Лабораторная работа № 10 Изучение конструкции проходческих комбайнов циклического действия

1. Цель работы

Изучить компоновочную схему и основные узлы проходческих комбайнов циклического действия.

2. Общие сведения

Проходческие комбайны предназначены для механизированного проведения горных выработок, погрузки разрушенной горной массы на конвейер комбайна, с него на перегружатель, установленный за комбайном, и далее в общешахтные транспортные средства Проходческие комбайны по сравнению с буровзрывным способом проходки обеспечивают более высокий уровень механизации производственных процессов в забое, упрощают технологию и организацию работ, повышают безопасность и улучшают оконтуривание горных выработок, что существенно повышает устойчивость горных выработок. Благодаря названным преимуществам в 1,5—2,5 раза повышается производительность труда проходчиков, увеличивается скорость проходки и снижается себестоимость.

Широкое распространение проходческие комбайны избирательного действия получили благодаря таким преимуществам, как возможность изменения в широком диапазоне размеров и форм сечения проводимой выработки (трапециевидная, прямоугольная, арочная); раздельная выемка угля и породы при коэффициенте крепости пород до f = 6, при углах наклона выработки до 25°; удобный доступ к забою (отсюда крепление выработки непосредственно у груди забоя и, следовательно, возможность работы в выработках с неустойчивой кровлей); дистанционное управление комбайном с выносного пульта или по радио; применение в шахтах, опасных по газу и пыли; проведение горных выработок различного назначения (кроме подготовительных): камеры, тоннели, приямки под ножки крепи, дренажные канавки и т д.; осуществление зачистки и обборки кровли, боков выработки и почвы; возможность автоматизации и программного управления; исполь­зование как базу при создании проходческих комплексов.

В результате унификации и модернизации проходческих комбайнов избирательного действия к серийному производству приняты два базовых типа: ГПКС и 4ПП-2 Основные параметры комбайнов приведены в табл.1.

Таблица1

Параметры проходческих комбайнов избирательного действия

Параметры	Семейство ГПКС									Семейство 4ПП-2
	ГПКС	ГПКСП	ГПКСБ	ГПКСН	ГПКСГ	ГНКС (для Подмосквного бассейна)			ГПК-2	4ПП-2	4ПП-2В	4ПП-2Н	4ПП-2С	4ПП-4	4ПП-2Ш	4ПП-5
Площадь сечения выработки в проходке	4,7-15								10-30	9-25				10-25	11-25	10-30
Размеры выработки,м: высота Ширина	1,8-3,6 2,6-4,7								3,0-5,5 3,7-7,5	2,6-4,5 3,6-6,2				3-4 3,6-6,5	3,2-4 3,9-5,6	2,8-5,0 3,8-6,5
Гол наклона выработки, градус	±10		До ±20	До-20	±10			±10	±10	±10	±20	До-25	±10
Тип исполнительного органа	Стрела с резцовой коронкой или резцовцым барабаном			Стрела с Резцовым барабаном	Стрела с резцовой коронкой или резцовцым барабаном				Два диска с резцами	Резцовая коронка	Резцовый барабан		Резцовая коронка	Гидроударник	Удлиненная стрела
Коэффициент крепости породы,не более	1	4	4	4	4			4	6-8	6	6	6	6	6-8	6	7-8
Техническая производительность : По углю г/мин; По породе м3/мин	18 0,5			1,5 0,4	1,8 0,5				3,5 0,5	3,5 0,35	- 0,35		- 0,66	- 0,5	- 0,25	3,5 0,7
Погрузочный орган	Нагребающие лапы				-		Нагребающие лапы			Нагребающие лапы
Продолжение таблицы 1
Мощность привода исполнительного органа,кВт	55								110	95			105			200
Установленная мощность,кВт	95				75	95			187	200			179	280	200	350
Удельное давление на почву ,МПа	0,06					0,05			-	0,11						0,18
Скорость передвижения, м/с	0,11								0,16	0,33			0,066	0,033
Габаритные размеры,м: Длина без перегружателя Ширина по ходовой часте Высота	10 1,6 1,5				6,1 1,6 1,4	10 1,6 1,5			13,3 2,4 1,65	9,1 2,45 2,1			11,5 2,45 2,1	8,15 2,45 2,6	9,18 2,45 2,0	14,0 2,45 2,0
Масса комбайна,т	19	19	20	20	19	20			40	40	43	40	41	42	41	70

Комбайн ГПКС (рис.1.)состоит из следующих основных узлов: исполнительного органа 1 с резцовой коронкой 2, погрузочного устройства 3, гусеничного хода 4, поворотного конвейера 5, гидросистемы 6, электрооборудования 7, системы пылеулавливания, ленточного перегружателя, устройства для повышения устойчивости (аутриггеров).

К особенностям конструкции проходческого комбайна ГПКС относятся:

сзади ходовой части размещены гидроцилиндры, выполняющие роль вспомогательных опор - аутриггеров. Пользование послед­ними при обработке забоя позволяет повысить устойчивость ком­байна;

комбайн может оснащаться коротким или удлиненным поворот­ным конвейером, который позволяет производить погрузку отбитой массы на конвейер, расположенный сбоку выработки, в вагонетку, бункер, самоходный вагон;

исполнительный орган, размещенный в поворотный турели, гидроцилиндрами подъема и поворота перемещается в горизонталь­ной и вертикальной плоскостях, производит разрушение массива, отбойку горной массы и оформление выработки по форме забоя;

резцовая коронка, закрепленная на валу подвижной рукояти, с помощью гидроцилиндров телескопической раздвижки внедряется в массив до 500 мм.

