Рациональные параметры погрузочных органов проходческих комбайнов с нагребающими звездами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат наук Афонина, Наталия Борисовна

• Афонина, Наталия Борисовна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Афонина, Наталия Борисовна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1 Комбайновая проходка горных выработок на шахтах России

и за рубежом

1.2 Обзор исследований рабочих процессов проходческих комбайнов избирательного действия

1.3 Обзор исследований рабочих процессов погрузочных органов непрерывного действия проходческих комбайнов и погрузочных машин

1.4 Постановка задач исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И НАГРУЗОК ПОГРУЗОЧНЫМИ ОРГАНАМИ С НАГРЕБАЮЩИМИ ЗВЕЗДАМИ

2.1 Обоснование рабочей гипотезы процесса взаимодействия

2.2 Математические модели формирования производительности и нагрузок

2.3 Математическое моделирование влияния важнейших факторов

на производительность и нагрузки рабочего органа

Выводы по главе 2

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ

3.1 Экспериментальные исследования погрузочных органов

с нагребающими звездами

3.2 Физические процессы при взаимодействии погрузочного органа

со штабелем

3.3 Количественные характеристики рабочего процесса погрузочного

органа с нагребающими звездами

3.4 Разработка математических моделей рабочих процессов и оценка их адекватности

Выводы по главе 3

4. РАЗРАБОТКА ИНЖЕНЕРНОЙ МЕТОДИКИ ВЫБОРА ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПОГРУЗОЧНОГО ОРГАНА С НАГРЕБАЮЩИМИ ЗВЕЗДАМИ ПРОХОДЧЕСКОГО КОМБАЙНА

4.1 Общая структура инженерной методики выбора параметров погрузочных органов с нагребающими звездами

4.2 Обоснование целевой функции, системы ограничений

и совокупности выбираемых параметров

4.3. Разработка алгоритма поиска рациональных параметров

погрузочного органа

4.4 Выбор параметров погрузочных органов проходческих комбайнов

Выводы по главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

П.1 Программное обеспечение инженерной методики выбора

параметров погрузочного органа

П.2 Протокол проведения производственных испытаний

П.З Документы о внедрении результатов исследований и разработок

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Рациональные параметры погрузочных органов проходческих комбайнов с нагребающими звездами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В последние десятилетия при строительстве различных горных выработок за счет применения комплексов оборудования на базе проходческих комбайнов усиливаются процессы концентрации производства, растет производительность труда, повышается качество, мощность и надежность оборудования, во все большей степени удается обеспечивать бесперебойность производственных процессов, улучшать условия труда и технику безопасности.

Научно-исследовательские, проектно-конструкторские организации и вузы — ННЦ-ГП ИГД им. A.A. Скочинского, ЦНИИПодземмаш, КузНИУИ, МГГУ, ЮРГПУ(НПИ), ТулГУ и другие, ведут работы по исследованию процессов разрушения горных пород проходческими комбайнами избирательного действия. При этом значительно меньшее внимание уделяется изучению процесса взаимодействия погрузочного органа с разрушенным материалом, повышению его эффективности, несмотря на то, что исполнительный и погрузочный органы комбайна обладают кинематическими и конструктивными связями.

Нагребающие элементы, устанавливаемые на комбайне, имеют различную погрузочную способность. Применяются одногребковые или многогребковые лапы с приводом от кривошипно-кулисного или кривошипно-рычажного механизмов. В последнее время в мировом и отечественном комбайностроении широкое распространение находят погрузочные органы, выполненные в виде двух вращающихся звезд и отличающиеся большим разнообразием конструктивного исполнения. Такие погрузочные органы отличает простота конструкции и повышенная надежность.

В то же время особенности взаимодействия погрузочных органов с нагребающими звездами со штабелем погружаемого материала

недостаточно изучены. Физические процессы погрузки горной массы погрузочными органами с нагребающими лапами и нагребающими звездами существенно различаются. Известные математические модели, описывающие процесс погрузки материала погрузочным органом с нагребающими лапами, не учитывают особенностей формирования штабеля горной массы погрузочными органами с нагребающими звездами — в первую очередь, из-за различия в траекториях движения и геометрии нагребающих элементов — лап и звезд. Не разработана и не используется в практике проектирования проходческих комбайнов методика определения параметров погрузочных органов проходческих комбайнов с нагребающими звездами.

Таким образом, изучение рабочих процессов погрузочных органов проходческих комбайнов, оптимизация их параметров является необходимой частью работы по дальнейшему повышению эффективности работы комбайна, скорости проведения выработки, и является актуальной научно-технической задачей.

Соответствие диссертации плану работ ФГБОУ ВПО ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова и целевым комплексным программам. Диссертационная работа входит в состав исследований по научному направлению «Теория и принципы построения робототехнических и мехатронных систем и комплексов», выполнена в рамках госбюджетной темы П-53-767 -«Исследование рабочих процессов и совершенствование конструкций горнопроходческих машин», а также в соответствии с соглашением с Минобрнауки РФ №14.В37.21.2103 от 14.11.2012 о предоставлении гранта в форме субсидии на проведение научных исследований в рамках целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013г.г. по теме «Разработка высокоэффективного горнопроходческого оборудования нового технического уровня».

