Разработка способа и устройства для разрушения горного массива с забуриванием коронки стреловидного исполнительного органа проходческого комбайна в виде реверсивной пирамиды, страница 9

Полезная мощность, затрачиваемая на подачу шнекового бура в диапозоне чисел оборотов 42 – 78 составляют соответственно 4,5 – 8,3 кВт [6].

Рис. 5.21 – Зависимость полезной мощности от числа оборотов.

Из графика (рис. 5. 21) находим скорость подачи, получим соответственно при n = 35 об/мин,   

 – полная мощность, затрачиваемая шнековым буром при транспортировке угля, к Вт:

                                        (5.3)

где L – Длина скважины,м; L = 20м [предип практика].

Таким образом на серийно выпускаемых проходческих комбайнах типа КСП-33 установленной мощности привода исполнительного органа (N=110 кВт) достаточно с запасом, даже при забуривании в породу.

5.5. Проектирование узлов крепления трехгранных призм к коронке – пирамиде

Некоторый опыт в разработке и создании исполнительных органов с дисковым инструментом на коронках накоплен на кафедре горных машин и комплексов ГУ КузГТУ в сотрудничестве с производственниками ОАО СУЭК-Кузбасс.

   Усовершенствование нашей конструкции заключается в изменения формы коронки и ее рабочего инструмента, при этом она сохраняет свою унифицированность, что позволяет его использовать на всех видах проходческих комбайнов. Коронка будет иметь форму шестигранной пирамиды, на гранях которой располагается дисковый рабочий инструмент. Наиболее удачным признано крепление дисковых шарошек к корпусу коронки при помощи проволочных замков и зубчатых реек. Сама шарошка закреплена на трехгранной призме - шарошкодержателе, на одной из ее граней (рис. 5.22).

Рис. 5.22 – Крепление шарошки к зубчатой рейке:

1 – зубчатая рейка; 2 – шарошка; 3 – трехгранная призма; 4 – фиксатор проволочный.

 Призма устанавливается на зубчатую рейку коронки таким образом, что бы две другие ее грани были обращены в сторону завала. Такая конструкция и установка шарошкодержателя выполняет также функцию погрузки сколотого горного массива на питатель комбайна.  У основания трехгранная призма-шарошкодержатель имеет форму п-образной пластины-опоры, во внутренней полости которой изготовлена зубчатая рейка. С помощью нее шарошкодержатель входит в зацепление с зубчатой рейкой, жестко закрепленной к грани ступице коронке и удерживается на ней с помощью проволочного замка, работающего на срез.

Такая конструкция крепления  позволяет легко изменять схему набора рабочего инструмента и регулировать параметры разрушения массива.

5.5.1. Расчет параметров зубчатой рейки

 Конструктивно принимаем нормальный модуль рейки m_n= 5 [7],

тогда шаг нормальный определяется по формуле, мм:

                                  (5.4)

Высота зуба h определяется по формуле, мм:

                                                                (5.5)

Ширина рейки b определяется по формуле, мм:

                                                                   (5.6)

Угол профиля зуба рейки α принимаем равным 13° [7].

Рис.5.23 Зубчатая рейка.

5.5.2.  Расчет зубчатой рейки на прочность

5.5.2.1. Допускаемое контактное напряжение

Допускаемое контактное напряжение вычисляется по формуле, МПа:

                                               (5.7)

где – предел контактной выносливости поверхностей зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, МПа:

для нормализованных и улучшенных сталей с твердостью не более 350 НВ

                                                 (5.8)

где НВ – твердость стали, для стали20 НВ = 207 [7].

 – требуемый коэффициент безопасности; при нормализации, улучшении и объемной закалки зубьев  = 1,1 [7].

 – коэффициент долговечности, учитывающий влияние срока службы и режима нагрузки передачи; для длительно работающей поверхности рейки        = 1 [7].

5.5.2.2. Допускаемые напряжения изгиба

Для расчета допускаемых напряжений изгиба используют формулу, МПа:

   ,                                              (5.9)

где   – предел изгибной выносливости зубьев [7, таб.7], МПа: