Погрузочные машины цикличного и непрерывного действия
Технико-экономические показатели работы погрузочных машин
Особенности конструкции буропогрузочных машин
Погрузочные устройства стволопроходческих машин
Одной из трудоемких операций при проведении горных выработок является погрузка горной породы, средством механизации которой служат погрузочные машины.
По принципу действия рабочего органа они делятся на машины цикличного и непрерывного действия с нижним, верхним, боковым захватом на колесном и гусеничном ходу.
Различным горно-техническим условиям проведения горизонтальных и наклонных подготовительных выработок наиболее полно отвечает три типа погрузочных машин: ковшовые цикличного действия с прямой и боковой погрузкой (МПП-3, НК-1, ПКШ Криворожского завода, МПК-1600 Новогорловского завода, МПК-3 Копейского завода) (машины серии 00л1-1400 «Торо» серии 990, 973 «Катерпиллар») рисунок 1, ковшовые цикличного действия ступенчатой погрузки (рисунок 8 б) (1ППН-5, ППМ4Э), машины непрерывного действия с исполнительным органом в виде нагребающих лап (1ПНБ-2, 2ПНБ-2 Копейского завода, ПНБ3Д2М, ПНБ-4Д Ясногорского завода).
Рисунок 1 – Схемы погрузочных машин цикличного действия (а)
и ступенчатой погрузки (б)
Полный цикл машин циклического действия с ковшовым органом состоит из следующих операций: движение на погружаемый материал при крайнем нижнем положении ковша, загрузки ковша со встряхиванием для полноты загрузки, подъема в крайнее заднее положение и разгрузку на перегрузочный конвейер или в вагонетку. Преимущества ковшовых погрузочных машин – относительная простота конструкции, возможность погрузки крупнокусковатой горной породы, маневренность, сравнительно небольшие габариты. Недостаток – ограниченный фронт загрузки, трудность загрузки вагонеток большой вместимости, большая высота в рабочем положении. Технические данные машин СНГ: производительность 1,25 – 2,56 м3/мин, вместимость ковша – 0,115- 1,25 м3, масса – до13000 кг, скорость передвижения – до 1 м/сек.
Ковшово-конвейерные погрузочные машины со ступенчатой погрузкой имеют простую конструкцию, достаточную прочность. К недостаткам относят сравнительно быстрый износ ленты конвейера.
Зарубежные образцы погрузочных машин («Катерпиллар», «Торо» и др.) при том же объеме ковша имеют большую энерговооруженность (172 кВт у модели 973С против 22 кВт у МПП-3), большую производительность (объем ковшей «Торо» 4,6-8 м3) и превосходят машины СНГ по прочности пород.
Наиболее удобными в работе и более производительными являются погрузочные машины непрерывного действия с боковым захватом. Исполнительный орган этих машин выполняется в виде парных нагребающих лап (2ПНБ2Б Копейского завода), скребковых баров, рифленых дисков. Большее применение нашли машины с нагребающими лапами, т.к. они эффективнее и производительнее (рисунок 2). Машины, как правило, имеют гусеничный ход, что позволяет создавать высокие напорные усилия и обеспечивает неограниченный фронт погрузки.
Во время работы машина подается вперед и внедряется наклонной плит ой в погружаемый материал. Нагребающие лапы при своем движении захватывают и перемещают погружаемый материал по наклонному полку на конвейер, который перегружает его или в вагонетку, или на доставочный конвейер. Преимуществом этих машин является надежность и производительность, недостатком – износ узлов механизма нагребающих лап. В связи с чем в конструкциях машин ПНБ-4Д и ПНБ-3Д2М предусмотрены мембранные уплотнения подшипниковых узлов нагребающих лап, а также гидравлическая система натяжения скребковой цепи, что позволило уменьшить износ узлов лап и износ цепи и звездочек конвейера. Технические данные машин 2ПНБ2: техническая производительность при уклоне 0-10° до 2,5 м3/мин, суммарная мощность двигателей до 78 кВт, скорость передвижения – не более 0,15 м/сек, ширина захвата лап – до2000 мм.
Рисунок 2 – Схемы исполнительных органов погрузочных машин
непрерывного действия
Техническая производительность погрузочной машины ковшового типа циклического действия
, м3/час
где q – вместимость ковша, м3;
К3 – коэффициент заполнения ковша;
ТЦ, ТП – время цикла и паузы между циклами, сек.
Техническая производительность погрузочной машины с рабочим органом непрерывного действия в виде нагребающих лап
QT = 60 ∙ z ∙ n ∙ V , м3/мин,
где z – число нагребающих лап;
n – частота ходов каждой лапы, мин -1 (n = 30÷45);
V – объем горной массы, захватываемой каждой лапой за рабочий ход, м3.
Особенностью буропогрузочных машин является наличие навесного бурильного оборудования. При применении этих машин исключаются операции по замене бурильной установки на погрузочную машину.
Навесное бурильное оборудование состоит из одной или двух длинноходовых бурильных установок, гидравлических манипуляторов, поворотных устройств и пульта управления.
В СНГ буропогрузочные машины выпускаются Копейским машзаводом (1ПНБ2У, 2ПНБ2, МПН) с технической производительностью по погрузке до 3 м3/мин, скоростью передвижения до 0,2 м/сек, максимальной кусковатостью пород до500 мм, установленной мощностью до 90 кВт, высотой бурения до4,5 м, массой до 15,0 т.
Погрузка породы при проходке вертикальных стволов шахт буровзрывным способом – одна из наиболее трудоемких операций, из-за стесненности площадей, обводненности забоя, необходимости подъема машин перед взрыванием шпуров на безопасную высоту.
По конструкции и принципу действия погрузочные устройства делятся на грейферные и ковшовые, из которых наибольшее применение нашли грейферные грузчики с пневмоприводом (рисунок 3).
Рисунок 3 – Двухгрейферная погрузочная машина для проходки стволов.
Грейфер, имеющий затвор с подвижным относительно подвесного устройства поршнем состоит из цилиндра, траверсы, поршня, тяг и лопастей. При подаче сжатого воздуха в поршневую полость цилиндра поршень перемещается вниз и лопасти грейфера раскрываются. При подаче сжатого воздуха в штоковую полость цилиндра лопасти закрываются, образуя ковш. Технические данные грузчиков: вместимость грейферов - 0,22 – 1,25 м3, число лопастей – 6-8, усилие, развиваемое затвором и при давлении в сети 0,5 МПа – 64-375 кН, диаметр грейфера в закрытом состоянии – 1,13-2,1 м. Наибольшее применение нашли погрузочные машины с механическим вождением грейфера, мощностью до 30 кВт для проходки стволов диаметром 5,5-8,0 м и глубиной более800 м.