Целью работы является повышение эффективности применения проходческих комбайнов избирательного действия с погрузочными органами с нагребающими звездами путем обоснования и выбора их рациональных параметров для заданных условий эксплуатации на основе исследований процессов взаимодействия с разрушенной горной массой.

Идея работы. Использование экспериментально установленных закономерностей и описывающих их математических моделей формирования производительности и нагрузок погрузочных органов с нагребающими звездами проходческих комбайнов избирательного действия со штабелем горной массы для разработки научных основ их расчета и выбора рациональных параметров.

Объект исследования — погрузочный орган проходческого комбайнов избирательного действия в виде двух вращающихся звезд.

Предмет исследования — процесс взаимодействия погрузочного органа со штабелем погружаемого материала.

Методы исследований. Реализация поставленной цели осуществлялась на основе комплекса современных методов, включающих анализ литературных источников, экспериментальные исследования на физической модели и натурном объекте, методы имитационного компьютерного моделирования рабочих процессов, анализа и обработки результатов наблюдений с использованием математического аппарата теории вероятности и математической статистики.

Методологическую и теоретическую базу исследований представляют: методы экспериментальных и теоретических исследований погрузочных органов с нагребающими лапами и роторных, разработанные в трудах докторов наук Кальницкого Я.Б., Тихонова Н.В., Максимова В.П., Верклова Б.А., Водяника Г.М., Хазановича Г.Ш., Дровникова А.Н., Кравченко П.Д., кандидатов наук Гонтаря Н.В., Мариана И.Д., Иванова О.П., Рюмина И.Ф., Сильня В.Г., Крисаченко Е.А., Турушина В.А., Васильева Ю.А., Ерейского В,Д., Лоховинина С.Е., Хазановича В.Г. и др. Теоретической базой исследований физики процесса взаимодействия являются элементы теории сыпучих тел, разработанные

применительно к процессам погрузки сыпучих и кусковых материалов в трудах отечественных ученых, кроме упомянутых, докторов наук Ляшенко Ю.М., Носенко A.C., кандидатов наук Гагина О.Д., Каргина Р.В. и др. Для методического обеспечения проекта экспериментальной модельной установки погрузочного органа использованы основы теории подобия. При разработке программы опытов применена теория планирования эксперимента.

Положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Особенности физических процессов взаимодействия погрузочного органа с нагребающими звездами различной геометрической конфигурации со штабелем погружаемого материала, позволяющие с качественных позиций объяснить формирование объема единичного захвата отдельным лучом и погрузочным органом в целом в течение очередного оборота звезды.

2. Экспериментально установленные количественные закономерности формирования объема зачерпывания отдельным лучом и в целом нагребающей звездой и влияние на них основных конструктивных и режимных факторов: диаметра звезды, количества лучей, угла установки лучей в плоскости нагребающей звезды, высоты луча, угловой скорости вращения звезды и глубины внедрения ее в штабель, являющиеся исходной базой для разработки математических моделей производительности погрузочного органа.

3. Установленные в результате экспериментальных исследований средних за очередной оборот и максимальных значений крутящих моментов сопротивлений на валу нагребающей звезды в зависимости от основной группы влияющих конструктивных и режимных факторов, позволяющие разработать математические модели нагрузок и энергетических затрат при захвате порции материала погрузочным органом.

4. Разработаны базирующиеся на результатах исследований основные положения методики выбора рациональных параметров погрузочных органов с нагребающими звездами для проходческих комбайнов избирательного действия,

позволяющие решать задачи модернизации существующих и проектирования новых погрузочных органов.

Научная новнзна диссертационной работы:

1. Отличительными особенностями физических процессов взаимодействия нагребающей звезды со штабелем погружаемого материала (в сравнении с аналогичными процессами при работе парных нагребающих лап) являются: возрастающая подвижность сыпучего материала вблизи поверхности откоса с увеличением числа лучей, что приводит к динамическому характеру формирования, снижению количества материала, попадающего между соседними лучами и объема захвата порции материала очередным лучом из штабеля, находящегося в неуравновешенном состоянии, а также к уменьшению сопротивлений движению луча в штабеле; перемещение в плоскости питателя части материала штабеля из зоны действия одной звезды к другой и образование «мертвой зоны», что снижает эффективность погрузки.

2. Регрессионная математическая модель массы груза, захватываемого и передаваемого на конвейер лучами за очередной оборот нагребающей звезды, которая с учетом частоты вращения и числа звезд определяет возможную производительность погрузочного органа, представляет собой нелинейную многофакторную зависимость, отличающуюся тем, что наряду с влиянием факторов, характерных для погрузочного органа с нагребающими лапами -площади захвата, высоты гребка, объема горной массы в активной зоне, учитывается количество лучей и угол их установки в плоскости нагребающей звезды, причем масса груза, захватываемая отдельным лучом, при количестве лучей больше трех, растет медленнее количества лучей, а с ростом угла установки лучей масса единичного захвата лучом возрастает по экспоненциальному закону.

3. Математические модели среднего значения момента сопротивления вращению за полный оборот нагребающей звезды в штабеле погружаемого материала и удельной энергоемкости погрузки по структуре представляют собой многофакторные регрессионные зависимости от той же группы влияющих

факторов, что и зависимость массы захватываемого груза, причем с увеличением количества и угла установки лучей момент сопротивлений черпанию растет быстрее, чем масса груза, захватываемая звездой за один оборот.

