全斷面掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)液壓缸推壓力的確定
摘要：
全斷面掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)液壓缸推壓力的確定
| 摘要 全斷面掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)的運(yùn)動(dòng)主要由推進(jìn)液壓缸推動(dòng)機(jī)身的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)組成。掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)液壓缸的推進(jìn)力是確定掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)液壓缸缸數(shù)和液壓缸大小的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，也是確定掘進(jìn)機(jī)工作中推進(jìn)力大小的依據(jù)。本文對(duì)常用的液壓缸壓力公式作了修正。 關(guān)鍵詞：全斷面掘進(jìn)機(jī) 推進(jìn)力 缸壓力 通常認(rèn)為，掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)液壓缸的推進(jìn)力是由作用于盤形滾刀各刀刃上的徑向平均載荷之和以及機(jī)器與主機(jī)軸線成一傾角，實(shí)際掘巖與理論計(jì)算有差距，所以按兩部分計(jì)算的結(jié)果與實(shí)測值相差較大，計(jì)算液壓缸推壓力與直接測量值平均相差18%。考慮實(shí)際作業(yè)因素，能使計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值相當(dāng)接近。 1 液壓缸推壓力計(jì)算 作用于總數(shù)為M把盤形滾刀上的平均徑向載荷之和及機(jī)器與壁面間摩擦阻力的總和為： F=uN0+*Pyn=F0+*Pyn 式中 F0——機(jī)器掌子面與工作面脫空、滾刀不工作時(shí)的空推阻力，F(xiàn)0=uN包括活動(dòng)機(jī)架對(duì)固定機(jī)架的滑動(dòng)摩擦 N0——機(jī)器與壁面間的垂直支撐力 u——機(jī)器與壁面間的相對(duì)滑動(dòng)系數(shù) M——刀盤上實(shí)際安裝刀刃數(shù) Pyn——第n個(gè)刀刃上作用的平均徑向力 對(duì)于刀刃上受到的與實(shí)際測得值相當(dāng)吻合的平均徑向力Py為： Py=0.8952*c+2.2888*ch 其中，平均徑向力Py為垂直滾刀刀軸的實(shí)測分力. *—巖石抗壓強(qiáng)度，kN/cm2 h—每轉(zhuǎn)掘進(jìn)進(jìn)尺，mm/r 假定各刀刃受到的平均徑向力相等，則推進(jìn)液壓缸推壓力為： F計(jì)=F0+*PM=F0+MPy=F0+M(0.8952*+2.2888h） 將實(shí)測結(jié)果與計(jì)算結(jié)果比較如圖1，圖中曲線1為計(jì)算值，點(diǎn)為實(shí)測值。從圖1可見按上式計(jì)算得到的推壓力F計(jì)大于實(shí)測推壓力F實(shí)。 2 引起計(jì)算值與實(shí)測值誤差的原因 第一，由于過度邊刀與掘進(jìn)機(jī)軸線之間有一定的傾角，即實(shí)際上液壓缸推壓力應(yīng)為： F1=F0+(M1+cosa1+cosa2+……+cosaM2)Py=F0+(M1+*M2)Py 其差值：*F=F計(jì)-F1=M2(1-*)Py 式中 a1——邊刀中心線與掘進(jìn)機(jī)軸線間的夾角 M1——正刀刀刃數(shù) M2——邊刀刀刃數(shù) M——實(shí)際安裝的總刀刃數(shù)，M=M1+M2 *——由于過渡邊刀傾斜于機(jī)器軸線而引起的折減系數(shù)。 第二，由于掌子面粗糙不平，掘進(jìn)過程中并不是刀盤上每把刀刃都同時(shí)接觸掌子面。實(shí)際工作中巖石是一塊一塊崩掉的。在某一時(shí)刻只有部分刀刃參加工作，而實(shí)測時(shí)只能測量有限刀刃。圖2是實(shí)測中某中心滾刀的實(shí)測徑向力曲線。 第三，由于刀刃與刀刃間相互影響，當(dāng)一個(gè)刀刃經(jīng)過工作面崩掉一塊較大的巖石后相鄰刀刃經(jīng)過時(shí)就不與掌子面接觸，從而減少了實(shí)際接觸掌子面的刀刃數(shù)。圖3是實(shí)測的掌子面切痕及剝落巖塊。可見有刀刃架空和雙倍刀具間隔的巖塊. 3 液壓缸推理計(jì)算公式的修正 設(shè)某時(shí)刻真正接觸掌子面的折算刀刃數(shù)為m，則某液壓缸的推壓力為： F2=F0+*Pyn=F0+mPy *F2=F1-F2={(M1+*M2)-m]Py *F=*F1+*F2=(M-m)Py=*mPy 真正接觸掌子面的刀刃數(shù)為m=*M。其中，*為總折算系數(shù)（包括由*引起的折減）。圖4中的點(diǎn)為實(shí)測得到的*——h的變化圖。 從圖可見： （1）折算系數(shù)*<1。這表明，實(shí)際接觸掌子面的刀刃數(shù)小于實(shí)際安裝刀刃數(shù)，即：m （2）從實(shí)際數(shù)據(jù)的平均值來看，折減系數(shù)*=0.82。即從平均值來看，實(shí)際接觸掌子面的平均刀刃數(shù)為實(shí)際安裝刀刃數(shù)的82%，即 m=0.82M（圖4中虛線）。 因此，確定液壓缸推壓力平均值的計(jì)算公式應(yīng)為： 計(jì)算結(jié)果與實(shí)測值的比較如圖1虛線2，可見，理論值與實(shí)測結(jié)果相當(dāng)一致。結(jié)果表明，液壓缸推力主要用于以下三部分：（1）克服刀具與掌子面脫開時(shí)各部分摩擦產(chǎn)生的空推阻力F0。（2）刀具與掌子面接觸進(jìn)行工作時(shí)消耗在刀具軸承及刀具與掌子面接觸過程中產(chǎn)生的各種摩擦。它與刀具數(shù)目及巖石強(qiáng)度成正比。這兩部分是液壓缸消耗的無用功率。（3）用于刀具掘巖時(shí)的有用功率，它與巖石強(qiáng)度、刀具數(shù)及掘進(jìn)進(jìn)尺有關(guān)。 |