книги из ГПНТБ / Солопов С.Г. Торфяные машины и комплексы учеб. пособие
.pdfС.Г.СОЛОПОВ,Л.О.ГОРЦАКАДНН
Г ' / л # , |
л ^ |
- |
С.Г. СОЛОПОВ, Л. О. ГОРЦАКАЛЯН,
л.Н. САМСОНОВ
ТОРФЯНЫЕ
МАШИНЫ И КОМПЛЕКСЫ
Под общей редакцией проф., докт. техн. наук С. Г. СОЛОПОВА
Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР
в качестве 'учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальностям «Технология
икомплексная механизация разработки торфяных месторождений» и «Торфяные машины
икомплексы»
И З Д А Т Е Л Ь С Т В О « Н Е Д Р А»
М О С к в А 1973
Солопов С. Г., Горцакалян Л. О.. Самсонов Л. Н. Торфяные машины н комплексы. М., «Недра», 1973.
392с.
Вкниге описаны машины, применяемые в торфяной промышленности, их конструкции, принцип действия,
назначение; |
приведены технические |
характеристики; |
|||
даны |
методы |
расчета |
основных |
параметров и приве |
|
дена |
классификация |
торфяных |
машин |
и комплексов. |
Рассмотрены гусеничные и колесные ходовые уст ройства торфяных машин, проходимость, устойчивость, тяговые свойства машин и механизмы трансмиссии, а также механизмы непрерывного транспорта торфяных
машин. Описаны устройства для автоматического ре |
||||||
гулирования |
режимами |
работы |
некоторых |
исполни |
||
тельных органов. |
в |
качестве учебного |
пособия |
|||
Книга |
предназначена |
|||||
для студентов вузов и учащихся техникумов торфяных |
||||||
специальностей и может быть использована инженерно- |
||||||
техническими |
работниками, |
занимающимися |
механиза |
|||
цией добычи торфа и мелиоративными работами на за- |
||||||
торфованных землях. |
|
176, |
список литературы — |
|||
Таблиц |
13, |
иллюстраций |
||||
38 назв. |
|
|
|
|
|
|
|
Гео. публичная |
|
|
|
н а у ч н і- т э х н и 'і^ ч а я |
|
|
|
би5л>.оі~на -■ |
б |
|
J L |
ЭКЗЕМ» ьі.іЧР |
||
ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА j |
|||
|
0121— 500 С 309—73 Издательство «Недра», 1973
!... ПРЕДИСЛОВИЕ
Значительный объем работ, выполняемый ежегодно в торфя ной промышленности по подготовке поверхности торфяного. ме сторождения, по добыче, сушке и уборке торфа, и большая тру доемкость процессов добычи заставляют уделять особое внимание вопросам комплексной механизации и автоматизации торфяного производства.
В настоящее время в торфяной промышленности совершается переход от создания отдельных машин и агрегатов к разработке и внедрению установок, комплексно механизирующих и автомати зирующих тяжелые и трудоемкие процессы добычи, сушки и убор ки торфа. Все это дает возможность не только осуществить на ивыгоднейшие режимы технологического и энергетического исполь зования торфяных машин, но и решить задачи рационального ком плектования системы машин для комплексной механизации торфя ного производства.
Настоящее учебное пособие охватывает все вопросы курса «Торфяные машины и комплексы», изучаемого студентами торфя ной специальности высших учебных заведений; в нем отражены те изменения в науке, технике и методике торфяных работ, кото рые произошли за последнее десятилетие.
В учебном пособии изложены основные сведения о всех совре менных торфяных машинах, осуществляющих осушение торфяных месторождений, подготовку поверхности залежи, добычу фрезер ного и кускового торфа и погрузочно-транспортные работы.
Книгу написали: проф., докт. техн. |
наук С. Г. Солопов (гл. І,§6, |
||
8, 9 гл. II, § 20 |
гл. V, § 25, 26, |
28 |
гл. VI, § 38, 40, 49 гл. VIII; |
§ 54, 56 гл. XIII), |
доц., канд. техн. |
наук Л. О. Горцакалян (§ 7, 8 |
гл. II, гл. Ill, IV, § 42—45 гл. IX, гл. X, XI, § 52, 53 гл. XII, § 57, 58
з
гл. XIV; гл. XVI), доц. канд. техн. наук Л. Н. Самсонов (§ 21 гл. V, § 22—24, 27, 29, 30 гл. VI, гл. VII, § 39 гл. VIII, § 41 гл. IX, § 50, 51 гл. XII, § 55 гл. XIII, § 59 гл. XV).