4. Алгоритм выбора рациональных параметров погрузочного органа с нагребающими звездами при проектировании или модернизации проходческого комбайна определяется видом целевой функции, системой функций-ограничений и совокупностью параметрических ограничений, отличающийся тем, что с использованием математических моделей объемов захвата, среднего момента сопротивлений и энергоемкости позволяет решать задачи поиска максимальной производительности при заданной предельной энерговооруженности привода и необходимой производительности при минимальном значении удельных энергозатрат.

Теоретическая значимость работы состоит в установлении закономерностей формирования нагрузок в трансмиссии погрузочного органа, формировании производительности комбайна и в разработке методики выбора рациональных параметров погрузочного органа с нагребающими элементами в виде двух вращающихся звезд.

Практическое значение работы заключается в том, что ее результаты — математические модели производительности и нагрузок в приводе, алгоритм выбора параметров погрузочного органа с нагребающими звездами и программное обеспечение расчета основных показателей приняты заводом горного машиностроения для использования при проектировании отечественных комбайнов избирательного действия.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются применением современных апробированных методов исследований:

- анализом научно-исследовательских работ по теме диссертации;

- проведением комплекса экспериментальных исследований на физической модели погрузочного органа с соблюдением критериев подобия, использованием современных средств измерений;

- статистическими методами обработки результатов исследований и планирования вычислительных и физических экспериментов, выполненных с использованием современных ЭВМ и программных продуктов;

- достаточным объемом наблюдений за эксплуатацией горнопроходческих комбайнов с погрузочными органами с нагребающими звездами и экспериментальных исследований на модельной установке.

Адекватность математических моделей реальному процессу подтверждается максимальным расхождением расчетных и экспериментальных данных, которое в большинстве случаев не превышает 12 %; ошибка в определении средних значений опытных данных составляет не более 15 % при доверительной вероятности 0,85.

Реализация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы внедрены в ОАО «Копейский машиностроительный завод», ООО «Шахтоуправление «Садкинское», ООО «Управление механизации тоннельдорстрой», ЮРГПУ(НПИ) им.М.И. Платова.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований доложены и одобрены: на симпозиумах «Неделя горняка» г. Москва (20122013 гг.); на IV-й Международной и 62 Всероссийской научно-практической конференции, апрель 2013, г. Шахты «Перспективы развития Восточного Донбасса»; на Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности», 31 января 2013г., г. Тамбов; на I Международной научной конференции «Приоритеты мировой науки: эксперимент и научная дискуссия», 29-30 сентября 2013г., г. Санкт-Петербург - North Charleston, SC, USA.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ объемом 6,1 п.л., в том числе 3 статьи (2,6 п.л.) в изданиях из Перечня ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, утвержденного ВАК, получено 1 свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка литературы из 81 наименования, содержит 65 рисунков, 11 таблиц. Общий объем диссертации составляет 182 страницы.

1 ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1 Комбайновая проходка горных выработок на шахтах России

и за рубежом

Важнейшим звеном в технологическом процессе горнодобывающего предприятия является проведение подготовительных горных выработок, от темпов прохождения и качества которых в значительной мере зависит эффективная работа всего добывающего комплекса. Так, «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года» [1], утвержденная Правительством РФ 13 ноября 2009 г., одним из приоритетных направлений научно-технического прогресса в угольной промышленности определяет коренное техническое перевооружение угледобывающего производства, включая проходческое оборудование нового технического уровня. Другим важным документом, прогнозирующих развитие горнодобывающей отрасли, является «Концепция развития очистного, проходческого, конвейерного и бурового оборудования на период до 2020 года», разработанная ННЦ-ГП ИГД им. А.А.Скочинского [2], в которой отмечается, что в системе горных работ шахт наименьшей эффективностью характеризуются горноподготовительные работы.

Современные очистные комплексы обеспечивают нагрузку на лаву до 2-8 млн. тонн в год. В этих условиях для своевременного воспроизводства фронта очистных работ необходимы темпы проведения подготовительных выработок до 300-1000 м в месяц. Однако реальные средние темпы проведения выработок на существующем горнопроходческом оборудовании при применении проходческих комбайнов составляют 200-220 м/мес.

Таким образом, создание высокоэффективного горнопроходческого оборудования, в котором используются принципы совмещения операций, обеспечивается существенно более высокая производительность на выходе как системы в целом, так и производительность труда работающих при максимальном уровне автоматизации рабочих процессов является в настоящее время одной из актуальных проблем развития отраслей по добыче твердых полезных ископаемых.

На шахтах развитых стран за счет выполнения целого комплекса организационно-технических мероприятий (концентрации горных работ, рациональной подготовки шахтных полей и др.) начиная с 80-х годов прошлого столетия наметилась тенденция сокращения объемов проведения выработок. Наряду с этим увеличение темпов проходки связано с более широким применением проходческих комбайнов.

В США, Великобритании и Польше комбайновый способ проведения подготовительных выработок составляет 60-80% от общего объема.

В России, по состоянию на 2010 г., эксплуатировалось около 700 единиц проходческих комбайнов избирательного действия [3]. Доля комбайнов ОАО «Копейский машиностроительный завод» составляла 70 %, в том числе, из них основную долю занимают комбайны 1ГПКС (около 65 %) и КП21 (30 %). Доля комбайнов ближнего и дальнего зарубежья составляет 30 %, из них комбайны ОАО «ЯМЗ» занимают 50 %, а комбайны ОАО «НКМЗ» — 40 % [3].

