т. Ковалев, Б.Б.Некрасов. - Минск: Вышэйшая школа, 1976. - 416 с.

42. Андреев, А.Ф., Барташевич Л.В. Гидропневмоавтоматика и гидропривод машин / А.Ф.Андреев, Л.В. Барташевич. - Минск: Высшая школа. 1981 г.-ЗЮс.

43. Свешников, В.К. Станочные гидроприводы: Справочник: Библиотека конструктора. 4-е изд. перераб. и доп. / В.К. Свешников - М.: Машиностроение, 2004.-512 с.

44. ООО «Бош Рексрот»: [Электронный ресурс]. URL: http://www.boschrexroth.ru/ (Дата обращения: 18.05.2013).

45. Аксенов, В.В. Обоснование необходимости разработки энергосиловой установки для гидропривода геохода / Аксенов В.В., Блащук М.Ю., Черну-хин Р.В. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2012. - №. ОВ7. - С. 275-281.

46. Блащук, М.Ю.Обоснование необходимости разработки энергосиловой установки базового средства геовинчестерной технологии / М.Ю. Блащук,

Чернухин P.B. // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики: материалы 8-ой Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики, Тула, 1-2 Ноября 2012. Тула. - Т. 2. - С. 458-463

47. Аксенов, В.В. Обоснование необходимости разработки энергосиловой установки геохода / Аксенов В.В., Чернухин Р.В. // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс 2012: материалы IX Международной научно-практической конференции: в 2 т, Кемерово, 1-2 Ноября 2012. - Кемерово: КузГТУ, 2012 - Т. 1.-С. 146-149

48. Аксенов, В.В. Разработка и анализ возможных вариантов гидропривода в трансмиссии геохода / В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков, В.Ю.Тимофеев, М.Ю.Блащук // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно- , технический журнал).-2010.-№12. -С. 184-193.

49. Аксенов, В.В. Разработка и анализ возможных вариантов гидро- и электропривода в трансмиссии геохода // В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков, В.Ю. Тимофеев, М.Ю. Блащук / Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2010. - № 3. - С. 7-14.

50. Аксенов, В.В. Синтез вариантов схемных решений трансмиссии геохода с волновой передачей // В.В. Аксенов, В.Ю. Тимофеев / Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2013. - №6. -С. 426-439.

51. Аксенов, В.В. Разработка схемных решений исполнительных органов геоходов // В.В.Аксенов, A.A. Хорешок, К.А. Ананьев, А.Н. Ермаков / Известия высших учебных заведений. Горный журнал. - 2014. - № 3. -С. 73-76.

52. Саати, Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. / Т. Саати. - М.: Радио и связь, 1993. -316 с.

53. Саати, Т. Принятие решений при зависимостях и обратных связях. Аналитические сети. Пер с англ. / Т. Саати, науч. ред. А.В.Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: Издательство ЛКИ, 2008. - 360 с.

54. Тутыгин, А. Г. Преимущества и недостатки метода анализа иерархий. / А.Г. Тутыгин, В.Б. Коробов. // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. - 2010. - № 122. - С. 108-115.

55. Абакаров, А.Ш., Сушков Ю.А. Программная система поддержки принятия рациональных решений "MPR10RITY 1.0" / А.Ш. Абакаров, Ю.А. Сушков // Электронный научный журнал "Исследовано в России", - 2005, - С. 2130-2146.

56. Абакаров А.Ш., Сушков Ю.А. Программная система для выделения наилучшей альтернативы из множества имеющихся альтернатив. (MPRIORITY). Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2005612330 от 08 сентября 2005 г.

57. Аксенов, В.В. Формирование требований к энергосиловой установке геохода /В.В. Аксенов, М.Ю. Блащук, Р.В.Чернухин // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2012. Т. 12. -№ 7. - С. 263-267.

58. Блащук, М.Ю. Основные требования к насосной станции геохода / М.Ю. Блащук, Р.В. Чернухин // Современные тенденции и инновации в науке и производстве: материалы II Международной научно- практической конференции, Междуреченск, 3-5 Апреля 2013. - Кемерово: КузГТУ, - 2013. - С. 26-27

59. Чернухин, Р. В. Отличительные особенности насосной станции геохода / Чернухин Р.В. // Проблемы геологии и освоения недр: труды XVII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых учёных, посвященного 150-летию со дня рождения академика В.А. Обручева и 130-летию академика М. А. Усова, основателей Сибирской горногеологической школы, Томск, 1-6 Апреля 2013. - Томск: Изд-во ТПУ, 2013. — Т. 2-С. 355-356

60. Башта, Т.М. Гидропривод и гидроавтоматика / Т.М.Башта - М: Машиностроение, 1972. - 320 с.

61. Аксенов, B.B. Геометрические параметры размещения гидроцилиндров трансмиссии геохода с гидроприводом / В.В.Аксенов, М.Ю.Блащук // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). -2012.-№ 12. - С.62-68.

62. Блащук, М.Ю. Систематизация схемных решений энергосиловой установки геохода / М.Ю. Блащук, Р.В. Чернухин // Современные тенденции и инновации в науке и производстве: материалы III Международной научно-практической конференции, Междуреченск, 2-4 Апреля 2014. - Кемерово: КузГТУ. - 2013. - С. 18-19

63. Бурков, П.В. Совершенствование способа подачи рабочей жидкости к механизированному комплексу / П.В. Бурков, А.В.Сапожкова // Науков! пращ ДонНТУ. Сер1я «Прничо-геолопчна». - 2009. - Вип. 10(151). - С. 144147.

64. Аксенов, В.В. Компоновочные схемы энергосиловой установки геохода / В.В. Аксенов, М.Ю. Блащук, Р.В. Чернухин // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2014. - №. 3(103). - С. 33-38.