Авторы приносят глубокую благодарность заведующему ка федрой торфяного производства Каунасского политехнического ин ститута доц., канд. техн. наук А. Ю. Бредялнсу, работникам этой кафедры и докт. техн. наук Н. С. Панкратову, сделавшим ряд цеп ных замечаний при подготовке рукописи к печати.
Все замечания и пожелания по содержанию учебного пособия авторы просят направлять в Калининский политехнический инсти тут на кафедру «Торфяные машины и комплексы» или в издатель ство «Недра».
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТОРФЯНЫХ МАШИНАХ И КОМПЛЕКСАХ
§1. О ТОРФЕ
То р ф — наиболее молодое в геологическом отношении иско паемое твердое топливо.
Первые процессы торфообразования связаны с каменноуголь ным периодом, который характеризуется появлением и пышным расцветом растительного мира.
Современные торфяные месторождения возникли в последниковое время на территории, освобожденной отступавшим ледником. Вплоть до наших дней происходит образование новых торфяни ков: заторфовывание водоемов и заболачивание суходольных пло щадей.
Советский Союз обладает запасами торфа, составляющими около 60% мировых ресурсов, или 158 млрд, т воздушно — сухого торфа. Торфяные залежи занимают площадь 71,5 млн. га. Основ ные запасы торфа сосредоточены в РСФСР и составляют 92% об щесоюзных. В РСФСР насчитывается более 200 тыс. торфяных месторождений. Территориально они размещены в 59 краях, обла* стях и автономных республиках, наибольшее распространение — в северной половине европейской части страны и в Западно— Си онрской низменности.
Если угли после извлечения из недр могут сразу служить топливом, то торф, являясь сильно обводненным органическим ве ществом (95%), требует предварительного обезвоживания (до 40%), что и является основой технологии производства торфяно го топлива. Теплота сгорания торфа значительно меньше углей, ибо содержание углерода в торфе в 1,5 раза меньше, чем в камен ных углях. Однако по теплоте сгорания торф стоит выше некото рых бурых углей и, в частности, подмосковных. Выход летучих веществ составляет для торфа в среднем около 70%, для бурых углей 35—55%, для каменных углей от 7 до 46%. Выход летучих веществ определяет реакционную способность (горючесть) топли ва, качество генераторного газа и выход смолы. Незначительное содержание серы в торфе (до 0,2%) делает его ценным для при менения в металлургии.
Наличие в составе торфяной залежи слоев с органическим ве ществом, различным и по степени разложения (от неразрушенных растений до перегноя) и по типу растений — торфообразователей, обусловливает различие химических и физических свойств торфа по отдельным слоям. Это приводит к необходимости комплексно го использования не только торфа, но и самого месторождения.
Торф применяется и в промышленности в качестве топлива для электростанций, и в сельском хозяйстве. Поверхностный слаборазложившийся слой верховых залежей (очес) используют в ка честве подстилки для животных. Низинные же залежи, содержа щие значительные запасы основных элементов питания растений (азот, фосфор и калий) и обладающие высоким плодородием, ис пользуют как пахотные угодия. Установлено, что в пахотном слюе низинных торфяных почв содержится в среднем, %:
Азота |
1,5—3 |
Калия |
0,2—0,4 |
Кальция |
2—5 |
Фосфора |
0,4 —0,8 |
Вследствие ценности такого торфа для сельского хозяйства акад. Д. Н. Прянишников называл этот торф «азотной» рудой. Он считал, что применение торфа в сельском хозяйстве есть спо соб наиболее дешевого разрешения вопроса об азоте, особенно, в хозяйствах нашего Севера. Рассредоточенность размещения ме сторождений торфа и непосредственная близость к населенным пунктам создают благоприятные условия для широкого использо вания торфа в промышленности и сельском хозяйстве.