Комбайновый способ проведения выработок совмещает во времени основные технологические операции, и проведение выработки протекает как непрерывный процесс, позволяя получить высокую эффективность горнопроходческих работ. Поэтому за последние годы на мировом рынке горнопроходческой техники появляется все больше марок проходческих комбайнов избирательного действия. География производства постоянно расширяется за счет выхода на мировой рынок все новых стран, например, Китая.

Постоянно идет совершенствование разрушающих органов проходческих комбайнов, что позволяет разрушать все более крепкие породы. Это влечет за

собой увеличение как энерговооруженности, так и массы комбайнов для обеспечения напорного усилия и устойчивости. Мощность электродвигателей исполнительных органов достигает 400 кВт (средняя — 250 кВт). Суммарная мощность электродвигателей комбайна достигает 620 кВт. Производительность разрушения пород с пределом прочности 120 МПа около 5,8 м3/мин. Использование уширителей питателей позволяет погружать разрушенную породу по фронту шириной до 6 м. Комбайны среднего класса наиболее востребованы на угольных шахтах при проведении новых выработок. Если говорить о проведении выработок на шахтах РФ, то в настоящее время доля комбайнов среднего класса КП21 возросла до 38 %, а легкого класса 1ГПКС сократилась на 7 %, при этом доля импортных комбайнов тяжелого класса увеличилась на 4 %.

Таким образом, тенденции развития конструкций проходческих комбайнов избирательного действия связаны с расширением области применения комбайнов, что достигается внедрением частных конструктивных решений, таких как: уменьшение высоты машин для проходки невысоких горных выработок и добычи полезного ископаемого; увеличение поперечного сечения конвейера комбайна; увеличение соотношения мощность/вес; применение нескольких скоростей перемещения стрелы исполнительного органа и скоростей вращения коронки, которые дают возможность оптимизировать процесс резания в зависимости от крепости породы. Это приводит к тому, что изготовители комбайнов уходят от производства машин легкого класса, уделяя большее внимание разработке и производству комбайнов среднего и тяжелого классов.

При выполнении проходческих работ одной из самых трудоемких операций является разрушение массива горных пород, которая требует значительных энергетических, материальных, трудовых, технологических и др. ресурсов. В связи с этим поиск эффективных способов отделения породы от массива представляется актуальной народнохозяйственной задачей.

Традиционно способы разрушения по характеру передачи энергии разрушаемому телу классифицируют на следующие: механический,

гидравлический, взрывной, физический, химический и комбинированный (например, гидромеханический) [4]. Наиболее глубокие научные исследования способов разрушения горных пород в отношении создания породопроходческих комбайнов были проведены Л. И. Бароном и Б. М. Логунцовым [5, 6]. Несмотря на то, что данная тема рассматривалась еще в 60-х годах прошлого столетия, остается актуальным и в настоящее время сделанный тогда вывод о том, что механический способ разрушения среди прочих является наиболее востребованным при разрушении проходческого забоя. Ограниченное применение в отрасли таких способов разрушения как ультразвуковое, инфразвуковое, электрофизическое, термическое, лазерное, с помощью водяных струй высокого давления и др. обусловлено их высоким уровнем затрат, а отсюда - низкой эффективностью. Тем не менее, исследования в этом направлении продолжаются с целью поиска более экономичных вариантов [7, 8].

В последние годы хорошие практические результаты были получены при применении комбинированного гидромеханического способа разрушения [9-13 и др.]. Однако на пути его широкого внедрения стоят серьезные технические проблемы: потребность в мощных насосах (давление не менее 80—100 МПа), сверхнормативное изнашивание твердосплавных насадок струеформирующего устройства, сложности подвода воды к рабочему органу проходческого комбайна ИТ. д.

Таким образом, механический способ разрушения горных пород в настоящее время остается практически безальтернативным. По данным некоторых источников [4] на его долю приходится до 85 % от всего объема горных и земляных работ.

В свою очередь, при механическом разрушении горных пород в зависимости от типа рабочего инструмента, кинематики исполнительного органа и режимных параметров процесса отбойки различают следующие способы разрушения [14, 15]:

- резанием - рабочий инструмент (резцы) в результате непрерывного статического воздействия и перемещения с постоянной скоростью воздействует на разрушаемый забой, отделяя пограничные слои породы от массива;

- ударным разрушением - рабочий инструмент (коронки перфораторов, долота станков ударного бурения) внедряется в горную породу под действием ударной нагрузки; процесс при этом характеризуется высокими скоростями передачи ударных сил от инструмента к массиву, которые обеспечивают появление больших разрушающих нагрузок;

- раздавливанием - по принципу воздействия на горную породу отличается от ударного способа статическим приложением нагрузки к рабочему инструменту (шарошки всех видов и дробовые коронки);

- комбинированным (ударно-вращательным, вращательно-ударным) -сочетание свойств резания и ударного разрушения.

Каждый из вышеперечисленных способов в силу свойственных ему достоинств и недостатков имеет свою область применения при проведении горных выработок.

