Изобретение относится к горно-добыва- ющей промышленности и может быть использовано при ведении горных работ на выбросоопасных пластах в породах, склонных к пучению.
Цель изобретения - повышение эффективности и снижение энергоемкости процесса виброобработки горного массива за счет обеспечения околорезонансных режимов воздействия и самоочищения поверхности контакта устройства в горным массивом, а
также обеспечение автономного перемещения устройства по почве выработки, несимметричной обработки массива. несимметричной обработки массива, присоединения устройства к забойным меха- низмам и повышение безопасности горных работ за счет обеспечения дистанционного контроля за параметрами работы устройства.
На фиг.1 представлено устройство, об- щий вид; на фйг.2 - тарировочные кривые для осуществления способа настройки и контроля работы устройства. - - Устройство состоит из прижимной плиты 1, на торце которой закреплен лемех 2. балластных емкостей 3. выполненных в виде симметрично расположенных полых бакса, буфера 4, выполненного в виде резиноме- таллического элемента, регулировочных шпилек 5, на которых размещены упругие связи 6, выполненные в виде резинометал- лических элементов, между которыми при помощи гаек 7 фиксируется вибровозбудитель 8.
На прижимной плите 1 установлен кронштейн 9, соединенный с конусом вибровозбудителя 8 упругой регулируемой по длине связью 10, выполненной в виде регулировочного винта с резиновой лентой. Прижимная плита 1 снабжена шаровыми шарнирами 11. расположенными симметрично относительно продольной оси вибровозбудителя 8. Шаровые шарниры 11 могут использоваться для крепления установки к средствам для ее перемещения, например выемочному комбайну, конвейеростругу или прочим средствам механизации в забое.
Устройство для- виброобработки горного массива работает следующим образом.
При обработке массива в подготови- тельной горной выработке предварительно собранное устройство устанавливают прижимной плитой на почву выработки и подключают к- шахтной электросети. Деформацией упругих связей 6 при помощи закру- чивания (откручивания) гаек 7 формируют зазор между буфером 4 и вибровозбудителем 8, обеспечивающий реализацию требуемых динамических режимов воздействия. Емкости 3 заполняют балластным материа- лом (горной породой, водой), обеспечивая прижатие плиты 1 к горному массиву. После этого производится дистанционное включение устройства, которое производит виброударную обработку, например, почвы горной выработки. Перемещение устройства на почве горной выработки может осуще- ствляться при помощи лебедки. При движении устройства по выработке лемех 2 обеспечивает зачистку почвы и тем самым
обеспечивает плотный контакт плиты 1 с массивом.
При необходимости автономного перемещения устройства по почве горной выработки в качестве вибровозбудителя используют маятниковый вибратор, направление приложения вектора силы у которого смещается путем отклонения корпуса на шарнире от горизонтальной оси в направлении, противоположном направлению движения устройства, при помощи упругой регулируемой связи 10, закрепленной на кронштейне 9. Это позволяет устройству перемещаться по почве выработки.
При обработке угольного пласта, например, в щитовой лэве плита 1 может прижиматься к массиву водилом спектроструга на шаровые шарниры 11.
При необходимости несимметричного нагружения массива (вызванной, например, обработкой кутковых зон сечения выработки) буфер выполняют разделенным по продольной оси не менее чем на две части с различными жесткостями путем установки резиновых элементов с различным модулем упругости (например, транспортной ленты и пористой резины). Это позволяет более интенсивно нагружать массив виброударными воздействиями со стороны более жесткого буфера.
Для эффективной работы устройства суммарную жесткость упругих элементов СА ижесткость. буфера СБ определяют из соотношений
СА (0.5-0,8) МоЛ
СБ (Ю-25)Мй/2,(1) а величину зазора между вибровозбудителем и буфером выбирают из условий
ГПо FCOQ
1 (0,2-0.35)
Mh
(2)
где (О- угловая частота вынужденных колебаний;
М - приведенная масса подвижных частей вибратора;
т0 г - статический момент дебалансов вибратора;
Одз - частота осцилятарного резонанса колебательной системы;
h - коэффициент демпфирования упругих элементов.
Соотношение (1) определяет отстройку линейной системы вибратор - упругие элементы от резонанса, регулируя область существования виброударных режимов в системе. Соотношение (2) определяет уровень реализуемых виброударных ускорений и периодичность ударных взаимодействий. Соотношение определяет устойчивость peaлиэуемых виброударных режимов и их периодичность.
Настройка устройства для виброобработки горного массива производится следующим образом.