§2. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ И ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ МЕХАНИЗАЦИИ ДОБЫЧИ ТОРФА В СССР
Вдореволюционной России существовали мелкие, кустарные торфяные разработки, главным образом, при текстильных фабри ках. В начале торф добывали вручную, резным способом. В пер вой половине XIX столетия стали появляться специальные тор форезки для механизации нарезания кусков в залежи, но эти по пытки из-за трудностей вызванных наличием в залежи древесины, были вскоре оставлены. Для улучшения качества резного торфа были введены торфоперерабатывающие машины — так называемые
прессы, а для повышения производительности труда рабочего — карьерщика — скребковые элеваторы. Так появилась элеваторная ус тановка, состоявшая из платформы на рельсовом пути с локомоби лем, элеватором и прессом. Установку обслуживали 30—32 чело века. Из них 12—14 рабочих находились в карьере глубиной до 7 м. Они копали торф лопатами и сбрасывали его в желоб элева тора, откуда цепь со скребками поднимала торф наверх, в пресс, где он измельчался, перемешивался и на выходе из мундштука
формовался в прямоугольный брус (133X133 |
мм). Последний |
вручную (ножом) разрезали на отдельные |
куски — кирпичи |
(300 мм), которые на досках в вагонетках отвозили рабочие на поле сушки, где расстилали и сушили до влажности 25—30%.
В таком виде, со всеми недостатками (выемка торфа, корче вание пней в карьере, отвозка торфа на поле сушки вручную), при низкой производительности (до 3,5 тыс. т воздушно — сухого торфа за сезон) элеваторная установка просуществовала более по лувека, вплоть до Октябрьской революции, являясь единственной торфяной машиной в царской России.
С первых дней установления Советской власти правительство приняло меры к организации торфяной промышленности.
21 апреля 1918 г. В. И. Ленин подписал декрет «О разработ ках торфяного топлива» и декрет «О Главном торфяном коми тете». Этим было положено начало широкому использованию тор фа в народном хозяйстве страны.
21 февраля 1920 г. была организована Государственная Комис сия по электрификации России (по составлению плана ГОЭЛРО). Планом ГОЭЛРО было предусмотрено строительство 20 тепловых районных электростанций, в числе которых пять ГРЭС на торфя ном топливе: в Шатуре, Петрограде («Уткина Заводь»), ИвановоВознесенске, Нижнем Новгороде и Твери (общей мощностью 170 тыс. кВт). Однако техника добычи торфа дореволюционного времени не могла обеспечить потребности районных электростан ций в торфяном топливе. Необходимо было создание прогрессив ной технологии добычи торфа, механизированного производства торфяного топлива.
В 1920 г. крупнейший русский энергетик Р. Э. Классон предло жил для промышленного использования новый способ добычи тор ф а — гидравлический, изобретенный им и инж. В. Д. Кирпичнико вым еще в 1914 г. При этом способе торфяную залежь размывали струей воды под давлением 13—17 кгс/см2. Далее гидромасса заса сывалась специальной машиной — торфососом и транспортирова лась по трубам на поля сушки, где по истечении некоторого вре мени подсыхала и разрезалась на куски. Новый, гидравлический способ добычи торфа освобождал людей от «каторжной», как ее называл В. И. Ленин, работы и резко повышал производитель
ность труда. Один кран гидроторфа заменял до |
10 старых элева |
торных машин и до 300 рабочих. |
|
Гидравлический способ добычи торфа для |
того времени — |
крупное техническое достижение. Применение его в торфяной про мышленности позволило организовать предприятия с большой мощностью, увеличить концентрацию производства и снизить стоимость торфяного топлива. Этим способом было добыто 187 млн. т. воздушно-сухого торфа. Последний главным образом ис пользовался при сжигании на электростанциях.
Переход от ручного труда к гидравлическому способу добычи — первый этап в развитии механизации производственных процес сов в торфяной промышленности. Гидравлический способ добычи торфа включает в себя: размыв торфяной залежи водяной струей,
всасывание жидкой торфяной массы насосом и транспортирова ние гидромассы по трубам на поля сушки.
В1927 г. в торфяной промышленности были сконструированы
иизготовлены мощные агрегаты «сверхстандарта» гидроторфа. Каждый агрегат заменял по своей производительности 18 доре волюционных элеваторных установок. Одновременно с работами по
гидроторфу были начаты работы и по реконструкции машинофор мовочных, элеваторных установок и по механической выемке тор фа из залежи экскаваторным способом. В этом же году Централь ный научно-исследовательский институт торфяной промышленности (Инсторф) выпустил усовершенствованную элеваторную установ ку с электрифицированным приводом. Прямой скребковый эле ватор был заменен коленчатым пластинчатым конвейером систе мы Торфотехники*, а ручная вагонная откатка кирпичей — ориги нальным канатным конвейером. Эти конструктивные решения поз волили повысить производительность элеваторной установки до 5—7 тыс. т в сезон при двухсменной работе.
В1927—1928 гг. Инсторфом был выпущен многорядный много ковшовый гусеничный экскаватор.