Так, способ резания обладает высокой производительностью процесса разрушения, возможностью получения различных траекторий движения резцов, простотой конструкции режущего инструмента и его дешевизной, невысокими энергозатратами на разрушение при правильно выбранных режимах работы и геометрических параметрах резцов. Однако, в силу большой величины трения на единицу объема разрушенной горной массы, режущие инструменты экономически эффективны только при работе по малоабразивным породам с коэффициентом крепости до 5-6 по шкале проф. М. М. Протодьяконова [15].

Для разрушения более крепких пород применяют ударный инструмент, т. к. затраты энергии на трение при работе такого инструмента ниже, чем у режущего, хотя сам способ разрушения более энергоемок, процесс работы прерывен, что обусловливает меньшую эффективность.

Раздавливающий инструмент, в сравнении с режущим, также имеет низкие затраты энергии на трение, что позволяет применять его и по крепким абразивным породам (использование проходческих комбайнов с дисковыми шарошками по породам с коэффициентом крепости 4-8 и более). Однако использование шарошечного инструмента обуславливает высокую энергоемкость процесса и необходимость создания больших напорных усилий, что приводит к увеличению массы и габаритов машин, снижению их маневренности, а также негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках породоразрушающего инструмента. Шарошки, в отличие от резцов, имеют более сложную конструкцию, большую массу, а, следовательно, и более высокую стоимость. Их слабым местом являются опоры, которые нередко изнашиваются быстрее, чем рабочая часть шарошки.

Таким образом, эффективность использования различных способов и средств разрушения горных пород существенным образом зависит от условий их применения и, в первую очередь, от физико-механических свойств разрушаемой среды. Из приведенного выше анализа следует, что при разрушении пород средней крепости и невысокой абразивности наименее энергоемким и наиболее эффективным способом является механическое резание и, как следствие, этот способ весьма востребован на каждом этапе развития проходческой техники.

На принципе резания построена работа исполнительных органов большинства проходческих комбайнов, которые широко применяются (удельный вес порядка 60 %) в горнодобывающей промышленности Российской Федерации для проведения подготовительных и капитальных выработок как по полезному ископаемому с возможной присечкой пород, так и для отработки сплошного породного забоя. Результаты научных исследований в области разрушения горных пород и практика создания и эксплуатации проходческих комбайнов позволяют заключить, что и в ближайшие годы механический способ с помощью режущего инструмента будет оставаться основным видом разрушения.

Важно отметить, что производительность проходческих комбайнов и эффективная область их применения в значительной степени зависят от характеристик используемого резцового инструмента, вследствие чего, требования к нему постоянно возрастают. Зачастую имеющиеся в производстве резцы им не соответствуют, поэтому для повышения эффективности их работы необходимо проведение дальнейших исследований по изучению процесса взаимодействия инструментов с разрушаемым массивом.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Афонина, Наталия Борисовна, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 г.

2. Линник Ю.Н. и др. Концепция развития очистного, проходческого, конвейерного и бурового оборудования на период до 2020 г. /Горное оборудование и электромеханика. - 2006. - No2. - С. 2-12. - No3. - С. 2-6.

3. Семенов В.В. Проходческие комбайны избирательного действия отечественного и зарубежного производства /Семенов В.В., Калашников С.А., Носенко A.C. и др. //Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ (НПИ). - Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2012.- 123 с.

4. Бритарев В. А., Замышляев В. Ф. Горные машины и комплексы. — М.: Недра, 1984.-288 с.

5. Барон Л. И., Логунцов Б. М. Анализ различных способов разрушения горных пород применительно к созданию породопроходческих комбайнов / Гос. ком. Совета Министров СССР по топливной пром-сти; Центр, ин-т техн. информации угольной пром-сти. - М., 1962. - 55 с. - (сер.: «Механизация и автоматизация добычи и обогащения угля и горное оборудование»).

6. Барон Л. И., Глатман Л. Б., Губенков Е. К. Разрушение горных пород проходческими комбайнами. - М.: Наука, 1968. - 216 с.

7. Емелин М. А. и др. Новые методы разрушения горных пород: Учеб. пособие для студентов горн.-геол. вузов. - М.: Недра, 1990. - 241 с. - (сер.: «Высшее образование»).

8. Новые методы разрушения и механика горных пород: Сб. науч. тр. / АН УССР, Ин-т геотехн. механики; [Редкол.: Э. И. Ефремов (отв. ред.) и др.]. - Киев: Наук, думка, 1981. - 187 с.

9. Бреннер В. А., Жабин А. Б., Пушкарев А. Е., Щеголевский М. М. Гидромеханическое разрушение горных пород. М.: АГН, 2000. - 343 с.

10. Качурин Н. М., Бреннер В. А., Жабин А. Б., Щеголевский М. М., Лавит И. М. Расчет и проектирование гидромеханических исполнительных органов проходческих комбайнов. М.: МГГУ, 2003. - 293 с.

11. Жабин А. Б. Обоснование параметров взаимодействия агрегированного механогидравлического инструмента с массивом для эффективного разрушения крепких горных пород: автореф. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук / Тульский политех, ин-т. — Тула, 1984. - 18 с.

12. Жабин А. Б. Разрушение крепких горных пород гидромеханическими резцами проходческих комбайнов: автореф. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук / Тульский гос. ун-т. - Тула, 1996. - 42 с.