Устройство предварительно размещают на жестком основании (не показано) и фиксируют на нем прижимную плиту 1. 8 цепь питания электродвигателя вибровозбудителя включают амперметр эффективных значений тока, например Н390, и на вибровозбудителе 8 размещают датчик ко- лебаний, например КД31, подключенный к виброизмерительной аппаратуре, например ВШВООЗ. После этого при помощи гаек 7 деформируют (сжимают) упругие связи б, обеспечивая натяжение (отрицательный зазор) между буфером и вибровозбудителем, определяемое по зависимости
Н гп0 rV/(CA + СБ - М сД где Сд и СБ - соответственно жесткость упругих элементов и буфера;
то г - статический момент дебалансов вибратора;
ft)- угловая частота вынужденных колебаний;
М - приведенная масса подвижных частей вибратора.
Затем подают на клеммы двигателя вибровозбудителя электрическое напряжение и после установления стационарного режима регистрируют эффективное значение тока и пиковые ускорения корпуса вибровозбудителя. В процессе работы вибровозбудителя ступенчато уменьшают натяжение (увеличивают зазор) вплоть до срыва виброударного режима и строят тарировоч- ные кривые величины тока 12 и ускорения 13 в зависимости от зазора (а, б, в,...,к,и)(а , б1, 8....,Kf, и1) (фиг.2). На месте проведения работ по виброобработке массива на тари- ровочном графике определяют величину зазора, обеспечивающего реализацию режима с требуемыми ускорениями, определяемыми параметрами динамического воздействия. Например, необходимо воздействие с ускорением порядка (500- 625) м/с. На шкале ускорений находят необходимый диапазон (г - д), проектируют точки на тарировочную кривую ускорений 13. Значениям ускорений соответствует зазор I (2-2,9) м. При этом выбранный зазор должен удовлетворять условию I
(0.2-0,35) ° . . При помощи гаек 7 уста- М п
навливают выбранный зазор и производят включение вибровозбудителя. Контроль за реализуемым динамическим режимом воздействия на горный массив осуществляют
(изменение режима воздействия может произойти, в частности, вследствие заштыбов- ки зазора или другим причинам) по величине тока в цепи питания двигателя
вибровозбудителя. Для этого на графике та- рировочных кривых (см. фиг.2) в диапазоне зазора (2-2,9) м определяют соответствующее значения эффективного тока (кривая 12). Принятые значения зазора
проецируют на кривую 12 (точки г1 и д1). которым соответствуют эффективные значения тока (1,5-1,9) А. В случае отклонений значений тока от оптимальных значений останавливают установку и осуществляют ее
настройку (подтягивание болтов, профилактика, расчистка зазоров и пр.) на рабочем месте.
Формула изобретения
1. Устройство для виброобработки горного массива, включающее вибровозбудитель с упругими связями и буфером, прижимную плиту и узел прижатия, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и снижения энергоемкости
процесса виброобработки горного массива за счет обеспечения околорезонансных режимов воздействия и самоочищения поверхности контакта устройства с горным массивом, вибровозбудитель и буфер установлены на прижимной плите и соединены с ней посредством упругих элементов, прижимная плита на одной из продольных по отношению к вибровозбудителю сторон снабжена не менее чем одним лемехом и
симметрично расположенными относительно продольной оси вибровозбудителя, закрепленными на прижимной плите загрузочными емкостями, служащими для заполнения балластом, например водой,
при этом суммарные жесткости упругих элементов СА и буфера СБ равны Сд - (0,5-0,8) М и/2; СБ (10-25)МоЯ, где М - приведенная масса подвижных частей вибровозбудителя;
со- угловая частота вынужденных колебаний,
а величина зазора е между вибровозбудителем и буфером равна
е- (0,2-0,35)
М h
где то г - статический момент дебалансов вибровозбудителя;
fflb - частота осциллярного резонанса колебательной системы;
М - приведенная масса подвижных частей вибровозбудителя;
h - коэффициент демпфирования упру- гих элементов.
2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем. что. с целью обеспечения автономного перемещения устройства по почве выработки, вибровозбудитель выполнен в виде маятникового вибратора, корпус которого соединен посредством упругой регулируемой по длине связи с кронштейном, закрепленным на плите.
3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю- щ е е с я тем. что, с целью несимметричной обработки массива, буфер, расположенный на прижимной плите, разделен на продольной оси не менее чем на две части с различными жесткостями.
4. Устройство по пп.1-3. отличающееся тем, что. с целью присоединения устройства к забойным механизмам, прижимная плита снабжена соединительными шарнирными звеньями, расположенными симметрично относительно продольной оси вибровоэбудителя.