Отбитая горная масса нагребающими лапами питателя погрузочной части подается на скребковый конвейер с подъемно-поворотной хвостовой частью, позволяющей грузить с помощью многосекционного ленточного перегружателя горную массу в вагонетки или непосредственно с конвейера комбайна на забойный конвейер, расположенный у боковой стенки выработки.

Исполнительный орган комбайна может быть двух типов: с режущей коронкой, оснащенной резцами РКС-1 или РКС-2, и с барабанной режущей головкой, так же оснащенной резцами РКС-1 или РКС-2. Применение исполнительного органа с барабанной режущей головкой, оснащенной резцами РКС-2, позволяет проводить выработки по углю с присечкой пород с f = 5.

Для производства первоначального вруба в массив и сокращения маневров комбайна в процессе обработки забоя исполнительный орган выполнен телескопическим.

Исполнительный орган состоит из механизма телескопа с гидроцилиндрами телескопической раздвижки, редуктора электродвигателя и стрелы с резцовой коронкой или резцовым барабаном.

Стрела исполнительного органа служит продолжением редуктора и представляет собой удлиненный литой корпус с валом, вмонтированным на двух радиальных сферических и одном упорном подшипниках. К. выходному коническому концу вала с помощью шпонки крепится резцовая коронка с резцами РКС-1 или РКС-2 и забурником. Крепление резца и кулаке осуществляется стопорным кольцом, изготовленным из мягкой отожженной проволоки диаметром 5 мм

Проходческий комбайн 4ПП-2 конструкции ЦНИИподземмаша и Ясиноватского машиностроительного завода предназначен для механизированного проведения подготовительных горных выработок по сметанному забою с раздельной выемкой угля и породы с f ≤ 6 и абразивностью до 15 мг (присечка породы не более 75%)

Основными узлами комбайна 4ПП-2 (рис.2) являются; исполнительный орган 1 с резцовой коронкой 2, погрузочная 3 и ходовая 4 части, корпус 5 комбайна, гидросистема 6, электрооборудование 9, система пылеподавления 7, мостовой 8 и прицепной ленточные перегружатели, средства автоматики и дистанционного управления, распорное устройство 10.

К особенностям проходческого комбайна 4ПП-2 относятся наличие средств повышения устойчивости, встроенной в конструкцию комбайна системы орошения с подачей воды под резцы, пылеотсоса, средств дистанционного и программного управления, двух скоростей резания; возможность разрушения пород с f ≤ 6.

Автоматизированный проходческий комбайн 4ПП-2 представляет собой самоходную машину с исполнительным органом стреловидного типа и поворотным погрузочным устройством.

Исполнительный орган на подвижной рукояти состоит из резцовой коронки, редуктора и электродвигателя и резцов. Исполнительный орган обеспечивает: разрушение породы заданной крепости, обработку максимального сечения выработки с одной установки комбайна, получение требуемой производительности.

Резцовая коронка — конической формы. На ней имеются форсунки для подачи воды на резцы с целью их охлаждения и пылеподавления.

Редукторная часть обеспечивает необходимый крутящий момент и скорости резания 1,2—2 м/с.

Рис. 2 Проходческий комбайн 4ПП-2

Электродвигатель с часовой мощностью 105 кВт имеет воздушное охлаждение.

Погрузочное устройство осуществляет погрузку отбитой горной массы из забоя по всей ширине выработки, ее доставку скребковым конвейером в пределах машины и погрузку на штрековые транспортные средства.

Механизм нагребающих лап установлен на подъемно-поворотном столе.

Механизм передвижения — гусеничный с индивидуальным элек­троприводом.

Электрическая схема комбайна обеспечивает:

дистанционное управление штрековыми пускателями комбайна и насосной установкой типа НУМС с местного пульта управления комбайном:

отключение комбайна кнопкой «Стоп» с фиксацией на прицепном перегружателе и корпусе комбайна:

обязательную подачу предупредительного звукового сигнала перед пуском комбайна;

контроль целостности электрических цепей управления штрековыми пускателями комбайна и насосной установки типа НУМС;

нулевую защиту и защиту от токов короткого замыкания всех электрических цепей комбайна;

блокировку, исключающую возможность наезда мостового пе­регружателя комбайна на прицепной;

блокировку, исключающую возможность одновременного управления исполнительными механизмами комбайна с переносного

пульта и местного пульта управления;

блокировку, исключающую возможность включения режущего и погрузочного органов комбайн без включенной системы орошения;

отключение штрекового пускателя комбайна при производстве ремонта или замене режущего инструмента кнопкой «Стоп» с фиксацией на выносном пульте управления, устанавливаемом вблизи режущего органа:

возможность включения специальных метанреле, обеспечивающих автоматическое снятие напряжения с комбайна при появлении в забое недопустимых концентраций метана.

Комбайн имеет ручное управление с пульта, расположенного на машине, дистанционное управление, позволяющее машинисту отходить на расстояние до 15 м от комбайна, и программное управление с автоматическим управлением исполнительным органом и погрузочным устройством.