13. Харламов С. Е. Моделирование процесса разрушения горных пород гидромеханическими резцами проходческих комбайнов и разработка метода расчета их нагруженности: автореф. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук / Тульский гос. ун-т. - Тула, 1998. - 17 с.

14. Крапивин М. Г., Раков И. Я., Сысоев Н. И. Горные инструменты. - М.: Недра, 1990.-256 с.

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

16. Барон Л. И., Логунцов Б. М. Анализ различных способов разрушения горных пород применительно к созданию породопроходческих комбайнов / Гос. ком. Совета Министров СССР по топливной пром-сти; Центр, ин-т техн. информации угольной пром-сти. - М., 1962. - 55 с. - (сер.: «Механизация и автоматизация добычи и обогащения угля и горное оборудование»).

17. Барон Л. И., Глатман Л. Б., Губенков Е. К. Разрушение горных пород проходческими комбайнами. -М.: Наука, 1968. - 216 с.

18. Леванковский И. А. Научные основы создания высокоэффективных инструментов для разрушения горных пород и породосодержащих композитов: автореф. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук / Моск. гос. откр. ун-т. — М., 2000. — 34 с.

19. Леванковский И. А., Позин Е. 3. Общие вопросы создания и совершенствования режущих блоков для горных и дорожных машин // Разрушение горных пород и композиционных материалов поворотными резцами: Сб. научных трудов. - М.: АГН, 1998. - Вып. 1. - С. 6-29.

20. Глатман Л. Б., Леванковский И. А., Мультанов С. И. Основные аспекты создания новых поколений поворотных резцов для разрушения горных пород // Горный вестник. - М., 1993. - № 2. - С. 54-60.

21.Коняшин Ю. Г. Расчетные зависимости для определения условий поворота породоразрушающих резцов с конической режущей частью // Научные сообщения / Акад. наук СССР. Ин-т горного дела им. А. А. Скочинского. - М.: ИГД, 1978. - Вып. 166: Технология, механизация и автоматизация проведения горных выработок. - С. 10-20.

22. Глатман Л. Б. Состояние и перспективы использования механического способа разрушения пород для создания проходческих комбайнов // Теория и практика разрушения углей и горных пород: Материалы Науч. совета по пробл. «Новые процессы и способы пр-ва работ в горн, деле» Гос. ком. Совета Министров СССР по науке и технике. [Материалы семинара]. -М.: ИГД, 1978. -С. 61-62.

23. Глатман Л. Б. Поворотные резцы для проходческих комбайнов // Научные сообщения / Акад. наук СССР. Ин-т горного дела им. А. А. Скочинского. - М.: ИГД, 1981. - Вып. 202: Научно-технические вопросы комплексной механизации горнопроходческих работ. - С. 7-11.

24. Глатман Л. Б., Логунцов Б. М., Позин Е. 3. Инструмент очистных и проходческих комбайнов. - М.: ВИНИТИ, 1978. - 214 с. - (Итоги науки и техники / ВИНИТИ Сер. «Горн, и нефтепромысл. машиностроение»; Т. 5).

25. Леванковский И. А., Глатман Л. Б., Козлов Ю. Н. Влияние элементов геометрии поворотных резцов на силовые показатели процесса резания горных пород // Разрушение горных пород и композиционных материалов поворотными резцами: Сб. научных трудов. - М.: АГН, 1998. - Вып. 1. - С. 54-71.

26. Леванковский И. А., Глатман Л. Б. Анализ и оценка влияния основных факторов и условий на износ поворотных резцов при работе проходческих комбайнов // Разрушение горных пород и композиционных материалов поворотными резцами: Сб. научных трудов. - М.: АГН, 1998. - Вып. 1. — С. 81— 109.

27. Методика расчета резцов на прочность и долговечность / М-во угол, пром-сти СССР, АН СССР, Ин-т горного дела им. А. А. Скочинского; [Разраб. проф., д. т. н. Е. 3. Позин и др.]. - М.: ИГД, 1986. - 61 с.

28. Болобов В. И., Бобров В.Л., Талеров М.П., Мишин В.В. К распределению микроструктуры по длине породоразрушающих резцов // Горное оборудование и электромеханика. -М., 2010. -№ 10. - С. 26-28.

29. Болобов В.И., Зотов О.Г., Талеров М.П., Бобров В.Л., Мишин В.В. К возможной причине недостаточной износостойкости отечественных тангенциальных резцов // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения: Труды 8-ой международной научно-практической конференции (Воркута, 7-9 апреля 2010 г.). - Воркута, 2010. - Т. 2. - С. 298-302.

30. Михайлов В.Г. «Горный инструмент» — М., Углетехиздат, 1950, 219 с

31. Крапивин М.Г., Раков И. Я., Сысоев Н. И. Горные инструменты. - М.: Недра, 1990.-256 с.

32. Бреннер В. А., Жабин А. Б., Пушкарев А. Е., Щеголевский М. М. Гидромеханическое разрушение горных пород. М.: АГН, 2000. - 343 с.

33. Качурин Н. М., Бреннер В. А., Жабин А. Б., Щеголевский М. М., Лавит И. М. Расчет и проектирование гидромеханических исполнительных органов проходческих комбайнов. М.: МГГУ, 2003. - 293 с.