5. Способ настройки устройства для виброобработки горного массива, включающий установку амперметра в цепь двигателя вибровозбудителя и контроль режима работы вибровозбудителя по величине тока, о т- личающийся тем, что, с целью повышения эффектвности и снижения энергоемкости процесса виброобработки горного массива за счет обеспечения околоре- зона«сных режимов воздействия и самоочищения поверхности контакта устройства с горным массивом предварительно производят тарировку работы устройства путем установки начального натяжения между
буфером и вибровозбудителем, определяемого по соотношению
Н - то г йЯ/(Сд + СБ - М ш2). гдетог- статический момент дебалансов
вибровозбудителя;
ш- угловая частота вынужденных колебаний;
Сд и СБ соответственно жесткость упругих элементов и буфера;
М - приведенная масса подвижных частей вибровозбудителя, после чего подают электрическое напряжение на двигатель вибровозбудителя и ступенчато снижают натяжение до образования зазора между буфером и вибровозбудителем и увеличивают указанный зазор до величины, при которой происходит срыв виброударного режима, при этом на каждой ступени изменения величины зазора после
. установления стационарных колебаний вибровозбудителя регистрируют эффективные значения тока и пиковые значения ускорений корпуса вибровозбудителя, по которым строят тарировочные характеристики в координатах зазор - ток - ускорение, затем устанавливают зазор по заданной величине пиковых ускорений и производят виброобработку массива, причем контроль виброударного режима осуществляют
дистанционно по величине тока в цепи питания двигателя и в случае превышения допустимых определенных по тарировочной кривой значений ускорений вибровоэбудителя производят механическую настройку
устройства на месте его установки.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| Способ управления процессом уплотнения виброударным модулем | 1991 |
|
SU1834799A3 |
| Способ волнового воздействия на горный массив | 1989 |
|
SU1714160A1 |
| Выдавливатель кома выбивной установки | 1985 |
|
SU1301559A1 |
| Устройство для определения усадки закладочного массива и смещений пород кровли и почвы | 1987 |
|
SU1492052A1 |
| Виброударная установка для формования изделий из бетонных смесей | 1977 |
|
SU737213A1 |
| Виброударный разгрузчик смерзшихся сыпучих материалов | 1986 |
|
SU1359229A1 |
| СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ КОРПУСОВ СУДОВ, ПОСТРОЕННЫХ КАРКАСНЫМ МЕТОДОМ | 2015 |
|
RU2610195C1 |
| Пресс для изготовления изделий из бетонной смеси | 1989 |
|
SU1787779A1 |
| СПОСОБ СЕЙСМОВОЛНОВОГО РАЗУПРОЧНЕНИЯ УГОЛЬНЫХ МАССИВОВ И СКВАЖИННЫЙ СЕЙСМОВИБРАТОР | 2010 |
|
RU2449108C1 |
| Устройство для вибрационной обработки расплавленного металла | 1986 |
|
SU1360889A1 |
Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при ведении горных работ на выбросоопасных пластах в породах, склонных к пучению. Цель изобретения - повышение эффективности и снижение энергоемкости процесса виброобработки горного массива (ГМ) за счет обеспечения околорезойансных режимов воздействия и самоочищения поверхности контакте устройства с ГМ. Устр-ао содержит вибровозбудитель (ВВ) с упругими связями и буфером, прижимную плиту (ПП) и узел прижатия. Устанавливают ВВ и.буфер на ПП и соединяют с ней посредством упругих элементов. На одной из продольных сторон ПП снабжена лемехом и симметрично расположенными относительно продольной оси ВВ и закрепленными на ПП загрузочными емкостями, слу- жащими для заполнения балластом. Эффективная работа устр-ва достигается путем выбора оптимального зазора между ВВ и буфером и жесткости упругих элементов и буфера. Устр-во может перемещаться автономно по почве выработки при использовании в качестве ВВ маятникового вибратора. Для несимметричной обработки ГМ буфер выполняют различной жесткости. разделенным не менее, чем на две части вдоль продольной оси В В, а для присоединения устр-ва к забойным механизмам оно снабжено соединительными шарнирными звеньями. Для настройки устр-ва устанавливают амперметр в цепь двигателя ВВ и контролируют работу ВВ по величине тока. предварительно тарируют режим работы ВВ путем регулирования величины зазора между ВВ и буфером, и механическую настройку в случае превышения значений ускорений ВВ по отношению к определенным по тарировочной зависимости. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил. w w fe ч О СЛ ел Os Јь
фиа.1