65. Аксенов, В.В. Выбор компоновочных схем размещения энергосиловой установки геохода / В.В. Аксенов, М.Ю. Блащук, Р.В. Чернухин, A.A. Бого-даев // Молодежь в науке - 2013: материалы Международной научно-практической конференции [Электронный ресурс], Минск, 19 Ноября-22 Января 2014. - Минск: ФТИ HAH Беларуси, 2013. - С. 1 - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM).

66. Каталог - Промышленная гидравлика Parker: компоненты и системные решения. Паркер Ханнифин Корпорэйшн, 2005 г.

67.Hydraulics Product Catalog With Preferred & Spotlight Delivery Programs Section. Bosch Rexroth Corporationlndustrial Hydraulics, Bethlehem. 2006 r. -628 p.

68. Каталог Sauer Danfoss. Аксиально-поршневые насосы. Техническая информация, 2010 г.

69. Каталог продукции Саэарра. Гидравлические насосы, моторы и фильтры. 2009 г.

70. Свешников, В.К. Гидрооборудование: Международный справочник. Книга 1. Насосы и гидродвигатели: Номенклатура, параметры, размеры, взаимозаменяемость / В.К. Свешников. - М.: Издательский центр «Техин-форм» МАИ. 2001. - 360 с.

71. Блащук, М.Ю. Применение метода анализа иерархий для выбора типа наноса энергосиловой установки геохода / М.Ю. Блащук, Р.В. Чернухин // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сборник трудов XII Международной научно-технической конференции «Чтения памяти В.Р.Кубачека», Екатеринбург, 24-25 Апреля 2014. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2014 - С. 221-224.

72. Аксенов, В.В. Применение метода анализа иерархий для выбора типа насоса энергосиловой установки геохода / В.В. Аксенов, М.Ю. Блащук , Р.В. Чернухин // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2014. - №. 3(103).-С. 38-43.

73. Аксенов, В.В. Исходные данные для определения параметров энергосиловой установки геохода / В.В. Аксенов, М.Ю. Блащук, Р.В. Чернухин // Горный инженер . - 2013. - №. 1. - С. 208-216.

74. Аксенов, В.В. Определение суммарного расхода рабочей жидкости в гидросистеме геохода / В.В. Аксенов, М.Ю. Блащук, Р.В. Чернухин // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сборник трудов XI международной научно-практической конференции «Чтения памяти В.Р. Кубачека», Екатеринбург, 4-5 Апреля 2013. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2013 - С. 308-311.

75. Аксенов, В.В. Определение результирующего расхода жидкости насосной станции геохода / Аксенов В. В., Блащук М. Ю., Чернухин Р.В. // Горняцкая смена - 2013: Сборник трудов Всероссийской научной конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых с элементами научной школы,

Новосибирск, 24-27 Июня 2013. - Новосибирск: Изд-во ИГД СО РАН. -2013.-С. 349-352.

76. Аксенов, В.В. Исполнительные органы горнопроходческих машин / В.В. Аксенов, A.A. Хорешок, К.А. Ананьев // Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири (Сибресурс 2012). Материалы XIV Международной научно-практической конференции. - Кемерово. - 2012. -С. 106-109.

77. Создание нового вида щитовых проходческих агрегатов многоцелевого назначения - геоходов: Научно-технический отчет (промежуточ.) / ЮТИ ТПУ; Рук. В. В. Аксенов. № госрегистрации 01201374690. - Юрга, 2013. -508 е.: ил.

78. Тангаев, И.А. Энергоемкость процессов добычи и переработки полезных ископаемых / И.А. Тангаев. - М.: Недра, 1986. - 231 с.

79. Горная техника 2009: Каталог-справочник. - СПб.: Славутич, 2007. -232 с.

80. Ермаков, А.Н. Обоснование требований к исполнительным органам формирования законтурных каналов геохода / А.Н. Ермаков, В.В. Аксёнов, A.A. Хорешок, К.А. Ананьев // Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2014. - № 2 (102). - С. 5-7.

81. Аксенов, В.В. Определение момента, развиваемого трансмиссией геохода с гидроприводом / В.В. Аксенов, A.A. Хорешок, М.Ю. Блащук // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2012. - № 12. - С. 75-82.

82. Аксенов, В.В. Определение неравномерности вращающего момента трансмиссии геохода с гидроцилиндрами в разных фазах /В.В. Аксенов, М.Ю. Блащук // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2012. Т. 12. - № 7. - С. 268-274.

83. Аксенов, В.В. Особенности трансмиссии геохода с гидроцилиндрами в разных фазах выдвижения / В.В.Аксенов, А.Б. Ефременков, М.Ю. Блащук // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2012. - № S2. - С.37-42.

84. Аксенов, В.В. Моделирование взаимодействия корпуса носителя геохода с геосредой / В.В.Аксенов, А.Б. Ефременков, М.Ю. Блащук, В.Ю. Тимофеев // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2010. Т. 3. - № 12. - С.41-48.

85. Аксенов, В.В. Определение габарита свободного внутреннего пространства геохода с гидроприводом / В.В. Аксенов, А.Б. Ефременков, М.Ю. Блащук // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2012. - № 82. - С. 50-55.

86. Гойдо, М.Е. Проектирование объемных гидроприводов /М.Е. Гойдо. -М.: Машиностроение, 2009. - 304 с.

87. Ковалевский, В.Ф. Теплообменные устройства и тепловые расчеты гидропривода горных машин / В.Ф. Ковалевский. - М.: «Недра», 1972, -224 с.

88. Петров, В.А. Гидрообъемные трансмиссии самоходных машин / В.А. Петров В.А. - М.: Машиностроение, 1988. - 248 с.