34. Жабин А. Б. Разрушение крепких горных пород гидромеханическими резцами проходческих комбайнов: автореф. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук / Тульский гос. ун-т. - Тула, 1996. - 42 с.

35. Малиованнов Д.И. Состояние и перспективы создания средств комплексной механизации проведения горных выработок на шахтах крутого падения Донбасса. М., 1969 - 78 с.

36. Малевич H.A. Горнопроходческие машины и комплексы. - М. Недра, 1971 -384 с.

37. Малевич H.A. Основные направления комплексной механизации проведения горизонтальных и наклонных выработок. - Тр. ЦНИИПодземшахтостроя, вып.6, «Механизация горнопроходческих работ». М. Недра, 1968 - 85 с.

38. Гетопанов В.Н. Проектирование и надежность средств комплексной механизации: учебник для вузов / В.Н. Гетопанов, В.М. Рачек - М.: Недра, 1986. -208 с.

39. Солод В.И. и др. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. - М.: Недра, 1982. - 350 с.

40. Исследование ремонтопригодности горнопроходческих машин и комбайнов избирательного действия и создание конструкций, удовлетворяющих требованиям безремонтной эксплуатации: Отчет о НИР (заключит.) /Новочеркасск, политехи, ин-т; Руководитель С.И. Носенко. - тема 3778; №ГР01820091282; Инв.№02860040582. - Новочеркасск, 1986. - 175 с.

41. Носенко В.В. Сервисное обеспечение эксплуатации и унификация горнопроходческих машин/ В.Г.Хазанович, В.В.Носенко, С.Д.Сазонов //Научно-аналитический и производственный журнал «Горное оборудование и электромеханика». М. «Новые технологии» № 4, 2009,- С.8-12.

42. Носенко В.В. Сервисное обеспечение эксплуатации горно-проходческих комбайнов /A.A. Филоненко // Перспективы развития Восточного Донбасса. Часть

2: сб. науч. тр./ Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ (НПИ).- Новочеркасск, 2009.-С.321.

43. Скуров А.Г., Хазанович В.Г. Общие положения и порядок расчета производительности проходческих комбайнов избирательного действия /Новочеркасск, политехи, ин-т. - Новочеркасск, 1989. - 41 с. - Деп. В ЦНИЭИУголь 12.04.90. - №5111-уп.

44. Хазанович В.Г., Скуров А.Г. Основные методические положения по исследованию производительности проходческих комбайнов избирательного действия /Новочеркасск, политехи, ин-т. - Новочеркасск, 1989. - 35 с. - Деп. В ЦНИИТЭИТЯЖМАШ 4.09.89. - №454-М89.

45. Хазанович В.Г. Разработка и выбор рациональных параметров гидрофицированного погрузочного органа проходческого комбайна избирательного действия [Текст]: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.05.06 / В. Г. Хазанович. - Новочеркасск, 1996. - 19 с.

46. LI Xiao-huo LIU Chun-hua Dynamics research on star wheel loading machine based on ANSYS / Journal of Liaoning Technical University; 2007-S2.

47. XU Zhuo,MAO Jun Research and Confirmation Structure Size for Star Wheel Loading Machanism of Roadheader / Coal Mine Machinery; 2009-10.

48. ZHANG Guo-dong Design research on loading system of mine roadheader / Coal Science and Technology; 2006-10.

49. LI Jun Analysis and Research of How to Raise Loading Efficiency that Stellated Loader Owns / Coal Mine Machinery; 2011-03.

50. QIN Feng, LI Chun-ying Influence of the Turntable Size and Rotation Rate and the Materials Depth on the Loading Efficiency of Roadheader / Mechanical Management and Development; 2011-02.

51. LIANG Xiao-dong,LI Xiao-huo Determination of star wheel loading mechanism's lowest rotating speed of road-headers which don't jam / Journal of Liaoning Technical University; 2006-S2.

52. Хиценко Н.В., Хиценко А.И., Борисов Е.В. Моделирование производительности питателя с погрузочными звездами / Вестник Донецкого национального технического университета. - Донецьк, 2011. - №1. - С. 166-172.

53. Кальницкий Я.Б., Абрамсон Х.И., Родионов Г.В. Подземная механизированная погрузка. - М.: Гос. нуч.-тех. изд-во литературы по горному делу. - 1961, 189 с.

54. Погрузочные машины для сыпучих и кусковых материалов /Под ред. Г.В. Родионова и Я.Б. Кальницкого //Авторы: Г.В. Родионов, А.Д. Костылев, П.А. Михирев, Я.Б. Кальницкий, В.В. Сороко, К.С. Гурков, A.B. Собол — М.: Гос. изд-во начно-техн. машиностроительной литературы. - 1962-248 с.

55. Кравченко П.Д. Исследование и выбор режимных параметров погрузочных машин бокового захвата: дис. ... канд. техн. наук: - Новочеркасск, 1971.

56. Васильев Ю.А. Исследования двухроторной погрузочной машины с гидравлическим дифференциальным приводом: дис. ... канд. техн. наук: -Новочеркасск, 1974.

57. Максимов В.П. Исследование и выбор рационального исполнительного органа погрузочных машин типа ПНБ: Автореф. дисс... канд. техн. наук: 05.05.06. — Защищена 27.05.81 г. - Новочеркасск, 1981. — 19 с.