В1917 г. инж. И. А. Рогов впервые высказал идею о создании фрезерной машины, измельчающей одновременно и торф, и дре весные остатки. Несколько позднее (1923—1925 гг.) в Торфотехнике Г. Б. Красиным и Н. А. Ушковым была предложена и спро ектирована машина для фрезерования поверхностного слоя залежи
содновременным формованием крошки в кирпичи. Характерным для технической мысли того времени является представление об обязательном формовании крошки в куски и о невозможности полу чения торфяного топлива в виде крошки из-за погодных условий.
II только в 1923 г. И. А. Рогов делает заявление о способе полу чения торфяного топлива в виде порошка с поверхности торфя ных болот.
В последующие годы (1925—1926 гг.) И. А. Роговым была спроектирована и построена фрезерная машина для поверхностно послойного фрезерования торфа совместно с древесиной. Фреза машины состояла из круглых плоских пил (D-700 мм), жестко посаженных на вал с шагом 76 мм под некоторым углом к оси ва
ла. |
Длина |
фрезы составляла |
1880 мм, |
частота |
вращения |
800 |
об/мин. Привод от электродвигателя. Глубина фрезерования |
||||
200 |
мм. В 1927 г. фреза испытывалась на Редькинской опытной |
||||
станции (ТОС). |
решение |
вопроса, |
отсутствие в |
||
|
Несмотря |
на принципиальное |
стране мощных тракторов затрудняло |
дальнейшее развитие и рас |
|
пространение этой машины и нового |
способа добычи |
торфа. |
В том же году инж. М. Н. Корелии предложил «дробленый» |
||
способ добычи торфа, заключавшийся |
в измельчении |
беспнистого |
* Конструкторско-экспериментальный отдел Инсторфа при ЦУТОРФ’е ВСНХ СССР.'
поверхностного слоя залежи на глубину 100—175 мм сельскохо зяйственной фрезой Ланда, в ворошении крошки, ее сгребании в грядки, а затем в кучи высотой 1 м и в штабелевании. Весь про цесс занимал около 15 дней. По решению Научно-технического Совета Инсторфа опыты в 1927 г. были проведены на Дальнинском массиве (Московской области). Было получено около 21 тыс. т фрезерного торфяного топлива и была доказана возможность сушши крошкообразного торфа в обычных полевых условиях.
Осенью 1928 г. Инсторфом были проведены производственные опыты по фрезерованию поверхностного слоя залежи толщиной 30—35 мм, что и оказалось более рациональным. Продолжитель ность цикла была сокращена до двух дней. С 1929 г. фрезерный способ получения торфяного топлива методом Инсторфа приобре тает промышленное значение.
Промышленное применение фрезерного способа добычи и про изводства торфяного топлива знаменовало второй этап развития механизации добычи торфа. Фрезерный способ технологически ме нее сложный, чем гидравлический, и более механизированный да вал возможность увеличить производительность труда и в 2—3 ра за снизить себестоимость 1 т торфяного топлива. Эти преимуще ства добычи торфа фрезерным способом обеспечили его быстрое внедрение. С 1951 г. фрезерный способ в торфяной промышлен ности является основным.
В годы первых пятилеток большой размах приняли работы по механизации не только процесса добычи торфа фрезерным спосо бом, но и работы по механизации болотно-подготовительных про цессов, а также операций по сушке кускового торфа.
Торфяные машины должны обладать легкостью конструкций, хорошей проходимостью, маневренностью, тракторизацией и мо
торизацией. |
Все перечисленные |
требования для конструкторов то |
го времени |
(конец двадцатых |
и начало тридцатых годов) были |
непреодолимыми и свое разрешение получили только с развитием индустриализации страны. Развитие отечественного тракторострое ния, моторостроения, сварочной техники позволило претворить в жизнь идеи прогрессивной технологии и механизации новых про цессов добычи и производства торфяного топлива.
Маневренность и проходимость на легкодеформируемой тор фяной залежи подвижной торфяной машины достигались изготов лением гусеничных ходовых устройств с широкими, но легкими штампованными траками сварной конструкции.
Моторизация подвижных торфяных машин в виде самоходных и тракторизация прицепных машин стали возможной благодаря массовому изготовлению тракторов и двигателей на заводах
СССР.
Первые механизмы, выпущенные Инсторфом для добычи тор фа фрезерным способом (1928—1931 гг.), монтировались на ма
ломощном (20 л. |
с.) тракторе «Фордзон-Путиловец», |
замененном |
в 1933—1934 гг. |
более мощным (30 л. с.) колесным |
трактором |