58. Максимов В.П., Рюмин И.Ф. Результаты экспериментального исследования формы исполнительного органа погрузочной машины непрерывного действия на энергоемкость погрузки. /Динамика и надежность погрузочных и грузоподъемных машин. Межвузовский сб. - Новочеркасск, изд-во НПИ, 1982.- с.10-15.

59. Рюмин И.Ф., Кравченко П.Д. Некоторые результаты исследования модели роторного погрузочного органа. - Тр. НПИ, 1970, т.218, С.126-129.

60. Рюмин И.Ф., Максимов В.П., Рыжиков В.А., Алексеенко Т.Ф. Погрузочная машина ПНБ-ЗД с регулируемым режимом работы /Динамика и

надежность погрузочных и грузоподъемных машин. Межвузовский сб. -Новочеркасск, изд-во НПИ, 1982.- С.3-9.

61. Гонтарь Н.В. Об улучшении забирающего органа машины С-153 //Науч. тр. /Новочерк. политехи, ин-т. - 1959. - Т. 49. - С . 29-46.

62. Мариан И.Д. Требования к исполнительному органу погрузочной машины с загребающими лапами //Науч. тр. /Проект, и науч.-иссл. ин-т. Гипроникель. - 1958. - Вып. 2. - Горное оборудование. - С.133-161.

63. Кальницкий Я.Б., Филимонов А.Т. Самоходное погрузочное и доставочное оборудование на подземных рудниках. - М.: Недра, 1974. - 302с.

64. Горбачев Б. Г. Определение мощности двигателей для погрузочных машин с нагребающими лапами // Транспорт горных предприятий. - М.: МГИ, 1963.-С. 100-105.

65. Крисаченко Е.А. Исследование процесса взаимодействия рабочего органа погрузочных машин с парными нагребающими лапами со штабелем насыпного крупнокускового материала: дис. ... канд. техн. наук: 05.174: защищена 23.06.71. - Новочеркасск, 1971. -210 с.

66. Туру шин В. А. Исследование динамики трансмиссий рабочих органов погрузочных машин с парными нагребающими лапами: дис. ... канд. техн. наук: защищена 26.03.71. - Новочеркасск, 1971. -146 с.

67. Хазанович Г.Ш., Лоховинин С.Е. Экспериментальные исследования производительности погрузочного органа с нагребающими лапами / Шахтный и карьерный транспорт. - М., 1984. - Вып. 9. - С. 159-164

68. Хазанович Г.Ш., Отроков A.B. Математическое моделирование процессов формирования производительности и нагрузок погрузочного органа с нагребающими лапами /Горное оборудование и электромеханика. - 2010. - №8 -С.46-51.

69. Otrokov А.V., Khazanovich G.S. Problem designing of loading machines with grasping claws /III International Symposium ENERGY MINING 2010, 8-11 Sept.

2010, Apatin, Serbia; Energy mining, new technologies, sustainable development : proceedings. - Apatin : Banja Junakovic, 2010 . - C. 343-352.

70. Хазанович Г.Ш., Лукьянова Г.В., Ревякина E.A., Отроков A.B. Моделирование рабочих процессов погрузочно-транспортных модулей с учетом случайного характера внешних воздействий /Монография. - Шахты: ГОУ ВПО ЮРГУЭС, 2010. - 179с.

71. Водяник Г.М., Дровников А.Н., Васильев Ю.А. Погрузочная машина бокового захвата с автоматически регулируемым режимом работы /Известия Сев.-Кавк. Науч. центра высш. шк. Сер.: Технические науки. Ростов-на-Дону. 1973. №1. С.29-33.

72. Погрузочная машина 1 ПНБ-2, оснащенная регулятором подачи /Г.Ш. Хазанович, С.Е. Лоховинин, П.Ф. Ноздрин, A.B. Уросов /Горный журнал. 1979. №11. С.73-76.

73. Хазанович Г.Ш. Взаимодействие груза с погрузочным органом //Проектирование и конструирование транспортных машин и комплексов: Учеб. для вузов / Под ред. И.Г. Штокмана. - М: Недра, 1986. - С.34-38.

74. Хазанович Г.Ш., Лукьянова Г.В., Отроков A.B. Имитационное моделирование работы клинового перегружателя при случайном характере внешних воздействий /Исследования в области конструирования, рабочих процессов и эксплуатации технологических машин: сб.науч.тр. /Шахтинский ин-т (филиал) ЮРГТУ(НПИ). - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ(НПИ), 2006. - С.8-11.

75. Шенк X. Теория инженерного эксперимента /Под ред. чл.-корр. АН СССР Н.П. Бусленко.: Пер. с англ. - М.: Мир, 1972. - 381 с.

76. Планирование эксперимента и анализ данных: Пер. с англ. - Л.: Судостроение, 1980. - 384 с.

77. Налимов В.В., Голикова Т.И. Логические основания планирования эксперимента /2 изд., перераб. и доп. /М.: «Металлургия», 1980. - 152 с.

78. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. -М.: Наука, 1976. - 279 с.

79. R Development Core Team (2009). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3900051-07-0, URL http://www.R-project.org.

80. Brian S. Everitt and Torsten Hothorn (2005). A Handbook of Statistical Analyses Using R, London and Erlangen, http://www.R-project.org.

81. Вентцель E.C. Исследование операций. - M.: Советское радио, 1972.-557с.